14.3 Сепарация масла.
Отделение в сепараторе твердых и нерастворимых в масле частиц и воды происходит на основе разницы центробежных сил, приложенных к этим частицам и к маслу. Это различие будет тем выше, чем больше разница их плоскостей.
В отличие от очистки масла фильтрами, способность которых к улавливанию загрязнений определяется в основном размерами последних, центробежная очистка носит избирательный характер: сепаратор удаляет из смазочного масла воду и нерастворимые в нем примеси, плотность которых выше плотности очищаемого масла. Поэтому в составе загрязнений, удаляемых из масла в процессе его сепарирования, значительно больше минеральных компонентов, чем в загрязнениях, задерживаемых фильтрами.
Основным режимом очистки масла является режим кларификации. Перевод на режим пурификации осуществляется путем переналадки сепаратора при обнаружении воды в масле свыше 0,5%. Масло сепарируется в режиме пурификации до удаления воды, при этом должна быть выяснена и устранена причина попадания воды. После удаления воды в сепараторе необходимо вновь перевести в режим кларификации. Производительность сепаратора не должна превышать 50% номинальной, а температура подогрева масла должна быть не менее 85°С. Если масло имеет склонность к эмульгированию и отделению воды методом центрифугирования затруднена, то подогревать масло рекомендуется до температуры 90÷95°Спри условии поддержания в масляной системе двигателя достаточного давления. Выполнение указанных рекомендаций позволяет достичь наибольшей эффективности очистки масла. При повышении температуры подогрева масла тонкость отсева dувеличивается.
Периодичность включения и продолжительность работы сепаратора зависит от уровня загрязнения, скорости поступления загрязнений в масло и эффективности очистки на выбранном режиме. Большая скорость поступления загрязнений в масло свидетельствует о плохой работе топливной аппаратуры, неудовлетворительном состоянии поршневых колец, быстром окислении масла в результате воздействия высоких температур и контакта с катализаторами.
При высоком содержании в масле нерастворимых в бензине загрязнений (3% и выше) обработку масла сепарированием целесообразно проводить и после остановки двигателя в течение нескольких часов. Сепарирование циркуляционных масел тронковых дизелей следует начинать с первых часов работы после смены масла, особенно тщательно контролируя процесс очистки при переходе на масло с лучшими моющими свойствами.
Очистку масел крейкопфных дизелей рекомендуется начинать спустя 300÷500 ч после их замены. В случае использования в циркуляционной системе чисто минеральных масел для промывки их от загрязнений и водорастворимых кислот рекомендуется добавлять пресную воду в количестве 3÷5%. Температура воды должна быть равно температуре масла или превышать на 5°С.
На ряде судовых среднеоборотных и высокооборотных дизелей для очистки циркуляционного смазочного масла успешно применяются центрифуги.
По схеме включения в систему смазывания масляные центрифуги подразделяются на полнопоточные и частичнопоточные. Полнопоточные центрифуги можно устанавливать на быстроходных дизелях с малой производительностью навешенного насоса (до 1000 л/ч). На дизелях с производительностью маслонасоса от 1000 до 7000-8000 л/ч устанавливают частичнопоточные масляные центрифуги.
По роду привода центробежные маслоочистители могут разделяться на:
- приводимые во вращение от коленчатого вала двигателя;
- приводимые во вращение от воздушной или газовой турбины электродвигателя;
- с гидравлическим реактивным приводом.
Конструкция струйно-реактивной масляной центрифуги показана на рис. 14.5
К головке (1) с входным каналом (4) и выходным каналом (5) прикреплены купол (2) с брызгоотбойным кольцом (6). В ступице центрифуги (7) установлена вертушка (8) с плечами (9), в которые вмонтированы сопла (10). Крышка (11) и цилиндр (12) образуют вращающийся корпус центрифуги, в котором размещены направляющие для организации движения потока масла. В нижней части центрифуги имеется всасывающий патрубок (14). Грязное масло поступает в фильтр из масляной системы двигателя по каналу (4) и разбрызгивается соплами (10), в результате чего вертушка приводится во вращение. Стекающее вниз масло собирается в неподвижной части корпуса центрифуги (13) засасывается через патрубок (14) и проходя через каналы центрифуги очищается от взвешенных в нем примесей, которые отбрасываются к стенкам цилиндра (12). Для более тонкой очистки масло проходит через мягкую сетку (3) и по каналу (5) поступает в двигатель.
Очистка масла реактивными центрифугами от неорганических примесей происходит лучше, чем примесей органического происхождения. При прочих равных условиях их удаляется в 2÷3 раза больше, чем органических.
Особенно эффективно действие реактивных центрифуг при очистке масел с присадками: они в меньшей степени задерживают присадку, чем ФТО, а удаление центрифугами продуктов изнашивания, являющихся активными катализаторами окисления углеводородов масла, снижает скорость срабатывания присадок.
Вакуумная очистка масла.
Большинство установок для вакуумной очистки масел используют эффект испарения и дегазации предварительно нагретой исходной жидкости при пониженном давлении.
При этом эффективность осушки очень сильно зависит от площади поверхности этой жидкости.
Осушка и дегазация масла в установке (рис. 14.6) осуществляется с помощью тонкодисперсного распыления жидкости с помощью центробежной форсунки. Распыление масла осуществляется в вакууме. Поскольку эффективность испарения воды прямо пропорциональна площади поверхности и гидродинамическим условиям движения среды внутри капель, то распыление жидкости с помощью форсунки позволяет получить большую мелокодисперсность потока и поверхность испарения. Эффективность установки еще более повышается за счет впуска в нижнюю часть емкости осушенного разраженного воздуха. Это позволяет увеличить время падения капли и повысить эффективность испарения воды из капель масла.
Масло
из нагревателя
В установке (рис. 14.7) используется принцип увеличения поверхности обрабатываемой исходной жидкости в системе скачков уплотнений возникающих при торможении сверхзвукового двухфазного потока. Процесс осушки и дегазации осуществляется в скачках уплотнений при торможении сверхзвукового потока равновесной газопарожидкостной смеси, воздаваемой в сверхзвуковом жидкостно-газовом эжекторе.
Нагретое до температуры 45°С масло под давлением 0,6÷0,8МПа со скоростью 30м/с по трубопроводу (3) с помощью насоса (2) вместе с атмосферным воздухом поступает через приемную камеру (5) соплового эжектора (4) в верхнюю часть емкости (1) давление в которой – 0,001МПа. Это вызывает активное выделение растворенных в масле газов и водяного пара. Количество атмосферного воздуха регулируется клапаном (7), а его давление измеряется манометром (6). Давление в баке (1) контролируется манометром (8). Воздух с каплями воды уходит в атмосферу (12) через трубопровод (9), клапан (10) и камеру (11) независимой эжекторной системы. Эта эжекторная система предназначена для вакуумирования бака (1) и соединена с его нижней частью трубопроводом (13) через клапан (14). По сливной магистрали с клапаном (15) очищенное масло удаляется в расходные цистерны.
Литература: [19], [1].
Вопросы для самопроверки:
Назовите методы очистки масел и сравните эффективность их применения.
От каких факторов зависит качество очистки методом фильтрации смазывающего масла?
Какие типы фильтров применяются в системах смазывания СДВС?
Какими показателями определяется качество фильтрации смазывающего материала?
Каков принцип действия фильтровально-вибрационного аппарата для очистки масла?
В чем заключается различия методов очистки масла посредством фильтрации и сепарации?
В чем заключается принцип действия центрифуг, используемых для очистки масел?
В чем заключается принцип действия вакуумных очистителей масла?