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技术领域

本发明涉及资源再利用和汽车循环设计领域，特别是涉及各类机油的抽取过滤净化及直接再使用处理的装置。

背景技术

随着人们的生活水平上涨，汽车已经成为人们出门的日常的代步工具，据统计显示2014年国内汽车保有量将近1.4亿，从前端的汽车销售到后期的汽车维护保养，整个汽车行业前景一片大好。庞大的汽车拥有量将直接导致汽车消耗品的废弃量急剧升高，特别是在所有汽车消耗品中，汽车发动机润滑油的消耗不仅数量惊人，而且如不谨慎处理将会严重污染环境。为此，国家科技部于2013年初正式将“退役乘用车回收拆解与资源化关键技术研究”课题(编号：2013AA040201)，纳入国家高新技术研究发展计划(863计划)，其中，汽车发动机润滑油的处理回收工艺设备的研究是该项目工作计划的重要一环。目前机油抽取技术设备和废机油回收工艺优化逐步受到了广大业内人士的重视，机油抽取技术的快速性、彻底性和机油回收再生工艺也在不断完善，并取得了一定成效。但至今未出现针对保养汽车的废机油快速抽取净化再使用的装置和方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一套在完成废机油抽取的同时，实现废机油过滤净化和直接再使用的废机油快速抽取净化再使用装置。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的废机油快速抽取净化再使用装置，其包括自上而下组装在一起的真空发生器总成、废机油集中箱、白土吸附箱、快速蒸馏箱和多层过滤箱，其中：在真空发生器总成的左、右侧分别设有与之相连的抽油管、回油管，其中，抽油管通过发动机机油尺口伸入油底壳中抽取需更换的机油，回油管下端则伸入再使用机油储存箱中；在白土吸附箱的内部设有由气动马达带动旋转的搅拌器。

所述抽油管、真空发生器总成、废机油集中箱和位于真空发生器总成上的气压表构成该装置的废机油抽取环节，此环节将需要更换的废机油从车辆油底壳中抽取至废机油集中箱中。

所述白土吸附箱、快速蒸馏箱和多层过滤箱构成该装置的废机油过滤净化环节，其通过白土吸附、快速蒸馏和多层精细过滤工艺对需更换的废机油进行过滤净化再生。

所述白土吸附箱设有倒圆台型过滤层，其为可拆洗的多层滤网，该多层滤网通过上下两端的环形卡槽固定于白土吸附箱的底部。

所述快速蒸馏箱采用刮膜式快速蒸馏装置，用以除去物料中少量的水杂质，主要由分配盘、刮膜装置、热媒管、内置冷凝器和机油收集槽组成，其中：分配盘圆心处镶嵌的转动轴与白土吸附箱中搅拌棒底部固定连接于快速蒸馏箱上方；刮膜装置连接于分配盘底部；热媒管镶嵌于箱壁四周；内置冷凝器则通过箱体底部斜面上的卡槽孔固定于箱体内部。

所述快速蒸馏箱的箱体底部截面设计有能使水分可以沿着底部斜面流入水分出口后排出快速蒸馏箱箱体的坡度。

所述快速蒸馏箱与白土吸附箱直接相连，气动马达同时驱动白土吸附箱中的搅拌器和快速蒸馏箱中的分配盘旋转，搅拌器为四叶形搅拌棒。

本发明提供的上述废机油快速抽取净化再使用装置，其用途是：该装置用于汽车维修保养时，针对从车辆中抽取出来的废弃发动机润滑油进行快速抽取、过滤、净化和再使用。

该装置应用时，其废机油快速抽取净化再使用流程分为三步：

(1)废机油抽取环节，从车辆油底壳中抽取废机油至废机油集中箱。

(2)废机油过滤净化环节，通过白土吸附、快速蒸馏和多层精细过滤工艺对需更换的废机油进行过滤净化再生；

所述白土吸附工艺是：当废机油流入白土吸附箱后，白土通过该白土吸附箱的箱体上的白土添加口与废机油混合，吸附废机油中的色素、杂质，以及酸碱氧化物，在白土与油品充分接触吸附20～40min后，打开所述箱体底端的放油球阀，物料在向下流动的过程中，经过倒圆台型过滤层后，流入快速蒸馏箱；

所述快速蒸馏工艺是通过快速蒸馏箱实现的，具体为：物料流入物料分配盘后，在离心力的作用下分布于快速蒸馏箱热媒管的加热面上，并在刮膜装置作用下形成均匀的液态膜，沿着箱壁向下流动，水分不断被蒸发出来，在内置冷凝器上冷凝液化后流到底部的水分出口后排出，机油组分则沿着加热后的箱壁流到底部的机油收集槽后流入多层过滤箱；

所述多层精细过滤工艺是通过多层过滤箱实现的，具体为：当物料流入多层过滤箱后，旋转螺纹压杆调整左侧压紧板位置向右移动，使物料通过不同滤网间隙的多层滤板后，流入再使用机油储存箱，从而达到精细过滤效果。

(3)机油直接回油再使用环节，将再生废机油从再使用机油储存箱中抽取回流至车辆油底壳的同时，为了最大程度的恢复其原始使用性能，根据实际情况加入不同种类的润滑油添加剂，最终实现废机油快速抽取净化再使用。

本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：

1.可行性高，系统性强。

本发明装置的设计初期，对保养车辆跟换下的废机油进行了大量检测分析，发现该类油品理化指标基本正常(参见表1)，仅存在部分磨损元素和外界污染元素的含量略微偏高(参见表2)，结论是在注意防尘密封的情况下，该类润滑油是可以继续使用的(参见图8)。之后根据检测分析结果，针对废机油的不同劣化变质范围，本发明装置制定了系统的工艺流程，具有较高的可行性和系统性。

2.结构简单，设计巧妙，针对性强。

本发明装置在工艺流程设计过程中，秉着简单、实用、高针对性和灵活性的初衷，装置首先将保养车辆需更换的废机油经过粗滤网抽取至预存箱中，在机油温度还处于较高水平时，直接进行白土吸附工艺，减少了对机油的二次加热环节。在除水蒸馏环节，根据更换下的废机油含水量变化较小的特点，设计了快速短程蒸馏结构，不仅结构简单而且针对性较强。本发明装置最后环节，设计的是多层精细过滤环节，不仅可根据机油使用里程数多少选择合适间隙密度的滤板，而且可以根据不同工况需求的机油加入不同种类的机油添加剂以恢复机油原始性能。此外，装置设计的双向真空发生器总成，不但可以从保养车辆中抽取需更换的机油，而且可以将过滤净化后可再使用的机油回流至车辆油底壳中，故本装置不仅结构简单、针对性强，而且设计巧妙。

3.滤清回收效果显著，适用范围广。

本装置各结构布置巧妙合理，采用多层次过滤净化手段，不仅占用体积小，而且经实践分析后发现滤清效果明显，经过滤净化的废机油完全达到机油再使用标准。此外本装置还可面向所有机械领域使用后的废机油进行处理，根据不同机械设备所用的不同废机油型号，设定相关处理参数，以满足不同层次的需要，具有适用范围广的优点。

总之，本发明具有可行性高，实用性好，针对性，结构简单，灵活性强，滤清回收效果显著，适用范围广，成本低廉且不会对外界环境造成任何污染等突出特点，同时也是对废弃资源回收直接再利用理念的延伸和探索。

附图说明

图1是本发明装置废机油过滤、净化、再使用工艺流程图。

图2是本发明装置整体结构图。

图3是本发明装置真空发生器总成结构图。

图4是本发明装置废机油集中箱结构图。

图5是图4的A-A剖视图。

图6是本发明装置白土吸附和快速除水箱结构图。

图7是多层过滤箱和可再使用机油储存箱结构图。

图8是检测报告示例示意图。

图中：1.抽油管；2.真空发生器总成；3.废机油集中箱；4.气动马达；5.白土吸附箱；6.快速蒸馏箱；7.多层过滤箱；8.再使用机油储存箱；9.回油管；10.滚轮；11.球阀；12.气压表；13.供气口；14.喷嘴；15.扩散室；16.空气球阀；17.排气口；18.抽油吸入口；19.混合腔；20.混合排气腔；21.回油吸入口；22.导油管；23.废机油集中箱盖；24.粗滤网；25.容积刻度；26.弧形导油结构；27.白土添加口；28.搅拌棒；29.分配挡板；30.分配盘；31.刮膜装置；32.热媒出口；33.热媒管；34.内置冷凝器；35.热媒入口；36.机油收集槽；37.冷介质入口；38.冷介质出口；39.水分出口；40.螺纹压杆；41.横梁；42.压紧板左极限位置；43.压紧板右极限位置；44.滤板；45.压紧螺纹；46.止推板；47.纵梁；48.固定螺纹孔；49.连接油管；50.横梁轴向固定套筒；51.固定轮；52.导向轮；53.过滤层；54.横梁轴向固定卡套。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面结合具体的实施例和附图进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

本发明提供的是一种废机油快速抽取净化再使用装置，其结构如图2所示，包括自上而下组装一起的真空发生器总成2、废机油集中箱3、白土吸附箱5、快速蒸馏箱6和多层过滤箱7，其中：在真空发生器总成2的左、右侧分别设有与之相连的抽油管1、回油管9，回油管9的下端伸入再使用机油储存箱8中；在白土吸附箱5的内部设有由气动马达4带动旋转的四叶形搅拌棒28，气动马达4置于白土吸附箱5的上方；在多层过滤箱7的右侧设有与之连接在一起的再使用机油储存箱8，它们的底部设有滚轮10。

所述抽油管1、真空发生器总成2、废机油集中箱3和气压表12构成本装置的废机油抽取环节，该环节将需更换的废机油从车辆油底壳中抽取至废机油集中箱3中。

所述抽油管1由抽油针管和抽油硅橡胶管组成，其中抽油针管采用钢材质位于抽油管前端，长70cm，用于插入汽车发动机的机油尺口抽取发动机内需跟换的机油；抽油硅橡胶管采用耐高温防腐蚀硅橡胶管，长80cm(此抽油管长度也可根据实际需要加长或缩短)，一头通过内螺纹橡胶管接头与抽油针管相连，另一头接真空发生器总成。

所述真空发生器总成2由结构相同的抽油回路I和回油回路II组成(参见图3)，主要结构包括：用以与提供压缩空气的供气口13、喷嘴14、扩散室15、空气球阀16、排气口17、抽油吸入口18、混合腔19、混合排气腔20、回油吸入口21和导油管22。

所述抽油回路I工作时，气动系统中压缩空气通过抽油回路I左端的供气口13进入喷嘴14。在左侧空气球阀16-1打开后，压缩空气经过喷嘴14被高速喷射，在喷嘴14出口形成射流，产生卷吸流动。在卷吸作用下，使得左侧喷嘴14出口周围的空气不断地被抽吸走，使抽油吸入口18内的压力降至大气压以下，形成一定真空度，于是抽油管1将发动机油底壳内机油快速的抽出。抽出后的机油与气体混合进入混合腔19，气体通过混合腔19上方打开的排气口17排出，机油则通过下端打开的球阀11流入导油管22，进入废机油集中箱3。

所述回油回路II工作时，气动系统中压缩空气通过回油回路II右端的供气口13进入喷嘴14，压缩空气经过右侧喷嘴14被高速喷射，在喷嘴14出口形成射流，产生卷吸流动。在卷吸作用下，使得右侧喷嘴14出口周围的空气不断地被抽吸走，使回油吸入口21内的压力降至大气压以下，形成一定真空度，于是存储于再使用机油储存箱8的再生机油在回油吸入口21处被快速吸出，使再生机油与气体混合进入混合腔19，再经过抽油回路的混合腔19后，气体通过回油吸入口21上方打开的排气口17排出，机油则通过下端的抽油管1，回流到汽车发动机油底壳内部。

所述空气球阀16为进气口压缩空气控制球阀，用来做切断、分配和改变气动系统提供的压缩空气的流动方向。空气球阀16阀体采用具有耐高温、耐高压、耐磨的钢材料。密封采用优质聚四氟乙烯的软密封形式，密封面都经特殊润滑处理。

所述气压表12置于真空发生器上端，用于监控真空发生器总成的供气口处气压大小。

所述废机油集中箱3，参见图4和图5，主要由：废机油集中箱盖23、粗滤网24和圆筒形箱体组成(参见图4)。其中，废机油集中箱盖上的导油管22通过螺纹与真空发生器总2成底部中间的球阀11连接。废机油集中箱盖23为塑料件，与废机油集中箱体3采用螺纹连接。为了便于在抽油过程中观察废机油数量多少，废机油集中箱3材料采用透明塑料，且箱体上设计有容积刻度25。粗滤网24通过滤网卡槽放置废机油集中箱内部，滤网为间隙100um的铝制材料，当滤网使用一段时间后，可旋开箱盖从卡槽上方直接拿出清洗。圆筒形箱体底部设计为弧形导油结构26，并有四个导油口。四个导油口均与导油管22的一端采用螺纹连接，导油管22的另一端采用外螺纹与白土吸附箱5的导油口连接。

所述白土吸附箱5、刮膜式快速蒸馏装置6和多层过滤箱7构成本装置的废机油过滤净化环节，其通过白土吸附、快速蒸馏和多层精细过滤工艺对废机油进行过滤和净化。

所述的废机油过滤净化环节中，由于白土在70℃或以上时采用接触法搅拌后白土吸附效果最佳，而刚抽取出的机油温度约为80～90℃，所以，在废机油抽取工作完成后马上采取白土吸附工艺，不仅避免了机油加热过程的能量消耗，而且是装置结构更加简单。

所述白土吸附工艺是当废机油流入白土吸附箱5后，白土通过圆筒形箱体上的白土添加口27与废机油混合，吸附废机油中的色素、杂质，以及酸碱氧化物，在白土与油品充分接触吸附20～40min后，打开圆筒形箱体底端的放油球阀11，物料在向下流动的过程中，经过倒圆台型过滤层53后，流入快速蒸馏箱。

所述白土吸附箱5主要由保温圆筒形箱体、气动马达4、白土添加口27和搅拌棒28组成(参见图5)。其中，为了保证吸附过程中的吸附温度，保温圆筒形箱体则采用圆筒形保温材料制成，其内部设有由气动马达4带动旋转的四叶形搅拌棒28，搅拌速度约为100r/min。

所述气动马达4置于保温圆筒形箱体上方，依靠车间内的气动系统提供原始动力。

所述倒圆台型过滤层53为可拆洗的多层滤网，其中多层滤网通过上下两端的环形卡槽，固定于白土吸附箱5底部。

所述快速蒸馏工艺设计的是一种简易的刮膜式快速蒸馏装置6，用以除去物料中少量的水杂质，参见图6，主要由：分配盘30、刮膜装置31、热媒管33、内置冷凝器34、机油收集槽36和水分出口39组成。其中，物料首先流入快速蒸馏箱上部的物料分配盘30后，在离心力的作用下分布于快速蒸馏箱热媒管33的加热面上，并在刮膜装置31作用下形成均匀的液态膜。物料在沿着快速蒸馏箱箱壁向下流动的过程中，物料中的水分不断被蒸发出来，在内置冷凝器34上冷凝液化后流到快速蒸馏箱箱体底部。快速蒸馏箱箱体底部截面设计有一定坡度(例如5°)，使水分可以沿着底部斜面流入水分出口39后排出快速蒸馏箱箱体。机油组分则沿着高温壁流到底部的机油收集槽36后流入多层过滤箱7。

所述热媒管33为环形结构，位于快速蒸馏装置6圆筒形箱体壁处，外界提供的热媒物质通过下方的热媒入口35进入热媒管33后，由上方的热媒出口32导出。

所述内置冷凝器34为倒圆筒形结构，位于快速蒸馏装置6圆筒形箱体内部，冷凝物质通过冷介质入口37入口流入，冷介质出口38流出。

所述物料分配盘30为实心圆盘，上端设有分配挡板29，防止油液飞溅。分配盘的圆心处镶嵌的转动轴与白土吸附箱5中的搅拌棒28底部采用直接固定连接。

所述废机油过滤净化环节的过滤工艺采用多层过滤箱7完成。

所述多层过滤箱7是一种矩形板框压滤装置，参见图7，主要由螺纹压杆40、横梁41、滤板44、止推板46、纵梁47和压紧板组成。其中，旋转左端带有压紧螺纹45的螺纹压杆40即可调整左侧压紧板和滤板44在压紧板左极限位置42、压紧板右极限位置43范围内移动，止推板46则是固定右侧滤板位置。当物料流入多层过滤箱后，旋转螺纹压杆40推动压紧板从压紧板左极限位置42至压紧板右极限位置43过程中使物料通过滤板44以达到过滤效果。

所述多层过滤箱7的基座由三根纵梁47、一根横梁41和底板组成，纵梁47通过两个横梁轴向固定卡套54和一个横梁轴向固定套筒50固定横梁位置。多层过滤箱基座底板下设有两个固定轮51和两个导向轮52，可使装置方便移动。其中，横梁41左端为螺纹压杆40，左端横梁设计有旋向螺纹，横梁41中段有两个固定螺栓孔48，用以固定止推板46位置。止推板46下端设有连接油管49，当打开连接油管49中球阀11后，过滤后的机油物料即可进入再使用机油储存箱8。

所述滤板44为矩形，共有六层，置于多层过滤箱7的右端，滤板44的滤网间隙从左到右一次减小。在选择螺纹压杆40时，压紧板逐级右移，可实现废机油的多层次逐级过滤。

所述再使用机油储存箱8和回油管9构成本装置的直接回油再使用环节，将再生废机油从再使用机油储存箱中抽取回流至车辆油底壳中。

所述再使用机油储存箱8采用矩形箱体，参见图7，该箱体上端设有一个圆形孔，在插入回油管9后通过真空发生器总成2抽取过滤净化后的机油至车辆油底壳的同时，为了最大程度的恢复其原始使用性能，根据实际情况加入不同种类的润滑油添加剂，实现跟换废机油的快速抽取净化以及直接再使用。

本发明提供的上述废机油快速抽取净化再使用装置，其在保养汽车的废机油快速抽取净化再使用中的应用。

本装置应用时，参见图1，其废机油快速抽取净化再使用流程分为三步：

(1)废机油抽取环节，从车辆油底壳中抽取废机油至废机油集中箱。

(2)废机油过滤净化环节，通过白土吸附、快速蒸馏和多层精细过滤工艺对需更换的废机油进行过滤净化再生。

(3)机油直接回油再使用环节，将再生废机油从再使用机油储存箱中抽取回流至车辆油底壳的同时，根据实际情况加入不同种类的润滑油添加剂，实现废机油快速抽取净化再使用。

表1 油品理化性检测结果

表2 油品光谱分析结果