СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ МОДИФИКАЦИИ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИЛИНДРОВОГО МАСЛА Российский патент 2009 года по МПК C10M171/00 C10M175/00 

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к способу получения полностью расходуемого смазочного материала. Далее, изобретение относится к системе для получения полностью расходуемого смазочного материала.

Предпосылки создания изобретения

Двухтактные крейцкопфные двигатели, используемые в морских или стационарных установках, оборудуются двумя отдельными системами смазочного масла. Одна система смазки включает так называемую масляную систему, которую обычно используют для смазки и охлаждения подшипников двигателя и, например, охлаждаемых маслом поршней, а также активации и/или регулировки различных клапанов и т.п. Другая система смазки включает полностью расходуемый смазочный материал (цилиндровое масло), который обычно используют для смазки цилиндров двигателя, поршневых колец и юбок поршней.

В типичных двухтактных крейцкопфных двигателях цилиндровое масло расходуется постоянно при каждом обороте двигателя, тогда как система масла в принципе не истощается (за исключением малых самопроизвольных протечек). Систему смазки, включающую цилиндровое масло, часто называют смазочной системой с полной потерей, так как масло убывает. Использование и многочисленные типы и системы масла и системы цилиндрового масла хорошо известны в технике.

Цилиндровое масло обычно содержит определенные добавки, функция которых - понизить, минимизировать или нейтрализовать уровень кислотности системы цилиндров.

Типичные цилиндровые масла обычно имеют вязкостный эквивалент по SAE (Society of Automotive Engineering) до примерно 50 и обычно имеют суммарное щелочное число (СЩЧ) от примерно 40 до 70 для нейтрализации кислых продуктов, образующихся во время процесса горения. Типичные масла для систем смазки обычно имеют вязкость по SAE около 30 при сравнительно низких значениях СЩЧ, обычно ниже 10. Эти примерные величины могут варьироваться в зависимости от реальных применений и конкретной конструкции систем, в которых используются масла.

В современных конструкциях двухтактных крейцкопфных двигателей, включающих электронное и/или гидравлическое управление и/или привод клапанов и т.д., минимальные эксплуатационные требования к маслу для системы смазки были существенно повышены по сравнению с ранними конструкциями, использовавшими механические управление/активацию.

В четырехтактных тронковых двигателях (дизельных), однако, обычно используют только один тип масла для смазки и охлаждения. Такие двигатели используют как вторичные/вспомогательные или тяговые двигатели на кораблях или на стационарных энергетических установках, или на станциях транспортировки жидкости/газа. Используемые там масла обычно имеют вязкость по SAE около 30 или 40. В то время как масло для системы смазки двухтактных крейцкопфных двигателей обычно остается в рамках заданных пределов своих показателей в течение длительного периода времени, масла тронковых двигателей постоянно подвергаются воздействию процесса горения. Однако вследствие характерной конструкции двухтактных крейцкопфных двигателей расходуемые цилиндровые смазочные материалы неизменно протекают через сальник поршневого штока, загрязняя масло для системы смазки. Таким образом, полезные свойства и тронкового двигателя, и масла для системы смазки со временем ухудшаются и, наконец, масло должно будет быть или восполнено, или полностью заменено. Подобным образом другие смазочные материалы, используемые на борту судов или в стационарных объектах, такие как гидравлические жидкости, трансмиссионные масла, турбинные масла, масла сверхмощных дизелей, масла для систем смазки, масла для тронковых двигателей, компрессорные масла и т.д., со временем теряют качество вследствие, например, загрязнения, окисления, гидролиза и т.п. и потому должны пополняться или заменяться через определенные интервалы времени.

Уровень качества смазочного материала обычно периодически замеряется и может не выходить за некоторые пределы, если не был причинен вред состоянию маслянистых компонентов. Важной причиной потери качества является загрязнение частицами. Эти частицы включают побочные продукты горения и компоненты износа, которые могут быть частично удалены в сепараторах масла. Однако в случае двухтактных крейцкопфных двигателей одним из источников загрязнения является отработанное цилиндровое масло, прошедшее через сальник, что является причиной повышения со временем и вязкости, и щелочного числа масла для системы смазки, процесса, который не может быть обращен сепараторами.

В дизельных двигателях потери на трение имеют, главным образом, вязкостный характер. Повышение вязкости масла для системы смазки будет поэтому приводить к пониженной эффективности, повышенному расходу топлива и повышенным выбросам в атмосферу.

Для приготовления цилиндрового масла и масла для системы смазки в предшествующих способах и системах обычно смешивали подходящие базовые масла и подходящие присадки и/или набор присадок, чтобы получить полностью готовый цилиндровый смазочный материал. Это обычно делается на специализированной установке смешения смазочных материалов, и полученный в результате цилиндровый смазочный материал должен поставляться на корабль или на морскую установку для использования в двигателях.

Кроме упомянутого неизбежного смешения цилиндрового масла и масла для системы смазки, ранее известные способы и системы не смешивают другим образом эти типы масел. Далее, некоторые ранее известные способы/системы также предполагают вариации расхода смазочного материала или свойств в ответ на фактическое состояние двигателя, см., например, US 6779605. Однако такие способы и системы не реагируют на порчу масел вследствие загрязнения или на другие процессы и на возможное повторное использование этих использованных масел в качестве цилиндрового масла.

Патентная заявка US 2004/144355 описывает модификацию свойств смазочного материала при работе смазочной системы с полным расходованием на основании состояния двигателя. Смазочный материал может включать, главным образом, смазочный материал и присадку, которые смешивают, когда состояние двигателя требует этого. В другом аспекте смазка предназначена для крейцкопфного морского дизельного двигателя, где основной цилиндровый смазочный материал основного низкооборотного дизельного двигателя подают при рабочих условиях низкого износа и низкой коррозии и где основной смазочный материал смешивают с противоизносным и антикоррозионным количеством присадок или смесей при рабочих условиях повышенного износа и коррозии. Решение о том, применять ли основной смазочный материал или должен быть использован основной смазочный материал с присадками, зависит, например, от определенной концентрации серы, присутствующей в топливах.

Патент US 5067455 описывает подачу присадки в смазочное масло в двигателе внутреннего сгорания в ответ на фактически замеренную величину СЩЧ смазочного масла или, более конкретно, если измеренное СЩЧ выходит из предварительно определенного интервала. СЩЧ должно поддерживаться между 0 и 2. Двигатель является обычным двигателем сгорания, где присадки добавляют к части масла в поддоне картера в ответ на измеренное СЩЧ.

Патент GB 1183345 описывает соединения, используемые в качестве присадок к смазочным маслам, способ их получения и содержащие их смазочные композиции. Один из примеров описывает добавление сверхщелочного детергента во флотское дизельное цилиндровое масло, имеющее СЩЧ 40, так, что бы смесь достигла величины СЩЧ 60, т.е. добавление детергента к цилиндровому маслу для повышения СЩЧ. Описана полезность добавления присадок к цилиндровому маслу (и тем самым повышения его СЩЧ).

Цель и сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является - предложить способ получения цилиндрового масла (и соответствующая система), который устраняет упомянутые выше (и другие) недостатки предшествующих способов. Следующей целью является - предложить это экономичным и упрощенным образом.

Следующей целью настоящего изобретения является - сделать возможным улучшение рабочих характеристик не полностью расходуемых смазочных материалов во времени и таким образом более эффективное использование и не полностью расходуемых смазочных материалов и цилиндрового масла.

Эти цели достигаются способом (и соответствующей системой) получения цилиндрового масла, где способ включает модифицирование по меньшей мере одной исходной жидкости путем определения СЩЧ по меньшей мере одной исходной жидкости, определения желаемого СЩЧ цилиндрового масла и корректировки СЩЧ по меньшей мере одной исходной жидкости соответствующим смешением по меньшей мере одной исходной жидкости с подходящей присадкой (подходящими присадками), где образуемое цилиндровое масло имеет основой масло для системы смазки двухтактного двигателя или смесь смазочных материалов, которые непрерывно, полунепрерывно или периодически отводят из существующей системы, и где масло для системы смазки или смазочные материалы являются восполняемыми.

Таким образом осуществлен способ модификации исходной жидкости для образования цилиндрового масла путем корректировки СЩЧ.

Это обеспечивает значительную экономическую выгоду, поскольку смазочные материалы, которые в ином случае были бы выведены в отходы, могут быть повторно использованы в качестве полностью расходуемого смазочного материала. Более того, цилиндровое масло не должно закупаться. Масло (масла), используемое (используемые) для приготовления смешением цилиндрового масла, имеет (имеют) более высокое качество, поскольку восполняется (восполняются) (в отличие от традиционной практики), что уменьшает износ машин и т.д. Таким образом, пополнение исходной жидкости (исходных жидкостей) обеспечивает улучшение характеристик и консистентности исходных жидкостей, приводя в результате к значительно пониженным износу компонентов и затрат на поддержание жизненного цикла оборудования. Сверх того предложены более экологичные способ/система, поскольку отходы в виде отработанного масла (отработанных масел), которые выводятся после продолжительного использования, сокращены, так как их превращают в цилиндровое масло.

Предпочтительно по меньшей мере одна из исходных жидкостей представляет собой по меньшей мере частично использованное масло (масла). Таким образом, полностью приготовленное цилиндровое масло получают модифицированием СЩЧ этой использованной исходной жидкости (этих жидкостей).

В предпочтительном осуществлении подходящая присадка (подходящие присадки) включает (включают) по меньшей мере одно основание.

В следующем предпочтительном осуществлении по меньшей мере одно основание включает:

1. основные соли щелочных или щелочноземельных элементов, и/или

2. детергенты, и/или

3. диспергаторы.

Щелочными/щелочноземельными элементами могут быть, например, K, Na, Ca, Ba, Mg, и т.п. Основные соли могут принадлежать к неорганическим химическим семействам, например, оксидов, гидроксидов, карбонатов, сульфатов или т.п. Детергенты могут принадлежать к органическим химическим семействам, например, сульфонатов, салицилатов, фенолятов, сульфофенолятов, основаниям Манниха и т.п. Диспергаторы могут принадлежать к органическим химическим семействам сукцинимидов или подобного.

В предпочтительном осуществлении цилиндровое масло используется в возвратно-поступательных двигателях внутреннего сгорания, используемых в морских или стационарных установках.

В еще одном предпочтительном осуществлении возвратно-поступательными двигателями внутреннего сгорания являются двухтактные крейцкопфные двигатели.

Предпочтительно способ его осуществления согласно настоящему изобретению используют на морских установках, установках на местах эксплуатации и на наземных установках.

Предпочтительно образуют цилиндровое масло с СЩЧ в соответствии с характеристиками жидкого топлива и/или фактическими требованиями к работе двигателя.

В другом предпочтительном осуществлении СЩЧ цилиндрового масла выбирают, основываясь на содержании серы в жидком топливе.

Предпочтительно исходной жидкостью является углеводородная жидкость. В одном осуществлении углеводородной жидкостью является смазочный материал.

В предпочтительном осуществлении смазочным материалом является использованный смазочный материал, т.е. смазочный материал, который уже был по меньшей мере частично использован где-то в другом месте.

Предпочтительно использованный смазочный материал выбирают из группы гидравлических жидкостей, трансмиссионных масел, системных масел, масел для тронковых двигателей, турбинных масел, масел сверхмощных дизелей, компрессорных масел и т.п.

Масла, используемые в качестве исходных жидкостей, могут, например, быть использованными или, альтернативно, быть неиспользованными, т.е. прямо из какой-либо складской емкости свежего смазочного материала или подобного.

В другом осуществлении способ дополнительно включает стадию использования подходящих приборов для контроля качества обработанного смазочного материала.

Настоящее изобретение относится также к системе, соответствующей способу и имеющей те же преимущества, что и способ по настоящему изобретению. Более конкретно, настоящее изобретение относится также к системе для обеспечения цилиндровым маслом, где система включает аппарат, приспособленный для модифицирования по меньшей мере одной исходной жидкости путем определения СЩЧ по меньшей мере одной исходной жидкости, определения желаемого СЩЧ цилиндрового масла и корректировки СЩЧ по меньшей мере одной исходной жидкости соответствующим смешением по меньшей мере одной исходной жидкости подходящей присадкой (подходящими присадками), где образуемое цилиндровое масло имеет своей основой масло для системы смазки двухтактного двигателя или на смеси смазочных веществ, которая непрерывно, полунепрерывно или периодически отводится из существующей системы, и где масло для системы смазки или смазочные материалы является/являются восполняемыми.

Предпочтительные осуществления системы согласно настоящему изобретению определены в зависимых пунктах формулы изобретения и описаны подробно далее. Осуществления системы соответствуют осуществлениям способа и имеют такие же преимущества по тем же самым причинам.

Краткое описание рисунков

Эти и другие аспекты изобретения будут пояснены и истолкованы со ссылкой на иллюстративное осуществление, показанное на чертеже.

На чертеже показана блок-схема одного осуществления согласно настоящему изобретению.

Описание предпочтительного осуществления

Показаны подача полностью расходуемого цилиндрового смазочного материала, включающего цилиндровое масло (102), основные присадки (103) и систему масляного цикла, включающую по меньшей мере одну исходную жидкость (101). Дополнительно показан двухтактный крейцкопфный двигатель (110), сборник отходов (106), емкость свежего масла для системы смазки (105), сепаратор (107) и аппаратура смешения (104) для осуществления настоящего изобретения.

Согласно настоящему изобретению цилиндровое масло получают модифицированием по меньшей мере одной исходной жидкости (101) путем определения СЩЧ по меньшей мере одной исходной жидкости, определения желаемого СЩЧ цилиндрового масла (102) и корректировки СЩЧ по меньшей мере одной исходной жидкости (101) соответственным смешением по меньшей мере одной исходной жидкости (101) подходящей присадкой (подходящими присадками) (103). Это предпочтительно делается с помощью аппаратуры смешения (104). Предпочтительно по меньшей мере одной исходной жидкостью является (являются) по меньшей мере частично использованное масло (использованные масла). Таким образом, полностью приготовленный цилиндровый смазочный материал получают модифицированием СЩЧ отработанного масла.

Корректировка СЩЧ предпочтительно включает корректировку концентрации по меньшей мере одной присадки или добавление одной или нескольких присадок, где присадки включают по меньшей мере одно основание, включающее основные соли щелочных или щелочноземельных элементов, и/или детергенты, и/или диспергаторы.

Щелочными/щелочноземельными элементами могут быть, например, K, Na, Ca, Ba, Mg или подобные. Основные соли могут принадлежать к неорганическим химическим семействам, например, оксидов, гидроксидов, карбонатов, сульфатов или т.п. Детергенты могут принадлежать к органическим химическим семействам, например, сульфонатов, салицилатов, фенолятов, сульфофенолятов, основаниям Манниха и т.п. Диспергаторы могут принадлежать к органическим химическим семействам сукцинимидов или подобного.

Как упоминалось, цилиндровое масло может быть использовано в возвратно-поступательных двигателях внутреннего сгорания (например, в двухтактных крейцкопфных двигателях), используемых в морских или стационарных установках. Получение цилиндрового масла благодаря своей простоте и обычной доступности требуемой исходной жидкости и присадок очень подходит для морских установок и установок на местах эксплуатации.

Получение цилиндрового масла может также учитывать другие аспекты, такие как фактические требования к двигателю и содержание серы в топливе.

Используемой исходной жидкостью могут быть, например, гидравлические жидкости, трансмиссионные масла, масла для систем смазки, масла для тронковых двигателей, турбинные масла, масла сверхмощных дизелей, компрессорные масла и т.п.

Предпочтительно исходной жидкостью является масло для системы смазки и полностью расходуемым смазочным материалом является цилиндровое масло.

В одном осуществлении основой цилиндрового масла является масло для системы смазки двухтактного двигателя, которое непрерывно, полунепрерывно или периодически отводят из системы, и где масло является восполняемым.

Альтернативно основой образуемого цилиндрового масла может быть смесь масел, которую непрерывно, полунепрерывно или периодически отводят из системы, и где масла являются восполняемыми.

Масла могут, например, быть отработанными или, альтернативно, быть свежими, т.е. прямо из какой-либо складской емкости свежего смазочного материала или подобного.

Значительным преимуществом настоящего изобретения является то, что только главный двигатель (главные двигатели) должен снабжаться полностью приготовленным свежим системным маслом. Затем масло для системы смазки используют для его традиционной цели и часть масла для системы смазки смешивают с присадками, корректируя СЩЧ и делая ее пригодной для цилиндрового масла согласно настоящему изобретению. Это повышает географическую доступность нужного масла и повышает состязательность между ресурсами масла, поскольку все известные в настоящее время масла для систем смазки двухтактных двигателей являются используемыми в качестве исходного масла для цилиндрового масла при применении настоящего изобретения. Далее, поскольку там, где они применимы, другие исходные жидкости, такие как, но не ограниченные этим, использованные гидравлические, трансмиссионные масла, масла для тронковых двигателей или компрессорные масла, могут быть включены в процесс образования цилиндрового масла, стоимость закупки может быть значительно снижена.

Далее, поскольку часть исходных жидкостей является теперь повторно используемой при приготовлении цилиндрового масла (в отличие от их традиционного использования), они должны будут пополняться, в результате чего проблема их порчи минимизируется или устраняется.

В предпочтительном осуществлении непрерывный, полунепрерывный или периодический отвод масла для системы смазки из двухтактного главного двигателя и/или любую другую подходящую исходную жидкость предложено использовать как основу для получения цилиндрового масла согласно настоящему изобретению.

Присадка или пакет присадок, используемые модификатором, могут служить нескольким целям, но обычно должен всегда использоваться для корректировки СЩЧ масел. Способ может также быть использован для обеспечения гибких уровней СЩЧ, как того требуют фактические свойства топлива и рабочие параметры двигателя.

Получение цилиндрового масла согласно настоящему изобретению благодаря своей простоте очень хорошо подходит для получения на месте, например на борту судов/кораблей, на морских установках, на стационарных установках и т.д.

В формуле изобретения любые ссылочные обозначения, помещенные в скобках, не должны рассматриваться как ограничивающие формулу изобретения. Слово "включающий" не исключает присутствия других элементов или стадий, кроме тех, которые перечислены в пункте формулы изобретения. Упоминание элемента в единственном числе не исключает присутствия множества таких элементов.

Данное изобретение относится к способу и системе получения полностью расходуемого смазочного материала - цилиндрового масла для двухтактного крейцкопфного двигателя, где способ включает модифицирование по меньшей мере одной исходной жидкости (101) путем определения ее суммарного щелочного числа (СЩЧ), определения желаемого СЩЧ цилиндрового масла (102) и корректировкой СЩЧ исходной жидкости (101) смешением с подходящей присадкой (подходящими присадками) (103) с получением цилиндрового масла с желаемым СЩЧ. Причем исходную жидкость (101), включающую по меньшей мере частично использованный смазочный материал, непрерывно, полунепрерывно или периодически отводят из существующей системы, где она является восполняемой. Технический результат обеспечивает экономическую выгоду, т.к. смазочные материалы, которые в ином случае были бы выведены в отходы, могут быть повторно использованы в качестве полностью расходуемого смазочного материала, а цилиндровое масло не должно закупаться. Пополнение исходной жидкости (исходных жидкостей) обеспечивает улучшение характеристик и консистенции исходных жидкостей, приводя в результате к значительно пониженным износу компонентов и затрат на поддержание жизненного цикла оборудования. Отходы в виде отработанного масла, которые выводятся после продолжительного использования, сокращены, так как их превращают в цилиндровое масло. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ получения цилиндрового масла для по меньшей мере одного двухтактного крейцкопфного двигателя, использующего полностью расходуемое цилиндровое масло, включающий модифицирование по меньшей мере одной исходной жидкости (101) путем определения суммарного щелочного числа (СЩЧ) по меньшей мере одной исходной жидкости, определения желаемого СЩЧ цилиндрового масла (102) и корректировки СЩЧ по меньшей мере одной исходной жидкости (101) соответствующим смешением по меньшей мере одной исходной жидкости (101) с подходящей присадкой (подходящими присадками) (103), приводящий в результате к получаемому цилиндровому маслу, в котором по меньшей мере одна исходная жидкость (101) включает по меньшей мере частично использованное масло или по меньшей мере частично использованный смазочный материал, и где по меньшей мере одну исходную жидкость (101) непрерывно, полунепрерывно или периодически отводят из существующей системы, и где по меньшей мере одна исходная жидкость (101) является восполняемой.2. Способ по п.1, в котором подходящие присадки включают по меньшей мере одно основание.3. Способ по п.2, в котором по меньшей мере одно основание включает основные соли щелочных или щелочноземельных элементов и/или детергенты, и/или диспергаторы.4. Способ по п.1, в котором цилиндровое масло используется в возвратно-поступательных двигателях внутреннего сгорания, используемых в морских или стационарных установках.5. Способ по п.4, в котором указанными возвратно-поступательными двигателями внутреннего сгорания являются двухтактные крейцкопфные двигатели.6. Способ по пп.1-5, в котором способ используют на морских установках, установках на местах эксплуатации и на наземных установках.7. Способ по пп.1-5, в котором образуют цилиндровое масло с СЩЧ в соответствии с характеристиками жидкого топлива и/или фактическими требованиями к работе двигателя.8. Способ по пп.1-5, в котором СЩЧ цилиндрового масла выбирают, основываясь на содержании серы в жидком топливе.9. Способ по пп.1-5, в котором указанной исходной жидкостью является углеводородная жидкость.10. Способ по п.9, в котором указанной углеводородной жидкостью является смазочный материал.11. Способ по п.10, в котором по меньшей мере одну исходную жидкость выбирают из группы гидравлических жидкостей, трансмиссионных масел, масел для систем смазки, масел для тронковых двигателей, турбинных масел, масел сверхмощных дизелей и компрессорных масел.12. Способ по пп.1-5, 10 и 11, где способ дополнительно включает стадию использования подходящих приборов для контроля качества обработанного смазочного материала.13. Система для получения цилиндрового масла в меньшей мере один двухтактный крейцкопфный двигатель, использующий полностью расходуемое цилиндровое масло, включающая модифицирование по меньшей мере одной исходной жидкости (101) путем определения СЩЧ по меньшей мере одной исходной жидкости, определения желаемого СЩЧ цилиндрового масла (102) и корректировки СЩЧ по меньшей мере одной исходной жидкости (101) соответственным смешением по меньшей мере одной исходной жидкости (101) с подходящей присадкой (подходящими присадками) (103), приводящий в результате к получаемому цилиндровому маслу, в котором по меньшей мере одна исходная жидкость (101) включает по меньшей мере частично использованное масло или по меньшей мере частично использованный смазочный материал, и где система дополнительно приспособлена к непрерывному, полунепрерывному или периодическому отводу по меньшей мере одной исходной жидкости (101) из существующей системы, и приспособлена к восполнению по меньшей мере одной исходной жидкости (101), и приспособлена к подаче полученного цилиндрового масла в указанный по меньшей мере один двухтактный крейцкопфный двигатель.14. Система по п.13, в которой подходящие присадки включают по меньшей мере одно основание.15. Система по п.14, в которой по меньшей мере одно основание включает основные соли щелочных или щелочноземельных элементов и/или детергенты, и/или диспергаторы.16. Система по п.13, в которой указанным по меньшей мере одним двухтактным крейцкопфным двигателем является возвратно-поступательный двигатель внутреннего сгорания, используемый в морских или стационарных установках.17. Система по пп.13-16, где систему используют на морских установках, установках на местах эксплуатации и на наземных установках.18. Система по пп.13-16, в которой аппаратура приспособлена к корректировке СЩЧ по меньшей мере одной исходной жидкости (101) в соответствии с характеристиками жидкого топлива и/или фактическими требованиями к работе двигателя.19. Система по пп.13-16, в которой аппаратура приспособлена к определению желаемого СЩЧ цилиндрового масла (102) в соответствии с содержанием серы в жидком топливе.20. Система по пп.13-16, в которой указанной исходной жидкостью является углеводородная жидкость.21. Система по п.20, в которой указанной углеводородной жидкостью является смазочный материал.22. Система по п.13, в которой по меньшей мере одну исходную жидкость выбирают из группы гидравлических жидкостей, трансмиссионных масел, масел для систем смазки, масел для тронковых двигателей, турбинных масел, масел сверхмощных дизелей и компрессорных масел.23. Система по пп.13-16, 21 и 22, где система дополнительно включает подходящие приборы для контроля качества обработанного смазочного материала.