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技术领域

本发明涉及汽车加工技术领域，特别是涉及一种脱脂槽的除油净化系统。

背景技术

汽车涂装前处理是重要的工艺生产线，而脱脂是首要的关键工序，为了获 得良好的涂装质量，满足涂层抗腐蚀性及外观装饰性的要求，脱脂槽内的脱脂 液在使用一段时间后，会有很多的浮油或者油颗粒，而且油脂含量仅在数千ppm 左右，但是其对生产质量的影响却不容忽视，这就需要对脱脂液进行油水分离， 传统的油水分离一般利用泵吸取表面液层或者在循环管路中设置支路获取液体 并对其进行油水分离，但是因为脱脂槽内液面波动大，造成泵吸取的液体或者 循环管路中的油脂含量很低，导致实际有效除油率偏低，造成能源浪费。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能有效提高 油脂抽排效果的脱脂槽的除油处理系统。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种脱脂槽的除油净化系统，包括设置在脱脂槽内的无动力偏转式撇油器 和油水分离装置，所述的撇油器包括至少一个右侧形成有进液口的偏转桶和固 定设置在液面以下的轴管，所述的轴管一端连通至外部另一端封闭；所述的轴 管贯穿所述的偏转桶中下部且所述的偏转桶可相对轴管在竖直方向自由转动， 所述的轴管位于偏转桶内的管壁上开设有狭槽，所述的轴管经抽吸泵或溢流至 油水分离装置，所述的油水分离装置包括依次设置的加热破乳腔、油水分离腔 以及收集机构，所述的加热破乳腔底部或侧底部形成有进液口，加热破乳腔内 部设置有加热器；加热破乳后的液体溢流进入油水分离腔，油水分离腔的上浮 液溢流入收集机构，所述的油水分离腔的下清液自流或泵吸返回至脱脂槽。

所述的收集机构包括设置在油水分离腔的上浮液的长条状出液口外侧且斜 向下延伸的导流板，固定设置在所述的出液口侧的水仓，以及固定设置在所述 的水仓内的集油仓，所述的集油仓与出液口相邻侧的侧板与油水分离腔保持预 定间隔且该侧板顶部上端沿远离出液口的方向斜上延伸形成有折弯段且该折弯 段的上侧边低于导流板的上侧边，所述的导流板与折弯段间形成有间隙和/或所 述的导流板下端形成有狭槽，上浮液进入导流板和折弯段间后上浮的油液溢过 折弯段进入集油仓，下沉的清液经所述的间隙或狭槽进入水仓并自水仓侧壁上 的开槽溢出。

所述的油水分离腔包括依次溢流设置的填料分离腔和斜板分离腔。

所述的油水分离装置包括长方体型壳体，两个竖隔板将壳体内腔体分割成 构成加热破乳腔的右腔、构成填料分离腔的中腔，以及左腔，所述的左腔被隔 断板分成与填料分离腔溢流连通的斜板分离腔以及清液腔，所述的水仓设置在 所述的清液腔内，所述的填料分离腔的底部及斜板分离腔底部分别经管路连接 至清液腔的套管，所述的水仓的侧壁上设置有开槽，在所述的开槽处固定设置 有高度可调的挡水板，所述的挡水板上下可调以调节导流板和折弯段的油水分 界面，所述的清液腔内的下清液自流或泵吸返回至脱脂槽。

在所述的轴管上固定设置有限位板，在所述的限位板上形成有限位槽，在 所述的偏转桶上对应地设置有被局限在所述的限位槽内的限位杆。

偏转桶包括相连通的右腔、中腔和左腔，所述的右腔为方筒状，所述的左 腔包括前后侧板以及后圆弧板，所述的中腔将左腔和右腔连通且截面呈矩形， 所述的中腔上端与右腔齐平，下端相对右腔向下凸出而与左腔齐平，所述的轴 管设置在中腔底部。

所述的脱脂槽在左端板前部设置有纵向隔板以构成隔离区，在所述的纵向 隔板右侧设置有中部向右突出的分流板，所述的分流板上部高于液面预定高度， 所述的分流板前后两端与脱脂槽侧壁保留有进油通道，所述的纵向隔板与所述 的进油通道对应处设置有开槽，所述的撇油器设置在所述的隔离区。

所述的脱脂槽左端向左突出地形成有延伸段，所述的纵隔板设置在所述的 延伸段。

在所述的分流板上部固定设置有防浪板，所述的防浪板的右侧边相对于所 述的分流板向右呈弧形或者折角状突出。

所述的防浪板设置在液面4-8cm之上，所述的防浪板右端向下倾斜。与现 有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过隔离区的设置在相对波浪较小的入液端并通过分流板将涌浪的 波动消除，同时仅收集上层含有油脂较多的液体，有效提高撇油器的油液收集 效果，提高整体的除油效果，而且无东西损耗，实现节能减排。其中本发明的 偏转桶利用偏转桶内的液面差，实现了偏转桶的自平衡并保证进液口位于液面 以下数毫米处，有效控制进入偏转桶内的水含量，增加对表层漂浮油脂的抽取 效果，同时，当外部液面变化时，具有良好的适应性和很小的弛豫时间，能有 效满足脱脂槽的使用要求。

附图说明

图1所示为本发明的脱脂槽的结构示意图；

图2所示为局部侧视示意图；

图3所示为局部俯视示意图；

图4所示为本发明的无动力偏转式撇油器的截面结构示意图；

图5所示为工作态的撇油器结构示意图；

图6所示为偏转桶自重产生的力矩分析示意图；

图7所示为浮力产生的力矩分析示意图；

图8所示为本发明的油水分离装置的俯视结构示意图；

图9所示为油水分离装置的剖面结构示意图；

图10所示为左腔的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处 所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的脱脂槽的除油净化系统包括设置在脱脂槽内的撇油器，经过撇油 器撇出的液体进入所述的油水分离装置，其中油水分离装置的设置位置不同分 为两类，一类是将撇油器收集的液体溢流进入油水分离装置，处理后的液体水 分部分经由泵抽回脱脂槽，另一种是将撇油器收集的液体溢流直接泵入上方的 油水分离装置，处理后的液体水分部分经管路溢流返回脱脂槽。

为便于有效收集脱脂槽内的表面浮层油脂，本发明针对脱脂槽做了改进， 具体如图1-3所示，脱脂槽1的左端板前部设置有纵向隔板2以相对右侧的脱 脂槽空间构成液体不能直接进入的隔离区，在所述的纵向隔板右侧设置有中部 呈弧形或者折角状向右突出的分流板3，所述的分流板上部高于液面预定高度， 一般高于液面4-8cm，所述的分流板前后两端与脱脂槽侧壁保留有进油通道，所 述的纵向隔板与所述的进油通道对应处设置有开槽以允许边缘侧的液体进入隔 离区；在脱脂槽的左端，即车辆进入端设置隔离区，该隔离区可将脱脂槽内的 液体隔开，防止车辆进出时波动直接导致隔离区的液面剧烈变化，同时，利用 中凸的分流板，将车辆进出的造成的涌浪引导消散，并且将上表面漂浮的油脂 及乳化后的油脂等汇集至其两侧，并经由两侧的进油通道和开槽进入隔离区， 优选地，所述的脱脂槽1左端向左突出地形成有延伸段6，所述的纵隔板设置在 所述的延伸段，加长式设计，减弱左端部的涌浪，继而采用分导筛选设计，将 顶层含油脂最多的部分引导、汇集并流入至隔离区，有效提高去油效果，同时 提高后续撇油器的工作效率。

其中，本发明在描述时，以图1所示的左右方向为纵向，即脱脂槽的长度 方向为纵向，以与纵向垂直的方向为横向，即以脱脂槽宽度方向为横向，所述 的分流板横向地设置在液面处。

优选地，在所述的分流板上部水平地或者右侧向下倾斜地固定设置有防浪 板4，所述的防浪板的右侧边相对于所述的分流板向右突出，利用相对分流板向 前突出的防浪板设计，有效避免涌浪冲击产生的浪花飞溅现象，避免液体四溢， 提高工作环境，而且也避免液体直接进入隔离区。多个撇油器可直接间隔设置 在隔离区，同时在隔离区上部设置与各撇油器对应的上盖5，通过上部遮盖的方 式，避免液体直接进入隔离区。

本发明通过隔离区的设置在相对波浪较小的入液端并通过分流板将涌浪的 波动消除，同时仅收集上层含有油脂较多的液体，有效提高撇油器的油液收集 效果，提高整体的除油效果，而且无东西损耗，实现节能减排。

虽然隔离区内的油水中油脂含量比脱脂槽内高了数倍甚至数十上百倍，但 是仍然很少，为提高隔离区内的油水收集效果，如图4-5所示，本发明的无动 力偏转式撇油器包括右侧形成有进液口110的偏转桶11和由支架固定设置在液 面以下的轴管12，所述的轴管一端连通至外部另一端封闭；所述的轴管贯穿所 述的偏转桶中下部且所述的偏转桶可相对轴管自由转动，所述的轴管位于偏转 桶内的管壁上开设有狭槽13，优选地，所述的轴管经抽吸泵与外部连通，当然 也可靠重力实现偏转桶内液体自流出。其中，当偏转桶处于液体中，偏转桶的 进液口与液面齐平，或者位于液面下预定距离，如1-10mm时，所述的偏转桶自 身重力相对轴管的力矩为逆时针方向，所述的偏转桶左侧的腔体相对右侧的腔 体向下突出以增大左侧浮力力矩，浮力力矩为顺时针方向，即重力力矩和浮力 力矩的平衡实现工作态的自平衡。

其中，所述的偏转桶为右侧开口的腔式结构，优选，偏转桶的左端为圆弧 面结构，且横截面积大于右端开口侧的横截面积，即，当进液口的下侧边与液 面基本持平，或者进液口的下侧边位于液面以下3-10mm，如5mm时，偏转桶的 筒体本身重力相对轴管的旋转力矩为逆时针方向，因为偏转桶内的液体会不断 流出，偏转桶内的液面会低于偏转桶外部的液面，则偏转桶所受到浮力的旋转 力矩为顺时针方向，通过设计偏转桶的形状、壁厚等，以及通过偏转桶内液面， 即轴管与偏转桶的连接位置，可使偏转桶自身产生的旋转力矩和浮力产生的旋 转力矩平衡，达到偏转桶的一个自平衡态。

本发明的偏转桶利用偏转桶内的液面差，实现了偏转桶的自平衡并保证进 液口位于液面以下数毫米处，有效控制进入偏转桶内的水含量，增加对表层漂 浮油脂的抽取效果，同时，当外部液面变化时，具有良好的适应性和很小的弛 豫时间，能有效满足脱脂槽的使用要求。

具体来说，本发明其中一个实施例的偏转桶包括相连通的右腔、中腔和左 腔，所述的右腔为方筒状，其具体包括底板，与底板垂直设置的两个侧板，以 及与侧板垂直的顶板，所述的侧板的右侧边与顶板的夹角为钝角，即，底板相 对右板向前突出以构成唇状进液口，同时减少右腔相对轴管的旋转力矩。所述 的左腔包括前后侧板以及后圆弧板，所述的中腔将左腔和右腔连通且截面呈矩 形，所述的中腔上端与右腔齐平，下端相对底板向下凸出而与左腔齐平。所述 的轴管设置在中腔底部，即实现了轴管左侧腔体相对右侧腔体向下突出，采用 该种形状可增大轴管左侧的自重力矩，同时因为逗号式设计，左侧和中侧的大 截面积，更能提供较大的浮力矩以保证偏转桶做到平衡态工作，同时前突式设 计，保证等大范围的液面适应性。

优选地，在所述的轴管上固定设置有限位板，在所述的限位板上形成有限 位槽14，在所述的偏转桶上对应地设置有被局限在所述的限位槽内的限位杆15， 通过限位槽和限位杆的配合，可将所述的偏转桶限定在一定角度内，防止其发 生倾覆，能使其快速进入工作的自平衡状态。同时，所述的轴管上固定设置有 竖直的指示杆16，在所述的指示杆上设置有最高工作液位指针17和最低工作液 位指针18以便于为安装定位该撇油器提供指示信息，优选地，所述的限位板和 指示杆一体形成。

近一步的，为提高撇油处理量，提高设备的使用率，可将多个偏转桶对应 地串联在同一个轴管上，这同样能实现本发明之目的。

具体理论分析如下，如图6所示，轴管的中轴线和进液口下侧边所在平面 与水平面的夹角为α，以上述具体实施例中的偏转桶为例，左腔M1、中腔M2、 右腔M3的壳体的重力相对轴管产生的旋转力矩分别即为M1(α)，M2(α)，M3 α)，

偏转桶外壳重力引起的旋转力矩表达为：

M逆＝M1(α)+M2(α)-M3(α)

此时，M逆大于0，偏转桶有逆时针旋转的趋势。则，初始状态，因为轴 管周边缝隙的缓慢渗漏，撇油桶内外液面逐步达到平衡，进液口会朝上或者达 到最上极限位置。

偏转桶开始工作后，尤其是偏转桶内液体被抽吸泵泵出后，偏转桶内液面 下降，因轴管垂直方向左侧空腔大于右侧空腔且左侧空腔相对向下突出，造成 轴管两侧浮力不平衡，产生顺时针旋转力矩M顺。

如图7所示，顺时针力矩：M顺＝M4(α)-M5(α)

其中，所述的M4(α)和M5(α)为轴管垂直方向左右两侧、偏转桶内液面与 外部液面间的腔内体积所产生的浮力相对轴管的旋转力矩，其中，左侧浸入内 偏转桶内液面以下部分产生的浮力仅为该部分壳体的体积，忽略不计。

即，随这偏转桶内液面下降，浮力产生的顺时针力矩逐步加大，当大于偏 转桶自身重力的逆时针力矩时，偏转桶开始顺时针旋转，当进液口进入液面以 下，偏转桶开始进液，当进液量和偏转桶出液量相同时，即桶内液面被保持在 预定位置时，达到力矩动态平衡，偏转桶不再大幅旋转，基本保持不动，此时 偏转桶进液量和出液量达到平衡，进液口保持在液面下5mm左右，收集液面浮 油，进液口的下侧边在液面下的深度与抽吸泵的泵出量相关。当外部液面发生 变化时，浮力力矩发生变化，力矩平衡被破坏，则偏转桶的进液口随即上升或 下降并再次实现力矩平衡，平衡过程与上述通，不复赘述。

为进一步处理撇油器收集的油水，如图8-10所示，所述的油水分离装置包 括依次设置的加热破乳腔、油水分离腔以及收集机构，所述的加热破乳腔底部 或侧底部形成有进液口，加热破乳腔22内部设置有加热器221；加热破乳后的 液体自顶部溢流进入油水分离腔，油水分离腔的上浮液溢流入收集机构，所述 的收集机构包括设置在油水分离腔的上浮液的长条状出液口侧且斜向下延伸的 导流板262，固定设置在出液口侧的水仓28，以及固定设置在所述的水仓内的 集油仓29，所述的集油仓与出液口相邻侧的侧板与分离腔保持预定间隔且该侧 板顶部上端沿远离出液口的方向斜上延伸形成有折弯段291且该折弯段的上侧 边比导流板的上侧边低预定距离，如5mm，所述的导流板262与折弯段间形成有 间隙和/或所述的导流板下端形成有狭槽，上浮液进入导流板和折弯段间后上浮 的油液溢过折弯段进入集油仓29最终经排油管292排出集中处理，下沉的水经 所述的间隙或狭槽进入水仓并自水仓侧壁上上的通道，如开槽溢出。所述的有 水分离腔可采用重力式沉降分离腔、离心式分离、电分离、吸附分离、气浮分 离等任意形式。

本发明的油水分离装置，在进行初步油水分离后，针对上浮液的排出再次 进行筛分处理，在水仓的稳流下利用出口处的导流板和折弯段构成一个缓流腔 池，上浮液缓慢进入油液上浮在表面，水在下部并逐步从狭槽或者间隙流下并 实现油水最终分离，而积聚在上层的油液会逐步变厚，在水仓排水液面与出液 口液面两者之间液面差的作用下。该液面差一般在2-8mm，如5mm，上面的油液 逐步漫过折弯段进入集油仓，这样能保证进入集油仓内的液体中油的含量在90％ 以上。而且，在导流板上的狭槽设置，有效避免上浮液进入缓流腔池时产生紊 流等情况，保持油水分离面稳定。所述的水仓的侧壁上设置有开槽，在所述的 开槽处固定设置有高度可调的挡水板281，所述的挡水板上下可调以调节导流板 和折弯段的油水分界面。

优选地，所述的油水分离腔包括依次溢流设置的填料分离腔23和斜板分离 腔24，填料如鲍尔环、阶梯环等，破乳后的液体首先进入填料分离腔，在液体 缓慢下沉通过的同时，小的油滴在填料表面停留、汇集成大油滴、然后上浮并 汇集成上浮液缓慢溢流至斜板分离腔，经过填料分离腔处理，90％的处理后的清 液回流，10％左右的上浮液进入斜板分离腔24，进入到斜板分离腔后的液体在浅 池原理下，再次实现油水分离，斜板分离腔的上浮液最终经上述的收集机构而 实现最终的油收集。同时，为提高整体相配合的处理效果，填料分离腔和斜板 分离腔的容积比为3-6，优选为4，这样将各级处理能力有效结合，保证整体的 处理效果。

其中，作为一个优选实施方式，如图1-3所示，本发明的油水分离装置把 包括长方体型壳体1，两个竖隔板将壳体内腔体分割成构成左右相邻的加热破乳 腔22的右腔、构成填料分离腔23的中腔，以及左腔，所述的左腔26被隔断板 25分成与填料分离腔溢流连通的前后设置的斜板分离腔24和清液腔27，所述 的水仓28设置在所述的清液腔27内，所述的填料分离腔的底部及斜板分离腔 底部分别经管路连接至水仓的套管，其中，所述的隔断板25包括竖直部、与所 述的斜板贴紧的倾斜部以及水平部，所述的套管的外管与水平部固定连接。采 用斜板与清液腔上下交错设置的形式，有效保证空间节省利用。同时，对填料 分离腔和斜板分离腔的清液进行统一分别由套管32、42进行出水处理，可便捷 调整各级处理速度，保证整体处理效果，而且将清液汇集利于统一回流至脱脂 槽。

即，斜板分离腔的基本原理就是浅池原理，斜板分离腔内斜板261倾斜260 度布置，同时斜板与竖隔板呈垂直布置，即斜板之间的间槽延伸方向与液体进 入方向相同，这样有利于各斜板间的油液上浮，而且也能占用清液腔下部空间， 整体集成高，有效节省空间。

同时，在中腔的溢流出液侧填料之上设置有三角形导油液板231以引导上 浮油液进入斜板分离腔，防止在角落处积聚，影响整体处理效果，而且该三角 形导液板可便捷拆洗或者掀起，以便进行填料区物料的清洗或更换。同时在斜 板分离腔的出液侧与导流板对应地形成有两个三角形导油板261以将上浮的油 液引导至溢流口，实现最终的油水分离和收集。

本发明采用集成化设置，将破乳、填料、斜板以及油液最终收集和各级过 滤处理后的水汇集的水腔为一体，构成箱柜式结构，合理利用空间，实现填料 和斜板的最佳配合比例，逐级有效配合，提高整体的除油效率，而且填料和斜 板无消耗，清洗后反复使用，有效降低除油成本，分离出的废油含油量达到90％， 大大降低了废液处理的费用，同时节省有效成分的脱脂液，所以特别适合涂装 线使用

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。