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Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung eines Kohlenwasserstofföles zur Bekämpfung seiner Tendenz zur Verschlechterung
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Grenzen schwanken. Aus praktischen Gründen wird sie so gewählt, dass ihr Aufbrauch parallel zu jenem der Natriumbleilegierung bzw. des Natriumbleizinnlotes verläuft, so dass sowohl diese Legierung als auch das metallische Kalzium im Element annähernd die gleiche Lebensdauer haben. Auf diese Weise verbleibt nach Erschöpfung des Elementes weder ein Überschuss an der Natriumlegierung noch ein solcher an metallischem Kalzium. Selbstverständlich sind auch andere Mengenverhältnisse ebenfalls solange wirksam, als beide Bestandteile der erfindungsgemässen Kombination vorhanden sind.
Die Zeichnung veranschaulicht als Beispiele bevorzugte Ausführungen der Erfindung. Fig. 1 stellt einen Stopfen dar, der in einem Ölbehälter oder im Stromkreis des Öles befestigbar ist ; sein inneres Ende steht in Kontakt mit dem Öl des Behälters bzw. liegt im Ölkreis. Fig. 2 ist ein Schnitt durch den Stopfen bei Verwendung als Abzugsstopfen des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine. Fig. 3 ist ein lotrechter Querschnitt durch einen Abzugsstopfen gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Eine Ausgestaltung des Stopfens besteht aus einem Schraubenkopf l- (Fig. l und 2), der einen Verlängerungsstift 2 von kleinerem Durchmesser und Gewinde aufweist, sowie aus Stahl sein kann, ferner aus den Elementen 3 bzw. 4, die aus einer der Natriumlegierungenbzw. aus festem metallischen Kalzium gebildet und vom Schraubstift 2 gehalten sind, der nicht nur diesem Zweck dient, sondern im Betriebe auch einen elektrischen Kontakt zwischen beiden Elementen aufrecht erhält, da bei der Verwendung diese Elemente durch Erosion der Oberflächen verbraucht werden.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, dient ein als Abzugsstopfen verwendeter Stopfen zum Abschluss der Ölauslassöffnung des Kurbelgehäuses 5 einer Brennkraftmaschine und dabei ist sein in die Elemente 3,4 ragendes inneres Ende mit dem Schmieröl 6, das durch das Kurbelgehäuse zirkuliert in ständigem Kontakt.
Gemäss Fig. 3 besteht der Stopfen aus einem Schraubkopf 11 mit einer mit Gewinden versehenen, stählernen Verlängerung 12. Der mit Öl in Berührung stehende Teil des Abzugsstopfens, der allgemein mit 13 bezeichnet ist, besteht aus einem Drahtkorb 14 mit Endabschluss aus einem Sieb 15 und einem festen Boden 16, der aus Stahl bestehen kann. Der Boden 16 ist ausgenommen, um die Verlängerung 12 aufzunehmen.
Innerhalb des Drahtkorbes befinden sich die Elemente 17 und 18. 17 ist festes Kalziummetall ; Element 18 besteht aus einer Natriumlegierung z. B. einer Natriumblei- oder einer Natriumbleizinnlegierung, die wohl fest aber unterteilt ist, so dass eine grössere Kontaktfläche mit dem Öl geschaffen ist. Die Teilchen der Legierung sind mit dem Element 17 in elektrischem Kontakt.
Die erfindungsgemässen Behandlungselemente haben eine unerwartet lange Verwendungszeit, so dass entsprechend dimensionierte Elemente über ein Jahr lang wirksam bleiben, wenn sie in den Ölkreis einer Autobrennkraftmaschine eingeschaltet sind. Ihre Verwendung vermindert nicht nur Schlammbildung und Verfärbung des Schmieröls oder sonstiger Kohlenwasserstofföle, die während ihrer Verwendung oder bei Lagerung einer Verschlechterung unterliegen, sondern verhindert auch saure Reaktionen. Letzteres ist für Schmieröle von Brennkraftmaschinen von höchster Bedeutung. Die Verwendung der erfindungsgemässen Elemente derart, dass Metallegierung und Kalzium in ständigem Kontakt mit dem Schmieröl verbleiben, vermindert Abnützungen der Maschine und verlängert die Zeit, bis die Machine "vol zu verbrauchen" beginnt.
Weiters verringert die erfindungsgemässe Verwendung der Elemente die Häufigkeit von Ölwechsel, ja kann selbst jede Notwendigkeit zu solchem Ölwechsel hintanhalten.
Die erfindungsgemässen Behandlungselemente erwiesen sich auch nützlich, wenn sie im Kontakt mit Kohlenwasserstoff-Transformatorölen, Heizölen und wärmeübertragenden Ölen benützt werden.
Die Wirksamkeit des Zusammenbaues sowohl der Natriumbleilegierung oder auch des metallischen Natriumbleizinnlotes mit festem metallischem Kalzium ist den folgenden Beispielen zu entnehmen, welche die Ergebnisse von Laboratoriumsversuchen wiedergeben, die unter Bedingungen ausgeführt wurden, bei denen sich die Öle normal rasch verschlechtern. Bei einer Serie solcher Versuche sind die durch die erfindungsgemässe Kombination : Natriumbleizinnlot (hergestellt durch Zusammenschmelzen von 10Gew.-' mit 90 Gew.-T eines 50 - 50 Bleizinnlotes) in elektrischem Kontakt mit metallischem Kalzium erreichten Ergebnisse verglichen mit den Resultaten, die man mit Natriumbleizinnlot und Kalzium je für sich allein erreicht.
Bei einer andern Versuchsserie wurde der Vergleich zwischen Natriumbleilegierungen (hergestellt durch Zusammenschmelzen von 10 Gew.-o Natrium mit 90 Gew.-o Blei) in elektrischem Kontakt mit festem metallischen Kalzium einerseits und von Natriumbleilegierungen und festem metallischen Kalzium je für sich allein anderseits durchgeführt.
Bei allen diesen Versuchen wurden 50 g von verschiedenen Ölen auf die angegebenen Temperaturen in einem offenen 100 cms fassenden Pyrex-Becher samt den Zusätzen erhitzt. Die Menge an jeder zugesetzten Natriumbleilegierung bzw. Natriumbleizinnlegierung betrug etwa 1 -1,5 g und die Menge an festem metallischen Kalzium war 0, 1-0, 2 g. Bei jenen Versuchen, wo auch Kupfer und Eisen den Ölen
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beigegeben wurden, damit diese auch mit jenen Metallen in Berührung stehen, die z. B. in Schmier yste- men oder Ölbehältern vorhanden sein können, war das Kupfer in Form eines 0, 05 mm starken Kupferdrahtes in der Länge von etwa 75 bis 88 mm und das Eisen in Gestalt eines 0, 045 mm Drahtes einer Länge von etwa 75 bis 88 mm.
Der Zustand der verschiedenen Öle wurde durch Messungen ihres PH festgestellt.
Die pu Bestimmungen wurden in einem Gemisch von 2 g Öl und 10 cm3 eines neutralen Gemisches aus 50 Vol. -0/0 Benzol und 50 Vol.-% Isopropylalkohol elektrometrisch durchgeführt.
Beispiel 1 : Bei dieser Probe wurden 50 g S.A.E. 20 Naphthen-Schmieröl ohne Zusätze verwendet, das ursprünglich ein PH von 7, 48 zeigte. Erhitzt wurde 70 Stunden auf 1450 C, wobei das Becherglas in einem Ofen verblieb.
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<tb>
<tb>
Muster-Zusatz <SEP> PH
<tb> Blank <SEP> schlammig <SEP> 3,70
<tb> Kalzium <SEP> schlammfrei <SEP> 4,75
<tb> Natrium-BleiZinn-Legierung <SEP> " <SEP> 8,98
<tb> Natrium-Blei-Zinnlegierung <SEP> in <SEP> Kontakt
<tb> mit <SEP> Kalzium
<tb>
Beispiel 2 : Bei dieser Probe wurden 50 g noehraffiniertes Kohlenwasserstofföl, das manchmal für Wärmetransport dient und ein Ausgangs-pH von 7, 03 zeigte, verwendet.
Die Erhitzung dauerte 68 Stunden auf 1250 C,
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<tb>
<tb> Muster <SEP> - <SEP> Zusatz <SEP> PH <SEP>
<tb> Blank <SEP> 4,51
<tb> Kalzium <SEP> 6, <SEP> 38 <SEP>
<tb> Natriumbleizinnlegierung <SEP> 6, <SEP> 96 <SEP>
<tb> Kalzium <SEP> in <SEP> Kontakt <SEP> mit <SEP> obiger <SEP> Legierung <SEP> 7,81
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> 4, <SEP> 32 <SEP>
<tb> Cu+Fe+Ca <SEP> 4, <SEP> 91 <SEP>
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Natriumbleizinnlegierung <SEP> 7, <SEP> OH <SEP>
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Kalzium <SEP> + <SEP> Natrium-Blei-Zinn <SEP> in <SEP> Kontakt <SEP> 8, <SEP> 09 <SEP>
<tb>
Beispiel 3 : Bei dieser Probe wurde hochraffiniertes Paraffinöl S. A. E. 20 mit Ausgangs PH von 8, 50 verwendet und 46 Stunden auf 1600 C erhitzt.
EMI4.3
<tb>
<tb>
Muster-Zusatz <SEP> p
<tb> Blank <SEP> 3, <SEP> 39
<tb> Ca <SEP> 3, <SEP> 92 <SEP>
<tb> Natrium-Blei-Zinn-Legierung <SEP> 9, <SEP> 13 <SEP>
<tb> Ca <SEP> + <SEP> Natrium-Blei-Zinn-Legierung <SEP> in <SEP> Kontakt <SEP> 9,22
<tb>
Beispiel 4: Bei dieser Probe wurde ein Schmieröl für A P I Verwendung MS DG einer Viskosität von S. A. E. 10 und einem Ausgangs pH von 7,40, 137 Stunden auf 1600 C erhitzt.
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<tb>
<tb>
Muster-Zusatz <SEP> Pil <SEP>
<tb> Blank <SEP> 4, <SEP> 39 <SEP>
<tb> Ca <SEP> 5, <SEP> 27 <SEP>
<tb> Natrium-Blei-Zinn-Legierung <SEP> 7,51
<tb> Ca <SEP> + <SEP> Natrium-Blei-Zinn-Legierung <SEP> in <SEP> Kontakt <SEP> 7, <SEP> 93 <SEP>
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> 4,72
<tb> Cu+Fe+Ca <SEP> 5, <SEP> 32 <SEP>
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Natriumbleizinnlegierung <SEP> 7, <SEP> 33 <SEP>
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Ca <SEP> + <SEP> Natriumbleizinnlegierung <SEP> in <SEP> Kontakt <SEP> 7, <SEP> 51 <SEP>
<tb>
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<tb>
<tb>
5 <SEP> :Muster-Zusatz <SEP> PH <SEP>
<tb> 40 <SEP> Stunden <SEP> 137 <SEP> Stunden
<tb> Blank <SEP> 7, <SEP> 68 <SEP> 4, <SEP> 92 <SEP>
<tb> Ca <SEP> 8, <SEP> 15 <SEP> 6, <SEP> 36 <SEP>
<tb> Natriumbleizinnlegierung <SEP> 8, <SEP> 77 <SEP> 9, <SEP> 21 <SEP>
<tb> Ca <SEP> in <SEP> Kontakt <SEP> mit <SEP> Natriumbleizinnlegierung <SEP> 8,22 <SEP> 9,49
<tb>
Beispiel 6 : Bei dieser Probe wurde ein hochraffiniertes Paraffinöl S. A. E. 20 Schmieröl mit Ausgangs p von 8, 91 46 Stunden lang auf 1600 C erhitzt.
EMI5.2
<tb>
<tb>
Muster-Zusatz <SEP> pH
<tb> Blank <SEP> 2,19
<tb> Ca <SEP> 2,36
<tb> Natriumbleizinnlegierung <SEP> 8,01
<tb> Ca <SEP> in <SEP> Kontakt <SEP> mit <SEP> Natriumbleizinnlegierung <SEP> 8,86
<tb>
EMI5.3
vom Ausgangs PH 8, 14 133 Stunden lang auf 127 C erhitzt.
EMI5.4
<tb>
<tb>
Muster-Zusatz <SEP> PH
<tb> Blank <SEP> 3,69
<tb> Ca <SEP> 3, <SEP> 92 <SEP>
<tb> Na <SEP> 9, <SEP> 13
<tb> Ca <SEP> in <SEP> Kontakt <SEP> mit <SEP> Natriumbleizinn-Legierung <SEP> 9, <SEP> 22
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> 4, <SEP> 10 <SEP>
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Ca <SEP> 4, <SEP> 10 <SEP>
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Natriumbleizinnlegierung <SEP> 8,87
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Ca <SEP> + <SEP> NatriumbleizinnLegierung <SEP> in <SEP> Kontakt <SEP> 9, <SEP> 34 <SEP>
<tb>
Beispiel 8 : Bei dieser Probe aus Naphthenöl, das zur Herstellung von Schmierfetten verwendet wird und ein Ausgangs PH von 9, 16 zeigt, 133 Stunden auf 1300 C erhitzt.
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<tb>
<tb>
Muster-Zusatz <SEP> PH <SEP>
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> 4,89
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Ca <SEP> 4, <SEP> 54 <SEP>
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Natriumbleizinnlegierung. <SEP> 7,74
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Ca <SEP> + <SEP> Natriumbleizinnlegierung
<tb> in <SEP> Kontakt <SEP> 8, <SEP> 40 <SEP>
<tb>
Beispiel 9 : Bei dieser Probe wurde ein Motoröl für starke Beanspruchung A. P. I.
MM MS und DG
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<tb>
<tb> Muster-Zusatz <SEP> PH
<tb> Cu+Fe <SEP> 6, <SEP> 59
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Ca <SEP> 6,82
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Natriumbleizinnlegierung <SEP> 7,61
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Ca <SEP> + <SEP> Natriumbleizinnlegierung
<tb> in <SEP> Kontakt <SEP> 7, <SEP> 71
<tb>
Man erkennt, dass in jedem Falle das Öl, das das erfindungsgemässe Element Kalzium-Natriumbleizinnlegierung enthält, nach der Wärmebehandlung ein höheres PH aufweist.
Beispiel 10 : Bei dieser Probe wurde ein hochraffiniertes Schmieröl, Nu S. A. E. 20 mit Ausgangs PH von 7,60 48 Stunden lang auf 1500 C erhitzt.
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<tb>
<tb>
Muster-Zusatz <SEP> PH <SEP>
<tb> Ohne <SEP> Kalzium <SEP> mit <SEP> Kalzium <SEP> Aussehen <SEP> des <SEP> Öles
<tb> Kontakt <SEP> Kontakt
<tb> Blank <SEP> 4, <SEP> 15 <SEP> schlammig
<tb> Kalzium <SEP> 4, <SEP> 00
<tb> blei-1% <SEP> Natrium <SEP> 5, <SEP> 28 <SEP> 5, <SEP> 68 <SEP> klar <SEP>
<tb> Blei-2% <SEP> Natrium <SEP> 5, <SEP> 66 <SEP> 6, <SEP> 00 <SEP> klar
<tb> Blei-3 <SEP> % <SEP> Natrium <SEP> 6, <SEP> 51 <SEP> 7, <SEP> 02 <SEP> klar
<tb> Blei-4% <SEP> Natrium <SEP> 6, <SEP> 71 <SEP> 7, <SEP> 00 <SEP> klar
<tb> Blei-5% <SEP> Natrium <SEP> 6, <SEP> 61 <SEP> 7, <SEP> 20 <SEP> klar
<tb> Blei-7% <SEP> Natrium <SEP> 6, <SEP> 80 <SEP> 6, <SEP> 90 <SEP> klar
<tb> Blei-10% <SEP> Natrium <SEP> 7, <SEP> 23 <SEP> 7, <SEP> 28 <SEP> klar
<tb> Blei-15% <SEP> Natrium <SEP> 7, <SEP> 42 <SEP> 7, <SEP> 52 <SEP> klar
<tb> Blei-20% <SEP> Natrium <SEP> 7,21 <SEP> 7,
60 <SEP> klar
<tb>
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von 7, 60 84 Stunden auf 157 C erhitzt, die pH Bestimmung erfolgte nach 24 bzw. 84 Stunden A PH ist der ziffernmässige Wert der Differenz zwiscueu dem PH des behandelten Musters und dem PH des unbehan- delten Musters.
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<tb>
<tb>
Muster-Zusatz <SEP> 24 <SEP> Stunden <SEP> 48 <SEP> Stunden <SEP> Aussehen <SEP> des <SEP> Öles
<tb> pH <SEP> #pH <SEP> pH <SEP> #pH
<tb> Blank <SEP> (Cu+Fe) <SEP> 3,90 <SEP> 0 <SEP> 3,62 <SEP> 0 <SEP> schlammig
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> Ca <SEP> 4, <SEP> 08 <SEP> 0, <SEP> 18 <SEP> 3, <SEP> 76 <SEP> 0, <SEP> 14 <SEP> 11 <SEP>
<tb> Cu+Fe+Na+Pb <SEP> 8,38 <SEP> 4,48 <SEP> 8,08 <SEP> 4,46 <SEP> schlammfrei
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Na <SEP> + <SEP> Pb
<tb> +Ca <SEP> 8,82 <SEP> 4,92 <SEP> 8,62 <SEP> 5,00 <SEP> schlammfrei
<tb>
Beispiel 1 : Bei dieser Probe wurde ein hochraffiniertes Schmieröl Nu S. A.
E. 20 vom Ausgangs PH 7, 60 24 Stunden auf 1500 C erhitzt.
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<tb>
<tb> Muster-Zusatz <SEP> PH <SEP> 6. <SEP> PH <SEP>
<tb> Blank <SEP> 4,8 <SEP> 0
<tb> Ca <SEP> 4, <SEP> 4-0, <SEP> 4
<tb> 10 <SEP> % <SEP> Na-90% <SEP> Pb <SEP> Legierung <SEP> 7,5 <SEP> 2, <SEP> 7
<tb> 10 <SEP> % <SEP> Na <SEP> - <SEP> 90 <SEP> % <SEP> Pb <SEP> Legierung- <SEP>
<tb> Ca <SEP> in <SEP> Kontakt <SEP> 8, <SEP> 3 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
Beispiel 13 : Bei dieser Probe wurde hochraffiniertes Schmieröl, SF S. A. E. 20, das in einem geschlossenen Behälter bei Zimmertemperatur ungefähr 4 Monate lagerte, 60 Stunden auf 140 C erhitzt.
Das PH des Öles war vor der Behandlung 6,0.
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<tb>
<tb>
Muster-Zusatz <SEP> PH <SEP> APH <SEP>
<tb> Blank <SEP> 2,79 <SEP> 0
<tb> Ca <SEP> 5,30 <SEP> 2,51
<tb> Na+Pb <SEP> 5,02 <SEP> 2,23
<tb> Na+Pb+Ca <SEP> 8,08 <SEP> 5,29
<tb> Blank <SEP> (Cu <SEP> + <SEP> Fe) <SEP> 4, <SEP> 38 <SEP> 0
<tb> Cu+Fe+Ca <SEP> 5,46 <SEP> 1,08
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Na <SEP> + <SEP> Pb <SEP> Legierung <SEP> 6, <SEP> 38 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Cu <SEP> + <SEP> Fe <SEP> + <SEP> Na <SEP> + <SEP> Pb <SEP> Legierung
<tb> + <SEP> Ca <SEP> in <SEP> Kontakt <SEP> 8, <SEP> 10 <SEP> 3,72
<tb>
Die Ergebnisse der Beispiele 10 - 13 zeigen, dass erfindungsgemäss behandeltes Öl beim Erhitzen nicht so leicht schlammig wird und nach der Behandlung ein höheres PH aufweist.
Auch ist ersichtlich, dass die
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Wirkung der Kombination : Natriumbleilegierung und damit in elektrischem Kontakt stehendes metallisches Kalzium grösser ist als die Einzelwirkungen der Natriumbleilegierung und des festen metallischen Kalzium.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung eines Kohlenwasserstofföles zur Bekämpfung seiner Tendenz zur Verschlechterung, dadurch gekennzeichnet, dass das Öl durch eine Behandlungszone hindurch in Kontakt mit festem, metallischem Kalzium zirkuliert wird, das mit einer festen Natriumbleizinnlotlegierung in ständigem Kontakt gehalten wird.