УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СВОЙСТВ МАСЛА В СИСТЕМЕ СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F01M9/02 

Изобретение относится к двигателестроению, к смазочным материалам и технической эксплуатации двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано при регенерации моторных масел во многих отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для стабилизации свойств масла в системе смазки ДВС, содержащее цилиндрический корпус и кассеты со щелочными реагентами, гидродинамическим диспергатором с ультразвуковым излучателем, выполненным в виде цилиндрического стакана с отражательной перегородкой и расположенной напротив сопла. В перегородке сделаны щелевые прорези, а вибрационные пластины изготовлены в виде участков стенки между прорезями. При этом сопло и стакан установлены коаксиально корпусу.

Недостатками этого устройства является пассивация гранул реагента продуктами загрязнения масла и малая эффективность очистки реагента, что замедляет процесс стабилизации свойств масла. Устройство не предусматривает регенерацию отработанного масла в эксплуатационном режиме работы дизеля. Конструктивное решение его очень трудоемкое, а также сложна настройка частоты колебаний.

Цель изобретения беспрерывная стабилизация физико-химических свойств работающего моторного масла ДВС, а также регенерация отработанного масла при доливе на угар вместо свежего, дробление продуктов загрязнения масла в ультрадисперсную смесь для активации физических и хемосорбционных процессов.

Цель достигается тем, что в входной патрубок аппарата стабилизации масла устанавливают специальный гидродинамический диспергатор, с помощью которого постоянно загрязняемый поток масла поструйно дробят, резонируют, омагничивают и кавитируют до кассетного блока с реагентами, тем самым масляный поток превращают в активную ультрадисперсную среду. При этом одновременно на поверхностях диспергатора осуществляют беспрерывные физические процессы по восстановлению свойств масла. Затем активированный поток масла направляют к реагентам кассетного блока, где осуществляют хемосорбционные процессы по стабилизации свойств работающего масла. При такой обработке загрязнений масла на гранулах реагентов отсутствуют осадки и ингибирующие пленки, что обеспечивает беспрерывность процессов стабилизации свойств масла в системе смазки ДВС. Таким образом изобретение обеспечивает бессменную работу моторного масла, а в особых условиях и регенерацию отработанного масла при доливе "на угар" вместо свежего.

На фиг. 1 изображен аппарат стабилизации масла с гидродинамическим диспергатором во входном патрубке; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 принципиальная схема гидродинамического диспергатора с магнитными силовыми линиями; на фиг.4-7 схемы подключения предлагаемого устройства к существующим масляным системам ДВС.

Устройство для стабилизации свойств масла в системе смазки состоит из корпуса 1 цилиндрической формы с фланцевыми патрубками 2 для подключения ввода масла из масляной системы 20 и патрубка 3 для вывода масла из корпуса, крышки 4, установленной на фланце корпуса 1 и закрепленной с помощью болтов 5. Дно 6 соединено с корпусом 1 на сварке. Внутри корпуса 1 установлен блок кассет 7, заряженный реагентами твердого ингибитора в двух нижних кассетах и элементами галлоидного дозатора упакована верхняя кассета. Распорно-упорный болт 8 фиксирует кассетный блок 7 сверху и распирает его между крышкой 4 и дном 6 корпуса 1. Во входной патрубок 2 коаксиально с кольцевым зазором установлен гидродинамический диспергатор 10, снабженный перфорированным фланцем 14 с отверстиями 15. Внутри диспергатора смонтирована соосно перфорированная трубка 16 с отверстиями 17, выполненными в окружном и осевом направлениях. Детали 10 и 16, преимущественно, изготовлены из алюминия, а между собой они жестко связаны посредством двух перпендикулярных стальных осей 18 и 19, при этом ось 18 проходит через кольцевую выточку резонатора 12, а ось 19 через зону диффузора 13. Сопло диспергатора 10 выполнено в виде диффузора 13 со стороны перфорированного фланца 14 и конфузора 11 с противоположной стороны. Между элементами деталей 11 и 13 сделан кольцевой резонатор 12. Выходящий конец перфорированной трубки 16 выполнен с возможностью упора в головку стяжного болта 9 кассетного блока 7.

Эффект индуцируемого магнитного поля в гидродинамическом диспергаторе 10 схематично показан на фиг. 3, где: а) направления магнитных силовых линий (пунктирные) и потоки масла (сплошные); б) эпюра градиента напряженности магнитного поля, проходящего через точки 1', 2', 2", 3' (наибольшая напряженность магнитного поля со знакопеременными значениями находится в суженной части сопла диспергатора); в) эпюра скорости потока масла, проходящего через конфузор 11 и диффузор 13 диспергатора (наибольшая критическая скорость в точке 2 соответствует скорости потока масла, проходящей в суженной части сопла диспергатора).

На фиг.4-7 изображены варианты подключения аппарата стабилизации масла, оборудованного гидродинамическим диспергатором во входном патрубке, с учетом температурного фактора системы смазки ДВС. Приняты следующие обозначения: 20 циркуляционная масляная система; 21 и 22 клапаны, предназначенные для включения устройства в систему или его выключения для регламентных работ с кассетным блоком 7. Этими же клапанами регулируют количественный поток масла (частичный или полнопоточный) в зависимости от допускаемого давления в системе смазки ДВС. Остальные аппараты штатные: 23 штатный фильтр грубой очистки (ФГО); 24 масляный холодильник; 25 двигатель внутреннего сгорания.

Для энергетических силовых установок, где эксплуатируется несколько одинаковых ДВС и имеется резервный двигатель, предусмотрен вариант бесклапанного подключения аппарата стабилизации масла (фиг.4). Такая схема приемлема для береговых электростанций.

Устройство для стабилизации свойств масла в системе смазки двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

Циркуляцию моторного масла в двигателе внутреннего сгорания 25 осуществляют по штатной масляной системе 20 через фильтр грубой очистки 23 и масляный холодильник 24. Корпус 1 аппарата стабилизации масла подключают к штатной системе смазки через патрубки с клапанами 21 и 22. Перед включением аппарата в систему проводят регламентные работы с ним. Отвертывают гайки болтов 5, снимают крышку 4, во входной патрубок 2 устанавливают гидродинамический диспергатор 10 таким образом, чтобы перфорированный фланец 14 плотно лег на дно 6 корпуса 1. Затем на стяжном болту 9 собирают кассетный блок 7 из двух нижних кассет с упаковкой реагентов твердого ингибитора и одной кассеты с элементами йодного (галлоидного) дозатора. Таким образом собранный кассетный блок 7 зажимают гайкой-барашком на стяжном болту 9 и устанавливают центрально в корпус 1 с упором на перфорированную трубку 16 гидродинамического диспергатора 10. После этого на фланец корпуса 1 ложат штатную уплотнительную прокладку и крышку 4, обжимают их болтами 5, а затем болтом 8 распирают кассетный блок 7 с прижатием его к перфорированной трубке 16 гидродинамического диспергатора. Аппарат готов к подключению в систему смазки. При работе двигателя внутреннего сгорания аппарат стабилизации масла путем открытия клапанов 21 и 22 подключают к системе на полный или частичный поток, в зависимости от давления в системе смазки по нормативному документу дизелестроительного завода. В случаях выключения аппарата из системы смазки, например, для проведения очередных регламентных работ перечисленные операции с аппаратом повторяют в обратном порядке.

При этом беспрерывную стабилизацию свойств работающего масла с помощью изобретения осуществляют с момента поступления загрязненного потока масла во впускной патрубок 2, где продукты загрязнения (нагарообразования, сажу, продукты износа деталей трения) предварительно до кассетного блока размельчают (дробят) об острые кромки деталей диспергатора (10 и 16), струйно диспергируют через перфорацию деталей 14 и 16, резонируют в кольцевой выточке 12 и кавитируют осями 18 и 19. Одновременно пристенными потоками получаемой ультрадисперсной масляной среды индуцируют в зонах диспергатора магнитное поле, с помощью которого активируют физические процессы по улучшению свойств работающего масла, а затем активированную среду направляют в кассетный блок и продолжают улучшение свойств масла в хемосорбционных процессах с реагентами твердого ингибитора и элементами галлоида. Таким образом осуществляют беспрерывную стабилизацию и улучшение свойств работающего моторного масла непосредственно в системе смазки ДВС, так как ультрадисперсная и активированная масляная среда не загрязняет гранулы твердого ингибитора и не образует нейтрализующих ингибиторных пленок на их поверхностях. В результате обеспечивают бессменную работу смазки в длительном эксплуатационном периоде, уменьшают количество регламентных работ по подзарядке и перезарядке реагентов, уменьшают расход реагентов и галлоидов, улучшают и/или стабилизируют физико-химические показатели по вязкости, температуре вспышки, механической примеси, щелочному числу, диспергирующей способности и других параметров.

Сущность изобретения: устройство содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. В корпусе на стежном болту 9 установлены кассеты 7 с ингибитором и галлоидом. Во входном патрубке 2 с зазором установлен гидродинамический диспергатор 10 с перфорированным фланцем 14 и осевой перфорированной трубкой 16. Сопло подвода масла дисператора выполнено в виде диффузора 13 со стороны фланца 14 и конфузора 11 с противоположной стороны. Резонатор дисперагтора выполнен в виде кольцевой выточки 12 между диффущором и конфузором. Трубка 16 жестко связана с корпусом дисператора 10 посредством двух осей. Трубка 16 установлена в корпусе дисператора 10 таким образом, что один ее конец упирается в стяжной болт 9. 2 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СВОЙСТВ МАСЛА В СИСТЕМЕ СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, установленные в корпусе на стяжном болту кассеты с ингибитором и галлоидом и гидродинамический дисергатор, снабженный корпусом, соплом подвода масла и резонатором, отличающееся тем, что диспергатор снабжен перфорированным фланцем и установленной по его оси перфорированной трубкой, жестко связанной с корпусом диспергатора посредством двух перпендикулярных осей, сопло выполнено в виде диффузора со стороны фланца и конфузора с противоположной стороны корпуса диспергатора, а резонатор в виде кольцевой выточки между конфузором и диффузором, одна из осей проходит через конец перфорированной трубки в зоне выточки, а другая через трубку в зоне диффузора, при этом диспергатор размещен во входном патрубке с зазором, его перфорированный фланец в полости корпуса под кассетами, а другой конец перфорированной трубки выполнен с возможностью упора в стяжной болт. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус диспергатора и перфорированная трубка выполнены из алюминия, а оси из мягкой стали. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перфорация в трубке выполнена в окружном и осевом направлениях.