Устройство для определения нагаролакообразующих свойств нефтепродуктов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.07.80 (21) 2956189125-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 N 25/02

Гасударственный камнтет

СССР (53) УДК 620.162 (088.8) Опубликовано 30.06.82. Бюллетень №24

Дата опубликования описания 05.07.82 по делам нзобретеннй н еткрмтий (72) Авторы изобретения

В. А. Циулин и Д. А. Драч ев

1" .

Калининградское высшее инженерное мо ское училище (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАГАРОЛАКООБРАЗУЮЩИХ СВОЙСТВ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Изобретение относится к нефтехимии, в частности, к определению нагаро-лакообразующих свойств нефтепродуктов, используемых в двигателях внутреннего сгорания, и может найти применение в лабораториях, анализирующих и определяющих эксплуатационные свойства нефтяных топлив и моторных масел.

Известен прибор для оценки эксплуатационных свойств моторных масел, содержащий рабочую камеру с электрообогревом, разбрызгиватель, сборную емкость, внешнюю баню с электрообогревом, холодильник для летучих продуктов окисления, трубку возврата конденсата и контактный термометр, Этот прибор отличается от известных тем, что с целью повышения эффективности окисления испытуемого масла путем доведения его до туманообразного состояния, рабочая камера прибора выполнена в виде цилиндрической трубки, а разбрыгиватель— в виде установленных под углом к рабочей камере трубки с соплом для подачи воздуха и трубки с соплом для подачи масла (1).

Как видно из самого названия, прибор предназначен для оценки эксплуатационных свойств только лишь моторных масел. При этом в описании не раскрывается, какое количество воздуха подается для получения туманообразного состояния масла и как это состояние определяется и контролируется, какие именно эксплуатационные свойства масел оцениваются и каковы критерии, подбираемые с помощью этого прибора. Кроме того, не указаны температурные режимы проведения испытаний и не предусмотрены замены воздуха другим окислением. Само собой разумеется, что на аро-лакообразующие свойства масла оценить с помощью этого прибора не представляется возможным.

Известна установка для испытаний на нагарообразование и определение характеристик жидкостных топлив, определяю15 щая использование для этих целей газотурбинного двигателя со съемной форкамерой, к которой подключен контур испыпуемого топлива (2).

Основными принципиальными недостатками известных установок являются узость поставленных целей в проводимом испытании (определении искомых свойств только смазочных масел или только жидкостных топлив, моторных топлив, трансформаторных масел и т. п.), оптимально поставлен940024

10 !

5 го

З0

55 ные цели достигаются за счет использования относительно дорогостоящих устройств вплоть до газотурбинного двигателя, связанных с большим расходом горючесмазочных материалов за цикл испытаний; отсутствие четкой методики определения лакогарообразующих свойств любых нефтепродуктов и оценки их поведения в двигателях.

Не в каждой лаборатории целесообразно устанавливать такие громоздкие и дорогостоящие установки даже для выяснения очень важных эксплуатационных свойств нефтепродуктов, таким образом лаконагарообразование.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аппарат для оценки нагарообразующих свойств смазочных масел, состоящий из нагревателя с нагарообразователем и термопарой, емкости для исследуемого продукта, масляного насоса, маслораспределительной втулки, охладителя, масляного трубопровода с краном, регулирующим поток масла. Нагарообразователь имеет форму круглой пластины диаметром около 2,5 мм, толщиной около

0,5 мм. Маслораспределительная втулка имеет диаметр на 2 — 3 мм больше, чем диаметр нагарообразователя. Зазор между нагарообразователем и втулкой устанавливается равным 0,2 — 0,3 мм. При проведении анализа масло насосом подается по трубопроводу через холодильник и маслораспределительную втулку к нагарообразователю, температура которого устанавливается на выбранном уровне электроподогревателем и контролируется с помощью термопары.

Зазор между нагарообразователем и втулкой полностью заполнен маслом, контакт горячей поверхности нагарообразователя с окружающей воздушной средой исключен (3).

Однако нагарообразующие свойства оцениваются лишь только смазочных масел, оценка нагарообразующих свойств масла проводится в искусственно созданных условиях отсутствия интенсивного окисления с целью якобы повышения точности измерений, результаты испытан <й не указывают на пути оценок искомых свойств масел.

Известно, что интенсивность нагаро-лакоотложений нефтепродуктов зависит не только от температуры, но и от характеристики и насыщенности газовой среды, окружающей нагарообразующую поверхность.

Цель изобретения — повышение точности определения за счет учета влияния газовой среды на процесс окисления и приближения проводимого процесса к условиям рельной эксплуатации исследуемого нефтепродукта.

Для достижения поставленной цели устройство, включающее емкость для исследуемого нефтепродукта, охладитель нефтепродукта, нагреватель с нагарообразователем и термопарой, снабжено размещенной в емкости для нефтепродукта газораспреде4 лительной втулкой с решеткой и последовательно подключенными к втулке расходомером и баллоном с окислителем и краномредуктором.

При этом нагарообразователь установлен в емкости с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, а емкость выполнена со смотровым окном.

Процесс нагаро-лакообразования происходит на нагарообразователе путем подачи испытуемого нефтепродукта во вспененном состоянии через газораспределительную втулку со сменной решеткой. При этом поток газа подается через баллон, регулирующий кран-редуктор и контролирующий расходомер. Заданный зазор между вспененной поверхностью нефтепродукта и нагарообразователем регулируется путем поворота нагревателя с нагарообразователем в корпусе устройства, а решетка на газораспределительной втулке подбирается в зависимости от вязкости испытуемого нефтепродукта с расчетом обеспечения непрерывной подачи в район нагарообразователя вспенненого нефтепродукта в виде тонкой, постоянно обновляющейся пленки.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство состоит из емкости 1 для исследуемого нефтепродукта, вмонтированных в нее охладителя 2, газораспределительной втулки 3 с решеткой 4, нагревателя 5 с нагарообразователем 6 и термопарой

7, термометра 8, подключенных к газораспределительной втулке 3 при помощи трубопровода 9 расходомера 10, крана-редуктора 11 и баллона 12 с окислителем. Его габариты 150 Х 150 мм, вес около 2 кг. Питание к нагревателю подается от штатного автотрансформатора (не показан).

Устройство работает следующим образом.

В емкость 1 заливается испытуемый нефтепродукт, заданная температура которого поддерживается циркуляцией теплоносителя через охладитель 2. Температуранефтепродукта контролируется показаниями термометра 8.

Температура на нагарообразователе 6 регулируется и поддерживается нагревателем 5. Контроль температуры нагарообразователя осуществляется с помощью термопары 7. После достижения заданных температурных режимов нефтепродукта и на нагарообразователе, запрограммированный расход окислителя подается из баллона 12 через регулировочный кран-редуктор

11 и расходомер 10 во внутрь прибора.

При этом поток окислителя, пройдя через калиброванные отверстия газораспределительной решетки, перемешивается с нефтепродуктом и транспортирует его ь виде тонкой пленки к поверхности нагарообразователц.

9

Нестабильность контакта пленки нефтепродукта с поверхностью нагарообразователя, обнаруженная в смотровое окно, устраняется изменением зазора путем вворачивания .(выворачивания) корпуса нагревателя 5. По окончании цикла проверки нефтепродукта в моделированных условиях, нагарник снимается и результаты эксперимента обрабатываются по приведенной в описании методике.

В случае изменения испытуемого нефтепродукта (в зависимости от его вязкости), газораспределительная решетка заменяется через окно извлеченного нагревателя.

Предлагаемое устройство позволяет смоделировать условия, близкие к условиям эксплуатации испытуемого нефтепродукта и провести испытания на нагаро-лакообразо.вание с подачей выбранного типа окислителя (воздуха). При этом нефтепродукт транспортируется на поверхность нагарообразователя в виде тонкой, постоянно обновляющейся пленки. Все это позволяет оценить нагаро-лакообразующие свойства испытуемого топлива в осязаемой размерности— скорости на гаро-л акоотложений в м г/м 2-с.

При помощи предлагаемого устройства можно предметно оценить, какое топливо или масло предпочтительно для той или иной двигательной установки в зависимо-. сти от условий и режима работы.

40024

6 формула изобретения

1. устроиство для определения нагаролакообразующих свойств нефтепродуктов, включающее емкость для исследуемого нефтепродукта, охладитель нефтепродукта, наг5 реватель с нагарообразователем и термопарой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения за счет учета влияния газовой среды на процесс окисления и приближения проводимого процесса к условиям реальной эксплуатации исследуе10 мого нефтепродукта, оно снабжено размещенной в емкости для нефтепродукта газораспределительной втулкой с решеткой и последовательно подключенными к втулке расходомером и баллоном с окислителем и краном- редуктором.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью регулирования и измерения зазора между нагарообразователем и поверхностью нефтепродукта, нагарообразователь установлен в емкости с возможностью пере20 мещения в вертикальной плоскости, а емкость выполнена со смотровым окном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 179083, кл. G 01 N 25/14, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР № 191178, кл. G 01 N 33/22, 1967.

3. Авторское свидетельство СССР № 234742, кл. G 01 N 25/02, 1969.

Составитель О. Чернуха

Редактор М. Голаковски Техред A. Бойкас Корректор Г. Огар

Заказ 4657/64 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 I 3035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4