Способ определения вспениваемости смазочного масла Советский патент 1980 года по МПК G01N33/30 

1

Изобретение относится к анализу Ьмазочных материалов.

Известен способ определения вспениваемости смазочных масел, заключаиощийся в том, что масло нагревают, 5 пропускают через него диспергированный воздух и замеряют объем образовавшейся пены. В этом случае на поверхности масла образуется слой крупноячеистой пены (вспенивание на по- Ю верхности), который быстро опадает после прекращения подачи воздуха, а слой масла под пеной не содержит пузырьков воздуха. Этот способ учитывает только процесс насыщения мае- 15 ла пузырьками воздуха при разбрызгивании его в виде масляного тумана (например, при подаче масла через форсунку на зубчатые згидепления турбозубчатых агрегатов и т.п.) 1.20

Известен также способ определения вспениваемости смазочных масел заключающийся в том, что масло нагревают, перемешивают на границе раздела с воздухом и замеряют объем об- 25 разевавшейся пены. В этом случае на поверхности масла слой пены незначиTCL/ieH, однако верхний слой масла содержит мелкодиспергированный воздух в виде пузырьков (пенообразование30

в объеме), который некоторое время |Не удаляется из масла. Этот способ учитывает только процесс насыщения масла воздухом при перемешивании его вращающимися деталями двигателей (например перемешивание масла в ванле картера при вращении зубчатых зацеплений турбозубчатых агрегатов)2

В реальных смазочных системах, указанные процессы вспенивания происходят одновременно (разбрызгивание масла через форсунки и перемешивание его вращаюьтимися деталями двигателей в ванне картера, на границе раздела масла и воздуха).

Недостатком известных способов определения вспениваемэсти является малая точность и достоверность, так как они учитывают только отдельные физические процессы, происходящие с маслом в реальных системах двигателей, и не учитывают их комплексного воздействия.

Известен также способ определения, пенообразующей способности жидкостей, в котором процесс пропускания диспергированного газа совмещают.с про1цессом его перемешивания в объеме масла. Способ заключается в том, что

через жидкость пропускают диспергированный газ (воздух), одновременно перемешивая его в объеме жидкости, а затем замеряют объем пены, образовавшейся на поверхности жидкости 3. .

Недостатки способа, снижающие его ТОЧНОСТЬ и достоверность, заключаются в следующем: пропускание диспергированного воздуха с одновременным перемешиванием его в объеме жидкости только интенсифицирует процесс насыщения масла пузырьками воздуха при разбрызгивании его в виде масляного тумана. При этом на поверхности жидкости образуется слой крупноячеистой пены большого объема (вспенивание на поверхности), который достаточно быстро опадает после прекращения подачи воздуха и действия мешалки, а слой жидкости под пеной практически не содержит пузырьков воздуха; второй физический процесс насыщения масла воздухом при перемешивании его вращающимися деталями двигателей на границе раздела жидкости с воздухом не учитывается. Кроме того, способ предусматривает замер только количества пены, образовавшейся на поверхности жидкости, хотя в реальны условиях большее значение имеет вспенивание в объеме смазочного масла, так как в этих условиях снижаются ее смазочные свойства.

Цель изобретения - разработка способа определения вспениваемости жидкости, позволяющего повысить точност определения путем учета всех физических процессов, происходящих с жидкостями в реальных условиях.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения вспениваемости смазочного масла путем пропускания через него диспергированного газа с одновременным перемешиванием и с последующим замером количества образующейся пены, перемешивание осуществляют на поверхности масла и о вспениваемости масла судят по количеству пены на поверхности масла в объеме и по времени исчезновения пены.

Способ определения вспениваемости смазочного масла заключается в том, что диспергированный воздух, подаваемый в нижнюю часть объема испытуемого масла, в виде пузырьков устремляется к ее поверхности, где попадае под воздействие мешалки, находящейся на- границе раздела воздуха и масла. Под воздействием мешалки пузырьки воздуха тонко диспергируются и направляются в противоположную сторону - обратно в Нижнюю часть объема. При этом воздух, находящийся над поверхностью масла, увлекается, мешалко и нащ)авляется в нижнюю часть объема масла. Два потока диспергированного воздуха (с поверхности и из нижней

части объема масла) сталкивается, чем объясняется равномерное распределение тонкодиспергированного воздуха по всему объему масла (вспенивание в объеме). Часть пузырьков воздуха достигает поверхности масла, создгша вспенивание на поверхности. Однако слой пены на поверхности незначителен, так как пена механически разрушается мешалкой на границе раздела масла и воздуха. Если антипенные свойства масла плохие, то после прекращения подачи воздуха и действия мешсшки, пузырьки воздуха будут меньше по размеру, заКмут больше места в объеме масла и будут медленнее удаляться из него, выходя на поверхность.

Если же масло обладает хорошими антипенными свойствами, т.е. в нем присутствуют компоненты, снижающие поверхностное натяжение, то пузырьки воздуха в объет е будут быстро укрупняться, займут меньшее место и быстр удаляться из него, выходя на поверхность.

При осуществлении известного способа диспергированный воздух, подавамый в нижнюю часть объема испытуемого масла и устремляющийся к его поверхности, на своем пути (в объеме масла) встречает мешалку, которая хотя тонко диспергирует и равномерно распределяет пузырьки воздуха по объему, но одновременно придает им ускорение в сторону поверхности, облегчает им выход на поверхность с образованием на ней слоя крупноячеистой пены болыюго объема (вспенивание на поверхности), который достаточно быстро опадает после прекращения подачи воздуха и действия мешалки, а слой масла под пеной практически не содержит пузырьков воздуха.

Та же цель достигается, например, увеличением количества пропускаемого через масло воздуха или увеличением времени его пропускания.

Пример. В цилиндр 1 с внутренним диаметром 45 мм (см.черт.) заливают 200 мл исследуемого масла. Через воронку с фильтром Шотта 2, расположенную в нижней части цилиндра, подают очищенный сухой воздух со скоростыо 94 мл/мин. Одновременно включают мешалку 3 со скоростью вращения 3000 об/мин. Через определенное время (5, 10, 15 мин) прекращают подачу воздуха, одновременно останавливают мешалку и по делениям на цилиндре замеряют (в см или мл) вспенивание жидкости (V) на поверхности, в объеме (VQ) и время исчезновения пены (Т) в минутах.

В табл.1 приведены результаты определения вспениваемости турбинного масла ТС,р46 при 20°С в течение 15 мин.

Таблица 370

185 5

77 ,Нин 15

Положительный эффект предложенного способа - вспенивание в объеме смазочного масла, приводит к снижению его смазочной способности. Поэтому характеристика масла по вспениванию в объеме и времени исчезновения пены более точно отражает ее эксплуатационние .свойства в реальных условиях.

Результаты определения вспениваемости синтетического масла при 20°С в течение.15 мин приведены в табл.2.

Таблица 2

Вспенивание на поверхнобти, мл

Вспенивание в объеме,мл

Время исчезновенияпены, мин

Предложенный способ повышает точность и достоверность определения вспениваемости, так как максимгшьно приближает процессы пенообразования к реальным условиям.

Формула изобретения

Способ определения вспениваемости смазочного масла путем пропускания через него диспергированного газа с одновременным перемешиванием и С последующим замером количества образующейся пены, о т л ичающийся тем, что, с целью

35

29

повышения точности способа, перемешивание осуществляют на поверхности масла, и о вспениваемости масла судят по количеству пены на поверхности, в объеме масла и по времени исчезновения пены.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

(прототип).

V.

Ч/

/лз (болд)