Композиція низькотемпературного теплоносія

Реферат: UA 70551 U UA 70551 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до холодильної і опалювальної техніки, зокрема до рідких складів для застосування як холодоносія або низькозамерзаючого теплоносія, а також при охолодженні двигунів та в установках кондиціонування повітря. Відомі композиції теплоносіїв на основі етилгліколю із спеціальними добавками, що зменшують корозійну дію на внутрішні поверхні [див. Покровский Г.П. Топливо, смазочные материалы. М.: 1985. - С. 162-167]. Для захисту від руйнування цинкових і хромових покриттів вводять - молібденовокислий натрій (7-8 г/л) [там же - C. 164]. Відоме застосування і інших інгібіторів корозії у етиленгліколевих антифризах: фосфату триетаноламіну (3 %), меркаптобензотіазолу або бензотриазолу (0,2-0,3 %), бензоату натрію (57,5 %) тетраборату натрію (2,4-3,0) [див. Негорючие теплоносители и гидравлические жидкости, под ред. Сухотина А. М.-1979. - С. 275 и 289] та інші компоненти [там же, с.-290 та 291]. Недоліками цих теплоносіїв є їх висока токсичність. Етилгліколь - сильна харчова отрута. Попадання його навіть в невеликих кількостях в організм викликає сильне отруєння. Смертельна доза етилгліколю для людини складає всього 20-30 г. Суттєвим недоліком теплоносіїв на основі етилгліколю є їх властивість підвищеної проникності. Чим більше різьбових з'єднань, прокладок в системі охолодження, ущільнень, тим вище вірогідність появи їх витоку. Відома композиція теплоносія [Патент US№4455248, МПКС09К5/00, 19.06.1984 p.], яка вміщує мас %: Силікат лужного металу 0,1 фосфат лужного металу 1,8-2,2 тетраборат натрію 0,15-0,5 нітрат натрію 0,1-0,4 Na - меркаптобензтіазол 0,15-0,5 гідроксид лужного металу 0,13 вода 0,12-0,13 етиленгліколь решта. Піногасник, барвник, етиленгліколь (за необхідності решта). Така композиція теплоносія має високу температуру замерзання до - 13 °C, що в зимових умовах робить її непрацездатною. Наявні в складі компоненти мають канцерогенні властивості. Відома композиція низькотемпературного теплоносія для систем охолодження двигунів внутрішнього згоряння і теплообмінних апаратів [Патент UA № 55383, МПК С09К5/00 15.04.2003] на основі етиленгліколю при наступному співвідношенні компонентів, мас %: етилкарбітол 10,0-45,0 етиленгліколь 15,0-64,0 тетраборат натрію 0,3-1,8 фосфат лужного металу 0,2-1,2 сіль лужного металу 2меркаптобензтіазолу 0,005-0,02 силікат лужного металу 0,005-0,5 гідроксид лужного металу 0,08-0,25 піногасник кремнійорганічний 0,0005-0,015 барвник 0,001-0,002 вода решта. Основним недоліком такої охолоджуючої рідини, є те, що як основа в ній використовується етиленгліколь [ГОСТ 19710-83]. Згідно з п. 2 ГОСТ 12.1.007-76 "Требования безопасности" етиленгліколь отруйний і має наркотичну дію. Згідно з ГОСТ 19710-83. Антифризи, які розроблені на базі етиленгліколю, можуть бути небезпечні як для людей, так і для навколишнього середовища. До складу охолоджувальної рідини входить також етилкарбітол, що є технічним продуктом ГГУ6-01-5757583-89] і вміщує 20-30 % етиленгліколю. Етилкарбітол є токсичним. Людям з захворюванням нирок і шкіри необхідно дотримання особливої обережності при роботі з етилкарбітолом. Крім цього, етилкарбітол впливає на статеві органи та зір, хоча і менш токсичний, ніж етиленгліколь(в тому числі внаслідок меншого вмісту у ньому етиленгліколю). Таким чином охолоджувальна рідина з використанням етиленгліколю та етилкарбітолу є токсичною, шкідливою для навколишнього середовища та для людини і дорого коштує. Утилізація етиленгліколю і продуктів на його основі потребує жорсткого додержання всіх вимог і норм згідно з ГОСТ 19710-83. Заміна основи такої композиції - етиленгліколю на нетоксичну речовину, наприклад гліцерин призводить до зниження стабільності суміші та її розшарування. 1 UA 70551 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Відома композиція низькотемпературного теплоносія [див. книгу Негорючі теплоносії і гідравлічні рідини. Під ред. Сухотина А.М. - 1979. - С. 312, мал. 10.10], що містить гліцерин, воду і бензотриазол. Однак відома композиція низькотемпературного теплоносія має недостатню температуру замерзання. При її використанні спостерігалася корозія металевих зразків та утворювалися нерозчинні осади. Відома композиція низькотемпературного теплоносія [Патент RU №2137798, МПК С09К5/00, 20.09.1999] що складається з гліцерину, води і бензотриазолу, молібдату натрію, тетраборату натрію і динатрійфосфату при наступному співвідношенні компонентів, мас. гліцерин 30-32 молібдат натрію 1-3 динатрійфосфат 0,5-2 тетраборат натрію 1-3 бензотриазол 0,01-0,2 вода решта. Недоліками цього складу низькотемпературного теплоносія є його помітна корозійна активність відносно до металевих матеріалів і хімічна нестабільність, що призводить до утворення нерозчинного осаду, що неприйнятно у системах охолодження, оскільки осад погіршує проток теплоносія по системі, веде до забивання малих проміжків, наявних в системі охолодження, що призводить до утворення застійних зон та зниження ефективності роботи системи охолодження. Суттєвим недоліком цього складу є помітне піноутворення та розшарування складу. Складові відомої композиції низькотемпературного теплоносія зокрема молібдат натрію викликає роздратування очей та шкіри. Склади з бензотриазолом класифікуються небезпечним для довкілля. Нормативні матеріали вимагають акуратно поводитися з продукцією, що його містить, її не можна виливати в землю, каналізацію або водойми. В основу корисної моделі поставлена задача - створення композиції низькотемпературного теплоносія в якій за рахунок застосування у його складі нових інгредієнтів і застосування нового співвідношення вмісту компонентів підвищується її хімічна стабільність, зменшується піноутворення та розшарування складу, зменшується корозійна активність відносно до металевих матеріалів та зменшується розчинність ущільнюючих та герметизуючих матеріалів природного походження - картону, прядива (пенька), оліфи. Поставлена задача вирішується тим, що композиція низькотемпературного теплоносія включає воду та гліцерин. Новим в композиції низькотемпературного теплоносія є застосування окису цинку гідроокису натрію, або калію, силікату натрію, оксіетиліденфосфонової кислоти, тіокарбаміду, декстрину, піногаснику, толілтриазолу при наступному співвідношенні, мас. %: гліцерин 12,057,0 NaOH/КОН 0,2640,462 ZnO 0,0160,028 оксіетиліденфосфонова кислота 0,0880,154 піногасник 0,0040,007 Na2SiO3 0,0040,007 тіокарбамід 0,0040,007 декстрин 0,020,035 толілтриазол 0,0440,077 вода решта. Застосування у складі композиції низькотемпературного теплоносія нових інгредієнтів і застосування нового співвідношення вмісту компонентів підвищує його хімічну стабільність, зменшує піноутворення та розшарування складу, зменшує корозійну активність відносно до металевих матеріалів та зменшує розчинність ущільнюючих та герметизуючих матеріалів природного походження - картону, прядива(пенька), оліфи. Основа складу композиції - гліцерин є харчовим продуктом, який безпечний як для людей, так і для навколишнього середовища. Утилізація нової композиції низькотемпературного теплоносія не викликає проблем. Зазначені властивості суттєво полегшують заміну теплоносія після закінчення терміну його експлуатації. Розробка ілюструється прикладами її виконання. Для апробації композиції низькотемпературного теплоносія були виготовлені склади композиції низькотемпературного теплоносія компоненти яких (у мас. %), наведені в таблиці 1. 2 UA 70551 U 5 10 При досліджуванні розшарування отриманих в прикладах зразків відстоювали отриманий у прикладах склад композиції низькотемпературного теплоносія протягом 500 годин та візуально оцінювали розшарування. Корозійну активність прикладів композиції низькотемпературного теплоносія досліджували на зразках відповідно до ГОСТ 9.054-75 оцінюючи ураження поверхні за 100 годин, % (метод 4). Піноутворення прикладів композиції низькотемпературного теплоносія досліджували на підігрітих зразках теплоносія, шляхом пропускання через шар зразка повітря відповідно до ГОСТ 28084-89. Набрякання і розчинення гуми досліджували за ГОСТ 9.030 об'ємним гідростатичним методом на зразку гуми марка 57 класа ТРП 100-60 впродовж 70 годин. Таблиця 1 Приклади Компоненти гліцерин NaOH/КОН ZnO оксіетиліденфосфонова кислота піногасник Na2SiO3 тіокарбамід декстрин толілтриазол вода Показники: розшарування піноутворення за ГОСТ 28084-89 корозійна активність (ураження поверхні за 100 годин, %) Набрякання і розчинення гуми за ГОСТ 9.030 у % Приклад 1 мас. % 42 0,396 0,024 0,154 0,004 0,006 0,005 0,025 0,055 57,331 Приклад 2 мас. % 12 0,462 0,016 0,088 0,005 0,007 0,004 0,035 0,077 87,306 Приклад 3 мас. % 57 0,264 0,028 0,11 0,006 0,005 0,007 0,03 0,044 42,506 Приклад 4 мас. % 27 0,33 0,02 0,132 0,007 0,004 0,006 0,02 0,066 72,415 відсутнє 5 відсутнє 8 відсутнє 6 відсутнє 9 0,3 0,4 0,3 0,1 0 0 1 1 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Композиція низькотемпературного теплоносія, що містить воду та гліцерин, яка відрізняється тим, що додатково містить окис цинку гідроокис натрію або калію, силікат натрію, оксіетиліденфосфонову кислоту, тіокарбамід, декстрин, піногасник, толілтриазол при наступному співвідношенні, мас. %: гліцерин NaOH/КОН ZnO оксіетиліденфосфонова кислота піногасник Na2SiO3 тіокарбамід декстрин толілтриазол вода 12,057,0 0,2640,462 0,0160,028 0,0880,154 0,0040,007 0,0040,007 0,0040,007 0,020,035 0,0440,077 решта. 20 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3