專利名稱：一種帶強制呼吸的油箱及其應用方法
技術領域：
本發明涉及一種油箱的技術領域，具體地講，是指一種帶強制呼吸的油箱及其應用方法，該油箱，是指各種合成潤滑油、礦物潤滑油、變壓器油或燃油油箱。
背景技術：
油箱作為潤滑油儲存和提供潤滑油相對靜止的場所，它有下列主要作用儲存潤滑油，緩和系統因潤滑油流量的波動帶來的沖擊；讓潤滑油有一段相對靜止的時間，以分離潤滑油中的水，雜質和氣體；方便于油凈化設備的安裝等。現有的油箱系統，如圖I所示，在油箱I上都設置有自然呼吸器2，即油箱與外部空氣的連接口，其可以平衡油箱內外的壓力差。在使用時，空氣通過油箱I上都帶有的自然呼吸器2進入。當油箱I中的液面發生變化時，空氣就會進出油箱I。在空氣與潤滑油接觸的表面，二者會達到傳熱的平衡和傳質的平衡，即二者溫度一致且各種介質的飽和度也一致。 當空氣濕度較大時，空氣中的水分會進入到潤滑油中，形成溶解水。當油箱內熱的空氣接觸到油箱上蓋板時，溫度下降，空氣中的水分會因為相對飽和度增加而發生結露，在油箱的內壁上形成一個個小水珠,當這些小水珠積聚到一定程度,會進入到油中，形成游離水。游離水和溶解水共同影響著潤滑油的品質。目前，有些油箱上配備具有吸濕功能的空氣濾清器， 但使用效果不理想。水分在潤滑油中起到及其嚴重的破壞作用。潤滑油中各類添加劑是活性強的分子，它們較容易跟水反應，生成沉淀而堵塞潤滑系統濾芯，破壞添加劑體系，使潤滑油酸化， 嚴重時還會導致設備銹蝕等等問題。水對潤滑油有百害無一利。同樣的道理，由于空氣中有02，SO2, CO, NH4等等氣體，他們對潤滑油也起破壞作用的氣體，這些氣體也會因油箱呼吸口進入同潤滑油液界面接觸而溶解在潤滑油中，這些活性氣體會與潤滑油的基礎油和添加劑發生反應，引起潤滑油酸化，降解，導致最終失效。現有的潤滑油除水除氣使用的方法很多，主要是集中在油箱上作離線處理。這些方法包括真空濾油機，離心式濾油機，聚集式濾油機等。他們除水時各有利弊，各自適應于一些特定的環境。但他們共同的特點是，間歇式的處理，即等到水分上升到一定程度才投運。這主要是由于設備投運成本高，含水量低時處理效果并不好。所以，運行中潤滑油的含水量實際上是一鋸齒形的曲線。其結果是相當的水分及活性氣體仍然存在于潤滑油中，起破壞作用。

發明內容
本發明的目的在于提供一種帶強制呼吸的油箱及其應用方法，其可克服現有缺陷，對油箱中的水氣進行強制呼吸，以除去潤滑油中的水氣。為實現上述目的，本發明采用如下結構一種帶強制呼吸的油箱，其包括有油箱、呼吸口，所述的呼吸口設于所述的油箱上，其中其還進一步包括有氮氣入口及氮氣發生器，所述的氮氣入口設于所述的油箱上，所述的氮氣發生器與所述的氮氣入口相連。優選地，上述的呼吸口設于所述的油箱的上表面，所述的氮氣入口設于遠離所述的呼吸口的油箱側壁上。優選地，上述的氮氣入口設于所述的油箱側壁的上半部分。一種應用上述的帶強制呼吸油箱的方法，其包括以下步驟I)將所述的氮氣發生器通過管道與氮氣入口相連；2)啟動所述的氮氣發生器,使氮氣從氮氣入口進入油箱中，使氮氣通過潤滑油的上方，從呼吸口排出。優選地,在步驟2)中，上述的氮氣發生器所產生的氮氣純度大于等于99%。優選地，在步驟2)中，上述的氮氣發生器所產生的氮氣的露點溫度在_70°C。采用上述技術方案后，在實施時，通過氮氣發生器，不斷的產生干燥的氮氣，然后通過氮氣入口進入油箱，在通過潤滑油上方時，將油箱內的潮氣從呼吸口帶出。與習用相比，本發明，利用干燥的氮氣進行強制循環，以除去油箱中的水，且其是單向循環，即不斷的進行強制呼吸，吸入氮氣，排出潮氣，實現持續對油箱內的潤滑油進行干燥。


圖I是現有的油箱及呼吸器的結構示意圖；圖2是本發明的結構示意圖；主要組件符號說明油箱一I呼吸口 —2氮氣入口一3氮氣發生器一4
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。參考圖2所示，其公開了一種帶強制呼吸的油箱，其包括有油箱I、呼吸口 2、氮氣入口 3及氮氣發生器4，其中呼吸口 2設于油箱的上表面，氮氣入口 3設于油箱I的側壁上，且位于側壁的上半部分；氮氣發生器4通過管道與氮氣入口 3相連，使其產生的氮氣進入油箱I內。氮氣入口 3，其位于油箱I中，潤滑油的上方，且其遠離呼吸口 2。氮氣發生器4，其可以產生高純度，干燥的氮氣。使用時，將氮氣發生器4產生的，具有一定壓力的氮氣，通過氮氣入口 3，引入油箱 I的潤滑油上部空間，與從潤滑油中析出的水分和氣體一道從油箱的呼吸口 2引出，形成一個強制呼吸系統。且在使用時，關鍵參數氮氣純度要求，不低于99%;干度要求，露點溫度在-70°C;流量要求，根據油箱大小來定，從I方/小時，到數十方/小時；壓力要求，約大于 I個標準氣壓，設為可調節。本發明還公開一種應用帶強制呼吸油箱的應用方法，其包括以下步驟I)將氮氣發生器4通過管道與氮氣入口 3相連；2)啟動氮氣發生器4，使氮氣從氮氣入口 3進入油箱I中，使氮氣通過潤滑油的上方，從呼吸口 2排出。與習用相比，本發明，利用干燥的氮氣進行強制循環，以除去油箱中的水，且其是單向循環，即不斷的進行強制呼吸，吸入氮氣，排出潮氣，實現持續對油箱內的潤滑油進行干燥。本發明，其主要具有以下效果I)對潤滑油進行脫水潤滑油液不用另外設置脫水裝置而變得干燥。油箱里潤滑油中溶解的介質與其液面上部空間介質的濃度是一一對應的。這是由亨利定律闡明的一種傳質規律。想一下發電廠里，除氧器是如何除去水中溶解的氧的，就是不斷減低水面上部空間的空氣分壓力(通過加熱水至沸騰，用蒸氣分壓力的提高來減低空氣分壓力)。同樣的道理，要除去潤滑油中的水分，只要潤滑油表面空間足夠干燥，油中的游離水和溶解水都會揮發出來。而本發明用干燥的氮氣來充滿油箱液面以上空間，形成強制呼吸系統，它會將潤滑油中的水(溶解水和游離水)置換出來，并通過油箱上的呼吸口排出。同時，本方法可以維持潤滑油的含水量一直穩定，而不同于油凈化脫水裝置，只有當水分含量到達一定程度才投運。2)對油箱中的潤滑油進行除氣空氣中的活性氣體，O2, SO2, CO, NH4等等氣體，在本系統中將自動從潤滑油中分離出來，一并從油箱呼吸口排出，原理如同除水。換言之，我們用氮氣去將潤滑油中的各種溶解氣體置換出來了。這樣的好處是，我們知道，氮氣是一種惰性氣體，對潤滑油沒有害處。而空氣中的活性氣體，會帶來諸多不利，如氧化，酸化，油泥，銹蝕等等。3)對設備起到防銹防腐作用充氮氣來做設備保養是生產上常用的措施。本發明中指的油箱，其實是一個很寬泛的概念。例如，齒輪箱一般不單獨設油箱，而將潤滑油加入箱體底部并形成一定的油位， 此時，整個齒輪箱都可以看成是一個油箱。齒輪和軸承的供油可以采用強制潤滑，也可以采用飛濺潤滑。不論哪種方式，當齒輪箱長時間不運行時，防腐防銹都是一大任務。基于此，本發明可以應用在以下領域(I)風力發電增速齒輪箱上采用本發明風電增速齒輪箱采用合成潤滑油來潤滑(主要考慮到換油操作成本高，選合成油使換油周期比普通礦物油長3倍)。現在大量應用的是聚阿爾法烯烴類(PAO)合成油，主要是國外品牌占據了市場，價格極其昂貴。以一臺國內保有量最大的I. 5麗風力發電機齒輪箱來說明，一次采購潤滑油的成本大致在4萬人民幣。換油周期大致在4年左右。大量的研究和舊油化驗表明，水分是風力發電機齒輪箱潤滑油提早失效的重要原因。這一點對正在大力開發的海上風機更是一個預警。風電齒輪箱潤滑油屬于含添加劑量比較多的潤滑油，水分使潤滑油添加劑降解。本發明用在風電齒輪箱上，潤滑油含水問題就沒有了，也就沒有相關因水而產生的問題。可以延長潤滑油的使用壽命。另外，因本發明還可以除氣，這就極大地延長潤滑油的氧化壽命。總體來說，本發明至少將潤滑油的使用壽命延長一倍以上，即換油周期提升至8年。防銹防腐對風電齒輪箱特別重要，我國風電因電網接入問題，因設備故障問題，因控制問題，大量的風機長期處于停運狀態，齒輪箱防銹防腐迫在眉睫。發明人就見證大批風電齒輪箱的銹蝕問題，究其根源，水分的侵入是關鍵。使用本發明，只要保持本強制呼吸系統的運行，防銹防腐得以徹底解決。(2)發電廠汽輪機和燃氣輪機高壓控制油系統使用本發明現在廣泛使用磷酸酯抗燃液壓油。主要原因是，高壓油破管后容易產生火災，所以使用磷酸酯抗燃油是國際規范。但是，磷酸酯油十分昂貴，自身密度比水高，還吸水，這就使它的脫水任務變得比較困難。國內主機廠配置的再生回路，脫水功能難以滿足要求，大量的電廠花高價格購買進口的真空濾油機來為其脫水，即便這樣，抗燃油還是經常水分超標，酸值超標。使用本發明，電廠磷酸酯油含水量將低而穩定，由于其除水除氣特性，磷酸酯油液的氧化和酸化將變得緩慢，從而極大延長油液的使用壽命至少一倍以上。(3)普通油箱利用本發明進行除水除氣處理。(4)為聚醚潤滑油的廣泛應用開辟通路聚醚(PAG，或聚乙二醇)作為潤滑油的基礎油，有很多非常吸引人的地方。例如， 低摩擦系數，優異的粘度溫度性能，卓越的抗氧化性能(低油泥傾向)以及低成本(PAG比 PAO價格低50%)。但有一個主要的障礙使得聚醚類潤滑油難以鋪開使用，這就是水分。聚醚吸水，長時間下來，潤滑油因水的存在而出現系列問題，如防銹防腐等等。本發明為聚醚的使用掃清障礙，聚醚不再含水，為充分發揮聚醚材料的優越性提供了保障。聚醚材料的廣泛應用，節約能量，降低潤滑成本，其經濟價值相當大。(5)本發明可以應用在變壓器油系統中。(6)本發明可以應用在燃油系統中。(7)本發明對燃油的儲存,燃油的脫水,除氣均有意義。例如,對汽油,柴油,航空煤油的脫水，除氣，本發明可以在儲存罐中進行，原理同潤滑油一樣。潔凈，干燥的氮氣是完成此構想的基本。如何低成本地取得氮氣呢？現在空分技術已經十分成熟，將空氣過濾，壓縮，冷卻，經分子篩后就可以得到一定壓力氮氣。得到每小時數方的純度為99.9%，露點溫度在-70°C的氮氣的整套設備價格已僅僅兩萬余元。而且本設備運行幾乎沒有耗材，電耗也才數百瓦，這就保證了本發明的推廣沒有投資上的困難。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種帶強制呼吸的油箱，其包括有油箱、呼吸口，所述的呼吸口設于所述的油箱上， 其特征在于其還進一步包括有氮氣入口及氮氣發生器，所述的氮氣入口設于所述的油箱上，所述的氮氣發生器與所述的氮氣入口相連。
2.根據權利要求I所述的帶強制呼吸的油箱，其特征在于所述的呼吸口設于所述的油箱的上表面，所述的氮氣入口設于遠離所述的呼吸口的油箱側壁上。
3.根據權利要求2所述的帶強制呼吸的油箱，其特征在于所述的氮氣入口設于所述的油箱側壁的上半部分。
4.一種應用所述的權利要求I 3任一所述的帶強制呼吸油箱的方法，其特征在于 其包括以下步驟.1)將所述的氮氣發生器通過管道與氮氣入口相連；.2)啟動所述的氮氣發生器,使氮氣從氮氣入口進入油箱中，使氮氣通過潤滑油的上方， 從呼吸口排出。
5.根據權利要求4所述的帶強制呼吸油箱的應用方法，其特征在于所述的氮氣發生器所產生的氮氣純度大于等于99%。
6.根據權利要求5所述的帶強制呼吸油箱的應用方法，其特征在于所述的氮氣發生器所產生的氮氣的露點溫度在_70°C。
全文摘要
本發明公開了一種帶強制呼吸的油箱及其應用方法，該帶強制呼吸的油箱，其包括有油箱、呼吸口、氮氣入口及氮氣發生器，呼吸口設于所述的油箱上，所述的氮氣入口設于所述的油箱上，所述的氮氣發生器與所述的氮氣入口相連。在實施時，通過氮氣發生器，不斷的產生干燥的氮氣，然后通過氮氣入口進入油箱，在通過潤滑油上方時，將油箱內的潮氣從呼吸口帶出。與習用相比，本發明，利用干燥的氮氣進行強制循環，以除去油箱中的水，且其是單向循環，即不斷的進行強制呼吸，吸入氮氣，排出潮氣，實現持續對油箱內的潤滑油進行干燥。
文檔編號F16N39/00GK102588725SQ20121002541
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月6日 優先權日2012年2月6日
發明者岳洪 申請人:四川熱力方程科技有限公司