Смазочная жидкость для гидравлических насосных систем с открытым контуром Российский патент 2025 года по МПК C10M173/02 

Изобретение относится к смазочным материалам, применяемым в качестве рабочей жидкости для гидравлических насосных систем с открытым контуром, эксплуатируемых в кратковременном и/или повторно-кратковременном режиме, производительностью не более 10 л/мин.

Известна рабочая жидкость для гидропривода кузнечно-прессовых и горных машин - эмульсия, представляющая собой 5%-ную дисперсную смесь смягченной воды с эмульсолом Э-3, который составляется из 83,5-85,5% минерального масла, 12-14% олеиновой кислоты и 2,5% едкого натра 40%-ной концентрации (Машиностроительный гидропривод / Кондаков Л.А. [и др.]. М: Машиностроение, 1978. С. 40-41).

Недостаток эмульсии заключается в том, что она содержит эмульсол, составленный на основе продуктов переработки нефти, который имеет высокую стоимость, а его водная эмульсия обладает сложной технологией приготовления. Это требует наличия готовой эмульсии в объемах, равных расходу этой жидкости, дополнительных средств на ее приобретение, складирование и хранение. Кроме того, эмульсол токсичен, оказывает негативное влияние на здоровье человека и неблагоприятно воздействует на экологию и окружающую среду. Рабочие жидкости, содержащие эмульсол, относятся к III классу опасности отходов (умеренно опасные отходы) (Федеральный классификационный каталог отходов: утв. Приказом Росприроднадзора от 22.05.2017 №242 (с изменениями от 18.01.2024 г. №19). URL:http://kod-fkko.ru), к утилизации которых предъявляются особые требования (ГОСТ Р 57703-2017). Национальный стандарт Российской Федерации. Ресурсосбережение. Ликвидация отработанных нефтепродуктов: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агенства по техническому регулированию и метрологии от 22.09.2017 №1207. URL: protect.gost.ru), что влечет увеличение расходов по их использованию.

Наиболее близкой к предлагаемой смазочной жидкости по механизму смазочного действия и совокупности существенных признаков является смазочная жидкость по авторскому свидетельству СССР №988859, МКИ С 10 М 3/02, С 10 М 3/14, опуб. 15.01.83 в бюл. №2, содержащая обессоленную воду, глицерин и натриевое жидкое стекло.

Недостатком этой жидкости (прототипа) является дороговизна и высокое содержание натриевого жидкого стекла (45-55%) и глицерина (20-25%). Из-за высокого содержания натриевого жидкого стекла, смазочная жидкость при контакте с воздушной средой подвержена быстрому высыханию, склеиванию узлов трения, формированию пробок на выходных отверстиях конструкций, рукавов и трубопроводов. Из-за высокого содержания глицерина, смазочная жидкость данного состава относится к IV классу опасности отходов (малоопасные отходы) (Федеральный классификационный каталог отходов: утв. Приказом Росприроднадзора от 22.05.2017 №242 (с изменениями от 18.01.2024 г. №19). URL:http://kod--fkko.ru), утилизация которых не допускается в канализационные сети, а требует заключения договора на утилизацию с лицензированной компанией.

При ведении лабораторных экспериментальных работ по гидравлическому разрыву образцов горных пород, возникает необходимость создания давления рабочей жидкости до 20 МПа при ее расходе, вследствие выхода в разломы породного образца, до 10 л/мин.

Для насосных систем в подобных условиях, согласно техническим требованиям по их эксплуатации, рекомендуется применение в качестве рабочей жидкости составов на основе минерального или синтетического масла. Вследствие того, что в момент разлома образца горной породы под действием высокого давления рабочей жидкости наблюдается непредсказуемое разбрызгивание и растекание рабочей жидкости в объемах до 30 литров, происходит загрязнение разрушенных образцов горной породы, предметов интерьера и рабочего оборудования лабораторного корпуса, а также рабочей одежды и средств защиты операторов эксперимента. Ввиду того, что эксперименты по гидравлическому разрыву образцов горных пород имеют многоразовый характер, этим создаются значительные издержки, связанные с клирингом лабораторного корпуса и интерьера, приведением в порядок оборудования и рабочей одежды операторов, утилизацией промаслянных образцов горной породы и прочих материалов.

Опыт применения в вышеназванных экспериментах в качестве рабочей жидкости состава смазочной жидкости по прототипу, содержащей обессоленную воду, глицерин и натриевое жидкое стекло, говорит о снижении затрат на клиринг и утилизацию. В то же время проведенные исследования показали, что наличие в составе рабочей жидкости значительного количества натриевого жидкого стекла, приводит к образованию трудноустранимых пробок на выходных отверстиях гидравлических устройств в местах выхода рабочей жидкости в породный образец, а также на торцевых концах и сужениях гидравлических рукавов. Этим существенно затрудняется ведение исследований, предусматривающих многоразовое проведение гидравлических разрывов образцов горных пород. Кроме того, в ходе обслуживания и ремонта экспериментального оборудования, наблюдается быстрое высыхание остатков этой смазочной жидкости с образованием прочных связей между трущимися поверхностями. Этим создаются значительные издержки, связанные с эксплуатацией, обслуживанием и ремонтом экспериментального оборудования.

Настоящее техническое решение направлено на решение проблемы повышения эффективности использования смазочной жидкости за счет применения ее состава, компоненты которого широко распространены, легко доступны, имеют невысокую стоимость, допускают приготовление смазочной жидкости на месте ее применения, а утилизацию - в канализационные сети, при этом обеспечивают стабильную вязкость, высокую нагрузочную способность смазочной жидкости, не допускают высыхания и разложения при ее применении в качестве рабочей жидкости для гидравлических насосных систем с открытым контуром, эксплуатируемых в кратковременном и/или повторно-кратковременном режиме.

Поставленная проблема решается тем, что смазочная жидкость для гидравлических насосных систем с открытым контуром, содержащая обессоленную воду и глицерин, согласно техническому решению дополнительно содержит олеат калия при следующем весовом соотношении компонентов, %:

Обессоленная вода 89-94 Глицерин 1 Олеат калия 5-10

Смазочную жидкость приготавливают на месте применения в условиях положительных температур воздуха в следующем порядке. Смесь олеата калия и глицерина тщательно перемешивают механическим способом и вводят в основу смазочной жидкости - обессоленную воду. Затем раствор тщательно перемешивают механическим способом. Допустим иной порядок смешивания, однако описанный выше рационален для достижения однородности смеси.

Применение олеата калия обусловлено несколькими причинами. Водный раствор олеата калия образует мыльную (жирную) жидкость, обладающую смазочными свойствами и необходимой вязкостью.

Как эмульгатор, олеат калия позволяет эффективно соединять компоненты смазочной жидкости и сохранять ее прикладные свойства, в том числе неподверженность быстро высыхать и не разлагаться под механическим воздействием.

Применение обессоленной воды, как основы смазочной жидкости, позволяет исключить взаимодействие олеата калия с компонентами иной химической природы и образование отложений, что способствует сохранению вязкости смазочной жидкости.

При этом, олеат калия является широко распространенным, доступным по цене и в любых объемах, легко утилизируемым, биоразлагаемым, экологически и санитарно-эпидемиологически безопасным продуктом.

Наличие в жидкости глицерина, как модификатора структуры смазки, позволяет повысить способность смазочной жидкости противостоять давлению.

Предлагаемая смазочная жидкость проста по приготовлению, которое не требует особой квалификации персонала, наличия дорогостоящего оборудования, при этом гарантирует стабильность ее качества. Она обладает стабильной вязкостью, ввиду применением обессоленной воды, как ее основы, что позволяет исключить взаимодействие олеата калия с компонентами иной химической природы и образование отложений. Наличие в составе смазочной жидкости модификатора структуры смазки (1% глицерина) позволяет обеспечить ее высокую нагрузочную способность. Олеат калия, как эмульгатор, обеспечивает устойчивость смазочной жидкости к разложению и высыханию при ее использовании в качестве рабочей жидкости в гидравлических насосных системах с открытым контуром при их эксплуатации в кратковременном и/или повторно-кратковременном режиме.

Компоненты, входящие в состав смазочной жидкости, легкодоступны и без ограничений утилизируются в бытовые канализационные сети.

Применение данной смазочной жидкости в гидроприводах насосных систем с открытым контуром существенно снижает издержки по приготовлению, использованию и утилизации смазочной жидкости при эксплуатации этих насосных систем в кратковременном и/или повторно-кратковременном режиме.

Изобретение относится к смазочной жидкости для гидравлических насосных систем с открытым контуром, содержащей обессоленную воду и глицерин. Жидкость характеризуется тем, что она дополнительно содержит олеат калия при следующем весовом соотношении компонентов, %: обессоленная вода 89-94, глицерин 1, олеат калия 5–10. Предложенная жидкость является более эффективной при использовании, более проста для получения, менее подвержена высыханию.

Смазочная жидкость для гидравлических насосных систем с открытым контуром, содержащая обессоленную воду и глицерин, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит олеат калия при следующем весовом соотношении компонентов, %:

Обессоленная вода 89-94 Глицерин 1 Олеат калия 5–10