125784 (717658), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Щілинні фільтри застосовуються як фільтри грубого очищення. Тонкість очищення коливається в межах 20-125 мкм. Тонкість очищення матер'яних фільтрів становить 8-50 мкм, під час роботи вони втрачають свої механічні властивості під дією кислотних речовин, що перебувають у маслі. Гідравлічний опір таких фільтрів росте в міру забивання пор.
Тонкість очищення картонних фільтрів становить 1-50 мкм. Недоліком їх є недостатній ступінь очищення й неможливість їхньої регенерації, низькі механічні властивості. Аналогічні недоліки властиві й паперові фільтри. Крім того вони можуть працювати лише у вузькому діапазоні температур. Глибинні фільтри, маючи фільтруючі елементи значної товщини, затримують частки забруднень не тільки на поверхні, але й у товщі фільтроелемента. У фільтрів цього типу площа входу рідини відносно невелика.
Розрізняють наступні типи глибинних фільтрів: з волокнистих і зернистих матеріалів; керамічні; металокерамічні; з пористих синтетичних матеріалів.
Фільтри з волокнистих і зернистих матеріалів виготовляють у вигляді ємностей із тканини або металу, наповнених фільтруючим матеріалом. Тонкість очищення цих фільтрів низька й становить 12-30 мкм.
Керамічні фільтри виготовляють із пористої кераміки. Тонкість фільтрації залежить від розмірів зерен наповнювача й становить 0,1-100 мкм. Недоліком їх є можливість вимивання потоком рідини абразивних часток матеріалу. Металокерамічні фільтри виготовляють методами порошкової металургії з металевих, металокерамічних і синтетичних порошків. Залежно від розміру часток порошку й технології виготовлення їхня тонкість фільтрації становить 0,1-100 мкм. Ці фільтри відрізняються високою механічною міцністю, термостійкістю. Їх можна відновлювати методом протипотока.
Значення мікрофільтрації в загальному технологічному процесі регенерації моторних масел
Процес мікрофільтрації в раді існуючих технологій регенерації моторних масел є основним.
Так французькою фірмою «Готаль» розроблений спосіб регенерації відпрацьованих масел 'Тежелюб".
Масло спочатку піддається відцентровому очищенню від грубо дисперсних механічних домішок і вільної води, потім або нагрівається з метою видалення води й легко кип'ячих фракцій, що потрапили в масло при його експлуатації (бензин, дизельне паливо, розчинники й ін.). Далі виробляється обробка масла, і домішки знищуються, а диспергування в маслі речовини, в основному метали, осаджуються у вигляді масляного шламу й віддаляються за допомогою повторного центрифугування. Потім масло піддається мікрофільтрації через пористі фільтруючі елементи, виконані у вигляді порожніх керамічних циліндрів і температуру понад 300°С, при тиску 2 МПа.
При мікрофільтрації масло очищається від смолистих речовин, асфальтенов, лаків, нагару й т.п. Осідаючі на пористій поверхні частки постійно віддаляються з поверхні потоком масла, створеним відцентровим насосом, що включений у циркуляційний контур. Продуктивність мікрофільтрації залежить від тиску в системі й температури масла.
Після мікрофільтрації масло надходить у нагрівальний пристрій і реактор, де піддається каталітичної гідрогенезації. При цьому виділяється крекінг-газ, що може бути використаний при спалюванні в трубчастих печах установки, а важкі вуглеводні гідрируються. Розгін отриманого масла під вакуумом з метою поділу його на три фракції по в'язкості є останньою стадією процесу регенерації. Масло, отримане в результаті такої обробки, подібно свіжим маслам і може використатися без обмежень.
Кількість відновленого масла з вихідної сировини може перевищувати 70%.
Японська фірма «Каваками» розробила автоматичну установку для тонкого очищення масла. Установка підключається до масляної системи й очищає масло з тонкістю 0,02-0,1 мкм за допомогою мембранних фільтруючих матеріалів. Відмінною рисою установки є можливість зміни руху потоку масла, що очищає, що дозволяє промивати фільтруючий елемент, тим самим збільшуючи строк його служби. Промивання елемента здійснюється 60-90 сек. з інтервалом 1-2 години. Випускається кілька типів таких установок. Продуктивність залежить від в'язкості масла, що очищає, кількості фільтроелементів в установці. Пропускна здатність одного фільтроелемента становить 10-15 л/г.
Основним призначенням мікрофільтрації є видалення високодисперсних продуктів окислювання масла й інших механічних домішок розміром від 0,2 мкм і вище з метою підвищення стабільності регенерованих масел. Мікрофільтрація може входити в технологічний процес регенерації масла як основна операція, так і в сполученні з іншими операціями.
Сполучення мікрофільтрації з попередніми операціями регенерації масел (видалення води, паливних фракцій, грубодисперсних домішок) дозволяє одержати високоякісні масло.
Аналіз виконаних робіт і завдання дослідження
У сучасних умовах питання раціональної й ощадливої витрати нафтопродуктів представляють досить більше народногосподарське завдання, рішення якого дозволить зберегти сотні тисяч тонн різних видів нафтопродуктів на багато мільйонів рублів.
Дослідження показують, що надійність, довговічність автотракторної техніки, а також стабільність енергетичних і економічних показників машин у значній мірі залежать від якості використовуваних нафтопродуктів, що у свою чергу обумовлює не тільки фізико-хімічними показниками, але й наявністю в них різних забруднень і сторонніх домішок.
Наприклад, зношування деталей двигунів внутрішнього згоряння залежить від безлічі конструкторсько-технологічних і експлуатаційних факторів.
Однак головним фактором, що викликає зношування деталей двигуна особливо працюючих у сфері запиленого повітря, є абразивні частки забруднень, що надходять у двигун з повітрям, паливом і маслами. Частка абразивного зношування деталей циліндро-поршневої групи тракторних двигунів у загальному експлуатаційному зношуванні становить близько 80-90%. Б результаті абразивного зношування автотракторних двигунів народне господарство несе величезний матеріальний збиток.
Процес зношування деталей неухильно веде до зміни технічного стану й працездатності двигунів, вузлів і механізмів техніки, тому проблема зменшення забруднення й збереження чистоти нафтопродуктів і підвищення тим самим надійності й довговічності вузлів і деталей здобуває головне значення.
Вивченню питань, пов'язаних із впливом забрудненого моторного масла на надійність і довговічність пар тертя присвячений ряд робіт Григор'єва М.А. /23,21/, Пономарева Н.Н. /24/, Рибакова К.В. /4, 7, 25, 26/, Лишко Г.П. /27/, Топиліна Г.Е. /19, 20/ і ряди інших дослідників /28, 29, 30, 31/.
Наявність механічних домішок і води в нафтопродуктах приводить до виникнення цілого ряду перешкод експлуатаційного характеру й істотно знижує стабільність цих продуктів, змінює їхній хімічний склад, і в ряді випадків настільки, що подальше їхнє застосування стає неможливим.
Особливо негативну дію роблять домішці й вода на моторні масла із домішками, тому що вони сприяють випаданню в них домішок, що значною мірою знижує експлуатаційні якості масел і приводить до підвищеного зношування деталей машин і необхідності більше частої заміни масел. Велика кількість відмов у роботі автотракторної техніки, використовуваної в сільському господарстві, пов'язане із застосуванням масел знижених експлуатаційних властивостей.
Дослідженням основних джерел забруднення шторних масел присвячені роботи Рибакова К.В., Коваленко В.П., Жулдибина Е.Н., Турчанинова В.Е. /32, 14, 5/, Григор'єва М.А., Бунакова Б.М., Долецького В.А. /21, 30/ і ряду інших авторів /22, 29, 31, 33, 34, 35, 36, 37/.
Економічні витрати, зв'язані про підвищений внесок деталей машин, збільшеним витратою масла, значною кількістю відмов у роботі машин, дуже велике, тому вишукування ефективних технічних засобів очищення до відновлення масел представляє актуальне завдання.
При розробці ефективних засобів очищення масел необхідно класифікувати забруднення. Так, /40/ класифікує забруднення масла по хімічному складі й по характері процесів, що відбуваються при забрудненні. Проф. К.К. Папок.
Випнером запропонована інша класифікація забруднень, які розділяються на опади, лаки й нагари /41/. Н.Ф.Тельновим /42/ запропонована класифікація забруднень тракторів, автомобілів і сільськогосподарських машин, що охоплює всього їхнього різновиду стосовно до сільськогосподарських машин.
Важливу роль при розробці нових засобів очищення масел грає вплив гранулометричного состава забруднень на зношування.
І.К. Ватсоном, Т.У. Хайли, Б.Б. Бургеллоном, Н. Флостаревим, А.И. Ниеневичем і Д.І. Висотським проводилися дослідження із впливу розміру часток абразивного пилу на зношування циліндрів і поршневих кілець. Ними було встановлено, що зношування циліндрів і поршневих кілець зростає зі збільшенням зерна абразиву до досягнення останніх деякого граничного значення.
Інтенсивне зношування тертьової пари - циліндр-поршневе кільце викликають частки абразиву розміром більше 25 мкм.
Найнебезпечнішими відносно зношування підшипників колінчатого вала варто вважати частки розміром більше 15 мамів /43/.
В практиці експлуатації автотракторної техніки потрібна чистота мастила досягається використанням різних способів очищення, які умовно можна розділити на дві групи до першого ставляться способи фільтрування, а до другого - способи, засновані на використанні різноманітних силових полів, зокрема, відцентрового. Здійснення кожного із цих способів пов'язане із застосуванням відповідної технології, приладів і пристроїв: відстійників, фільтрів, центрифуг, електро- і віброочисників і т.д.
Ученими нашої країни зроблений значний внесок у створення й розвиток теорії поділу різних продуктів, речовин і матеріалів у відцентровому голі. Ними створені математичні моделі й методи розрахунку абразивного зношування деталей автотракторних двигунів залежно від ефективності систем захисти, розвинена теорія фільтрації й центрифуговання, розроблені методи розрахунку фільтруючих пристроїв і центрифуг. Тривають дослідження з метою вдосконалювання техніки відцентрового очищення палив і масел. Великий внесок у розвиток відцентрового очищення нафтопродуктів внесли Григор'єв М.А. /23, 24/.Рибалок К.В. /47,26), Коваленко В.П. /5, 14/, Пироженко Е.М. /44/, Ходаков В.А. /45/ і ін.
Аналіз показує, що незважаючи на значну кількість робіт з технічних засобів, багато питань вимагають уточнення до наукового обґрунтування. До їхнього числа можна віднести питання розробки технічних засобів для очищення й суперочищення відпрацьованих масел. Незважаючи на велике значення, він не вирішений повністю стосовно до с.-г. виробництву й не знайшов у літературі достатнього висвітлення.
Дослідженнями ГОСНИТИ, АЧИМСХ, ВНИПТИМЭСХ, МИИСП, Кишинівського СХИ й інших наукових організацій /11, 22, 31, 46, 47, 48/ установлені необхідність і економічна доцільність розробок по створенню й удосконалюванню різних типів технічних засобів і технологічних процесів відновлення масел. У цей час над цими питаннями працюють багато наукових установ і окремих дослідників /3, 14, 30, 49, 50/.
Однак наявні із цих питань обґрунтування й рекомендації дані здебільшого стосовно до свіжих товарних масел, а не до відпрацьованого й базуються, головним чином, на даних виробничого досвіду. Відомі розробки по відновленню відпрацьованих масел і продовженню строку їхні служби дані стосовно до промислових методів і засобів відновлення й не можуть бути повністю використані в с.-г. виробництві.
Виробничий досвід показує, що поки немає єдиного підходу до рішення питання про вибір методів і засобів відновлення відпрацьованих масел, а конструктивне оформлення останніх не завжди раціонально. Це пояснюється недоліком теоретичних і експериментальних досліджень, необхідністю оснащення різних виробничих структур різними засобами інженерного обслуговування. Відсутність у всім різноманітті методів і технічних засобів відновлення відпрацьованих масел, що повністю відповідають вимогам с.-г. виробництва, викликає необхідність створення на їхній базі нових, більше зроблених технічних засобів.
Аналіз літературних джерел і виконаних досліджень по обґрунтуванню й раціональному використанню технічних засобів для очищення й відновлення масел показує, що до теперішнього часу ряд питань цієї проблеми вирішений недостатньо повно.
Питання техніко-економічної ефективності використання різних масло очисних установок не вивчені, а наявних методів розрахунку й обґрунтування експлуатаційних параметрів таких установок украй недостатньо. Це не дозволяє повно й глибоко проаналізувати економічну ефективність виконання технологічного процесу очищення суперочищення відпрацьованих масел різними технічними засобами.
На підставі проведеного огляду літературних джерел і аналізу виконаних робіт з використання технічних засобів масловикористовування визначені робоча гіпотеза, мети й завдання дослідження.
Робоча гіпотеза дослідження полягала в тому, що передбачалася можливість розробки технології очищення масла на основі мікрофільтрації через напівпроникні мембрани, яка б забезпечила одержання регенерованих масел, зі стабільним протизносними й антифрикційними властивостями, шляхом зниження концентрації високодисперсних продуктів окислювання.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
