一种用于发动机机油烟炱颗粒物提取的装置的制作方法

1.本实用新型属于发动机领域，尤其是涉及一种用于发动机机油烟炱颗粒物提取的装置。


背景技术：

2.发动机运行过程中，由于燃油燃烧不充分或热裂解等原因会产生固态颗粒不溶物，其主要成分为不定形碳又名烟炱。一部分没有随废气排出的颗粒物由于发动机窜气等原因会进入曲轴箱从而混入机油中，可能导致活塞在运动过程中与气缸内壁之间的摩擦形式由液体摩擦变为边界摩擦，此外，烟炱进入压力油膜中还会刮伤气缸壁，损坏发动机油、气环。当机油中烟炱的浓度增大到一定程度时会造成发动机零件的失效，直接影响发动机的耐久性能。因此对机油中烟炱的分析就变得尤为重要，而对烟炱分析的前提是需要将烟炱提纯。由于机油中烟炱含量相对较小，提纯难度大。目前已知国内外还尚无从机油中单独提取烟炱颗粒对其进行进一步微观分析的成熟装置。
3.因此开发一种可以高效提取机油中烟炱并对其观察的装置对提取机油中烟炱颗粒、改善机油性能有重要意义。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于发动机机油烟炱颗粒物提取的装置，目的是在不破坏机油中烟炱颗粒微观结构的前提下将其从发动机机油中高效提取出来，以便对烟炱进行控制从而改善机油质量。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种用于发动机机油烟炱颗粒物提取的装置，用于除去颗粒物表面残余的机油等杂质的超声波清洗机；
7.用于分离上层清液的离心机；
8.用于提纯的萃取装置；
9.用于观察的透射电子显微镜。
10.进一步的，所述所述萃取装置包括提取器、冷凝器、圆底烧瓶和加热器，所述冷凝器的底部和提取器的一端连接，提取器的另一端和圆底烧瓶的口连接，圆底烧瓶的底部设有加热装置。
11.进一步的，所述提取器包括蒸气路径管和虹吸管，所述虹吸管与圆底烧瓶的口连接，蒸气路径管位于提取器的一侧。
12.进一步的，所述所述虹吸管向上弯折，延伸到圆底烧瓶内部。
13.进一步的，所述虹吸管的直径小于蒸气路径管的直径。
14.进一步的，所述提取器内设有放置药品板。
15.所述离心机是将正庚烷与机油混合的溶液进行离心分离，得到含有含油量较低的烟炱颗粒。所述超声波清洗机是将含油量较低的烟炱颗粒表面附着的杂质清洗掉。所述提
取器、冷凝器、连接管、加热器和虹吸管等一起组装形成了萃取装置。萃取前将烟炱放在滤纸包内，并将其置于提取器中，提取器的下端与盛有庚烷溶剂的圆底烧瓶相连，上面接回流冷凝管。之后加热圆底烧瓶，使溶剂沸腾，蒸气会通过连接管上升，随后进入到冷凝管中，被冷凝后滴入提取器中，从而溶剂和含油量较少的烟炱颗粒会接触从而进行萃取，当提取器中溶剂液面达到虹吸管的最高处时，含有烟炱的溶剂虹吸回到烧瓶，然后圆底烧瓶中的庚烷溶剂继续蒸发、冷凝、浸出、回流，如此重复，使烟炱颗粒物不断被纯的庚烷溶剂所萃取，将萃取出的物质富集在烧瓶中，干燥之后得到烟炱颗粒。所述透射电子显微镜或高分辨率透射电子显微镜可用来观察烟炱颗粒的微观结构。
16.相对于现有技术，本实用新型所述的一种用于发动机机油烟炱颗粒物提取的装置具有以下优势：
17.第一、能够保持烟炱颗粒物原有的理化性质。通过采用正庚烷溶剂稀释机油，在不改变颗粒物的自身结构的前提下将颗粒物从机油中分离，并使用超声波浴除去颗粒物表面残余的杂质。
18.第二、使用索氏萃取法对颗粒物进一步提纯，萃取效率较高还能节约溶剂，大大提高了提取效率。
19.第三、能够对不同工况下运行的发动机的机油中的颗粒物进行微观形貌的观察与分析，进一步能够得到不同工况条件下的机油中颗粒物分布及生成机理。
20.第四、能够观察颗粒物的初级颗粒纳米结构，通过多循环离心分离从机油中提取到的颗粒物并使用高分辨率透射电子显微镜可对单独的烟炱颗粒进行观察，便于研究其微观结构及生成机理。
附图说明
21.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1为本实用新型实施例所述的一种用于发动机机油烟炱颗粒物提取的装置示意图；
23.图2为本实用新型实施例所述的一种用于发动机机油烟炱颗粒物提取的装置示意图。
24.附图标记说明：
[0025]1‑
冷凝器；2
‑
提取器；3
‑
圆底烧瓶；4
‑
加热器；5
‑
蒸气路径管；6
‑
虹吸管。
具体实施方式
[0026]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解
为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0028]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0029]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0030]
一种用于发动机机油烟炱颗粒物提取的装置，用于除去颗粒物表面残余的机油等杂质的超声波清洗机；
[0031]
用于分离上层清液的离心机；
[0032]
用于提纯的萃取装置；
[0033]
用于观察的透射电子显微镜。
[0034]
所述所述萃取装置包括提取器2、冷凝器1、圆底烧瓶3和加热器4，所述冷凝器1的底部和提取器2的一端连接，提取器2的另一端和圆底烧瓶3 的口连接，圆底烧瓶3的底部设有加热器4。
[0035]
所述提取器2包括蒸气路径管5和虹吸管6，所述虹吸管6与圆底烧瓶 3的口连接，蒸气路径管位于提取器2的一侧。
[0036]
所述虹吸管6向上弯折，延伸到圆底烧瓶3内部。
[0037]
所述虹吸管6的直径小于蒸气路径管5的直径。
[0038]
所述提取器2内设有放置药品板7。
[0039]
能够保持烟炱颗粒物原有的理化性质。通过采用正庚烷溶剂稀释机油，在不改变颗粒物的自身结构的前提下将颗粒物从机油中分离，并使用超声波浴除去颗粒物表面残余的杂质。使用索氏萃取法对颗粒物进一步提纯，萃取效率较高还能节约溶剂，大大提高了提取效率。能够对不同工况下运行的发动机的机油中的颗粒物进行微观形貌的观察与分析，进一步能够得到不同工况条件下的机油中颗粒物分布及生成机理。能够观察颗粒物的初级颗粒纳米结构，通过多循环离心分离从机油中提取到的颗粒物并使用高分辨率透射电子显微镜可对单独的烟炱颗粒进行观察，便于研究其微观结构及生成机理。
[0040]
实施例1
[0041]
首先，将机油样品加入到正庚烷溶剂(1:60稀释质量比)中稀释，得到含有含油量较低烟炱的庚烷溶液。
[0042]
第二，把获得的庚烷溶液分布在几个2ml的密封离心管中，并将这些管子放置在超声波浴中，温度设为20℃频率设置为40khz，超声处理10min，除去颗粒物表面残余的机油等杂质。
[0043]
第三，将离心管取出放置在离心机中，在室温下进行五步离心，每步 90min，离心速度为14000r/min，随后将上清液提取，离心管底部剩余的含油量较低的烟炱颗粒继续使用等量庚烷溶剂进行稀释后继续采用上述超声波浴、离心、溶剂稀释的步骤循环三次。
[0044]
第四，采用索氏萃取法对经过稀释后的正庚烷溶液进行萃取，进一步提纯颗粒物。萃取前将烟炱放在滤纸包内，并将其置于提取器2中，提取器2 的下端与盛有庚烷溶剂的圆底烧瓶3相连，上面接回流冷凝管。之后加热圆底烧瓶3，使溶剂沸腾，蒸气会通过连接管上升，随后进入到冷凝管中，被冷凝后滴入提取器2中，从而溶剂和含油量较少的烟炱颗粒会接触从而进行萃取，当提取器2中溶剂液面达到虹吸管的最高处时，含有烟炱的溶剂虹吸回到烧瓶，然后圆底烧瓶3中的庚烷溶剂继续蒸发、冷凝、浸出、回流，如此重复，使烟炱颗粒物不断被纯的庚烷溶剂所萃取，将萃取出的物质富集在烧瓶中，干燥之后得到烟炱颗粒。
[0045]
第五，取少量得到的烟炱颗粒物溶解于正庚烷溶剂中，并放置在超声波浴中进行超声处理，10min后取少量上述液体置于碳涂层的透射电子显微镜栅格上，待溶剂蒸发后，烟炱颗粒和聚集物会沉积到透射电子显微镜栅格上，使用透射电子显微镜对其微观结构进行观察。
[0046]
第六，当需要高倍率放大观察其初始碳粒子时，可对超声波浴处理后的溶液进行第三步中的离心处理，之后使用高分辨率透射电子显微镜观察烟炱颗粒物的初级颗粒纳米结构。
[0047]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。