BR102012012692A2

BR102012012692A2 - dispositivo com disposiÇço de proteÇço lubrificante e mÉtodo para lubrificaÇço

Info

Publication number: BR102012012692A2
Application number: BRBR102012012692-3A
Authority: BR
Inventors: Pierre Foret
Original assignee: Linde Ag
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-06-25
Also published as: DE102011102536A1; CN102797964A; US9249702B2; US20130126273A1; EP2527712A3; EP2527712A2

Abstract

DISPOSITIVO COM DISPOSIÇçO DE PRETEÇçO LUBRIFICANTE E MÉTODO PARA LUBRIFICAÇçO. A presente invenção refere-se a um dispositivo (10) com pelo menos dois parceiros de atrito (11, 12) a serem lubrificados e pelo menos um disposição de proteção de lubrificante é fornecida que compreende os meios (15, 16) para permitir que um gás de proteção de lubrificante flua através do lubrificante no reservatório de lubrificante (14), bem como o dispositivo (10).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO COM DISPOSIÇÃO DE PRETEÇÃO LUBRIFICANTE E MÉTODO PARA LUBRIFICAÇÃO".

A presente invenção refere-se a um dispositivo a ser Iubrificado 5 com uma disposição de proteção lubrificante, bem como a um método para a lubrificação correspondente.

Estado da Técnica

A lubrificação de elementos de máquina com lubrificantes, como diferentes tipos de graxa, óleo ou lubrificante sólido realiza diferentes fun10 ções. Por um lado, ela serve para evitar ou reduzir o fenômeno do desgaste em pontos de contato entre os, então, chamados de parceiros de atrito, para diminuir as concentrações de tensão, por exemplo, em mancais e para reduzir as tensões adicionais de cisalhamento de atrito nas superfícies. Os lubrificantes são, ainda, usados para a proteção de corrosão e para o resfriamen15 to dos elementos da máquina se uma troca suficiente de lubrificante e, portanto, uma dissipação de calor correspondente for garantida.

O objetivo da lubrificação consiste em separar as superfícies de contato dos parceiros de atrito por meio de uma película líquida hidrodinâmica ou uma camada de reação de proteção. Na formação hidrodinâmica de 20 películas lubrificantes, uma deformação elástica tem, com frequência, um papel importante, como o que se refere a, então, chamada lubrificação elasto-hidrodinâmica, nesse caso. Isso pode ser alcançado com uma combinação adequada da viscosidade do lubrificante, a velocidade de movimento dos parceiros de atrito e a pressão de contato, bem como as adaptações 25 construtivas correspondentes.

Conforme mencionado acima, os diferentes tipos de óleo lubrificante, graxa lubrificante e lubrificante sólido são usados como lubrificantes. Esse pedido foca, principalmente, nos lubrificantes líquidos como, por exemplo, os óleos lubrificantes. Os parâmetros importantes dos óleos lubrificantes 30 que podem ser influenciados são a densidade, o índice de viscosidade, a estabilidade de cisalhamento, o chamado ponto de CLOUD-AND-POUR, a capacidade de neutralização, o valor de neutralização, o número de base total e o ponto de fulgor. Adicionalmente, a capacidade térmica, a capacidade de absorção de ar e o teor de água e os objetos estranhos influenciam as propriedades de um óleo lubrificante.

Vários tipos de aditivos de óleo lubrificante para modificar as 5 propriedades de óleo lubrificante relevantes de maneira tribológica, por exemplo, o comportamento de viscosidade/temperatura e/ou o comportamento de atrito ou desgaste, bem como para melhorar a resistência à oxidação ou a prevenção de espuma.

Os aditivos podem ser adicionados ao óleo lubrificante sob a forma de então chamado de pacotes de aditivos comercialmente disponíveis. Em óleos de motor modernos, 10 a 20% do volume total consistem em aditivos. Os aditivos poliméricos tipicamente formam outros 3% do volume total.

O tempo de vida do óleo lubrificante é limitado. Devido às iterações com o sistema a ser Iubrificado e à atmosfera circundante, o tempo de vida do óleo lubrificante e de todo o sistema tribológico podem ser reduzidos de maneira significativa. Nesse contexto, os processos de oxidação que levam a um aumento do valor de neutralização e, portanto, a uma corrosão aumentada do óleo lubrificante são considerados particularmente críticos. Um aumento da viscosidade faz com que as propriedades biológicas do sistema se alterem ao longo do tempo. Os depósitos formados devido à corrosão mediante a separação dos componentes do óleo lubrificante podem causar entupimentos. Uma perda de aditivos pode fazer com que determinados componentes do óleo lubrificante não sejam mais protegidos de maneira suficiente, tal que sua qualidade deteriora. Consequentemente, a frequência do óleo é alterada ou os intervalos de manutenção são exigidos.

Portanto, seria desejável aumentar o tempo de vida de um óleo lubrificante ou, de maneira mais geral, um lubrificante líquido, particularmente um óleo lubrificante que tem como base o óleo mínimo.

Apresentação da Invenção Com base nessas circunstâncias, a presente invenção apresenta

um dispositivo a ser Iubrificado com uma disposição de proteção de lubrificante, bem como um método de lubrificação correspondente, com as características das reivindicações independentes.

As modalidades preferenciais formam os objetos das respectivas reivindicações dependentes, bem como a seguinte descrição.

Vantagens da Invenção 5 A presente invenção propõe um dispositivo com pelo menos dois

parceiros de atrito a serem Iubrificados e pelo menos um reservatório de lubrificante para um lubrificante disposto no dispositivo, em que pelo menos uma disposição de proteção de lubrificante é fornecida que compreende os meios para permitir que um gás de proteção de lubrificante flua através do lubrificante e do reservatório do lubrificante.

Não apenas o reservatório do lubrificante, mas também o próprio dispositivo é desenvolvido para o fluxo de um gás de proteção de lubrificante. Dessa maneira, uma atmosfera de lubrificante adequada, por exemplo, sob a forma de um aerossol livre de oxigênio, pode ser fornecida de maneira 15 contínua ou intermitente ou gerada novamente no dispositivo a ser Iubrificado, tal que a proteção particularmente eficaz é alcançada.

No contexto dessa aplicação, um "gás de proteção de lubrificante" se refere a um gás que causa um tempo de vida do lubrificante prolongado e/ou propriedades aperfeiçoadas do lubrificante devido às suas proprie20 dades químicas e/ou físicas, por exemplo, devido à sua inércia. Tal gás de proteção de lubrificante compreende, de preferência, os gases inertes como, por exemplo, o nitrogênio e o dióxido de carbono e/ou os gases raros, como o argônio. No entanto, os gases como o monóxido de carbono ou o acetileno também são adequados. Um gás de proteção de lubrificante é, de preferên25 cia, livre de oxigênio de modo a evitar a oxidação dos componentes lubrificantes. O gás de proteção de lubrificante é, de preferência, livre de outros componentes corrosivos, particularmente água e partículas abrasivas.

No contexto da presente invenção, o termo gás de proteção de lubrificante "livre de oxigênio" também se refere a um gás que ainda contém poucos teores (residuais) de oxigênio dissolvido ou é capaz de produzir poucas quantidades de oxigênio. Embora seja desejável que o gás de proteção de lubrificante seja completamente livre de oxigênio, isso é, em geral, associado a custos adicionais significativos.

Os métodos para a remoção de oxigênio, por exemplo, dos gases correspondentes são suficientemente conhecidos. Por exemplo, o oxigênio pode ser condensado fora do ar em um filtro de resfriamento ou sepa5 rado de maneira catalítica. Os gases inertes, como o argônio, o nitrogênio ou o dióxido de carbono também podem ser fornecidos na forma líquida livre de oxigênio e transferidos na fase gasosa antes da utilização em um gás de proteção de lubrificante.

As medidas da invenção possibilitam a criação de um sistema de 10 gás/lubrificante livre de oxigênio em um dispositivo a ser lubrificado, que é disponível de maneira permanente no dito dispositivo e prolonga de maneira significativa o tempo de vida de componentes de atrito. Consequentemente, os intervalos de manutenção dos sistemas correspondentes podem ser estendidos de maneira significativa, tal que a maior disponibilidade e/ou os 15 menos custos de manutenção são alcançados. Devido a uma atmosfera de lubrificante livre de oxigênio correspondente, é possível utilizar os aditivos de lubrificante livre de oxigênio sem ter que realizar uma alteração frequênte de lubrificante.

Uma disposição de proteção de lubrificante é considerada particularmente vantajosa, que não compreende apenas uma linha de abastecimento para o gás de proteção de lubrificante, mas também os meios para permitir que o gás de proteção de lubrificante borbulhe no lubrificante. Isso pode ser realizado, por exemplo, com um dispositivo borbulhante de gás para produzir as bolhas de gás que fluem através do lubrificante e durante esse processo produzem um aerossol e/ou uma névoa de lubrificante. As bolhas de gás podem ser produzidas, por exemplo, por um filtro (membrana ou mistura), em que o tamanho da bolha de gás é influenciado pelo respectivo tamanho do poro. O borbulhar do gás de proteção de lubrificante e, portanto, a produção do sistema de lubrificante/gás pode, conforme mencionado acima, ocorrer de maneira contínua ou intermitente, por exemplo, em intervalos de lubrificação. O borbulhar contínuo garante que o sistema de lubrificante/gás com propriedades constantes, enquanto o borbulhar intermitente economiza o gás de proteção de lubrificante.

No contexto da presente invenção, um "aerossol" se refere a qualquer sistema, no qual um lubrificante líquido está presente em um fluido de carreador gasoso, por exemplo, sob a forma de gotículas. O respectivo tamanho da gotícula pode variar de maneira significativa nesse caso e ficar na faixa de entre 0,5 nm e vários 10 pm.

O dispositivo a ser Iubrificado apresenta de maneira vantajosa as aberturas de saída para o gás de proteção de lubrificante. Nesse caso, o gás de proteção de lubrificante pode ser submetido a um processo de Iimpe10 za (por exemplo, por meio de filtragem ou um processo químico) e/ou mais uma vez fornecido a uma disposição de proteção de lubrificante. O gás de proteção de lubrificante pode ser descarregado de maneira eficaz dessa maneira.

Também pode ser vantajoso fornecer uma disposição de proteção de lubrificante que compreende um dispositivo de aquecimento para o lubrificante e/ou para o gás de proteção de lubrificante. Sabe-se, em geral, que determinados gases aquecidos usados como um gás de proteção de lubrificante como, por exemplo, acetileno ou monóxido de carbono, influenciam de maneira positiva as propriedades tribológicas de um sistema a ser lubrificado. Portanto, seria possível fornecer um fluxo de gás aquecido de maneira correspondente por meio de um aquecedor de gás. Os dispositivos de aquecimento correspondentes garantem que os parâmetros do lubrificante e/ou do gás de proteção de lubrificante como, por exemplo, a sua densidade, a sua viscosidade e/ou a sua capacidade de compressão possam ser controlados particularmente bem.

Se aplicável, também seria possível apenas transformar uma determinada quantidade do lubrificante na fase gasosa e produzir, da seguinte maneira, um aerossol em uma temperatura elevada na disposição de proteção de lubrificante. Se o tal aerossol aquecido encontrar os elementos de 30 engrenagem (mais frios), as partículas líquidas de aerossol são depositadas no mesmo devido à condensação de tal modo que uma lubrificação intencional pode ser alcançada. No método de lubrificação da invenção, um gás de proteção de lubrificante flui através do reservatório do lubrificante e o lubrificante contido ali, bem como através do próprio dispositivo, devido à utilização da disposição de proteção de lubrificante descrita.

Conforme mencionado acima, é possível de maneira vantajosa

utilizar os gases inertes, como o argônio ou o nitrogênio, bem como os gases, como o dióxido de carbono, o monóxido de carbono e/ou o acetileno, que são conhecidos para influenciar de maneira positiva as propriedades tribológicas de um sistema a ser Iubrificado como os gases de proteção de 10 lubrificante em um método correspondente. As misturas de gases correspondentes também podem ser utilizadas.

O lubrificante usado consiste, de preferência, em um lubrificante que tem como base o óleo mineral, particularmente um óleo mineral com aditivos poliméricos e/ou aditivos. Conforme já mencionado acima, a prote15 ção aperfeiçoada do lubrificante alcançada com as medidas da invenção também possibilita a utilização de aditivos poliméricos que não poderiam ser usados nos sistemas de lubrificação convencionais até então, devido ao fato de que eles foram submetidos ao efeito danoso de oxidação do oxigênio. No entanto, a utilização da invenção também possibilita, em particular, a elimi20 nação de determinados aditivos como, por exemplo, os antioxidantes, tal que as vantagens de custo significativo podem ser realizadas.

Conforme mencionado acima, uma determinada viscosidade, densidade e/ou capacidade de compressão do lubrificante e/ou gás de proteção de lubrificante podem ser ajustados em um método correspondente. 25 Isso pode ser realizado, por exemplo, com uma composição de gás e temperatura de gás adequadas e/ou uma velocidade de fluxo adequada ou com as pressões correspondentes ajustadas.

O método da invenção pode ser utilizado no número de dispositivos a serem Iubrificados como, por exemplo, as turbinas de usinas de energia eólicas, partes do motor, mancais, válvulas e unidades de acionamento de válvula, bem como ferramentas de corte.

Outras vantagens e modalidades da invenção resultam da descrição e do desenho anexo.

Não precisa ser dito que as características descritas acima e abaixo não podem ser usadas apenas na combinação descrita respectivamente, mas também em outras combinações ou de maneira individual sem se desviar do escopo da presente invenção.

Uma modalidade exemplificadora da invenção é ilustrada de maneira esquemática no desenho e descrita em mais detalhes abaixo com referência ao desenho.

Descrição do Desenho A figura 1 mostra um dispositivo de acordo com uma modalidade

preferencial adequada da invenção.

A figura 1 mostra um dispositivo de acordo com uma modalidade particularmente preferencial da invenção que é, no geral, identificado pelo número de referência 10. O dispositivo 10 compreende pelo menos dois par15 ceiros de atrito 11,12 que são simbolizados sob a forma de rodas dentadas e acionados por motores M1 e M2. Os parceiros de atrito 11, 12 são acomodados em um compartimento 13, que é parcialmente comprimido por gás e realizado tal que um gás de proteção de lubrificante de fluxo que entra pode fluir através do compartimento com uma velocidade controlada.

O dispositivo 10 apresenta um reservatório de lubrificante 14,

por exemplo, sob a forma de um tubo de lubrificante para uma lubrificação de banho de óleo, que é disposto em um lado do fundo do compartimento

13. Os parceiros de atrito 11,12 podem ser, em geral, parcialmente ou completamente circundados pelo reservatório de lubrificante 14. No lado do fun25 do do reservatório de lubrificante, um dispositivo borbulhante Ί5 é fornecido para borbulhar o gás de proteção de lubrificante no lubrificante no reservatório de lubrificante 14. O gás de proteção de lubrificante é fornecido através das linhas de abastecimento 16. O dispositivo borbulhante 15 compreende, de preferência, uma membrana e/ou uma mistura, por meio da qual as bo30 lhas de gás podem ser produzidas no reservatório de lubrificante. Uma superfície de contato particularmente grande entre o lubrificante e o gás de proteção de lubrificante pode ser realizada dessa maneira. Para permitir que o gás de proteção de lubrificante flua através do compartimento 13, as aberturas de saída 17 para o gás de proteção de lubrificante são fornecidas, por exemplo, no lado de cobertura do compartimento 13, tal que o gás de proteção de lubrificante pode escapar de maneira 5 contínua através dessas aberturas de saída. As aberturas de saída 17 também podem ser realizadas, tal que elas podem ser fechadas e/ou controladas, tal que um fluxo constante e/ou intermitente de gás de proteção de lubrificante pode ser garantido.

Embora o dispositivo 10 a ser Iubrificado seja ilustrado na figura 10 1 sob a forma de um dispositivo de lubrificação em banho de óleo, no qual um dos parceiros de atrito 12 é imerso no reservatório de lubrificante 14, o dispositivo também pode ser desenvolvido para uma lubrificação em aerossol se for garantido que um aerossol correspondente é produzido devido ao borbulhar do gás de proteção de lubrificante no lubrificante no reservatório 15 de lubrificante 14. No último caso, o reservatório de lubrificante 14 pode ser formado de maneira contínua ou fornecido pelo lubrificante que condensa para fora do aerossol.

Listagem de Referência Dispositivo a ser Iubrificado 11 Parceiro de atrito

12 Parceiro de atrito

13 Compartimento

14 Reservatório de lubrificante

15 Dispositivo borbulhante 16 Linhas de abastecimento

17 Aberturas de saída M1 Motor M2 Motor

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo (10) com pelo menos dois parceiros de atrito (11, 12) a serem Iubrificados e pelo menos um reservatório de lubrificante (14) para um lubrificante disposto no dispositivo (10), caracterizado pelo fato de que pelo menos uma disposição de proteção de lubrificante que compreende os meios (15, 16) para permitir que um gás de proteção de lubrificante flua através do lubrificante no reservatório de lubrificante (14), bem como o dispositivo (10).

2. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 1, em que os meios (15, 16) para permitir que o gás de proteção de lubrificante flua através do reservatório de lubrificante (14), bem como o dispositivo (10) compreende pelo menos uma linha de abastecimento (16) para o gás de proteção de lubrificante flua através do e um dispositivo borbulhante (15) para borbulhar o gás de proteção de lubrificante flua através do no reservatório de lubrificante (14).

3. Dispositivo (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, que apresenta as aberturas de saída (17) para o gás de proteção de lubrificante de modo a permitir que o gás de proteção de lubrificante flua através do dispositivo.

4. Dispositivo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, que compreende um dispositivo de aquecimento para o gás de proteção de lubrificante e/ou o lubrificante (14).

5. Método para lubrificar um dispositivo (10), como definido em uma das reivindicações precedentes, em que o gás de proteção de Iubrificante flui através do reservatório de lubrificante (14) do dispositivo (10), bem como o dispositivo (10), por meio de uma disposição de proteção de lubrificante.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, em que o argônio, o nitrogênio, o dióxido de carbono, o monóxido de carbono e/ou o acetileno ou uma mistura de pelo menos dois desses gases são usados como o gás de proteção de lubrificante.

7. Método, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, em que o gás de proteção de lubrificante flui de maneira contínua ou intermitente através do reservatório de lubrificante (14) do dispositivo (10), bem como o dispositivo (10).

8. Método, de acordo com as reivindicações 5 a 7, em que o óIeo mineral, particularmente com os aditivos poliméricos e/ou aditivos, é usado como o lubrificante.

9. Método, de acordo com uma das reivindicações 5 a 8, em que a temperatura, a viscosidade, a densidade e/ou a capacidade de compressão do lubrificante e/ou o gás de proteção de lubrificante são ajustados.