Патент на изобретение №2263892
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ
(57) Реферат:
Использование: для определения качества моторного масла. Сущность: устройство содержит измерительную емкость для масла и снабжено нагревательным элементом, автоматическими системами регистрации времени перемещения рабочего тела и обеспечения контроля и стабилизации температуры исследуемого масла. Плоское тело закреплено на штоке с экраном, по которому измеряется время прохождения телом слоя масла. На дне измерительной емкости находится излучатель ультразвука, подключенный к ультразвуковому генератору. Технический результат: повышение точности определения в масле механических примесей. 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к устройствам измерения вязкости жидкости, в частности для экспресс-оценки качества моторного масла. Может быть использовано в нефтяной, автомобильной, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности, где необходимо контролировать качество моторных масел. Известен шариковый вискозиметр, содержащий шарик на нити фиксированной длины, подвешенный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении, помещенный в вертикальный цилиндр с затвором, коромысло, к одному из плеч которого подвешен шарик и прикреплен цилиндр, а к другому плечу – стрелка самописца для регистрации пути и времени его движения в исследуемой жидкости [1]. Но его недостаток в том, что устройство не обладает возможностью ультразвукового воздействия на масло с целью формирования областей сгущения, количество и плотность которых напрямую зависят от качества масла и по которым можно определить качество моторного масла. Известен также вискозиметр, содержащий емкость для исследуемой жидкости, установленное внутри емкости с возможностью вертикального перемещения рабочее тело в виде диска, экран, перемещающийся вместе с рабочим телом, регистратор времени падения рабочего тела и нагревательный элемент со стабилизатором температуры [2]. Недостаток его заключается в том, что это устройство используется только для измерения вязкости и не дает четкой картины о содержании в исследуемых жидкостях механических примесей. Задачей заявленного изобретения является создание устройства для экспресс-оценки качества моторного масла с использованием ультразвука. В масле, находящемся в масляной системе двигателей, происходят непрерывные количественные и качественные изменения. Количественные изменения происходят за счет угара его в цилиндропоршневой группе двигателя. Качественные изменения, известные под общим названием «старение масла», складываются из целого ряда физических и химических процессов, протекающих в масляной системе. Показатели, характеризующие отрицательные свойства (такие, как содержание нерастворимых примесей размером 1…6 мкм), по мере старения масла увеличиваются [3]. Технический результат от использования изобретения связан с экспресс-оценкой качества моторного масла при эксплуатации его в двигателе, что позволяет более точно определять сроки замены масла в зависимости от старения и наличия в нем механических примесей. Технический результат достигается тем, что в устройстве для экспресс-оценки качества моторного масла, содержащем емкость для исследуемой жидкости, нагревательный элемент со стабилизатором температуры, рабочее тело с экраном, установленное внутри емкости с возможностью вертикального перемещения вниз под действием силы тяжести, и регистратор времени падения рабочего тела, нагревательный элемент выполнен в виде ультразвукового излучателя с генератором, а регистратор времени падения рабочего тела снабжен расположенными на вертикальной линии светодиодами, оптически связанными с экраном, перемещающимся вместе с рабочим телом. Регистратор времени перемещения рабочего тела выполнен в виде двух пар светодиодов, подсоединенных к электронному секундомеру, что позволяет точно отслеживать время прохождения рабочего тела в исследуемой жидкости между светодиодами. Снабжение устройства ультразвуковым излучателем позволяет достоверно судить о качестве масла из-за возможности использования эффекта остаточной вязкости, заключающегося в том, что масла, предварительно нагретые до одной и той же температуры различными способами, после отключения нагревателей остывают и, соответственно, меняют вязкость различными способами. Масло, нагретое ультразвуком, сохраняет остаточную вязкость, которая вызвана образованием контактов и перехлестов между молекулами присадок масла при прохождении фронта ультразвуковой волны, индуцированной ультразвуком. Таким образом, при прогревании масла ультразвуком наряду с чисто тепловым действием происходит пространственное перераспределение расположения и ориентации молекул присадок, что и приводит к эффекту остаточной вязкости. Чем больше срок эксплуатации масла, тем больше в нем взвешенных частиц размером (1…6 мкм), которые при воздействии на диагностируемое масло ультразвуком начинают двигаться в слое масла и разрушать разветвленную структуру присадок, что влияет на вязкость масла. По результатам исследований построены графики зависимости изменения вязкости от температуры для масла 15W40 («ТНК», Рязань): (фиг.2, график 1), где 1 – масло, обработанное ультразвуком; 2 – масло просто прогретое; 3 – масло (отработка), обработанное ультразвуком; 4 – масло (отработка) прогретое; 5 – масло (без химических присадок), обработанное ультразвуком; 6 – масло (без химических присадок) прогретое. Из полученных данных по изменению вязкости ( На фиг.1 изображено устройство для определения вязкости жидкости, общий вид. Устройство включает излучатель ультразвука 1 с подключенным к нему ультразвуковым генератором 2 и измерительную прозрачную емкость для исследуемой жидкости 3 (съемный стакан) с залитым в него маслом. Температуру масла измеряют терморезистором 6, подключенным к милливольтметру 7, и приводят к заданному значению при помощи ячейки 4 и термостата 5. Плоское рабочее тело 11 закреплено на штоке 13 с возможностью вертикального перемещения. На штоке неподвижно закреплен экран 12. В верхнем положении шток удерживается электромагнитом 14. Регистратор времени падения выполнен в виде электронного секундомера 8 и подключенных к нему верхнего светодиода 10 и нижнего светодиода 9. Устройство работает следующим образом. Исследуемое масло заливают в емкость 3, температуру масла определяют терморезистором 6, подключенным к милливольтметру 7. Масло доводят до температуры 20°С в ячейке 4 при помощи термостата 5. Включают излучатель ультразвука 1, подключенный к генератору 2, и обрабатывают масло ультразвуком до температуры 26,5°С. При обработке масла шток фиксируют электромагнитом 14 в верхнем положении и удерживают до отключения ультразвука. В момент отключения ультразвукового генератора 2 плоское рабочее тело 11 вместе со штоком 13 опускается вниз под силой тяжести. Время падения тела измеряют электронным секундомером 8, который приводится в действие при прохождении экрана 12 мимо верхнего светодиода 10 и отключается при прохождении экрана мимо нижнего светодиода 9. При проведении экспресс-оценки качества моторного масла из картера двигателя берется проба, которая делится на две части: 1. Одну часть масла заливают в устройство для определения вязкости жидкости и прогревают или охлаждают до температуры 26,5°С. Измеряют время падения рабочего тела t1. 2. Вторую часть масла заливают в устройство для определения вязкости жидкости, измеряют температуру масла и доводят ее до температуры 20°С. Включают излучатель ультразвука и обрабатывают масло ультразвуком до температуры 26,5°С. Измеряют время падения рабочего тела t2. По разности времени падения плоского тела К устройству прилагаются калибровочные кривые зависимости
График зависимости Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 579564, кл. G 01 N 11/10, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР N 1741019 А1, кл. G 01 N 11/10, 1992. 3. Полканов И.П., Холманов В.М. Применение моторных масел и смазочных материалов в сельском хозяйстве. Методические указания. Ульяновский сельскохозяйственный институт, 1985, с.72.
Формула изобретения
Устройство для определения вязкости жидкости, содержащее емкость для исследуемой жидкости, нагревательный элемент со стабилизатором температуры, рабочее тело с экраном, установленное внутри емкости с возможностью вертикального перемещения вниз под действием силы тяжести, и регистратор времени падения рабочего тела, отличающееся тем, что нагревательный элемент выполнен в виде ультразвукового излучателя с генератором, а регистратор времени падения рабочего тела снабжен расположенными на вертикальной линии светодиодами, оптически связанными с экраном, перемещающимся вместе с рабочим телом.
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 11.11.2005
Извещение опубликовано: 20.02.2007 БИ: 05/2007
|
||||||||||||||||||||||||||
%) масла, обработанного ультразвуком и без него в зависимости от температуры, следует, что наибольший эффект остаточной вязкости прослеживается при температуре 26,5°С (фиг.2, график 2).
