СПОСОБ ОЧИСТКИ МОТОРНОГО МАСЛА ОТ ПРОДУКТОВ СТАРЕНИЯ И ЗАГРЯЗНЕНИЙ Российский патент 2004 года по МПК C10M175/02 

Изобретение относится к очистке нефтяных масел, в частности к очистке работающих моторных масел от продуктов старения и загрязнений, и может быть использовано на предприятиях сельскохозяйственного, автотранспортного, строительного производства и других отраслей хозяйственной деятельности, использующих автотракторную технику и двигатели внутреннего сгорания.

Известен способ регенерации отработанных нефтяных масел (см. патент Франции 2307035, кл. G 10 М 11/00, 1976 г.) путем обработки их при нагревании разделяющим агентом, в качестве которого используют водные растворы неорганических солей, например карбоната натрия, тринатрийфосфата, последующего отстоя и разделения образующих слоев.

Недостатки данного способа заключаются в следующем. Указанный способ применяется для обработки отработанных масел, слитых их картеров двигателей и смазочных систем машин; применение таких веществ, как тринатрийфосфат, кальцинированная сода, жидкое стекло, серная кислота способствует образованию в маслах сильнощелочной или кислотной сред, что влечет за собой необходимость их дополнительной очистки, а применение указанных веществ для очистки работающих моторных масел недопустимо, так как они разрушающе воздействуют на детали двигателя, особенно из цветных металлов.

Наиболее близким из известных способов к заявляемому по достигаемому эффекту является способ очистки отработанного масла (см. патент РФ 2078127, МКП 6 С 10 М 175/02, 1997 г.), заключающийся в том, что масло нагревают до температуры 80-100^oС и смешивают его с 30-50% водным раствором карбамида, взятым в количестве 0,5-1% по сухому веществу от массы очищаемого масла.

К недостаткам данного способа следует отнести следующее. При очистке работающего масла водным раствором карбамида в процессе перемешивания масла с водным раствором карбамида происходит быстрая коагуляция загрязнений и продуктов "старения" масла до частиц, размеры которых способствуют интенсивному их осаждению в картере двигателя, что является отрицательным эффектом, так как часть частиц не доходит до фильтрующих устройств, оседая на системах маслопроводов.

Задачей изобретения является повышение качества очистки работающего моторного масла без слива из картера двигателя, за счет использования более "мягкого коагулянта", обеспечивающего укрупнение частиц до оптимальных размеров, не приводящих к их осаждению, но улавливая системой очистки (центрифугой).

Поставленная задача достигается тем, что в работающее моторное масло, предварительно нагретое до температуры 70-75^oС, вводят один процент 50% (по массе) водного раствора тиокарбамида в расчете от массы очищаемого масла, перемешивают смесь не менее 30 минут при одновременном нагреве ее до 100-105^oС, а последующее отделение масла центрифугированием производят в течение 20-30 минут.

Водный раствор тиокарбамида NH₂CSNH₂ проявляет специфическое хемосорбционное взаимодействие с диспергирующими присадками масла, что приводит к потере агрегативной устойчивости дисперсной системы масло - продукты старения. При этом в смеси масло - тиокарбамнд - вода интенсивно происходят процессы коагуляции продуктов старения масла и осаждение загрязнений на поверхностях глобул тиокарбамида, обусловленные электростатическими и адсорбционно-сольватными факторами воздействия воды и тиокарбамида на дисперсную среду масла. В результате этого частицы загрязнений укрупняются, часть воды при температуре 100^oС испаряется и удаляется через сапун и заливную горловину двигателя, а ее остатки, продукты старения и загрязнения, укрупненные в процессе коагуляции, с тиокарбамидом легко удаляются при центрифугировании.

Водный раствор тиокарбамида не проявляет взаимодействия с поверхностями деталей двигателя, так как этот раствор является очень слабым основанием, константа ионизации К=1,1•10^-12.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом, на котором представлена схема установки для его реализации.

Для осуществления способа проводят подготовительные операции по присоединению установки к двигателю обслуживаемой машины. Для этого размещают установку рядом с двигателем 1 обслуживаемой машины со стороны расположения горловины 2 для залива масла в картер 3 двигателя. Снимают с заливной горловины 2 крышку, подводят установку к двигателю 1 и вставляют рукав патрубка 4 для слива масла из центрифуги 5 в горловину 2. Затем к двигателю 1 присоединяют маслозаборник 6. Для этого из поддона картера 3 выкручивают пробку для слива масла, а на ее место закручивают приемный штуцер маслозаборника 6, после этого установку подключают к электросети. На этом подготовительные операции заканчиваются.

Далее способ осуществляется следующим образом. Производят запуск двигателя обслуживаемой машины и прогревают его до тех пор, пока температура масла в системе смазки не достигнет 70-75^oС. Затем двигатель глушат и выдерживают 5-6 минут, чтобы масло из системы смазки двигателя 1 стекло в картер 3. После этого устанавливают трехходовой кран 7 в положение "Перемешивание", открывают кран 8, а кран 9 закрывают. Затем включают насос 10 и перемешивают масло в поддоне картера 3. После начала перемешивания масла контролируют его температуру по показаниям термометра 11. Если температура масла находится в пределах 70-75^oС, то в стакан 12 наливают один процент 50% водного раствора тиокарбамида в расчете от массы очищаемого масла, находящегося в картере 3 двигателя 1, и постепенно, открывая кран 9, вводят его в масло. После ввода водного раствора тиокарбамида в масло кран 9 закрывают. Включают электронагреватель 13 и перемешивают масло с введенным водным раствором тиокарбамида и одновременно нагревают смесь до температуры 100-105^oС не менее 30 минут.

Если температура масла в начале перемешивания перед вводом разделяющего агента менее 70^oС, то сначала включают электронагреватель 13 и подогревают масло до температуры 70-75^oС, а затем вводят разделяющий агент, не выключая электронагреватель 13, и после его ввода продолжают перемешивание одновременно с нагревом до 100-105^oС не менее 30 минут. При достижении температуры масла 100-105^oС электронагреватель 13 выключают и включают снова, если температура упадет до 70-75^oС. После 30 минутного перемешивания (с нагревом) трехходовой кран 7 переводят в положение "Очистка". При этом положении крана 7 масло будет поступать в центрифугу 5, в которой будет происходить удаление продуктов старения и загрязнений из масла за счет действия поля центробежных сил. Из центрифуги 5 очищенное масло через патрубок 4 будет сливаться в картер двигателя 1. Очистку масла центрифугированием производят в течение 20-30 минут при рабочем давлении 0,8-0,9 МПа (8-9 кгс/см²). При этом давлении ротор центрифуги вращается с частотой 116-133 c^-1 (7000-8000 об/мин). Рабочее давление масла, поступающего в центрифугу, контролируют с помощью манометра 14, а регулировку рабочего давления осуществляют клапаном 15. После окончания очистки масла кран 8 закрывают и через 1-2 минуты выключают насос 2 и отсоединяют установку от двигателя 1. На этом очистка работающего масла заканчивается,
Согласно изобретению очистку работающего моторного масла без слива из картера двигателя от продуктов старения и загрязнений проводят введением в предварительно нагретое работающее масло до температуры 70-75^oС одного процента 50% (по массе) водного раствора тиокарбамида в расчете от массы очищаемого масла, перемешиванием смеси не менее 30 минут при одновременном нагреве ее до 101-105^oС и последующим отделением масла центрифугированием в течение 20-30 минут.

Именно при этих параметрах достигается наилучший эффект очистки работающего моторного масла от продуктов старения и загрязнений. При параметрах процесса очистки, меньших или больших указанных выше, электростатические и адсорбционно-сольватные факторы воздействия воды и тиокарбамида на дисперсную среду масла ослабляются, происходит снижение интенсивности процессов коагуляции продуктов старения и осаждения загрязнений на поверхностях глобул тиокарбамида и, как следствие, снижается качество очищаемого масла.

Результаты опытов по очистке работающего моторного масла М-10Г₂ без слива из картера двигателя по прототипу и предлагаемому способу представлены в табл. 1.

В табл. 2 представлены результаты очистки работающего моторного масла М-10Г₂ при различных параметрах способа.

Из табл. 1 и 2 видно, что использование предлагаемого способа очистки моторного масла повышает качество его очистки без слива масла из картера двигателя.

Оценка качества очистки моторного масла М-10Г₂к, работающего в двигателях различных тракторов в зависимости от наработки двигателя по предлагаемому способу дана в результатах лабораторно-стендовых и производственных испытаний способа и устройства для очистки работающих моторных масел. Результаты этих испытаний показали, что предлагаемый способ позволяет удалять из работающего масла практически все загрязнения, а периодическая очистка работающего моторного масла через 100 часов наработки позволяет значительно продлить срок его службы.

Использование: на предприятиях, использующих автотракторную технику и двигатели внутреннего сгорания. Сущность: в предварительно нагретое масло вводят 0,5-1,0% 50%-ного водного раствора тиокарбамида в расчете на массу очищаемого масла. Смесь перемешивают не менее 30 мин при одновременном нагреве ее до температуры 100-105^oС. Предпочтительно, масло предварительно нагревают до температуры 70-75^oС. Технический результат - повышение качества очистки работающего моторного масла без слива из картера двигателя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1. Способ очистки моторного масла от продуктов старения и загрязнений путем смешивания предварительно нагретого масла с разделяющим агентом с последующим отделением очищенного масла центрифугированием, отличающийся тем, что в качестве разделяющего агента в масло вводят 0,5-1,0% 50%-ного водного раствора тиокарбамида в расчете на массу очищаемого масла, смесь перемешивают не менее 30 мин при одновременном нагреве ее до температуры 100-105°С.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что масло предварительно нагревают до температуры 70-75°С.