Проблемы фильтрации масел

Автоматизированная система фильтрации масла с дегазации

 

Введение

 

Загрязнение масла является основной причиной неполадок с гидравлическим оборудованием. Даже свежее масло непосредственно из бочки может содержать загрязнения на уровне, превосходящем стандарты производителя нового оборудования. Нефтепродукты, такие как гидравлические жидкости, не подвержены износу. Необходимо только добавлять новый продукт для компенсации потерь, а также дополнительно вводить добавки.

Системы Trans-O-Filter эффективно фильтруют нефтяные и синтетические жидкости с целью удаления абразивной крошки и могущих вызвать повреждения шламов, которые накапливаются в гидравлических жидкостях и смазочных маслах на пути их прохождения и в баках. Они защищают вложения в ваше оборудование и систему путем предотвращения повреждений насосов, цилиндров, клапанов и органов управления в связи с разрушительным действием грязного или прогорклого масла. Эти системы предлагают вам высокие уровни подачи и высокую способность удержания грязи при весьма компактных размерах. Каждая установка рассчитана на автономную работу и состоит из насоса, двигателя, фильтра грубой очистки на входе и шлангов. Изготовленная из стали угольная фильтрационная камера может вмещать в себя фильтрующий материал с фильтрующей способностью до 1 мкм для удовлетворения ваших конкретных требований. (Фильтрующие материалы заказываются отдельно).

 

Проблемы фильтрации масел

 

В соответствии с действующими регламентами на ремонт и обслуживание дизель-генераторов 10Д100 тепловозов типа ТЭ10 в эксплуатации периодически заменяют детали дизеля в результате их износа. При этом только затраты на замену деталей, ресурс которых определяется качеством фильтрации дизельного масла, превышают 2 млн. руб. (по ценам 2003 г.) на каждый миллион километров пробега тепловоза. Кроме того, периодически заменяют и само дизельное масло (не более чем через 100 тыс. км пробега локомотива), фильтроэлементы в частично-поточном фильтре тонкой очистки масла и промывают фильтры грубой очистки через 50 тыс. км пробега.

Для увеличения межремонтных пробегов и сокращения вынужденных простоев локомотивов на ремонтах во ВНИКТИ разработана автоматизированная система фильтрации масла с самоочищающимся фильтром и центробежным очистителем повышенной грязеемкости.

В ходе внедрения на тепловозных дизелях полнопоточных самоочищающихся фильтров была обнаружена способность автоматизированной системы фильтрации уменьшать содержание в картерном масле растворенных и нерастворенных (существующих в виде пузырьков) кислотообразующих газов. Сущность этого эффекта дегазации заключается в задержании фильтрующей поверхностью пузырьков и в увеличенииих размеров за счет десорбции растворенных в масле газов, которые в последующем удаляются потоком самоочистки.

Специальные стендовые испытания показали, что дегазация наиболее эффективна при подаче насыщенного пузырьками потока самоочистки на центрифугу с реактивным приводом ротора. Содержание газов в картерном масле уменьшается при этом почти в 7 раз по сравнению со случаем отвода потока самоочистки без его фильтрации непосредственно в картер. Физически это объясняется разрушением пузырьков под действием скачка давления на выходе из сопл реактивного привода ротора и быстрым удалением выделенных газов системой вентиляции картера.

Указанный эффект дегазации привлек к себе внимание новой возможностью уменьшать коррозионный износ пар трения в дизеле благодаря снижению темпа образования в масле кислот, замедлять уменьшение легирующих присадок в масле и увеличивать тем самым срок службы последнего до замены. Стало ясно, что пытаться всячески активизировать выделение из масла кислотообразующих газов наиболее всего рационально в потоке самоочистки, поскольку он обеспечивает пяти-, семикратное прохождение через центрифугу всего картерного масла в течение каждого часа работы дизеля.

Интенсифицировать газовыделение оказалось возможным в самоочищающемся фильтре с дегазирующим механизмом самоочистки конструкции ВНИКТИ. Рис. 1 поясняет pa6oтy такого механизма. Средство очистки фильтрующей поверхности 8 имеетопорный для нее каркас 9 со стороны 11 очищенного масла (фильтрата) и грязеотводящий канал 4 с входным отверстием 6, которое расположено вблизи очищаемого участка 7. Между этим участком и краями 2 и 10 входного отверстия имеется зазор, через который обеспечивается подсос в канал 4 подлежащего фильтрации масла 1.

 

Рис. 1, Механизм самоочистки как средство деаэрации масла и десорбции растворенных газов и посторонних жидких примесей: 1 — фильтруемое масло; 2,10 — край входного отверстия; 3,5 — каверна; 4 — грязеотводящий канал; 6 — входное отверстие канала; 7 — промываемый участок фильтрующей поверхности; 8 — фильтрующая поверхность; 9 - каркас; 11 — фильтрат

 

Из-за загромождающего действия ребер каркаса 9 он выполнен так, чтобы обеспечивалась меньшая скорость обратного тока фильтрата 11 по сравнению со скоростью тангенциально ориентированного (направленного по касательной) к промываемому участку потока 1. Тангенциальная скорость такова, что происходит отрыв потока 1 от внутренних стенок канала 4 с образованием двух каверн 3 и 5. Заметим, что входное отверстие 6 канала 4 выполнено в виде щели с длиной вдоль всей протяженности фильтрующей поверхности 8 (вдоль ребер каркаса). Очевидно, что такую же протяженность имеют и указанные каверны.

Поскольку внутри зоны отрыва давление всегда меньше, чем в потоке 1, в эту зону за счет десорбции происходит интенсивное газовыделение, постепенно увеличивающее ее размер. Затем каверна сносится потоком самоочистки в центрифугу, а процесс пополнения газом зоны отрыва возобновляется. Это и делает указанный механизм самоочистки средством, дополнительно стимулирующим деаэрацию масла и десорбцию кислотообразующих газов, а также десорбцию из масла посторонних жидких примесей (воды и уже образовавшихся кислот) за счет перевода их в паровую фазу. Последующее удаление парогазовой фазы завершает система вентиляции картера.

Для определения влияния указанного эффекта на темп износа деталей дизеля, а также на параметры масла иего срок службы до замены были проведены эксплуатационные испытания тепловоза с автоматизированной системой фильтрации (АСФ) дизельного масла. Эта система состояла из полнопоточного дегазирующего самоочищающегося фильтра с тонкостью фильтрации 30 — 40 мкм, двух центрифуг с реактивным приводом ротора и соответствующих трубопроводных коммуникаций для встраивания АСФ в систему смазки дизеля. Конструкция опытной АСФ соответствовала требованиям ТУ-32-ВНИКТИ-37—2004.