Устройство для создания трибохимического режима в циркуляционной системе смазки механизма Советский патент 1993 года по МПК F01M9/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам смазки механизмов и машин, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, станках, компрессорах и других механизмах, имеющих циркуляционную систему смазки.

Цепь изобретения - повышение эффективности устройства путем улучшения контакта масла со щелочным реагентом по мере расхода последнего при наклонном положении устройства и облегчение его обслуживания.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 1; фиг. 4 - другой вариант выполнения предлагаемого устройства в продольном разрезе.

Предлагаемое устройство содержит герметичный корпус 1 (фиг. 1), например, цилиндрической формы, в нижней части которого находится отверстие 2 для входа мас- ла, а в верхней части - отверстие 3 для выхода масла. Корпус 1 герметично закрыт крышкой 4 с утапливающейся ручкой 5. Крышка 4 закреплена на корпусе 1 через уплотнительную прокладку б болтами 7. В отверстии 3 с помощью резьбы установлен штуцер 8, а в отверстии 2 - невозвратный клапан 9, к которому также с помощью резьбы присоединен штуцер 10. Штуцеры 8 и 9 подключаются к трубопроводам или шлангам (не показаны) системы смазки механизма. В днище корпуса 1 имеется отверстие для слива масла, перекрываемое пробкой 11.

Внутри корпуса 1 один за другим по ходу потока масла установлены полнопоточный фильтр, камеры 12 для щелочного реагентаи фильтры-дозаторы. Фильтровальное полотно 13 (бумага, фетр, сукно и т.д.) полнопоточного фильтра расположено в держателе 14, представляющем собой плоское перфорированное кольцо с отбортовками по внешнему и внутреннему диаметрам. Камеры 12 выполнены кольцевыми с перфорированными днищами 15 и каждая из них заполнена щелочным реагентом 16 в виде гранул, например щелочным реагентом на основе натрия и олова, и наполнителем 17 в виде колец или частиц иной формы, например, из алюминия. В качестве щелочного реагента вместо указанного выше могут быть использованы другие, например, на основе гидрата окиси натрия или лития с двуокисью олова. Содержание наполнителя 17 в смеси со щелочным реагентом 16 лежит в пределах 10...20 мае. %. Если трущиеся поверхности деталей в механизме выполнены из сплавов цветных металлов

(бронза, латунь, силумин), то наполнитель в камере 12 может отсутствовать.

Фильтры-дозаторы выполнены из фильтровального полотна 18 (хлопок, шерсть,

войлок и т.п.), пропитанного раствором галоида, например, иода, в этиловом спирте или в другом органическом растворителе. Полотно 18 расположено на перфорированных держателях 19, аналогичных по констQ рукции держателю 14 полнопоточного фильтра, с той лишь разницей, что держатели 19 фильтров-дозаторов должны быть обязательно изготовлены из металла, химически стойкого к галоиду, например, из

5 дюралюминия. В каждом держателе 19 фильтра-дозатора помещается до 10 слоев пропитанного галоидом полотна 18. Верхний держатель 19 закрыт перфорированной крышкой 20, также выполненной из стойко0 го к галоидам металла.

Держатель 14 полнопоточного фильтра, камеры 12, держатели 19 фильтров-дозаторов и крышка 20 имеют одинаковый внешний и внутренний диаметры и насажены по

5 внутреннему диаметру на шток 21, расположенный по оси корпуса 1 и ввинченный в его днище своей нижней частью. Держатель 14 полнопоточного фильтра опирается своей периферийной частью на кольцевой выступ

0 корпуса 1 через уплотнительную прокладку 22. К крышке 20 верхнего фильтра-дозатора с помощью навинченной на шток 21 гайки 23 прижата прижимная перфорированная пластина 24 тарельчатой формы, обеспечи5 вающая фиксацию держателя 14, камер 12, держателей 19 и крышки 20 в осевом направлении так, что торцовые поверхности бортов каждого предыдущего из этих элементов через соответствующую уплотни0 тельную прокладку плотно прилегают к плоской поверхности последующего, что предотвращает утечку масла через боковую поверхность образованного таким образом пакета тина сэндвича. В целях удобства

5 установка штока 21 с указанным пакетом в корпусе 1 шток 21 снабжен в верхней части двумя расположенными диаметрально противоположно шлицами, как показано на фиг. 2. Для удержания этого пакета на штоке

0 21 при сборке последний имеет в нижней части опорный буртик 25.

Щелочной реагент 16 с наполнителем 17 в каждой камере 12 накрыты крышкой 26, которая прижимается к ним с помощью пла5 стинчатой пружины 27. Конструкция пружины 27 поясняется фиг, 3. Эта пружина имеет центральный кольцевой участок, охватыва: ющий внутреннюю стенку соответствующей камеры 12, и расположенные радиально вы- гнутые пластины, работающие на изгиб.

Пластины пружины 27, установленной на крышке 126 нижней камеры 12, прижаты к этой крышке днищем 15 верхней камеры 12, а сжатие пластин пружины 27, установленной на крышке 26 верхней камеры 12, обес- печивается держателем 19 нижнего фильтра дозатора. Крышки 26, как и днища 15 камер 12, имеют перфорацию для прохода через них масла.

Следует отметить, что крышки 26 в ка- мерах 12 не являются обязательными элементами, они необходимы в том случае, когда эксплуатационное положение устройства не вертикальное, а горизонтальное или наклонное. При вертикальном положении устройства, показанном на фиг. 1, щелочной реагент 16 и наполнитель 17 по мере их расхода под действием силы тяжести будут все равно покрывать днища 15 камер 12, так что постоянный контакт масла с реагентом будет обеспечен. Если же в процессе эксплуатации устройство находится в горизонтальном или наклонном положении, то крышки 26 под действием пружин 27 осуществляют прижатие реагента 16 с наполните- лем 17 к днищам 15 камер 12, независимо от того, какое их количество осталось в камерах 12.

В предлагаемом устройстве может также отсутствовать полнопоточный фильтр, его функцию может выполнять фильтр в виде отдельного узла, установленный в цирку- ляционной системе смазки перед устройством.

Хотя на фиг. 1 изображены две камеры 12 для щелочного реагента и три фильтра- дозатора, количество каждого из этих элементов в предлагаемом устройстве может быть другим, в том числе и равным единице, т.е. устройство может содержать одну камеру для щелочного реагента и один фильтр- дозатор. Количество камер определяется тем, что в слишком глубокой камере трудно обеспечить равномерное перемешивание щелочного реагента с наполнителем. Кроме того, при наличии глубокой камеры сущест- вует опасность чрезмерного спекания между собой гранул щелочного реагента под действием горячего масла, что ухудшает его контакт с реагентом и увеличивает гидравлическое сопротивление маслу. Что касает- ся фильтров-дозаторов, то их количество определяется количеством масла в системе смазки механизма: чем больше масла, тем больше должно быть фильтров-дозаторов,

Представленная на фиг. 1 конструкция предлагаемого устройства проста как с точки зрения изготовления, так и с точки зрения замены в ней камер и фильтров-дозаторов. Возможны и другие

конструктивные решения, отличающиеся от рассмотренного, например, формой корпуса, камер для щелочного реагента или держателей фильтров-дозаторов. На фиг. 4 показан один из альтернативных вариантов выполнения предлагаемого устройства, представляющий интерес в том случае, когда требуется изменить его габариты. Согласно фиг. 4, в устройстве имеется два корпуса 28 и 29, причем отверстие 30 для выхода масла в корпусе 28 соединено через трубопровод или шланг 31 с отзерстием 32 для входа масла в корпусе 29, таким образом корпуса 28 и 29 сообщены между собой последовательно по ходу потока масла. В корпусе 28 установлены одна на другой камеры 12 для щелочного реагента, а в корпусе 29 - держатели 19 фильтров-дозаторов с полотном 18. Для упрощения чертежа элементы, наличие которых не является принципиальным с точки зрения сущности изобретения, на фиг. 4 не изображены.

Устройство работает следующим образом.

При запуске механизма, например двигателя внутреннего сгорания, масло из картер двигателя подается через штуцер 10 (фиг. 1) и невозвратный клапан 9 в нижнюю часть корпуса 1 и далее на полнопоточный фильтр, где производится механическая очистка масла от загрязнений. Затем очищенное масло поступает в камеры 12 через отверстия в их днищах 15. Окисленное в двигателе масло взаимодействует со щелочным реагентом 16, представляющим, например, интерметаллическое соединение на основе натрия и олова, в результате чего интерметаллическое соединение распадается. Натрий нейтрализует кислые компоненты, содержащиеся в работающем масле, т.е. производит его защелачивание (увеличение его щелочного числа).

Освобожденные из кристаллической структуры реагента мелкодисперсные частицы олова, а также частицы наполнителя 17 переносятся потоком масла в фильтры-доза- торы через перфорацию в их держателях 19. Эти частицы задерживаются полотном 18 и разрушаются галоидом до молекулярного состояния, после чего, взаимодействуя с продуктами работающего масла, синтезируют металлоорганические соединения, являющиеся модификатором трения. Кроме того, в условиях поддерживаемой щелочной среды галоид служит ингибитором окисления смазочного масла.

Очищенное защелоченное масло вместе с частицами металлоорганических соединений проходит через полотно 18 фильтров-дозаторов и далее через перфорацию в крышке 20 и пластине 24, выходит из штуцера 8 и поступает в систему смазки двигателя.

Попадая на трущиеся поверхности деталей двигателя, металлоорганические соединения образуют на этих поверхностях антифрикционные покрытия, способствующие снижению износа пар трения. После прохождения через систему смазки двигателя состарившееся масло снова подается на устройство и описанный выше цикл повторяется.

Таким образом, устройство постоянно поддерживает оптимальный режим работы двигателя (или иного механизма), обеспечивая постоянное восстановление свойств масла и воспроизведение веществ, предохраняющих пары трения от быстрого износа.

В процессе работы устройства щелочной реагент 16 расходуется, однако благодаря тому, что масло поступает в камеры 12 через их днища, контакт его с реагентом 16 будет обеспечен при любом количестве последнего, практически до его полного расхода. При наличии в камерах 12 крышек 26 по мере расхода реагента 16 с наполнителем 17 пружины 19 перемещают крышки к днищам 15 камер 12, осуществляя прижатие крышек 26 к реагенту 16, а реагента 16 к днищам 15.

Устройство, изображенное на фиг. 4, работает аналогично, за исключением того, что поток масла в корпусе 28 направлен сверху вниз, а в корпусе 29 снизу вверх.

Эффективность предлагаемого устройства по сравнению с прототипом можно оценить по увеличению ресурса работы механизма. В прототипе, как указывалось выше, уменьшение количества щелочного реагента на 20% от исходного уже приводит к заметному ухудшению трибохимического режима. Процесс контроля за уровнем реагента в камере связан с временными и материальными затратами, так как для этого требуется отключение устройства от циркуляционной системы смазки или даже останов механизма, вскрытие корпуса устройства, слив из него масла и разборка камеры для осмотра ее содержимого. Ввиду трудоемкости этих процедур на практике нет возможности проводить контроль часто, поэтому не исключена вероятность того, что при работе устройства количество оставшегося в нем щелочного реагента уменьшится

ниже допустимого уровня. Это сказывается на ресурсе работы механизма.

В предлагаемом устройстве нет необходимости частного контроля за количеством

щелочного реагента в камерах. Предлагаемое устройство обеспечивает поддержание оптимального трибохимического режима до тех пор, пока реагент не будет израсходован почти полностью.

Как показали испытания, в случае судового двигателя типа ЧН 25/34 ресурс его работы до ремонта при использовании предлагаемого устройства повышается в 1,5 раза по сравнению с его ресурсом, обеспечиваемым устройством-прототипом при одинаковых типах и количестве щелочного реагента в обоих сравниваемых устройствах.

Кроме того, в предлагаемом устройстве

время, по истечении которого производится пополнение его щелочным реагентом, в 4 раза превышает это время при работе устройства-прототипа и приурочено к моменту проведения планового ремонта механизма.

При использовании устройства-прототипа операции по пополнению реагентом вынуждены проводить в процессе эксплуатации механизма.

Формула изобретен и я

Устройство для создания трибохимического режима в циркуляционной системе смазки механизма, содержащее по меньшей мере один герметичный корпус с отверстиями для входа и выхода масла и установленные в корпусе последовательно по ходу потока масла фильтрующий элемент, по меньшей мере одну камеру для щелочного реагента, имеющую перфорацию в днище для прохода масла, и по меньшей мере один фильтр-дозатор из пропитанного раствором галоида, наложенного на перфорированный держатель, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности устройства путем улучшения контакта масла со щелочным реагентом по мере расхода последнего при наклонном положении устройства и облегчения его обслуживания, каждая камера для

щелочного реагента снабжена перфорированной крышкой, подпружиненной в направлении днища камеры, причем фильтр-дозатор и камеры для щелочного реагента жестко связаны с днищем корпуса

устройства посредством стяжного штока.

/м

Б-Б

Сущность изобретения: устройство содержит установленные в корпусе 1 последовательно по ходу потока масла камеры 12 для щелочного реагента 16 и фильтры-дозаторы из пропитанного раствором галоида полотна 18, помещенного на перфорированных держателях 10. Устройство обеспечивает улучшение трибохимического режима благодаря тому, что при расходе реагента 16 в камерах 12 контакт с ним масла не ухудшается/Это достигается за счет того, что в камерах 12 перфорация для прохода масла выполнена в их днищах 15, установлены перфорированные крышки 26, обеспечивающие с помощью пружин 27 постоянное прижатие реагента 16 к днищам камер 12. Даны варианты устройства. 4 ил. / % W. fe

Фиг. 3.