具有連續(xù)釋放添加劑容器的潤(rùn)滑油過濾器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種油過濾器，該油過濾器包括用于將添加劑物質(zhì)引入通過該過濾器的流動(dòng)油中的添加劑容器。該添加劑物質(zhì)包括高堿性洗滌劑和任選的下列添加劑物質(zhì)中的一種或多種：弱堿添加劑、抗氧化添加劑、抗磨損添加劑、摩擦改進(jìn)添加劑、分散添加劑、抗泡沫添加劑、納米添加劑、緩蝕添加劑、傾點(diǎn)抑制添加劑和表面活性添加劑。
【專利說明】具有連續(xù)釋放添加劑容器的潤(rùn)滑油過濾器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包括連續(xù)釋放添加劑容器的潤(rùn)滑油過濾器，該添加劑容器將添加劑釋放至油中以延長(zhǎng)換油周期。
[0002]發(fā)明背景
[0003]因?yàn)樽钚碌挠推奉悇e對(duì)灰分含量有限制，目前的潤(rùn)滑油不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)制造商所需的換油周期。由于在過去幾年中對(duì)油料和發(fā)動(dòng)機(jī)有多次更動(dòng)，油料不能用于延長(zhǎng)的維修周期。例如，目前許多現(xiàn)代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)配備了廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)和柴油顆粒過濾器(DPF)，儲(chǔ)油部容積降低，使用較低粘度的油料，并使用超低硫柴油(ULSD)和替代燃料或冷卻劑(包括非水性)，所有這些改變了發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件和油料降解的速率。
[0004]最新的石油類別，CJ-4、CI_4，將新油的灰分和硫含量分別限制為1.由于在化學(xué)組成中存在金屬，這進(jìn)而限制了高性能抗磨損添加劑(例如二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP))和高堿洗滌劑(例如鎂或鈣的磺酸鹽或水楊酸鹽)的用量。隨著未來的石油種類的推出，預(yù)計(jì)這些限值將繼續(xù)降低或至少保持相同，從而持續(xù)限制石油生產(chǎn)商延長(zhǎng)油品使用壽命的能力。
[0005]柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱中發(fā)生反應(yīng)驅(qū)動(dòng)對(duì)額外添加劑的需要。最常見的油品壽命主要限制因素是總堿值(TBN)無法保持在2.5mgK0H/g的廢棄界限之上或保持在總酸值(TAN)水平之上。這可能是由于在曲軸箱中發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)，包括:高溫和高壓環(huán)境中油的氧化、在來自燃料的油(包括生物柴油)中強(qiáng)酸和弱酸的形成、冷卻劑泄漏、水分和其它污染物、污泥或碳煙的生成及各種其他機(jī)制。
[0006]基于生物柴油的燃料的燃燒產(chǎn)物竄氣導(dǎo)致弱酸(如乙酸、乙酸甲酯、乙酸乙酯、羧酸等)產(chǎn)生。這些酸最好被弱堿(如金屬氧化物或甲胺)中和。還形成強(qiáng)酸，最好被油中的強(qiáng)堿材料中和，因此消耗了初始TBN值。
[0007]阻止油達(dá)到所需換油期限的其他原因包括油粘度的增稠或稀釋(如，最大偏移等值±1級(jí)別)，無法驅(qū)散油內(nèi)微粒和煤煙，以及過度硝化。就以往的油品種類而言，C1-4，灰分含量至多為1.5%是可接受的，對(duì)硫含量沒有限制。這使得添加劑要包括高水平的高堿性洗滌劑和其他添加劑，從而達(dá)到較長(zhǎng)的工作周期。因?yàn)橛椭械奶砑觿╇S時(shí)間不斷消耗，部分原因是在于酸中和以及與機(jī)油內(nèi)生成的過氧化物(氧化產(chǎn)物)反應(yīng)，因此，將添加劑持續(xù)計(jì)量加入油內(nèi)以延長(zhǎng)油品使用壽命的改進(jìn)技術(shù)將會(huì)是有用的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明描述了一種發(fā)動(dòng)機(jī)油過濾器，該發(fā)動(dòng)機(jī)油過濾器能夠向發(fā)動(dòng)機(jī)油中持續(xù)釋放高濃度的添加劑，通過延長(zhǎng)換油周期來減少油使用量從而降低維護(hù)成本。該添加劑可包括，但不限于，高堿性洗滌劑、弱堿性物質(zhì)、抗氧化劑、抗磨損添加劑、摩擦改進(jìn)劑、分散劑、粘度調(diào)節(jié)劑、防泡沫添加劑、納米添加劑，或?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)油有利的其它添加劑，它們的單獨(dú)一種或組合。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，該油過濾器包括殼體，該殼體界定內(nèi)部腔室并具有第一端和第二端、在殼體的第一端的油入口和油出口，以及在入口和出口之間供油流動(dòng)通過內(nèi)部腔室的油流動(dòng)通道。過濾介質(zhì)設(shè)置在內(nèi)部腔室中，在入口和出口之間的油流動(dòng)通道中，過濾介質(zhì)構(gòu)造成用于過濾流動(dòng)通過所述內(nèi)部腔室的油。添加劑容器布置在內(nèi)部腔室中，添加劑容器構(gòu)造成將其中所包含的添加劑物質(zhì)引入流動(dòng)通過內(nèi)部腔室的油中。
[0010]在一優(yōu)選實(shí)施例中，添加劑物質(zhì)包括高堿性洗滌劑和任選的下列添加劑物質(zhì)中的一種或多種:弱堿添加劑、抗氧化添加劑、抗磨損添加劑、摩擦改進(jìn)添加劑、分散添加劑、抗泡沫添加劑、納米添加劑、緩蝕添加劑、傾點(diǎn)抑制添加劑和表面活性添加劑。例如，在一個(gè)示例中，以添加劑物質(zhì)的重量計(jì),添加劑物質(zhì)包括,例如約10重量％至約90重量％的高堿性洗滌劑、例如約0.2重量％至約3重量％的摩擦改進(jìn)添加劑、例如約0.5重量％至約3重量％的抗氧化添加劑、例如約1.0重量％至約5重量％的抗磨損添加劑和例如約O至約88.3重量％的惰性溶劑。
[0011]可根據(jù)一些因素使用其它添加劑和添加量，這些因素包括但不限于:油品的種類、油品的類別、想要提高的油品特性和添加劑的有效性。添加劑可以自身單獨(dú)使用，或者以任何所需比率的多組分混合物的形式使用。這些添加劑可與惰性溶劑例如基礎(chǔ)油相結(jié)合，用于粘度調(diào)節(jié)。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，油過濾器包括全流式折疊過濾介質(zhì)、旁路介質(zhì)、文丘里噴嘴、以及向流經(jīng)油過濾器的油中持續(xù)釋放油添加劑的添加劑容器。然而，可考慮各元件的其它組合，這些組合包括但不限于:a)含有全流式折疊介質(zhì)的油過濾器、文丘里管和添加劑容器；b)旁路介質(zhì)和添加劑容器；和c)全流式折疊過濾介質(zhì)，旁路介質(zhì)和添加劑容器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1示出了具有如本文所述的添加劑容器的油過濾器的示例。
[0014]圖2示出圖1中的油過濾器的添加劑容器的操作方式。
[0015]圖3是具有添加劑容器的油過濾器的另一示例的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參照?qǐng)D1，描繪了結(jié)合本文中所描述的概念的潤(rùn)滑油過濾器10。過濾器10是包括殼體12的旋轉(zhuǎn)式油過濾器，殼體12具有開放的第一端和圓頂形、封閉的第二端，第二端與固定到殼體12的開放的第一端的螺母板16共同界定內(nèi)部腔室14。過濾元件18，例如纖維質(zhì)、折疊、全流式過濾介質(zhì)，布置在腔室14內(nèi)，用于從油中過濾污染物。過濾元件18包括中空的內(nèi)部、下部端板20和上部端板22。這兩個(gè)端板橫跨其相應(yīng)的過濾元件端部并作密封以防止流體通過過濾元件18的端部流出。
[0017]過濾元件18的旁邊是旁路過濾介質(zhì)24。旁路過濾介質(zhì)24可包括,例如，由例如纖維材料制成的堆疊環(huán)形盤的組件。旁路過濾介質(zhì)24配置成當(dāng)油經(jīng)旁路介質(zhì)朝向其中心的油通道26流動(dòng)時(shí)過濾油。旁路過濾器介質(zhì)24抵靠下部端板20，并包括封閉基端板28。過濾器10可包括任意比例的全流式過濾介質(zhì)18與旁路過濾介質(zhì)24。
[0018]過濾元件18包括內(nèi)套筒30，內(nèi)套筒30支撐過濾介質(zhì)的內(nèi)表面并界定內(nèi)部空間32。下部端板20在其中心開口，并形成有短的圓柱形通道34，通道34向上延伸進(jìn)入內(nèi)部空間32。管36環(huán)繞通道34安裝上并提供從旁路過濾介質(zhì)24的中心油通道26至設(shè)置在內(nèi)部空間32內(nèi)的文丘里噴嘴38的流體連通。
[0019]上部端板22形成有內(nèi)環(huán)形凸緣40，凸緣40提供內(nèi)密封件42的固定器。文丘里噴嘴38包括安裝在內(nèi)環(huán)形凸緣上的向外擴(kuò)徑端。當(dāng)過濾器10在使用過程中安裝時(shí)，內(nèi)密封件42的內(nèi)環(huán)形表面緊靠過濾器頭的桿安裝，如美國(guó)專利5，906，736所述?？蓻_壓、模制或機(jī)加工而成的螺母板16具有內(nèi)螺紋并組裝到過濾器頭的外螺紋部。
[0020]殼體12是金屬的并具有大致圓柱形側(cè)壁，該側(cè)壁包括成形的上凸緣，該上凸緣為具有倒置的接納通道的形狀。螺母板16的環(huán)形上側(cè)外凸緣緊密和牢固地固定到該通道中。
[0021]螺母板16上設(shè)有至少一個(gè)油入口開口 48，以允許待過濾的油進(jìn)入過濾器。螺母板16還界定了中心的螺紋出口開口 50，通過該出口開口 50過濾器螺紋連接到過濾器頭的相應(yīng)螺紋安裝柱上，通過該出口開口 50油排出過濾器。該類過濾器的一般結(jié)構(gòu)和操作的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可見美國(guó)專利5，906, 736，美國(guó)專利5，906, 736以整體參見地納入本文。
[0022]添加劑容器60被設(shè)置在腔室14內(nèi)，在旁路過濾介質(zhì)和殼體12的第二端之間靠近旁路過濾介質(zhì)24。添加劑容器60容納一種或多種添加劑物質(zhì)并構(gòu)造成以受控速率向油中連續(xù)釋放添加劑。
[0023]在殼體12內(nèi)的螺旋彈簧62直接或間接地推壓添加劑容器60的底部，迫使添加劑容器60與端板28接合。
[0024]釋放到油內(nèi)的添加劑意在以某些方式提高油品質(zhì)，包括但不限于，補(bǔ)充儲(chǔ)備堿度(RA)，降低氧化磨損，穩(wěn)定油粘度，和/或中和油內(nèi)的酸。通過如下所示的磺酸與羧酸反應(yīng)生成中性鹽和水，從而阻止油的TAN升高是添加劑藉此提高油使用壽命的實(shí)例。
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種油過濾器，包括: 殼體，所述殼體界定內(nèi)部腔室并具有第一端和第二端，在所述殼體的第一端的油入口和油出口，以及在所述入口和出口之間供油流動(dòng)通過所述內(nèi)部腔室的油流動(dòng)通道； 過濾介質(zhì)，所述過濾介質(zhì)設(shè)置在所述內(nèi)部腔室中，在入口和出口之間的油流動(dòng)通道中，所述過濾介質(zhì)構(gòu)造成用于過濾流動(dòng)通過所述內(nèi)部腔室的油； 在內(nèi)部腔室的添加劑容器，所述添加劑容器構(gòu)造成將其中所包含的添加劑物質(zhì)引入流動(dòng)通過所述內(nèi)部腔室的油中，所述添加劑物質(zhì)包括高堿性洗滌劑和任選的下列添加劑物質(zhì)中的一種或多種:弱堿添加劑、抗氧化添加劑、抗磨損添加劑、摩擦改進(jìn)添加劑、分散添加劑、抗泡沫添加劑、納米添加劑、緩蝕添加劑、傾點(diǎn)抑制添加劑和表面活性添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油過濾器，其特征在于，所述過濾介質(zhì)包括折疊過濾介質(zhì)和布置在所述折疊過濾介質(zhì)和所述第二端之間的旁路介質(zhì)，所述旁路介質(zhì)包括通過其延伸的中心油通道，所述中心油通道與所述折疊過濾介質(zhì)的內(nèi)部連通，且所述旁路介質(zhì)不包括要引入油中的添加劑物質(zhì)； 布置在所述折疊過濾介質(zhì)內(nèi)部的文丘里管； 所述添加劑容器包括毛細(xì)管，所述毛細(xì)管具有布置在所述添加劑容器內(nèi)的入口端和設(shè)置在所述旁路介質(zhì)的中心油通道內(nèi)的出口端，和連通所述殼體的內(nèi)部腔室與添加劑容器內(nèi)部的單向油入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油過濾器，其特征在于，所述過濾介質(zhì)包括折疊過濾介質(zhì)和布置在所述折疊過濾介質(zhì)和所述第二端之間的旁路介質(zhì)；所述添加劑容器布置在所述旁路介質(zhì)和所述第二端之間；所述旁路介質(zhì)包括通過其延伸的中心油通道，所述中心油通道與所述折疊過濾介質(zhì)的內(nèi)部連通；以及 所述添加劑容器包括毛細(xì)管，所述毛細(xì)管具有布置在所述添加劑容器內(nèi)的入口端和布置在所述旁路介質(zhì)的中心油通道內(nèi)的出口端，和連通所述殼體的內(nèi)部腔室與所述添加劑容器內(nèi)部的單向油入口。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的油過濾器，其特征在于，以添加劑物質(zhì)的重量計(jì)，所述添加劑物質(zhì)包括約10重量％至約90重量％的高堿性洗滌劑，約0.2重量％至約3重量％的摩擦改進(jìn)添加劑，約0.5重量％至約3重量％的抗氧化添加劑，約1.0重量％至約5重量％的抗磨損添加劑，和約O至約88.3重量％的惰性溶劑。
5.如權(quán)利要求1-3所述的油過濾器，其特征在于，以添加劑物質(zhì)的重量計(jì)，所述添加劑物質(zhì)包括約20重量％至約90重量％的高堿性洗滌劑，約0%至約90重量％的阻胺類，約0.5重量％至約30重量％的摩擦改進(jìn)添加劑，約1.0重量％至約30重量％的抗氧化添加劑，約1.0重量％至約30重量％的抗磨損添加劑，和約O至約77.5重量％的惰性溶劑。
6.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的油過濾器，其特征在于，添加劑物質(zhì)包括高堿性洗滌劑和下列添加劑物質(zhì)中的一種或多種:弱堿添加劑、抗氧化添加劑、抗磨損添加劑、摩擦改進(jìn)添加劑、分散添加劑、抗泡沫添加劑、納米添加劑、緩蝕添加劑、傾點(diǎn)抑制添加劑和表面活性添加劑。
7.如權(quán)利要求6所述的油過濾器，其特征在于，所述添加劑物質(zhì)包括高堿性洗滌劑和下列添加劑物質(zhì)中的兩種或更多種:弱堿添加劑、抗氧化添加劑、抗磨損添加劑、摩擦改進(jìn)添加劑、分散添加劑、抗泡沫添加劑、納米添加劑、緩蝕添加劑、傾點(diǎn)抑制添加劑和表面活性添加劑。
8.如權(quán)利要求1所述的油過濾器，其特征在于，所述過濾介質(zhì)包括折疊過濾介質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1所述的油過濾器，其特征在于，所述過濾介質(zhì)包括堆疊的具有中心通道的環(huán)形圓盤。
10.如權(quán)利要求1所述的油過濾器，其特征在于，所述添加劑容器包括位于暴露于第一壓力的區(qū)域的入口和位于暴露于第二壓力的區(qū)域的出口，且所述第一壓力大于所述第二壓力。
11.一種添加劑容器，所述添加劑容器構(gòu)造成將添加劑引入在油過濾器的油中，所述添加劑容器包括: 界定內(nèi)部空間的殼體，進(jìn)入所述內(nèi)部空間、位于在使用中暴露于第一壓力的區(qū)域的單向油入口，和毛細(xì)管，所述毛細(xì)管具有安置在所述內(nèi)部空間內(nèi)的入口端和安置在所述內(nèi)部空間外側(cè)、在使用中暴露于第二壓力的區(qū)域的出口端；所述第一壓力大于所述第二壓力；和 包含在所述內(nèi)部空間內(nèi)的添加劑物質(zhì)，所述添加劑物質(zhì)包括高堿性洗滌劑和任選的下列添加劑物質(zhì)中的一種或多種:弱堿添加劑、抗氧化添加劑、抗磨損添加劑、摩擦改進(jìn)添加劑、分散添加劑、防泡沫添加劑、納米添加劑、緩蝕添加劑、傾點(diǎn)抑制添加劑和表面活性添加劑。
12.如權(quán)利要求11所 述的添加劑容器，其特征在于，以添加劑物質(zhì)的重量計(jì)，所述添加劑物質(zhì)包括約10重量％至約90重量％的高堿性洗滌劑，約0.2重量％至約3重量％的摩擦改進(jìn)添加劑,約0.5重量％至約3重量％的抗氧化添加劑，約1.0重量％至約5重量％的抗磨損添加劑，和約O至約88.3重量％的惰性溶劑。
13.如權(quán)利要求11所述的添加劑容器，其特征在于，以添加劑物質(zhì)的重量計(jì)，所述添加劑物質(zhì)包括約20重量％至約90重量％的高堿性洗滌劑，約0%至約90重量％的阻胺類，約0.5重量％至約30重量％的摩擦改進(jìn)添加劑，約1.0重量％至約30重量％的抗氧化添加劑，約1.0重量％至約30重量％的抗磨損添加劑，和約O至約77.5重量％的惰性溶劑。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述添加劑物質(zhì)包括高堿性洗滌劑和下列添加劑物質(zhì)的一種或多種:弱堿添加劑、抗氧化添加劑、抗磨損添加劑、摩擦改進(jìn)添加劑、分散添加劑、抗泡沫添加劑、納米添加劑、緩蝕劑添加劑、傾點(diǎn)抑制添加劑和表面活性添加劑。
15.如權(quán)利要求14所述的添加劑容器，其特征在于，所述添加劑材料包括高堿性洗滌劑和下列添加劑物質(zhì)中的兩種或更多種:弱堿添加劑、抗氧化添加劑、抗磨損添加劑、摩擦改進(jìn)添加劑、分散添加劑、抗泡沫添加劑、納米添加劑、緩蝕添加劑、傾點(diǎn)抑制添加劑和表面活性添加劑。
16.如權(quán)利要求11所述的添加劑容器，其特征在于，所述毛細(xì)管沿所述殼體的中心軸布置，且所述油入口位于毛細(xì)管的徑向外側(cè)。
【文檔編號(hào)】B01D35/30GK104024587SQ201380004593
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月6日
【發(fā)明者】M·帕特爾, D·L·約翰遜, R·D·赫根斯, P·K·赫爾曼, J·M·特尼 申請(qǐng)人:康明斯過濾Ip公司