Барботажная смазка что это
Устройство системы смазки
Применяются две принципиальные схемы смазки ГТД:
— циркуляционная, в которой все масляные полости являются замкнутыми и масло используется многократно для смазывания и охлаждения деталей, вновь возвращаясь к ним после откачки, отделения воздуха, очистки и охлаждения;
— разомкнутая (нециркуляционная), в которой масло используется однократно и после смазывания и охлаждения деталей выбрасывается в атмосферу через сопло двигателя.
Для малоресурсных ГТД разового применения, в подъемных двигателях СВВП с кратковременным циклом работы часто применяют разомкнутую схему смазки. Эта схема отличается от циркуляционной большей простотой (ряд агрегатов отсутствует), меньшей массой, но значительно большим расходом масла, которое подается порционно.
В ГТД разового применения с разомкнутой системой смазки иногда вместо масла может подаваться керосин, являющийся одновременно основным топливом.
Системы смазки большинства ГТД выполняются по циркуляционной схеме, обеспечивающей существенно меньший расход масла и большую допустимую продолжительность непрерывной работы.
В зависимости от условий работы узлов трения и возможности подвода масла к трущимся поверхностям различают следующие способы смазки:
— смазка под давлением. При этом масло под давлением, создаваемым масляным насосом, поступает непосредственно на трущиеся поверхности по специальным каналам в корпусах и деталях. Таким способом смазываются, как правило, подшипники скольжения приводов и редукторов;
— смазка струйной подачей. В этом случае масло под давлением через, специальные форсунки-жиклеры нагнетается направленной струей на трущиеся поверхности. При этом обеспечиваются интенсивная прокачка масла между трущимися деталями, хороший отвод тепла и вымывание продуктов износа. Таким способом смазываются подшипники качения опор роторов, зубья шестерен редукторов и шлицевые соединения. В зависимости от необходимой прокачки масла через опоры роторов ГТД применяют трех-, шести- и двенадцатиточечную подачу масла через жиклеры, устанавливаемые равномерно по окружности подшипников;
— смазка разбрызгиванием (барботажем). Масло при таком способе разбрызгивается подвижными и вращающимися деталями двигателя, раздробляется на мельчайшие капельки, образующиеся в полостях опор, корпусах редукторов и приводов в масляный туман. Капельки масла проникают через зазоры между трущимися поверхностями или оседают на них. Так смазываются подшипники качения и шестерни приводов. Благодаря наличию масляного тумана в воздушно-масляных полостях ГТД масло, обладающее липкостью, покрывает детали пленкой, предотвращающей их от коррозии.
Циркуляционная система смазки любого двигателя состоит из трех подсистем: нагнетания, откачивания и суфлирования (рис.1).
Для нагнетания масла и подачи его в требуемые места масло из бака 1 поступает по всасывающей магистрали 2 к нагнетающему маслонасосу 3, далее проходит через фильтр тонкой очистки 5 и по трубопроводам поступает к масляным форсункам.
Давление и температура масла за маслонасосом постоянно контролируются посредством устанавливаемых датчиков 6.
Использованное масло самотеком стекает в маслоотстойники опор роторов и в поддоны коробки приводов агрегатов, откуда откачивающими маслонасосами 7 по трубопроводам 8 доставляется обратно в бак, проходя по пути воздухоотделитель 9, удаляющий воздух из вспененного масла, и радиатор 10, снижающий температуру масла.
Для слива масла самотеком должны быть предусмотрены достаточные сечения проходов масла и сливных трубопроводов. Каждая сливная емкость внутри двигателя должна иметь свой откачивающий насос.
Суфлирование масляных полостей производится для удаления воздуха и газа, прорывающихся через уплотнения масляных полостей из газовоздушных полостей с повышенным давлением.
Все масляные полости сообщаются между собой, и посредством центробежного суфлера 12 воздух выводится в атмосферу. Суфлер сепарирует частицы масла посредством вращения выбрасываемого воздуха и возвращает масло в маслосистему.
В ГТД с так называемой открытой системой суфлирования полости сообщаются непосредственно с атмосферой и давление в них близко к атмосферному. Это давление падает с высотой полета, поэтому снижается производительность маслонасосов, определяющая высотность масляной системы двигателя, т. е. ту высоту, до которой обеспечивается подача необходимого количества масла к подшипникам.
В большинстве двигателей с целью повышения высотности масляной системы суфлирующие системы выполняют закрытыми, что означает поддерживание в масляных полостях, включая маслобак, некоторого избыточного давления. Это достигается установкой на суфлер баростатического клапана 13, который автоматически управляет выходной площадью суфлера.
Одним из важных свойств маслосистемы является рациональное размещение ее элементов на двигателе, включая маслоагрегаты. Размещение маслобака предпочтительно проводить выше продольной оси двигателя, а нагнетающий маслонасос— в самой нижней части двигателя. Это обеспечивает постоянный напор масла на входе в маслонасос и создает благоприятные условия работы в высотных условиях.
Во избежание перетекания масла из маслобака на стоянке устанавливают обратный клапан 14 со слабой пружиной, открывающийся в начале работы двигателя.
Для бесперебойного поступления масла из маслобака к насосу при любых эволюциях летательного аппарата заборник масла в баке часто выполняют в виде качающегося на оси маятникового заборника масла 15, ориентированного своим тяжелым концом в сторону перемещающегося объема масла. Противоположный, более легкий конец этого патрубка используют для суфлирования бака. Для освобождения откачиваемого из двигателя и поступающего в маслобак масла от содержащегося в нем воздуха в маслобаках устанавливают воздухоотделители 16 центробежного типа.
Маслосборники масла, сливающегося из подшипников ротора двигателя, располагают по числу опор. Масло откачивают из них раздельными секциями откачивающего маслонасоса или несколькими маслонасосами, что обеспечивает надежную откачку масла при продолжительном наборе высоты или при пикировании самолета.
В ГТД с высоким уровнем температур воздуха и газа принимают специальные меры по теплоизоляции масляных полостей и трубопроводов в горячих местах. Это необходимо для уменьшения дополнительного подогрева откачиваемого масла, особенно в застойных зонах, а также для устранения его коксования на горячих поверхностях.
Охлаждение масла в большинстве ГТД с замкнутой масляной схемой осуществляется в топливомасляных радиаторах (ТМР).
Топливомасляные радиаторы применяются двух типов: низкого и высокого давления. В первом случае топливо для охлаждения масла отбирается из топливной магистрали до топливного насоса, во втором — за ним. ТМР высокого давления допускают возможность более высокого подогрева топлива и отличаются большей компактностью, но, находясь под высоким давлением топлива, они должны обладать высокой прочностью и надежностью.
Воздушно-масляные радиаторы применяют для ТВД. Последние обладают высокой теплоотдачей в масло и недостаточным хладоресурсом топлива.
На турбовинтовых мощных двигателях масляную систему выполняют по типу короткозамкнутой циркуляционной схемы, отличающейся от приведенной на рис. 12.1 тем, что только небольшая часть масла — до 15 %, пройдя радиатор, поступает в маслобак. Это необходимо для прогрева находящегося в баке масла. Основная часть масла подается непосредственно на вход в нагнетающий насос. Для подачи резервного масла из маслобака служит дополнительный маслонасос. Уменьшение количества циркулирующего масла ускоряет процесс его прогрева в системе, облегчает запуск двигателя при низких температурах, повышает высотность масляной системы, так как откачивающие маслонасосы и дополнительный маслонасос увеличивают давление масла на входе в нагнетающий насос. При этом упрощается система суфлирования, выполняемая открытой.
В целях строгой дозировки прокачки масла его подвод к местам трения, включая смазывание подшипников качения, выполняют через калиброванные струйные форсунки.
В масляных системах большинства двигателей широко используется принцип модульности конструкции. С этой целью в одном агрегате объединяются такие узлы, как маслобак и топливно-масляный радиатор низкого давления топлива, нагнетающий и откачивающий насосы с фильтром тонкой очистки. Это приводит к сосредоточению всей системы смазки в небольшом числе агрегатов, сокращению числа и длины трубопроводов и наружных стыков.
Надежность работы масляной системы двигателя требует систематической проверки объема масла в баке и его пополнения, а также осмотра состояния маслофильтров тонкой очистки. Для удобства эксплуатации мерные и заправочные устройства, а также маслофильтры тонкой очистки располагают в хорошо доступных местах для подхода, легкого съема и промывки фильтрующих элементов. Состояние маслофильтров позволяет по виду и количеству продуктов износа и кокса судить о работоспособности двигателя, а в отдельных случаях предупреждать возможную неисправность узлов двигателя. Смена масла производится в установленные регламентом сроки.
Техническое состояние системы смазки ГТД в условиях полета автоматически контролируется. Ряд факторов позволяет судить о ее исправности.
К таким факторам относятся:
¾ давление нагнетаемого масла,
¾ температура масла (чаще выходящего — более нагретого),
¾ количество масла в баке, особенно для летательных аппаратов с большой продолжительностью полета,
¾ отсутствие в масле металлической стружки, появляющейся в случаях недопустимого износа (начала разрушения) подшипников, зубчатых колес, деталей уплотнения масляных полостей и др. Наличие стружки оценивается по наличию ферромагнитной стружки на магнитной пробке, устанавливаемой в магистрали слива из опор (Рис.2), а также фиксируется специальными датчиками сигнализатора стружки в масле (Рис3).
Контроль осуществляется стандартными датчиками или специальными сигнализаторами, срабатывающими при отклонении от установленных норм.
Системы смазки компрессора
Смазка компрессора необходима для снижения коэффициента трения и отвода теплоты от кинематических пар. Смазка уменьшает износ и нагрев движущихся частей компрессора, снижает расход потребляемой энергии, а также создает дополнительную плотность в сальниках, поршневых кольцах и клапанах.
Смазку разбрызгиванием применяют обычно в малых компрессорах. В них часть нижних головок шатунов или противовесов погружена в масляную ванну картера. При вращении коленчатого вала масло разбрызгивается по всему внутреннему объему компрессора, смазывается тем самым все поверхности трения.
В компрессорах большой производительности для смазки трущихся поверхностей применяется принудительная смазка с помощью масляного насоса, который приводится в движение от коленчатого вала. Масло насосом подается в полость сальника, а оттуда по специальным отверстиям в коленчатом вале направляется к шатунным шейкам (рисунок 19).
Рисунок 19 – Принудительная система смазки поршневого компрессора.
1-масляный насос; 2-всасывающая масляная трубка; 3-нагнетательная масляная трубка; 4-фильтр грубой очистки масла; 5-фильтр тонкой очистки масла; 6-жидкое смазочное масло; 7-масляные каналы коленчатого вала; 8-входное отверстие коленчатого вала; 9-выходные отверстия в шатунных шейках.
Для смазки втулки верхней головки шатуна и поршневого пальца предусматриваются специальные сверления в стержне шатуна или отдельные трубки, через которые масло поступает от шатунной шейки коленчатого вала. В качестве масляных насосов используются центробежные, шестеренчатые, ротационные или плунжерные насосы, приводимые в действие от коленчатого вала, через зубчатую передачу.
Комбинированная система смазки используется в компрессорах средней производительности и в некоторых крупных компрессорах. Здесь кривошипно-шатунный механизм смазывается принудительно от масляного насоса, а шатунно-поршневая группа и стенки цилиндра смазываются за счет масляного тумана.
Схема принудительной подачи масла от шестеренчатого насоса к нижним головкам шатунов, через сверления в коленчатом валу показана на рис.19.
Система смазки компрессоров
Рис. 26 Компрессорные агрегаты АК-22ФУ45 (КАУ45)
В поршневых компрессорах различают две самостоятельные системы смазки: смазку цилиндров и сальников и смазку механизм движения.
Смазка цилиндров и сальников. Применяют три способа смазки цилиндров: разбрызгиванием масла из картера, вводом распыленного масла в струю всасываемого газа и подачей масла под давлением непосредственно на рабочую поверхность цилиндра.
Смазка цилиндров разбрызгиванием масла из картера применяется в компрессорах бескрейцкопфного типа. Масло захватывается из картера противовесами коренного вала и разбрызгивается;
Смазка вводом распыленного масла в струю всасываемого га применяется в многоступенчатых компрессорах бескрейцкопфного типа для смазки цилиндров высокого давления, которые не примыкают к картеру. С этой целью часть газа засасывается в цилиндры через полость картера, которая во время работы компрессор постоянно заполнена масляным туманом. При этом способе смазки распыленное в газе масло не все попадает на рабочую поверхность цилиндров. Кроме того, тесный контакт с некоторыми газами снижает качество масла. |
Самой совершенной и распространенной является смази цилиндров и сальников под давлением. Масло подается многоплунжерными насосами, называемыми лубрикаторами. У горизонтальных компрессоров масло в цилиндры подводится в верхней точка при большом диаметре цилиндра делается два дополнительна боковых ввода. Цилиндры вертикальных компрессоров также имеют один или несколько вводов масла. Количество вводов зависит от размеров цилиндра. Вводы располагают на равных расстояниях по окружности в. плоскости среднего положения верхнего поршневого кольца.
В сальниках ступеней низких давлений делают один подвод масла, а в сальниках ступеней высоких давлений—два или три подвода.
Масло от насоса к месту смазки подается по маслопроводам. Для проверки поступления масла в цилиндры и «сальники на всех
Рис. 126. Лубрикатор
вводах ставят контрольные краники с обратными клапанами, не допускающими выброса масла и газа из цилиндра при открытом
Лубрикатор приводится в работу от коленчатого вала компрессора через червячный редуктор или от самостоятельного электродвигателя. Кроме того, для смазки в пусковой период лубрикатор имеет приспособление, позволяющее приводить плунжеры в работу от руки.
Смазка механизма движения. Масло подводится к трущимся поверхностям механизма движения разбрызгиванием или принудительно.
Смазку разбрызгиванием применяют в небольших компрессорах, предназначенных для кратковременной работы. Масло заливают до определенного уровня в картер компрессора. Над уровнем масла при вращении коленчатого вала образуется туман из распыленных капель. Некоторые капли по сверлениям в подшипниках попадают на трущиеся поверхности. Такая смазка не обеспечивает достаточного отвода тепла, а также требует строгого контроля за уровнем масла в картере. Кроме того, масло в процессе работы не фильтруется, постепенно загрязняется, что влечет за собой преждевременный износ машины.
Принудительная система смазки механизма движения осуществляется по замкнутому кольцу и называется циркуляционной. Последовательными элементами циркуляционной системы смазки являются: маслосборник—насос—фильтр—холодильник—места смазки—маслосборник. В некоторых небольших и средних компрессорах в качестве маслосборника используют поддон картера; маслохолодильник отсутствует. Циркуляционные системы смазки снабжают перепускным клапаном для регулирования давления масла и манометрами, которые обычно устанавливают до фильтра и после него. По разности показаний манометров судят о степени загрязнения фильтров.
Смазку к коренным подшипникам и к параллелям крейцкопфа подводят по трубкам. Масло к кривошипной головке шатуна поступает от коренного подшипника по сверлениям в вале. Подвод масла к крейцкопфной головке шатуна осуществляют в машинах по-разному: либо от кривошипной головки по каналу в стержне шатуна, либо от параллелей по сверлениям в корпусе и пальце крейцкопфа. Смазка параллелей промежуточных и концевых фонарей также входит в циркуляционную систему. В последних конструкциях компрессоров с целью упрощения масляных трубопроводов и сохранения чистоты масла смазку параллелей фонарей производят от системы смазки цилиндров.
В циркуляционных системах смазки применяют преимущественно шестеренчатые насосы. В компрессорах малой и средней мощности маслонасосы приводят в действие от вала компрессора через
храповую муфту, с помощью которой проворачивают насос вручную перед пуском компрессора. Шестеренчатые насосы больших компрессоров снабжают индивидуальным электродвигателем, что дает возможность включать в действие насос до пуска компрессора.
Для смазки цилиндров компрессоров следует употреблять смазочные масла, имеющие температуру вспышки 220—240° С и температуру воспламенения порядка 400° С. В компрессорах с высокой степенью сжатия применяют растворы глицеринового мыла. При сжатии коксового, нефтяного и других газов, растворяющих смазочные масла, используют специальные смеси цилиндрового масла, вапора и гудрона. Для смазки цилиндров воздушных компрессоров применяют компрессорные масла марок 12 (М) и 19 (Т) по ГОСТ 1861—54, которые хорошо противостоят 0’кисляющему действию воздуха цилиндров, а для смазки азотных и азотоводородных компрессоров—цилиндровые масла марок 11 и 24 (ГОСТ 1841—51). Для цилиндров кислородных компрессоров смазкой служит смесь дистиллированной воды с 6—8% технического глицерина, а в некоторых компрессорах установлены самосмазывающиеся втулки и поршневые кольца из спрессованного при высокой температуре графита. Применяют также сухую взрывобезопасную графитную смазку и фтороорганические синтетические масла, не окисляющиеся кислородом и окислами азота.
Для смазки подшипников компрессоров используют минеральные масла: веретенное (ГОСТ 1707—51), турбинное (ГОСТ 1013—49), машинное (ГОСТ 1707—51), авиационное (ГОСТ 1013—49) и др.
В минеральных маслах должны отсутствовать вода, которая, образуя эмульсию, значительно снижает смазывающие свойства магла, и механические примеси. Минеральные масла должны быть устойчивы к разложению при высоких температурах и не образовывать нагара в цилиндрах и трубопроводах компрессоров.
Для смазки цилиндров поршневых компрессоров начинают широко применять синтетические фторосиликоновые смазочные масла. Фторосиликоновая смазка устойчива и мало растворяется в газах, вследствие чего унос ее с сжимаемым газом и испарение под воздействием тепла незначительны. Благодаря стойкости фторосиликоновых масел к высоким температурам нагарообразование на клапанах, поршнях и цилиндрах значительно меньше, чем при использовании других смазок, что снижает эксплуатационные затраты. В воздушных компрессорах увеличивается также безопасность работы — снижается количество углеводородов в сжимаемом воздухе и уменьшается опасность взрыва в коммуникациях.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Барботажная система
Однако полученные результаты с технико-экономической точки зрения не оправдывают освоение барботажной системы в промышленности, несмотря даже на то, что такие системы с конструктивной и производственной стороны просты. [16]
С точки зрения их дальнейшего применения имеются перспективные возможности использования некоторых выгодных свойств пленочных или барботажных систем при решении вопросов смесительной конденсации и соответствующих охладительных контуров. [18]
Важное энергетическое улучшение новых типов сетчатых тарелок, достигнутое в результате снижения потерь давления ( в атмосферных условиях потеря давления новой сетчатой тарелки с пенным режимом приближалась к значению 11 мм вод. ст.), существенно подняло значение барботажных систем среди оросительных контактных теплообменников. Однако несмотря на это, не были получены столь благоприятные результаты, как у пленочных систем. [21]
В принудительной системе смазки масло подается под давлением масляным насосом Непосредственно на трущиеся поверхности. При барботажной системе масло попадает на трущиеся поверхности из масляного тумана, который образуется в пространстве трущихся поверхностей в результате разбрызгивания масла быстровращающимися деталями. [22]
В принудительной системе смазки масло подается под давлением масляным насосом непосредственно на трущиеся поверхности. При барботажной системе масло попадает на трущиеся поверхности из масляного тумана, который образуется о пространстве трущихся поверхностей т результате разбрызгивания масла быстровращающимиея деталями. [23]
В заключение необходимо отметить, что гидравлическое сопротивление барботажного слоя определяется свойствами жидкости, конструкцией решетчатого барботера и режимом барботажа исходного слоя жидкости. Вместе с тем гидравлическое сопротивление барботажной системы газ-жидкость является одной из основных технико-экономических характеристик работы погружных горелок с решетчатыми барботерами. [24]
Окисление асфальтенов проходит наиболее трудно. В присутствии водного раствора NaOH или соды в барботажной системе окисление затруднено вследствие разделения фаз. Для интенсификации окисления асфальтены растворяют в бензоле ( 1: 10), и процесс ведут в реакторе с интенсивным циркуляционным перемешиванием реакционной смеси. [30]
Барботаж
Барботаж — пропускание через жидкость газа или пара под давлением. В его процессе происходит перемешивание и нагрев промывочного раствора. Газовые пузыри захлопываются при столкновении с поверхностью изделий, создавая при этом агитирующее воздействие. Из всех видов агитации промывочных жидкостей барботаж является самым слабым. В основном, он используется для удаления загрязнений с поверхности изделий, чувствительных к ультразвуковому воздействию, в установках ваннового типа.
Как правило, данный процесс является дополнительным видом агитации. Может применяться для предварительного перемешивания промывочного состава перед ультразвуковой отмывкой. Не рекомендуется одновременное применение барботажа и ультразвука, поскольку это существенно снижает эффективность воздействия последнего.
Барботаж реализуется в ультразвуковых ваннах путем добавления в состав ванн контура с подведенным сжатым воздухом. В качестве основного, данный вид агитации применяется крайне редко в процессах отмывки. Кроме того, наличие дополнительной арматуры внутри ванн уменьшает их полезный объем. Часто барботаж используется на этапах ополаскивания как с целью удешевление стоимости моечного оборудования, так и с целью избежать дополнительного воздействия на отмываемые изделия ультразвуковых волн. В таком случае, эффективной альтернативой барботажу может являться агитация по принципу «струи в объеме», когда в заполненной рабочей ванне через форсунки, расположенные внутри емкости, под давлением прокачивается моющий раствор.
В конечном итоге, выбор конкретного вида агитации непосредственным образом коррелирует со спецификой решаемой задачи и требует профессионального подбора. Обратившись к специалистам НТК Солтек, Вы сможете получить компетентное решение любых задач по промышленной очистке поверхностей деталей и изделий.