DE10297145T5

DE10297145T5 - Kontrollierte Freisetzung von Additiven in Fluidsysteme

Info

Publication number: DE10297145T5
Application number: DE2002197145
Authority: DE
Inventors: Harold Cookeville Martin; Dennis Chicago Kelly; Joseph C. Park Ridge Drozd; Thomas Flossmoor Blakemore; Doug Cookeville Hudgens; Barry M. Stoughton Verdegan
Original assignee: Dober Chemical Corp; Fleetguard Inc
Current assignee: Cummins Filtration Inc; Dober Chemical Corp
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2002-08-16
Publication date: 2004-07-22
Also published as: WO2003018163A1; US20070241042A1; US7591279B2; JP2010195486A; US7581558B2; GB2394431A; US20050019236A1; US20090283466A1; JP2005502449A; GB0402645D0; AU2002323231B2; US8109287B2; GB2394431B

Abstract

Ein Behälter zum Freisetzen eines chemischen Additivs in ein Fluidmaterial, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt wird, wobei der Behälter umfasst:
– ein Fluidmaterial-undurchlässiges Gehäuse, das einen im Wesentlichen hohlen Innenraum und wenigstens eine Öffnung definiert;
– eine Fluidmaterialadditivzusammensetzung, die im Innenraum des Gehäuses bereitgestellt wird, wobei die Fluidmaterialadditivzusammensetzung ein chemisches Additiv umfasst, das effektiv einen Vorteil für ein Fluidmaterial, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt wird, bereitstellt und sich darin löst; und
– wenigstens ein Fluidmaterial-durchlässiges Element, das an oder in der Nähe der Öffnung des Gehäuses bereitgestellt ist und effektiv die Freisetzung eines Teiles des chemischen Additivs in das Fluidmaterial, das in Kontakt mit dem Gehäuse ist, ermöglicht.

Description

Verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht den Zeitrang der vorläufigen U.S. Patentanmeldungen Nr. 60/314,960 und 60/314,764, die beide am 24. August 2001 eingereicht wurden, wobei die Offenbarung der beiden hier vollständig als Referenz aufgenommen wird.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren für die Bereitstellung zusätzlicher chemischer Additive zu Fluidmaterialsystemen, die aus Schmiermittelsystemen, z.B. solchen Systemen in Verbrennungsmaschinen, wie z.B. die in Automobilen, Trucks, Schwermaschinen und ähnliches, und Hydraulikflüssigkeitssystemen, z.B. Automobile, Fahrstühle, Farm- und Erdbewegungsmaschinen und ähnliches, ausgewählt werden, aber nicht darauf beschränkt.
Hintergrund der Erfindung
Verbrennungsmaschinen sind immer noch die vorherrschenden Mittel zum Antreiben motorisierter Fahrzeuge. Sie haben bewiesen, dass sie viele Vorteile gegenüber alternativen Mechanismen bieten, zu denen die Kosten und die Bequemlichkeit gehören. Solche Maschinen erfordern eine Schmierung, wobei gewöhnlich ein Umlaufschmiermittel verwendet wird. Um eine gute Leistung zu erzielen, enthalten Schmiermittel häufig ein oder mehrere Additive, die sich nach einer Benutzungsdauer verbrauchen und/oder unwirksam werden. Es ist wünschenswert, Schmiermitteladditive, wie z.B. Viskositätindexverbesserer und Antioxidantien und ähnliches zu dem Schmiermittel hinzuzugeben, um die Qualität des Schmiermittels aufrechtzuerhalten und/oder zu steigern.
Hydraulikflüssigkeiten sind in Systemen, die verwendbare mechanische Vorteile bereitstellen, von großem Nutzen. Diese Hydraulikflüssigkeiten werden in solchen Systemen oft über eine lange Zeit z.B. im Sinne von Jahren angewendet. Additive, die von Anfang an in der Flüssigkeit vorliegen, können sich z.B. während des langfristigen Gebrauchs der Flüssigkeit verbrauchen und/oder unwirksam werden. Es wäre vorteilhaft, die Zugaben von Additiven zu solchen Hydraulikflüssigkeiten zu ermöglichen, insbesondere wenn die Flüssigkeiten in Gebrauch sind.
Verschiedene Verfahren zur Zugabe von Additiven in Flüssigkeitssysteme von Fahrzeugen sind allgemein vorgeschlagen worden. Rohde beschreibt im U.S. Patent Nr. 3,749,247 einen Behälter für die Freisetzung eines Oxidationsinhibitors in ein auf Kohlenwasserstoff basierendes Fluidmaterial in einer Arbeitsmaschine. Der Oxidationsinhibitor wird in einem Polyolefinbehälter aufbewahrt, welcher es dem Additiv ermöglicht, durch die Behälterwand in das Schmiermittel zu gelangen. Ein weiterer Ansatz wird von Lefebvre in U.S. Patent Nr. 5,591,330 beschrieben, welches einen Kohlenwasserstoffölfilter offenbart, wobei die Oxidationsadditive in einem thermoplastischen Material in einem Gehäuse zwischen einem Partikelfiltermaterial und einer Filzunterlage eingebracht sind. Wie berichtet wird, löst sich das thermoplastische Material in der Gegenwart von Hochtemperaturöl auf, wobei dabei die Additive freigesetzt werden.
Die oben beschriebenen Vorrichtungen leiden unter einer Vielzahl von Einschränkungen. Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine alternative, relativ preiswerte Vorrichtung zur Freisetzung von chemischen Additiven mit einer konstanten Geschwindigkeit in ein Flüssigkeitssystem bereitzustellen, das ein Minimum an menschlichem Eingreifen erfordert.
Zusammenfassung der Erfindung
Es sind neue Apparate und Verfahren entdeckt worden, um Freisetzung, bevorzugt kontrollierte und/oder längere Freisetzung von wenigstens einem Additiv in ein Fluidmaterial, das aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung ausgewählt wird, bereitzustellen. Die vorliegenden Apparate und Verfahren gewährleisten effektiv die längere, bevorzugt im Wesentlichen kontrollierte Freisetzung eines chemischen Additivs aus den Apparaten in ein solches Fluidmaterial. Das chemische Additiv (z.B. Fluidmaterialadditiv) kann von jeglicher Art sein, z.B. ein Schmiermitteladditiv, das in einem Schmiermittel löslich ist, oder ein Hydraulikflüssigkeitsadditiv, das in einer Hydraulikflüssigkeit löslich ist.
Die vorliegenden Apparate und Verfahren stellen direkte Ansätze bereit, um das Additiv in ein Fluidmaterial oder ein Fluidmaterialsystem, das aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung oder einem Schmiermittelsystem ausgewählt wird, oder in eine Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung oder ein Hydraulikflüssigkeitssystem freizusetzen. Viele Komponenten der vorliegenden Apparate sind, anders als das Additiv oder die Additive, im Wesentlichen im Fluidmaterial unlöslich, so dass diese Komponenten intakt bleiben und sich nicht im Fluidmaterial oder Fluidmaterialsystem lösen und/oder dieses auf andere Weise nachteilig beeinflussen. Zusätzlich können einige der Komponenten der vorliegenden Apparate wieder verwendet werden, nachdem das Additiv verbraucht worden ist, d.h. im Wesentlichen vollständig in das Fluidmaterial freigesetzt wurde. Der vorliegende Apparat kann einfach und direkt kosteneffizient betrieben werden und kann in einem solchen Fluidmaterialsystem mit wenigen oder keiner Modifikation verwendet werden.
Ein breiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf Behälter für Fluidmaterialadditive gerichtet für die Verwendung in Schmiermittelsystemen z.B. ohne Einschränkung verbunden mit Fahrzeugen, Flugzeugen, Generatorsets, Bergbauausrüstung und ähnlichem und mit Hydraulikflüssigkeitssytemen z.B. ohne Einschränkung Hydrauliksystemen von Fahrzeugen, Fahrstühlen, Farmmaschinen und ähnlichen, die entworfen worden sind, um eine längere oder stufenweise, bevorzugt im Wesentlichen kontrollierte Freisetzung von wenigstens einem Additiv(en) in ein hier definiertes Fluidmaterial bereitzustellen. Die vorliegenden Behälter umfassen ein Fluidmaterial-undurchlässiges Gehäuse, das einen im Wesentlichen hohlen Innenraum und wenigstens eine Öffnung definiert. Eine Fluidmaterialadditivzusammensetzung, die aus einer Schmiermitteladditivzusammensetzung und einer Zusammensetzung eines Hydraulikflüssigkeitsadditivs ausgewählt wird, die wenigstens ein im Fluidmaterial lösliches chemisches Additiv, z.B. wenigstens ein im Fluidmaterial lösliches Zusatzadditiv, umfasst, wird im Innenraum des Gehäuses bereitgestellt. Das Fluidmaterialadditiv kann in Form einer Flüssigkeit, eines Gels, einer Paste oder in fester Form bereitgestellt werden. In einer besonders verwendbaren Ausführungsform der Erfindung wird die Fluidmaterialadditivzusammensetzung als Vielzahl von Teilchen oder in Teilchenform, z.B. in der Form von Kügelchen, Tabletten, Pellets, Granulaten oder einer anderen Teilchenform bereitgestellt.
Das Gehäuse und andere Fluidmaterial-undurchlässige Komponenten des Apparates der vorliegenden Erfindung sind bevorzugt aus Materialien, die aus geeigneten Metallen, im Fluidmaterial unlöslichen Polymermaterialien, Kombinationen davon und Mischungen davon ausgewählt werden, zusammengesetzt. Verwendbare Gehäuse können aus Materialien, die aus Metallen wie z.B. Stahl, Aluminium und ähnlichem, Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polypropylen, Nylon, Polyethylenvinlyacetat (EVA), Polypropylenvinylacetat (PVA), Polyphenylensulfid, Polyphtalamid, Sulfalon und ähnliches, Kombinationen davon und Mischungen davon ausgewählt werden, hergestellt werden.
Die Behälter der vorliegenden Erfindung können ebenfalls wenigstens ein Fluidmaterial-durchlässiges Element oder Komponente enthalten, die an oder in der Nähe der wenigstens einen Öffnung des Gehäuses bereitgestellt ist. Dieses Fluidmaterial-durchlässige Element ermöglicht effektiv die Freisetzung eines Teiles der chemischen Additivzusammensetzung, wie z.B. eines Fluidmaterialadditivs, im Gehäuse in das Fluidmaterial z.B. eine flüssige Schmiermittelzusammensetzung oder Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung, die in Kontakt mit dem Gehäuse ist. Eine solche Freisetzung erfolgt über einen Zeitraum, so dass ein Teil des chemischen Additivs, wenigstens nachdem die anfängliche Freisetzung des Additivs erfolgt, innerhalb des Gehäuses zurückbehalten wird. Die Additivfreisetzung, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erfolgt, ist bevorzugt eine längere oder kontrollierte Additivfreisetzung.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Gehäuse im Wesentlichen von zylindrischer Form. Das Gehäuse hat wenigstens eine Öffnung, z.B. an einem Ende des Gehäuses oder in einer Seitenwand des Gehäuses, wobei es dem Fluidmaterial ermöglicht wird, mit einem Teil der Schmiermitteladditivzusammensetzung oder der Zusammensetzung eines Hydraulikflüssigkeitsadditivs, die sich innerhalb des Gehäuses befindet, in Kontakt zu treten. Zum Beispiel kann eine Abschlusskappe verwendet werden, die an das offene Ende aufgeschraubt oder angebracht wird und die Schmiermitteladditivzusammensetzung oder Zusammensetzung eines Hydraulikflüssigkeitsaddititvs innerhalb des Gehäuses zurückhält. In einer Ausführungsform der Erfindung hat das zylindrisch geformte Gehäuse zwei offene Enden, wobei jedes offene Ende von einer Abschlusskappe bedeckt wird. Die Abschlusskappe umfasst bevorzugt ein Fluidmaterial-undurchlässiges Material und hält das Fluidmaterialadditiv, das aus einer Schmiermitteladditivzusammensetzung und einer Zusammensetzung eines Hydraulikflüssigkeitsadditivs ausgewählt wird, effektiv innerhalb des Gehäuses zurück. Die Abschlusskappe beinhaltet einen oder mehrere Einlässe oder Öffnungen, um eine flüssige Kommunikation zwischen Fluidmaterial, das sich außerhalb des Gehäuses befindet, und Fluidmaterialadditiv innerhalb des Gehäuses zu erlauben, um die Freisetzung des Additivs z.B. durch Diffusion oder auf andere Weise in das Fluidmaterial, bevorzugt mit einer im Wesentlichen kontrollierten Geschwindigkeit, zu ermöglichen.
In einer anderen Ausführungsform hat das Gehäuse im Wesentlichen eine schalenförmige Form. Die wenigstens eine Öffnung kann sich an jeglichem Punkt des Gehäuses, z.B. auf der Oberseite des Gehäuses, an einer Seite (Seitenwand) des Gehäuses und/oder auf der Unterseite des Gehäuses befinden. In einer verwendbaren Ausführungsform kann besonders, wenn das schalenförmige Gehäuse ein offenes Ende z.B. ein oberes offenes Ende, hat ein Kappenelement beinhaltet sein, welches Mittel zum Zurückhalten einer Schmiermitteladditivzusammensetzung oder Zusammensetzung eines Hydraulikflüssigkeitsadditivs innerhalb des Gehäuseinneren bereitstellt. Das Kappenelement ist vorteilhaft aus einem polymeren oder anderen im Wesentlichen im Fluidmaterial unlöslichen Material hergestellt und beinhaltet wenigstens einen Einlass oder eine Öffnung und bevorzugt eine Vielzahl von Einlässen oder Öffnungen, die den Kontakt zwischen der Schmiermitteladditivzusammensetzung oder Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung und dem Fluidmaterial ermöglichen. Das Kappenelement kann an einer inneren Oberfläche des Gehäuses befestigt werden und kann darin eingelassen sein. In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Kappenelement entfernbar an dem Gehäuse befestigt oder entfernbar abgedichtet, z.B. mittels eines O-Ringes oder anderer geeigneter, z.B. herkömmlicher Dichtelemente oder Baueinheiten. Zusätzlich kann ein Plattenelement innerhalb des schalenförmigen Gehäuses bereitgestellt und fixiert werden. Das Plattenelement beinhaltet einen oder mehrere Platteneinlässe, die im Wesentlichen mit den Kappenelementeinlässen ausgerichtet sind. Das Plattenelement kann aus jeglichem geeigneten im Fluidmaterial unlöslichen Material hergestellt werden.
In einer Ausführungsform umfasst der Behälter der vorliegenden Erfindung das schalenförmige Gehäuse mit sowohl dem Kappenelement als auch dem Plattenelement, die über dem offene Ende des Behälters angeordnet sind. Ein Fluidmaterial-durchlässiges Element ist zwischen dem Kappenelement und dem Plattenelement angeordnet oder eingeschoben.
Das Fluidmaterial-durchlässige Element(e) oder Komponente(n) kann jede geeignete Fluidmaterial-durchlässige Struktur umfassen, wobei alle solchen Strukturen innerhalb des Anwendungsbereiches der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind. In einer verwendbaren Ausführungsform umfasst das Fluidmaterial-durchlässige Element oder Komponente ein Filterelement oder Filtermedium, z.B. eine poröse oder semipermeable Membran. In einer anderen verwendbaren Ausführungsform umfasst das Fluidmaterial-durchlässige Element oder Komponente eine Mikroausflussöffnung.
Die poröse oder semipermeable Membran des Apparates der Erfindung kann aus jeglichem geeigneten Material, das die gewünschte, bevorzugt längere Freisetzung des chemischen Additivs in das Fluidmaterial, besonders, wenn das Gehäuse in Kontakt mit dem Fluidmaterial steht, ermöglicht, hergestellt werden. Die Membran kann z.B. aus einem im Fluidmaterial unlöslich en Material hergestellt werden, das darin unregelmäßig große Kanäle oder diskret große Poren hat. Eine "poröse" Membran wie hier verwendet, bezieht sich im Allgemeinen auf Membrane mit Poren in einem im Wesentlichen diskreten Größenbereich, wie z.B. ein Drahtsieb oder Filterpapier. Eine "semipermeable" Membran wie hier verwendet, bezieht sich auf ein kontinuierliches Medium, welches keine Poren in einem diskreten Größenbereich hat, aber stattdessen bevorzugt die Diffusion von Molekülen durch enge Kanäle, deren Größe schwierig zu messen ist, ermöglicht.
In einer Ausführungsform umfasst die Membran, z.B. die poröse oder semipermeable Membran, ein oder mehrere Gläser und/oder ein oder mehrere polymere Materialien. Sehr verwendbare Membranen können aus Materialien, die aus Nylon, Zelluloseacetat, Zellulosepolymer, Gläsern, Polyester, Polyurethan, Polyvinylchlorid, Polyethylenvinylacetat, Polypropylenvinylacetat, natürlichen und synthetischen Gummis und ähnlichem, Kombinationen davon und Mischungen davon ausgewählt werden, hergestellt werden.
Das Fluidmaterial-durchlässige Element(e) oder Komponente(n) kann alternativ oder zusätzlich ein im Fluidmaterial lösliches Material beinhalten, wie z.B. in der Form einer auflösbaren, d.h. Fluidmaterial-auflösbaren Dichtung, welche sich in Gegenwart des Fluidmaterials auflöst, z.B. stufenweise auflöst, um die Freisetzung des Additivs aus dem Gehäuse zu bewirken. Die auflösbare Dichtung kann z.B. eine im Fluidmaterial lösliche Polymerdichtung umfassen. Bevorzugt enthält das wenigstens eine Fluidmaterial-durchlässige Element, obwohl nicht notwendig, eine Trägerstruktur, z.B. ein Drahtsieb oder Gewebe oder ein anderes im Fluidmaterial unlösliches Material, welche mit einem im Fluidmaterial löslichen Polymer überzogen werden können, um eine geeignete Dichtungsstruktur zu bilden. Die auflösbare Dichtung kann alternativ das im Fluidmaterial lösliche Polymer ohne eine solche Trägerstruktur allein umfassen. Es sei ebenfalls angemerkt, dass die Membran z.B. mit einem polymeren Material oder einem im Fluidmaterial unlöslichen Polymermaterial, wie z.B. ein im Fluidmaterial lösliches Polymermaterial oder ein im Fluidmaterial unlösliches Material, beschichtet werden kann, um die Freisetzung des Additivs aus dem Behälter in das Fluidmaterial effektiver zu kontrollieren.
In einem anderen breiten Aspekt ist die Erfindung auf Verfahren zur Freisetzung eines chemischen Additivs, bevorzugt mit einer längeren, bevorzugter im Wesentlichen kontrollierten Geschwindigkeit, in ein Fluidmaterial gerichtet. Diese Additive beinhalten Antioxidantien, Antiverschleißadditive, Viskositätsindexsteigerer, Korrosionsinhibitoren, Demulgatoren, Detergentien/Dispersionsmittel, Schmiermittel und ähnliches und Mischungen davon, sind aber nicht darauf begrenzt. Die vorliegenden Verfahren umfassen das In-Kontakt-bringen eines hier dargestellten Behälters mit einem Fluidmaterial, das aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung oder einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung ausgewählt wird. Wenn der Behälter dem Fluidmaterial ausgesetzt wird, tritt das Fluidmaterial, z.B. es diffundiert durch das Fluidmaterial- durchlässige Element oder die Elemente, und tritt mit einem Teil der Schmiermitteladditivzusammensetzung oder Zusammensetzung eines Hydraulikflüssigkeitsadditivs in Kontakt. Man erhält eine Freisetzung, bevorzugt längere, im Wesentlichen kontrollierte Freisetzung des Additivs oder der Additive in das Fluidmaterial, z.B. durch Diffusion durch das Fluidmaterial-durchlässige Element.
In einer verwendbaren Ausführungsform ersetzt der Behälter in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zumindest teilweise das mittlere Rohr einer Filterbaueinheit, die verwendet wird, um ein Fluidmaterial zu filtern, während z.B. das Fluidmaterial verwendet wird, und/oder ist darin integriert. Somit ist der Behälter effektiv, eine Additivabgabe und ein Strukturelement in einer Filterbaueinheit bereitzustellen.
Jedes hier beschriebene Merkmal und jede Kombination zweier oder mehrerer dieser Merkmale ist in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung eingeschlossen, vorausgesetzt, dass die in einer solchen Kombination enthaltenen Merkmale nicht gegenseitig unverträglich sind.
Zusätzliche Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen dargestellt, besonders wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in welchen ähnliche Teile ähnliche Referenznummern tragen, betrachtet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine Teilquerschnittsansicht eines bevorzugten zylindrischen Additivbehälters, wobei das Additiv durch beide Enden des Behälters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung freigesetzt wird. In dieser Ausführungsform werden Schraubkappen an beiden Enden des Behälters mit Löchern oder Öffnungen bereitgestellt.
1B ist eine Explosionszeichnung verschiedener Komponenten des Fluidmaterial-durchlässigen Elementes, das in dem in 1A gezeigten Behälter verwendet wird.
2A ist eine Querschnittszeichnung eines alternativen zylindrisch geformten Additivbehälters der vorliegenden Erfindung, wobei eine Einpressabschlusskappe mit einer Ausflussöffnung bereitgestellt wird, die dazu dient, die Freisetzung des Additivs aus dem Behälter zu kontrollieren.
2B ist eine Seitenansicht der in 2A gezeigten Abschlusskappe.
3A ist eine schematische Zeichnung, die den Additivbehälter von 1A bei Verwendung in Verbindung mit einer Fluidmaterialleitung zeigt.
3B ist eine schematische Zeichnung, die den Additivbehälter von 2A bei Verwendung in Verbindung mit einem Fluidmaterialsystem zeigt.
4A ist eine Querschnittsansicht einer zusätzlichen Ausführungsform eines Additivbehälters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
4B ist eine Ansicht, die hauptsächlich entlang der Linie 4B-4B von 4A genommen ist.
5A ist eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform eines Additivbehälters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
5B ist eine Ansicht, die hauptsächlich entlang der Linie 5B-5B von 5A genommen ist.
6 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführung eines im Allgemeinen schalenförmigen Additivbehälters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine schematische Ansicht einer weiteren anderen Ausführungsform eines im Allgemeinen zylindrisch geformten Additivbehälters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine schematische Ansicht einer Fluidmaterialfilterbaueinheit, die einen Additivbehälter einschließt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf Behälter für die Verwendung in Fluidmaterialsystemen gerichtet, die aus Schmiermittelsystemen oder Hydraulikflüssigkeitssystemen ausgewählt werden. Schmiermittelsysteme können jene in Motoren, Maschinen wie z.B. Verbrennungsmaschinen, z.B. in Fahrzeugen wie z.B. in Automobilen, in durch Diesel angetriebener Ausrüstung, Flugzeugen, Zügen, Trucks und ähnlichem sein oder damit verbunden sein, sind aber nicht darauf beschränkt. Hydraulikflüssigkeitssysteme können Hydrauliksysteme in Fahrzeugen, Fahrstühle, Farmmaschinen und ähnliches sein, sind aber nicht darauf beschränkt.
Solche Behälter setzen z.B. über einen längeren Zeitraum effektiv stufenweise, unter anhaltenden Bedingungen, ein oder mehrere chemische Additive in Fluidmaterialsysteme, die aus einem flüssigen Schmiermittel wie z.B. eine auf Kohlenwasserstoff basierende Schmiermittelzusammensetzung (z.B. Schmieröl) oder einer Hydraulikflüssigkeit, z.B. eine auf Kohlenwasserstoff basierende Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung, frei. Diese Additive beinhalten Antioxidantien, Antiverschleißadditive, Viskositätsindexverbesserer, Korrosionsinhibitoren, Demulgatoren, Detergentien/Dispergentien, Schmiermittel und ähnliches und Mischungen davon, sind aber nicht darauf beschränkt.
Wenn nicht anders ausdrücklich erwähnt, bedeutet jedes der Wörter "beinhaltet", "beinhalten", "beinhaltet" und "beinhaltend" und die Abkürzung" z.B." wie hier verwendet in Bezug auf eine oder mehrere Gegenständen oder Wirkungen, dass der Bezug nicht auf eine oder mehrere Gegenstände oder Wirkungen, auf die sich speziell bezogen wird, beschränkt ist.
Die vorliegenden Behälter umfassen ein Gehäuse, z.B. ein im Fluidmaterial unlösliches und Fluidmaterial-durchlässiges Gehäuse, das einen im Wesentlichen hohlen Innenraum hat oder definiert. Das Gehäuse hat wenigstens eine Öffnung. Das Gehäuse kann jede geeignete Form und Größe haben, die oft gewählt werden, um mit der besonderen betroffenen Anwendung übereinzustimmen. Das Gehäuse kann z.B. eine im Allgemeinen zylindrische Form, eine im Allgemeinen schalenförmige Form oder jede einer großen Anzahl anderer Formen haben. Das Gehäuse kann eine oder mehrere gekrümmte und/oder planare Wände haben, oder es kann nur gekrümmte oder planare Wände haben.
Die wenigstens eine Öffnung des Gehäuses kann an jeder Stelle oder Stellen im Gehäuse bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann sich eine solche Öffnung oder Öffnungen wie gewünscht an der Oberseite und/oder an der Unterseite und/oder an den Enden und/oder an der Seite oder den Seiten des Gehäuses befinden. Die Wahl der Stelle für die Öffnung oder die Öffnungen basiert oft wenigstens teilweise auf der im Besonderen eingebundenen Anwendung und/oder der Leichtigkeit und/oder den Herstellungskosten der vorliegenden Additivbehälter und ähnlicher Faktoren und kann wenigstens eine gewisse Wirkung auf die Effektivleistung der Behälter haben.
Um die Erfindung zu veranschaulichen und zu beschreiben, sind hier zylindrisch geformte Gehäuse und schalenförmige Gehäuse herausgestellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und ist auf Gehäuse anderer Formen anwendbar. Behälter, die andere so geformte Gehäuse beinhalten, sind innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
In einer Ausführungsform kann das Gehäuse z.B. von zylindrischer Form sein, wobei es ein erstes Ende und ein zweites Ende hat. Das Gehäuse wird mit wenigstens einer Öffnung, z.B. an einem oder sowohl dem ersten Ende und dem zweiten Ende und/oder in der Seitenwand des Gehäuses, bereitgestellt. Das Gehäuse kann im Wesentlichen schalenförmig sein. Das schalenförmige Gehäuse definiert z.B. einen hohlen Innenraum, eine Oberseite, eine Unterseite und eine oder mehrere Seitenwände. Die Öffnung oder Öffnungen können sich in der Oberseite, in der Unterseite und/oder in einer oder mehreren Seitenwände befinden.
Eine Fluidmaterialadditivzusammensetzung, die wenigstens ein im Fluidmaterial lösliches Additiv umfasst, kann in dem hohlen Innenraum des Gehäuses bereitgestellt werden. Wenigstens ein Fluidmaterial-durchlässiges Element ist an oder in der Nähe wenigstens einer Öffnung des Gehäuses bereitgestellt. Zum Beispiel wird ein Fluidmaterial-durchlässiges Element vorteilhaft an oder in der Nähe jeder Öffnung des Gehäuses bereitgestellt. Ein solches Fluidmaterial-durchlässiges Element oder Elemente ermöglichen effektiv die Freisetzung eines Teils der Fluidmaterialadditivzusammensetzung in die in Kontakt mit dem Gehäuse stehende Fluidmaterialzusammensetzung, z.B. in einer über die Zeit anhaltenden Art und Weise, während ein Rest des Additivs innerhalb des Gehäuses zurückgehalten wird.
Das Gehäuse des Behälters kann aus irgendeinem geeigneten Konstruktionsmaterial oder -materialien hergestellt werden. Das Gehäuse als solches hat keinen im Wesentlichen nachteiligen Effekt auf die Additivzusammensetzung oder die Fluidmaterialzusammensetzung oder auf die Leistung des vorliegenden Behälters. Das Gehäuse ist bevorzugt aus einem Material, das aus Metallen wie z.B. Stahl, Aluminium, Metalllegierungen und ähnlichem, polymeren Materialien, Kombinationen davon und Mischungen davon ausgewählt wird, zusammengesetzt. In einer besonders verwendbaren Ausführungsform wird das Gehäuse aus Metallen, Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (Niederdruck- und Hochdruck-), Polypropylen (PP), NyLon, Polyethylenvinylacetat (EVA), Polypropylenvinylacetat (PVA), Polyester, Acetal, Polyphenylensufid (PPS) und ähnlichem, Kombinationen davon und Mischungen davon ausgewählt.
In einer Ausführungsform erleichtert oder ermöglicht das wenigstens eine Fluidmaterial-durchlässige Element oder die Komponente des vorliegenden Behälters, das bevorzugt wenigstens eine Fluidmaterial-durchlässige Membran wie z.B. eine poröse oder semipermeable Membran umfasst, den Kontakt des Fluidmaterials mit dem Fluidmaterialadditiv, das innerhalb des Gehäuses bereitgestellt wird. Die Membran kann, wenn benötigt, optional von wenigstens einem Membranretentionselement oder zwei oder mehreren Retentionselementen, z.B. einem offenen Netzsieb, einem Glasfasergewebe oder ähnlichem, das die Membran effektiv in einer im Wesentlichen fixierten Position relativ zum Gehäuse, z.B. innerhalb, hält, begleitet werden.
Die Fluidmaterial-durchlässige Membran der Erfindung ist vorteilhaft aus einem geeigneten im Fluidmaterial unlöslichen Material, das bevorzugt aus polymeren Materialien, Gläsern, Metallen, Kombinationen davon und Mischungen davon ausgewählt wird, zusammengesetzt. Geeignete Materialien beinhalten z.B. Gläser, Nylon, Zelluloseacetat, Polyester, Polyethylenvinylacetat (EVA), Polypropylenvinylacetat (PVA), Polyvinylchlorid (PVC), zellulose Polymere, Polyurethan, ein rostfreies Stahlnetz, gesintertes Metall (wie z.B. gesinterte Metalldiscs und ähnliches), Metallmembranfilter (wie z.B. Silbermembranfilter und ähnliches) und ähnliches, als auch Kombinationen davon und Mischungen davon, sind aber nicht darauf beschränkt. Die Membran kann alternativ ein Material wie z.B. Silikongummi, Polyethylen, Polyvinylacetat, natürliche und synthetische Gummis und andere Polymere und Wachse und Kombinationen davon und Mischungen davon sein, durch welches ein Fluidmaterialadditiv, z.B. durch Diffusion (obwohl nicht notwendigerweise durch Poren), hindurch gehen kann. Solche Membrane werden oft als semipermeable Membrane bezeichnet. In einer Ausführungsform bezieht sich eine "semipermeable Membran" auf einen kontinuierlichen für Fluidmaterial durchlässigen Film eines polymeren Materials, das die Diffusion von Molekülen durch mikroskopische Kanäle ermöglicht. Die Porengröße einer solchen semipermeablen Membran kann nicht leicht gemessen werden und ist üblicherweise weniger als 0.2 Mikrometer.
Die Fluidmaterial-durchlässige Membran der vorliegenden Erfindung umfasst bevorzugt eine poröse Membran, vorteilhaft eine mikroporöse Membran wie z.B. die Membrane mit einer Porengröße innerhalb des Bereiches von ungefähr 0.2 Mikrometer bis ungefähr 100 Mikrometer, bevorzugter zwischen ungefähr 5 und ungefähr 20 Mikrometern, z.B. ungefähr 10 Mikrometer. Eine "Membran" kann, wie hier bezeichnet, einlagig sein oder kann mehrere Schichten beinhalten. Die Dicke der Membran ist bevorzugt in einem Bereich von ungefähr 0.1 mm bis ungefähr 0.5 mm oder ungefähr 1 mm oder ungefähr 5 mm, obwohl andere Dicken effektiv verwendet werden können. Beispiele für Membranmaterialien beinhalten Metalldrahtnetze, Polymere wie z.B. Nylon und ähnliches, Netze, Filtermedien, Kombinationen davon und Mischungen davon und ähnliches. Besonders verwendbare Membranmaterialien beinhalten Materialien, die als Filtermedien, z.B. in Fluidmaterialfiltern, verwendbar sind. Beispiele solcher Materialien beinhalten das Filtermedium, das von Fleetguard-Nelson unter dem Warenzeichen STRATOPORE verkauft wird und Filtermedien, die von Whatman und Millipore erhältlich sind.
Die Fluidmaterial-durchlässige Membran des vorliegenden Apparates umfasst ein geeignetes im Fluidmaterial unlösliches Material, welches Nylon, Zelluloseacetat, Polyester, Polyolefin, Polyethylenvinlyacetat (EVA), Polypropylenvinylacetat (PVA) und ähnliches, als auch Kombinationen und Mischungen davon sein kann. Für den Fall, dass ein ausgewähltes Material unter den wiederholten Heißkaltzyklen eines Fluidmaterialsystems unzureichend steif ist, kann ein thermoresistenteres Material, wie z.B. eines, das aus Keramik, Glas und ähnlichem, Kombinationen davon und Mischungen davon hergestellt ist, verwendet werden.
In einer Ausführungsform umfasst das Fluidmaterial-durchlässige Element, wie oben erwähnt, des weiteren wenigstens ein Retentionselement. Die Membran kann z.B. über der Öffnung des Gehäuses durch ein oder mehrere Draht- oder Netzsiebe, z.B. rostfreie Stahlnetzsiebe, festgehalten werden. Die Membran kann besonders zwischen wenigstens zwei Retentionselementen eingeschoben sein. Die Retentionselemente sind z.B. bevorzugt strukturiert, so dass sie eine Netzgröße haben, die es dem chemischen Additiv erleichtert oder erlaubt, aus dem Gehäuse, z.B, durch Diffusion, in das Fluidmaterial, das in Kontakt mit dem Behälter steht, überzugehen. Zum Beispiel haben das Rückhalteelement oder die Elemente bevorzugt eine Netzgröße im Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 300 Mikrometer oder ungefähr 500 Mikrometer oder mehr. Ein besonders bevorzugtes Retentionselement ist aus Metall, z.B. einem rostfreien Stahlsieb, und/oder Glasfasergewebe.
Eine oder mehrere Komponenten des Fluidmaterial-durchlässigen Elements können wenigstes teilweise in einer Schmiermittelzusammensetzung oder einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung, z.B. auf Kohlenwasserstoff basierenden Schmiermitteln oder auf Kohlenwasserstoff basierenden Hydraulikflüssigkeiten, die in Kontakt mit dem Behälter stehen, löslich sein. Das Fluidmaterial-durchlässige Element kann z.B. wenigstens eine teilweise Fluidmaterial-auflösbare Dichtung oder Dichtungselement, z.B. eine Wachs(Paraffin)dichtung, beinhalten. Das Dichtelement kann an eine montierte Membran e) und/oder Retentionselement(e) angebracht werden, um einen abgedichteten Behälter zu bilden, der effektiv verschifft und/oder gelagert werden kann, ohne dass die Additivzusammensetzung aus dem Gehäuse leckt und/oder der Atmosphäre ausgesetzt wird. Für den Fall, dass eine Fluidmaterialadditivzusammensetzung in dem Gehäuse beinhaltet ist, wird die Dichtung(en) so ausgewählt, dass sie nicht in der Flüssigadditivzusammensetzung, z.B. bei oder um Raumtemperatur, löslich ist. Dieses "Additiv-unlösliche" Dichtungsmerkmal verringert oder eliminiert sogar im Wesentlichen das Risiko, dass die Flüssigadditivzusammensetzung während des Verschiffens oder der Lagerung aus dem Gehäuse leckt. Die Dichtung(en) löst sich auf, nachdem der Behälter oder das Gehäuse dem Fluidmaterial, z.B. bei erhöhten Temperaturen, ausgesetzt ist, wobei die Freisetzung des chemischen Additivs aus dem Gehäuse ermöglicht wird.
In einer sehr gut verwendbaren Ausführungsform ist das Dichtelement oder die Baueinheit strukturiert, um die Freisetzung der Fluidmaterialadditivzusammensetzung aus dem Gehäuse zu verzögern, sogar nachdem das Gehäuse mit dem Fluidmaterial in Kontakt gebracht worden ist. Das Fluidmaterial muß z.B. kein Additiv oder Additive aus dem Gehäuse für einen wesentlichen Zeitraum benötigen, besonders wenn ein neues Fluidmaterial, das ein volles Komplement frischen Additivs beinhaltet, in dem Fluidmaterialsystem verwendet wird. Somit kann es vorteilhaft sein, die Freisetzung des Additivs aus dem Gehäuse für einen längeren Zeitraum zu verzögern.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Dichtelement ein Material, das gegen die Auflösung im Fluidmaterial resistent ist, so dass zum Beispiel nur nach längerer Einwirkung im flüssigen Material die Dichtung beeinträchtigt ist und Additive aus dem Gehäuse in das flüssige Material freigesetzt werden. In einer sehr gut verwendbaren Ausführungsform werden das Material oder die Materialien, die im Dichtungselement oder Baueinheit verwendet werden, ausgewählt, um den gewünschten Grad oder das Ausmaß an Verzögerung der beginnenden Freisetzung der Fluidmaterialadditivzusammensetzung in das flüssige Material ergeben. Eine solche Auswahl kann leicht, z.B. durch Messen der Löslichkeiten verschiedener Dichtungsmaterialien in dem in Frage kommenden Fluidmaterial bei der normalen Arbeitstemperatur und Bedingungen der im speziellen eingebundenen Anwendung, bestimmt werden . Natürlich kann das Dichtungselement oder die Baueinheit strukturiert sein, so dass das Additiv oder die Additive aus dem Gehäuse in das Fluidmaterial im Wesentlichen sofort, nachdem das Gehäuse mit dem Fluidmaterial in Kontakt gebracht worden ist, freigesetzt werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform beinhaltet das Dichtungselement oder die Baueinheit eine Trägerstruktur, z.B. ein poröses Material wie z.B. ein Drahtsieb, ein Glasfasergewebematerial und ähnliches, die beschichtet, imprägniert oder auf andere Weise mit einem im Fluidmaterial löslichen Polymer oder Dichtungselement, z.B. einem Wachspolymer und ähnlichem, verbunden ist. Eine bevorzugte Dichtung umfasst z.B. ein solches Drahtsieb oder einen Glasfasergewebeträger, die mit einem im Fluidmaterial löslichen Polymer, z.B. einem im Fluidmaterial löslichen Wachs, Polymer und ähnlichem, welchem es dann ermöglicht wird, abzukühlen und auszuhärten, imprägniert oder beschichtet oder auf andere Weise verbunden wurden. Ein solches im Fluidmaterial lösliches polymeres Dichtungsmaterial, z.B. Polyisobutylenwachs, kann als Dichtungselement ohne die Unterstützungsstruktur verwendet werden. In einer Ausführungsform ist die Trägerstruktur des Dichtungselementes ein Retentionselement für die Membran des Fluidmaterial-durchlässigen Elementes. Die Verwendung einer solchen Trägerstruktur/eines solchen Retentionselementes erleichtert effektiv das Abdichten des Behälters für das Verschiffen und die Lagerung und das Halten der Membran an ihrem Platz während der Freisetzung des Additivs aus dem Gehäuse.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Dichtungselement ein poröses oder mikroporöses Material, z.B. ein Drahtsieb oder ein Glasfasergewebematerial, das mit einem im Fluidmaterial löslichen Polymer beschichtet oder imprägniert ist. Eine bevorzugte Dichtung umfasst z.B. ein solches Drahtsieb oder ein solches Glasfasergewebe, das mit einem Wachs (unlöslich) oder Polyvinylalkohol, Polyethylenoxid, einschließlich Polyethylenglycol (löslich), aber nicht darauf beschränkt, imprägniert wurde und dem es ermöglicht wurde, abzukühlen und auszuhärten.
Jedes geeignete Material oder Kombinationen von Materialien können in die vorliegenden Erfindung wenigstens teilweise als Fluidmaterial-auflösbare Dichtungen verwendet werden, vorausgesetzt, dass ein solches Material oder solche Materialien keinen übermäßigen nachteiligen Effekt auf die chemischen Additive, Fluidmaterialien oder die Leistung des vorliegenden Behälters haben. Die vorliegenden Dichtungen können z.B. aus natürlichen und/oder synthetischen Wachsen, die eine Erweichungstemperatur von wenigstens ungefähr 140°F haben und die in dem zu behandelnden Fluidmaterial löslich sind, ausgewählt werden. Repräsentative Materialien, aus denen die Dichtungen hergestellt werden können, beinhalten ohne Einschränkung Polyethylenwachse, Polypropylenwachse und Polyisobutylenwachse und ähnliche und Mischungen davon. Solche Materialien schädigen die Fluidmaterialqualität nicht und können tatsächlich das Fluidmaterial, z.B. durch Verbesserung der Schmierfähigkeit im Falle eines Schmiermittels, verbessern.
Die Fluidmaterialadditivzusammensetzung, die in einem Behälter der Erfindung bereitgestellt wird, umfasst wenigstens ein chemisches Additiv, das, wenn es in das Fluidmaterial freigesetzt wird, um einen oder mehrere Vorteile oder vorteilhafte Eigenschaften auf das Fluidmaterial und/oder das Fluidmaterialsystem, in welchem das Fluidmaterial verwendet wird, zu übertragen oder aufrechtzuerhalten, effektiv ist. Die Additivzusammensetzung kann innerhalb des Gehäuses in Form einer Flüssigkeit, eines Gels, einer Paste oder fester Teilchen, z.B. Kügelchen, Tabletten, Pellets oder Granulate und ähnliches, als auch Mischungen davon bereitgestellt werden.
Eine Fluidmaterialadditivzusammensetzung der Erfindung kann des weiteren vorteilhaft ein Beschichtungsmaterial umfassen, das wenigstens teilweise das chemische Additiv umhüllt oder einkapselt oder beschichtet, wie hier an anderer Stelle diskutiert. Dieses Beschichtungsmaterial kann bereitgestellt werden, um wenigstens beim Kontrollieren der Freisetzung des chemischen Additivs aus dem Gehäuse wie gewünscht zu assistieren oder um sie zu steuern. Das Beschichtungsmaterial kann entweder im Fluidmaterial löslich oder im Fluidmaterial unlöslich sein. Die Beschichtung des chemischen Additivs sollte so sein, dass wenigstens eine geringe Freisetzung der Additive aus dem Gehäuse in die Fluidmaterialzusammensetzung ermöglicht und erlaubt wird.
Die Fluidmaterialadditivkomponenten der vorliegenden Erfindung können sich in einem Matrixmaterial befinden, z.B. einem im Fluidmaterial unlöslichen Matrixmaterial wie z.B. ein im Fluidmaterial unlösliches polymeres Material. Das Matrixmaterial sollte, wenn überhaupt, so sein, damit es die Freisetzung der Additivkomponente aus dem Gehäuse in das Fluidmaterial erlaubt oder ermöglicht. Das Matrixmaterial assistiert wenigstens effektiv beim Kontrollieren der Freisetzung der Additivkomponente in das Fluidmaterial oder steuert sie. In einer Ausführungsform liegt die Additivkomponente in dem Gehäuse vor und kein Matrixmaterial wird verwendet.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Fluidmaterial-durchlässige Element oder die Elemente, wie hier beschrieben, eine Polymer-enthaltende Membran, z.B. eine Polymer-beschichtete Membran, um eine verbesserte Kontrolle der Additivfreisetzung zu erreichen. In dem letzteren Aspekt wird die Membran, d.h. die Membran des Fluidmaterial-durchlässigen Elementes oder der Elemente, auf geeignete Weise beschichtet, imprägniert oder auf andere Weise, z.B. durch Spraybeschichtung, Dipbeschichtung und ähnliches, mit einem Polymermaterial verbunden. Geeignete Polymermaterialien beinhalten ohne Einschränkung im Fluidmaterial unlösliche Materialien, die keinen signifikanten nachteiligen Effekt auf das zu behandelnde Fluidmaterial, auf die Additivkomponenten in dem Gehäuse oder auf die Leistung des vorliegenden Behälters haben. Beispiele solcher Beschichtungsmaterialien beinnalten die, die von Mitchell et al. im U.S. Patent Nr. 6,010,639 aufgelistet sind, wobei dessen Offenbarung hier vollständig als Referenz aufgenommen ist. Ein besonders bevorzugtes Polymermaterial ist Polyethylenvinylacetatcopolymer. Zusätzlich oder alternativ kann das vorliegende Retentionselement(e) des Fluidmaterial-durchlässigen Elementes oder der Elemente beschichtet, imprägniert oder auf andere Weise mit einem Material, z.B. mit einem im Fluidmaterial unlöslichen Polymermaterial, wie das, das von Mitchell et al. im U.S. Patent Nr. 6,010,639 offenbart wurde, verbunden sein, um wenigstens beim Kontrollieren der Freisetzung der Additivzusammensetzung aus dem Gehäuse wie gewünscht zu assistieren oder um sie zu steuern.
Der Behälter der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt mit einem oder mehreren Fluidmaterialadditiven durch die Öffnung oder die Öffnungen des Gehäuses oder auf andere Weise gefüllt.
Die Behälter der Erfindung, z.B. die Gehäuse der Behälter, können ein oder mehrere Fluidmaterial-undurchlässige Kappenelemente oder Fluidmaterial-undurchlässige Stopfen beinhalten, die von dem Gehäuse oder dem Rest des Gehäuses abnehmbar oder entfernbar sind, um z.B. das Befüllen des Innenraumes des Gehäuses mit Additivzusammensetzung zu erleichtern.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der das Gehäuse im Wesentlichen von zylindrischer Form ist und sich die Öffnung oder die Öffnungen am Ende oder den Enden des Gehäuses befinden, können ein oder beide Enden des Gehäuses ein Kappenelement beinhalten, wobei wenigstens eines der Kappenelemente entfernbar ist, um es dem Gehäuse oder der Patrone zu ermöglichen, mit der Fluidmaterialadditivzusammensetzung gefüllt oder wiedergefüllt zu werden. Ein anderes offenes Ende des Gehäuses kann, wenn gewünscht, ein Kappenelement beinhalten, das permanent, z.B. während der Herstellung, z.B. während des Spritzgiessens des Behälters, daran gebunden ist. Wann immer die Kappe oder Stopfen durch Einsetzen oder Aufschrauben auf das Gehäuse angebracht wird, können Schraubengewinde an die entsprechenden Teile während oder nach dem Giessen mittels geeigneter Gewindeschneider oder innerhalb der Form angebracht werden. Das Kappenelement kann alternativ durch Presspassung an das Gehäuse angebracht werden. In diesem Falle können geeignete Toleranzen bereitgestellt werden, um ein Schnappschluss zwischen dem Gehäuse und dem Endstück zu machen, z.B. an die Kunststoffspritzgußformen, die verwendet werden, um die entsprechenden Teile herzustellen. Das Endstück kann ebenso, z.B. während des Spritzgiessens, in das Gehäuse eingebaut werden.
Die Kappe oder das Endstück, die verwendet werden, um wenigstens ein Ende des Gehäuses, das das chemische Additiv enthält, zu verschließen, wird üblicherweise mit wenigstens einer Öffnung bereitgestellt, um da hindurch die Freisetzung des chemischen Additivs zu ermöglichen und um eine flüssige Kommunikation zwischen dem Fluidmaterial, das sich außerhalb des Behälters befindet, und der Fluidmaterialadditivzusammensetzung, die im Gehäuseinneren angeordnet ist, bereitzustellen. Wann immer ein Endstück vollständig mit dem Gehäuse gebildet wird, kann die Öffnung darin während oder nach der Bildung des Gehäuses, z.B. durch Spritzgießen, bereitgestellt werden.
Der Durchschnittsfachmann wird beachten, dass die Freisetzung der Additivzusammensetzung in ein Fluidmaterialsystem, welches einen Behälter der vorliegenden Erfindung verwendet, ermöglicht wird und die Freisetzungsgeschwindigkeit im Wesentlichen unter Beachtung verschiedener Faktoren kontrolliert werden kann. Die folgenden, als auch andere Faktoren können ebenfalls eine Auswirkung auf die Leistung und die Effektivität des Behälters der vorliegenden Erfindung haben. Zum Beispiel kann eine gewünschte Freisetzungsgeschwindigkeit des Fluidmaterialadditivs durch geeignete Auswahl: der Anzahl und der Art der Membranschichten; der Membranzusammensetzung, wenn überhaupt der Membranporengröße, wenn überhaupt der Gegenwart, der Art und der Menge eines damit verbundenen Polymers, das z.B. auf dem Trägerelement oder der Membran und/oder dem Retentionselement beschichtet ist, und der Gegenwart der Art und der Menge, wenn überhaupt, der Beschichtung der Additivzusammensetzung, erhalten werden. Die Freisetzungsgeschwindigkeit kann ebenfalls durch die Anzahl und die Größe der Öffnungen im Gehäuse und ähnliches beeinflusst werden. Andere Faktoren, die unter anderem berücksichtigt werden müssen, beinhalten die Art und die Form des chemischen Additivs in der Fluidmaterialadditivzusammensetzung, die Löslichkeit des Additivs, die Schmiermitteltemperatur, z.B. die Schmiermitteltemperatur und die Geschwindigkeit des Fluidmaterials durch die Fluidmaterialleitung und ähnliche Faktoren.
Des weiteren ist ein Verfahren innerhalb der Erfindung zum Freisetzen eines chemischen Additivs, bevorzugt bei einer kontrollierten Geschwindigkeit, in eine flüssige Fluidmaterialzusammensetzung beabsichtigt. Das Verfahren umfasst das In-Kontakt-bringen der Fluidmaterialzusammensetzung mit einem Behälter oder einer Patrone, wie hier beschrieben, die die chemische Additivkomponente oder Zusammensetzung enthalten. Die hier beschriebene Behälter- oder Patronenkonfiguration erlaubt bevorzugt eine Freisetzung, bevorzugt eine kontrollierte Freisetzung, der Additivkomponente aus dem Gehäuseinneren in die Fluidmaterialzusammensetzung. Es ist beabsichtigt, dass es in einigen Konfigurationen der Fluidmaterialzusammensetzung ermöglicht wird, das Gehäuse, dass das chemische Additiv enthält, zu umfließen und zu umgeben. Sogar in diesen Konfigurationen ist die Freisetzung des chemischen Additivs jedoch eher bevorzugt anhaltend und/oder kontrolliert, z.B. durch passive Diffusion, als durch erzwungenen Fluss der Fluidmaterialzusammensetzung durch das Gehäuse.
Eine chemische Additivkomponente für den Gebrauch in einem Behälter oder einer Patrone der Erfindung wird bevorzugt als Flüssigkeit, Gel, Paste oder als Teilchen, z.B. Kügelchen, Tabletten, Pellets, Granulate, beschichteten Versionen von diesen und ähnlichem, als auch von Mischungen davon bereitgestellt. Die Teilchen haben eine physikalische Größe, die groß genug ist, um den Durchgang durch die Fluidmaterial-durchlässigen Komponenten der Erfindung, wie hier an anderer Stelle beschrieben, zu verhindern.
Ein chemisches Additiv für die Verwendung mit der vorliegenden Erfindung erfüllt einige vorteilhafte Funktionen innerhalb des Fluidmaterials und/oder Fluidmaterialsystems. Zum Beispiel kann die Fluidmaterialadditivzusammensetzung eine oder mehrere Viskositätsindexverbesserer, Antioxidantien (auch bekannt als Oxidationsinhibitoren), Antiverschleißadditive, Dispergentien/Detergentien, Schmiermittel, Demulgatoren und ähnliches und Mischungen davon beinhalten, aber ist nicht darauf beschränkt. Zusätzlich können Additive multifunktional sein, d.h. jedes Additiv kann eine oder mehrere besondere Funktionen erfüllen.
Tabelle 1 beinhaltet ohne Einschränkung Beispiele von Additivarten, Beispiele für Klassen von Additivarten und Beispiele bestimmter chemischer Additive. In die Tabelle sind ebenfalls einige Funktionen der Additive eingeschlossen. Die Additive sind nicht darauf beschränkt nur die Funktionen, die in der Tabelle eingeschlossen sind, auszuführen.
Der Ausdruck "Additiv", wie er hier verwendet wird, beinhaltet jedes Material, das mit den Komponenten zur anhaltenden Freisetzung kombiniert oder gemischt werden kann, um dem Fluidmaterial vorteilhafte Eigenschaften zu verleihen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird z.B. eine öllösliche Molybdänverbindung zum Schmiermittel hinzugegeben, um Reibung zu verringern und um als Antiverschleißzusatz und Antioxidant (Oxidationsinhibitor) zu wirken. Eine bevorzugte öllösliche Molybdänverbindung ist Molybdändithiocarbonat mit einem Dialkylester einer aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäure. Holt et al beschreibt in U.S. Patent 6,172,013 Molybdänverbindungen dieses Typs, der aus Estern hergestellt werden, die aus Polycarboxylestern und einwertigen Alkoholen hergestellt werden. Die basischen Esteröle können mit ungefähr 5% bis ungefähr 15% wt/wt oder wt/vol mit dem Molybdändithicarbonat, das bei einer Konzentration von ungefähr 500 ppm verwendet wird, verwendet werden.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Viskositätsindexverbesserer zu dem Fluidmaterial hinzugegeben, um einer Verdünnung des Fluidmaterials entgegenzuwirken. Viskositätsindexverbesserer können in den Schmiermittelsystemen für automatische Transmissionsflüssigkeiten verwendet werden. Viskositätsindexverbesserer sind gewöhnlich polymere Materialien. Wie von Tipton in U.S. Patent Nr. 6,133,210 offenbart, sind Scherwiderstandspolymere Polymere mit niederem Molekulargewicht, die in gesteigerten Mengen im Vergleich zu Polymeren mit höherem Molekulargewicht verwendet werden. Bloch et al. verwenden/lehren in U.S. Patent Nr. 5,641,732 Viskositätsindexverbesserer, die Kohlenwasserstoffpolymere und Polyester beinhalten. In einer Ausführungsform, die von Cusano et al. in U.S. Patent 4,146,492 aufgezeigt ist, enthält die Fluidmaterialzusammensetzung ein Additiv, das als Viskositätsindexverbesserer dient, das ein Ethylen-Propylencopolymer umfasst. Eine andere Ausführungsform eines Viskositätsindexverbesserers umfasst einen polymeren Carboxylester.
Antiverschleißadditive, die in den Fluidmaterialien verwendet werden können, beinhalten die, die in Tabelle 1 beinhaltet sind und Zinkdithiophosphate, Dithiophosphate, Dithiophosphorsäuren, Salze der Dithiophosphorsäuren, Thiophosphorsäureester und Aminsalze der Thiophosphorsäureester und Mischungen davon, sind aber nicht darauf beschränkt. Eine Ausführungsform dieses Additivs umfasst, wie von Mathur et al. in U.S. Patent 5,622,923 aufgezeigt, wenigstens eine Monothiophosphorverbindung aus der Gruppe, die Monothiophosphorsäureester und ihre Aminsalze enthält. Die Monothiophosphorverbindung enthält einen Kohlenwasserstoff mit endständigem Oxyalkylen oder ein Kohlenwasserstoff mit endständigem Polyoxyalkylen.
Antioxidantien (Oxidationsinhibitoren) sind in Schmiermittelzusammensetzungen und Hydraulikflüssigkeitszusammensetzungen verwendbar. Beispiele von Antioxidantien beinhalten die, die in Tabelle 1 offenbart sind.
Dispergentien/Detergentien werden ebenfalls als Additive in einem Fluidmaterial verwendet. Einige verwendbare Dispergentien und Detergentien kann man in Tabelle 1 finden.
Demulgatoradditive können in einem Fluidmaterial verwendbar sein. Demulgatoren beinhalten Substanzen, die die Öl-Wassertrennung unterstützen. Ein Demulgator kann Polyoxyethylenether beinhalten. Zinkdialkyldithiophosphate (ZDP) können verwendbar sein, wenn sie in Verbindung mit einem Demulgator verwendet werden.
Eine Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann entweder stromaufwärts oder stromabwärts des Filtermediums in einen Fluidmaterialfilter gesetzt werden oder sie kann in einer im Wesentlichen fixierten Position in der Fluidmaterialleitung entweder stromaufwärts oder stromabwärts des Fluidmaterialfilters bereitgestellt werden. Die Freisetzung eines Additivs in das Fluidmaterial wird wenigstens in Teilen durch die Porengröße, die Membrandicke, die Membranzusammensetzung, die Oberfläche der Membran, die Viskosität der flüssigen Additive, die Oberflächenspannung und Membranbefeuchtungsfähigkeit des Additivs, die Arbeitstemperatur, die Additivlöslichkeit und ähnlichem beherrscht.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf bestimmte Beispiele beschrieben, was veranschaulichen, aber nicht begrenzen soll.
Beispiele
Beispiel 1: Doppelfreisetzungsgefäß
Mit Bezug auf 1A umfasst der Behälter 1 ein festes, mit offenen Enden, zylindrisch geformtes PVC-Gehäuse 3 und Abschlusskappen 5 und 5', welche auf das Gehäuse aufgeschraubt sind. Das Gehäuse 3 hat zwei offene Enden 4. Innerhalb des Gehäuses sind die Teilchen 7 einer Fluidmaterialadditivzusammensetzung bereitgestellt, welche innerhalb des Gehäuses durch innere und äußere Siebe 9 und eine Fluidmaterial-durchlässige Membran 11 zurückgehalten werden. Eine Wachsdichtung 10 ist an dem äußeren Sieb 9 für das Verschiffen/die Lagerung des Behälters angebracht. Alternativ oder zusätzlich kann die Wachsdichtung an dem inneren Sieb 9 angebracht werden. Wenn sich die Dichtung an der Oberseite befindet, wird die Dichtung mit dem Fluidmaterial im Wesentlichen sofort in Kontakt kommen und eine schnellere Freisetzung der Fluidmaterialadditivzusammensetzung bewirken. Wenn sich die Dichtung an der Unterseite befindet, muss das Fluidmaterial zuerst durch die Membran passieren, um das Wachs aufzulösen. Eine solche Stellung der Dichtung kann verwendbar sein, um die anfängliche Freisetzung der Fluidmaterialadditivzusammensetzung zu verzögern, falls eine solche Verzögerung gewünscht ist. Die Wachsdichtung erodiert/löst sich auf, wann immer der Behälter sich in Gebrauch befindet. Die Abschlusskappen 5 bzw. 5' werden mit den Öffnungen 13 bzw. 13' bereitgestellt, welche die Infiltration der Fluidmaterialzusammensetzung und den Kontakt mit der porösen Membran 11 im Gehäuse 3 ermöglichen. Außerdem erlaubt die Freisetzung des Fluidmaterialadditivs durch die Membran 11 dessen Aufnahme in die Fluidmaterialzusammensetzung und dessen Zirkulation innerhalb des Fluidmaterialsystems. Die Pfeile in 1A zeigen den Fluss des Fluidmaterials in und um den Behälter 1 an.
1B ist eine Explosionsansicht eines bevorzugten Fluidmaterial-durchlässigen Elementes der Erfindung, welches die Netzsiebe 9 auf beiden Seiten der Fluidmaterial-durchlässigen Membran 11 umfasst. Die Siebe 9 sind so dimensioniert und effektiv, um die Membran 11 in Position im Gehäuse 3 zu halten. Das Fluidmaterial-durchlässige Element 11 erlaubt es dem Fluidmaterial effektiv mit den Teilchen 7 in Kontakt zu treten und ermöglicht es dem Fluidmaterialadditiv das Gehäuse 3 zu verlassen. Die Siebe unterstützen des weiteren die Membran 11, um die Teilchen 7 innerhalb des Gehäuses 3 zurückzuhalten.
Für einen Behälter 1, der 152.4 mm (6 inches) lang ist und einen inneren Durchmesser von 38.1 mm (1.5 inches) hat, ist die Menge des Additivs innerhalb des Gehäuses ungefähr 186 ml (173 g). Die Paraffin(Wachs)dichtung 10 kann an dem äußeren Sieb 9 angebracht werden. Ein bevorzugtes Wachs hat eine Schmelztemperatur von 158°F und löst sich über mehrere Stunden bei 100°F im Fluidmaterial auf. Die Freisetzung einer wirksamen Menge des Additivs beginnt in weniger als ungefähr 24 Stunden.
Beispiel 2: Einzelfreisetzungsgefäß
2A stellt einen Querschnitt einer alternativen Ausführungsform des vorliegenden Behälters, der als 1A bezeichnet ist, dar. In dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 3A dem Gehäuse 3 strukturell ähnlich, hat aber nur ein offenes Ende 14, welches mit einer Abschlusskappe 5A verschlossen ist. Die Abschlusskappe 5A sitzt eher über Pressfassung auf Gehäuse 3A, als das sie aufgeschraubt ist und ist des weiteren mit einer Freisetzungsausflussöffnung 12 bereitgestellt, die wenigstens in der Kontrolle der Freisetzung des Additivs aus dem Behälter 1 assistiert. In dieser Ausführungsform ist die Membran 11A ausreichend steif, um sie an der Stelle zu halten und die Teilchen 7A zurückzuhalten. Die Wachsdichtung 10A befindet sich in der Nähe, bevorzugt auf der Membran 11A, um den Behälter 1A für Verschiffen/Lagerung abzudichten. 2B zeigt eine Seitenansicht der in 2A gezeigten Abschlusskappe 5A, wobei die Ausflussöffnung 12 deutlich gezeigt ist. Der Behälter 1A setzt, wenn er mit dem Fluidmaterial in Kontakt gebracht wird, effektiv die Additivzusammensetzung aus dem Gehäuse 3A in das Fluidmaterial in einer anhaltenden Art und Weise über einen Zeitraum frei.
Beispiel 3: Doppelfreisetzungskonfiguration
3A veranschaulicht einen Aspekt der vorliegenden Erfindung, in welcher ein Doppelfreisetzungsbehälter 1A (wie in 1A gezeigt) in einem "Bypass"-Additivfreisetzungsgefäß verwendet wird. Behälter 1A liegt im Besonderen horizontal in Gehäuse 15 und wird darin durch die Schraubkappe 19, welche an den Gehäusekörper 17 befestigt ist, gehalten. Der Fluidmaterialfluss aus Einlassleitung 21 tritt in das Gehäuse 15 ein und verlässt es über die Auslassleitung 23. Das Fluidmaterial zirkuliert, während es innerhalb des Gehäuses 15 ist, durch die Öffnungen 13 bzw. 13' in den Abschlusskappen 5 bzw. 5', wobei die Freisetzung des Additivs aus dem Behälter 1A in das Fluidmaterial verursacht wird. Im Allgemeinen fließt das Fluidmaterial in das Gehäuse 15 mittels einer Fluidmaterialpumpe (nicht gezeigt) des Fluidmaterialsystems, wobei verständlich ist, dass die Schwerkraft ebenfalls eine Rolle spielt. Zusätzlich befindet sich ein Fluidmaterialfilterelement 20, z.B. von herkömmlichen und wohlbekanntem Design, in der Auslass- oder Ausgangsleitung 23. Es ist verständlich, dass sich das Filterelement 20 alternativ in der Einlassleitung 21 befinden könnte. Diese Alternative liegt innerhalb des Anwendungsbereiches der Erfindung.
Beispiele 4: Konfiguration mit Einzelfreisetzung
Wie in 3B gezeigt, hat ein weiterer Aspekt der Erfindung den Behälter 1A (wie in 2A gezeigt), der in einer vertikalen Ausrichtung innerhalb des Gehäuses 26 angeordnet ist, wobei er in einer "Bypass"-Konfiguration mit dem Fluidmaterialsystem bereitgestellt wird. Ein repräsentativer Durchmesser für die Ausflussöffnung 12 ist 19.05 mm (0.75 Inch) für einen Behälter 1A, d.h. 152.4 mm (6 inches) lang und hat einen inneren Durchmesser von 38.1 mm (1.5 inches). Wie gezeigt greifen der Gehäusekörper 22 und die Gehäuseoberseite 24 ineinander, um den Behälter innerhalb des Gehäuses 26 zu sichern. Eine Gehäuse-O-Ringdichtung 27 ist zwischen dem Gehäusekörper 22 und dem Gehäuseoberteil 24 bereitgestellt, um den inneren Zwischenraum des Gehäuses 26 abzudichten. Der Fluidmaterialfluss von Einlassleitung 21A tritt Gehäuse 26 ein und tritt über die Auslassleitung 23A aus. Das Fluidmaterial passiert in und aus der Ausflussöffnung 12, während es innerhalb des Gehäuses 26 ist, wobei die Freisetzung des Additivs aus dem Behälter 1A in das Fluidmaterial bewirkt wird. Eine Fluidmaterialpumpe und ein Fluidmaterialfilterelement können bei dieser Ausführungsform in einer Art und Weise, die der in Beispiel 2 beschriebenen analog ist, verwendet werden.
Beispiel 5: schalenförmige Konfiguration
Wendet man sich 4A und 4B zu, ist ein zusätzlicher Behälter 100 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Behälter 100 umfasst im Allgemeinen ein schalenförmiges, Fluidmaterial-durchlässiges Gehäuse 110 mit einem Innenraum 111, der mit einer Fluidmaterialadditivzusammensetzung 107 gefüllt ist und mit einer relativ weit offenen Oberseite 112, welches z.B. eine runde Form hat. Der Behälter 100 umfasst des weiteren ein Kappenelement 116, das darüber angeordnet ist und bevorzugt im Wesentlichen vollständig das offene Ende 112 bedeckt.
Der Behälter 100 ist in einer Fluidmaterialleitung, z.B. eines Automobilmotors (nicht gezeigt), verwendbar. Der Behälter wird üblicherweise in die Fluidmaterialleitung gesetzt oder befestigt, z.B. in einer Art und Weise, die der in 3A und 3B gezeigten analog ist.
Das Kappenelement 116 ist bevorzugt, wie im bevorzugten Behälter 100 gezeigt, entfernbar an das Gehäuse 110 befestigt, um das Füllen und/oder Wiederfüllen des Behälters 100 mit der Fluidmaterialadditivzusammensetzung 7 zu ermöglichen. Wie gezeigt, kann das Kappenelement 116 von einer Peripherie oder einem Rand 118 des Gehäuses 110 ausgespart werden.
Das Kappenelement 116 kann an eine äußere Oberfläche 122 des Gehäuses 110 mittels eines elastischen O-Ringes 124 oder ähnlichem befestigt werden.
Das Kappenelement 116 beinhaltet wenigstens einen Einlass 128, bevorzugt eine Vielzahl von Einlässen 128, um es der flüssigen Fluidmaterialzusammensetzung (nicht gezeigt), die außerhalb des Behälters 100 fließt, zu ermöglichen, in das Gehäuse 110 einzutreten und mit der Fluidmaterialadditivzusammensetzung 107 in Kontakt zu treten.
Ein Fluidmaterial-durchlässiges Element 130 wird für das Kontrollieren der Freisetzung des Fluidmaterialadditivs in das Fluidmaterial bereitgestellt. Das Fluidmaterial-durchlässige Element beinhaltet im speziellen eine auflösbare Dichtungsschicht 134, eine Membranfilterelementschicht 136 und ein Plattenelement 138, das einen oder mehrere Einlässe 140 hindurch hat.
Die auflösbare Dichtungsschicht 134 umfasst bevorzugt ein Draht- oder Netzsieb, z.B. ein rostfreies Stahlsieb, das mit einem im Fluidmaterial löslichen Polymer, wie an anderer Stelle hier beschrieben, imprägniert ist. Die Schicht 136 ist eine Filtermediumschicht, wie an anderer Stelle hier beschrieben.
Das Plattenelement 138 kann aus Aluminium oder einem anderen Material oder Materialien, die in einem Kohlenwasserstofffluidmaterial unlöslich sind, hergestellt werden. Das Plattenelement 138 befindet sich an zweiter Stelle im Innenraum 111, wobei man sich nach innen erstreckende Schlaufen 139 verwendet, welche in festgelegter angrenzender Beziehung zur Innenwand 141 des Gehäuses 110 stehen. Wie in 4A gezeigt, sind die Plattenelementeinlässe 140 im Allgemeinen mit den Kappenelementeinlässen 128 ausgerichtet. Alternativ können die Platteneinlässe 128 und die Kappeneinlässe 140 teilweise oder vollständig voneinander verschoben sein. Es ist zu beachten, dass die Größe (und die Verschiebungsposition, wenn anwendbar) der Einlässe 128, 140 im Allgemeinen die Freisetzungsgeschwindigkeit des Fluidmaterialadditivs in das Fluidmaterial beeinflussen. In der gezeigten Ausführungsform ist jede der Dichtungsschicht 134, Membranschicht 136 und Plattenelement 138 ringförmig geformt oder von "Donut"-Form.
Wie in 4A gezeigt, überlagert die sich auflösende Dichtungsschicht 134 die Membranschicht 136, und diese beiden Schichten 134, 136 liegen zwischen dem Kappenelement 116 und dem Plattenelement 138 dazwischen. Die Dichtungsschicht 134 und die Filtermediumschicht 136 können alternativ kleinere, vielfache Elemente umfassen, die ausreichend dimensioniert sind, um wenigstens die Einlässe 128, 140 zu schützen.
Der Behälter 100 arbeitet auf eine Art und Weise, die im Wesentlichen der von Behälter 1A analog ist und setzt effektiv das Additiv aus dem Behälter in das Fluidmaterial frei. Eine Fluidmaterialpumpe und ein Fluidmaterialfilter-Element können in dieser Ausführungsform auf eine Art und Weise, die der in Beispiel 2 beschriebenen analog ist, verwendet werden.
Beispiel 6: alternative schalenförmige Konfiguration
Die 5A und 5B zeigen einen weiteren, anderen Behälter 200 der vorliegenden Erfindung, der im Allgemeinen dem in 4A und 4B gezeigten Behälter 100 ähnlich ist. Der Behälter 200 umfasst im Allgemeinen ein schalenförmiges Gehäuse 210, das einen hohlen Innenraum 211 zum Aufbewahren der Fluidmaterialadditivzusammensetzung 207 definiert. Zusätzlich ist ein Aluminiumplattenelement 213 an die Innenwand 241 des Gehäuses 210 zum zurückhalten der Fluidmaterialadditivzusammensetzung 207 innerhalb des Gehäuses 210 befestigt. Das Aluminiumplattenelement 213 beinhaltet eine Vielzahl von Einlässen 212, z.B. wie gezeigt vier Einlässe 212. Eine auflösbare im Fluidmaterial lösliche Polymerdichtung 216 bedeckt jede der Vielzahl von Einlässen 212.
Vier einzelne Trägerstrukturen 218 sind an dem Plattenelement 213 direkt unterhalb jedes Einlasses 212 befestigt. Jede dieser Strukturen 218 hat eine Öffnung 220 und ist so dimensioniert, um ein Membransegment 222 zwischen dem Plattenelement 213 und der Öffnung 220 unterzubringen.
Der Behälter 220 kann in einer Art und Weise, die der zu Behälter 100 analog ist, verwendet werden und arbeitet und setzt das Additiv effektiv aus dem Inneren in das Fluidmaterial frei. Eine Fluidmaterialpumpe und ein Fluidmaterialfilterelement können in dieser Ausführungsform in einer Art und Weise, die der in Beispiel 2 beschriebenen analog ist, verwendet werden.
Beispiel 7 und 8: Behälter, die verschieden platzierte Öffnungen haben
Wie hier an anderer Stelle erwähnt, sind Behälter, die Öffnungen und Fluidmaterial-durchlässige Elemente an irgendeiner Stelle oder Stellen des Gehäuses des Behälters beinhalten, innerhalb des Anwendungsbereichs der vorliegenden Erfindung eingeschlossen. Ein schalenförmiger Behälter 300 kann z.B., wie in 6 gezeigt, eine oder mehrere Strukturen haben, die wenigstens eine Öffnung und Fluidmaterial-durchlässiges Element beinhalten, wobei die Strukturen im Allgemeinen als 302, im Oberteil 304 und/oder Unterteil 306 und/oder der Seitenwand 308 des Gehäuses 310 gezeigt sind. Ebenso kann ein zylindrisch geformter Behälter 400, wie in 7 gezeigt, eine oder mehrere Strukturen haben, die wenigstens eine Öffnung und ein Fluidmaterial-durchlässiges Element beinhalten, wobei die Strukturen im Allgemeinen als 402, am ersten Ende 404 und/oder zweiten Ende 406 und/oder der Seitenwand 408 des Gehäuses 410 gezeigt sind.
Jede der Strukturen 302 bzw. 402 beinhaltet eine Öffnung in dem Gehäuse 310 bzw. 410, eine Dichtungsschicht, die für Verschiffung/Lagerung effektiv ist, und eine Membranschicht, die im Kontrollieren der Freisetzung des Additivs im Gehäuse in das Fluidmaterial effektiv ist. Die Struktur 302 oder die Struktur 402 sind an die Gehäuse 310 bzw. 410 befestigt, wobei Techniken, die den hier beschrieben analog sind, um die Fluidmaterial-durchlässigen Elemente an die Gehäuse zu befestigen, verwendet werden. Diese analoge Techniken liegen im Allgemeinen Stand der Technik und brauchen hier nicht im Detail beschrieben zu werden. Die Behälter 300 und 400 können in einer Art und Weise, die der hier in Bezug auf die Behälter 1, 1A, 100 und 200 beschriebenen analog ist, verwendet werden und setzen das Additiv effektiv aus dem Behälter in das Fluidmaterial frei. Eine Fluidmaterialpumpe und ein Fluidmaterialfilterelement können in dieser Ausführungsform in einer Art und Weise, die der in Beispiel 2 beschriebenen analog ist, verwendet werden.
Beispiel 9: Filterbaueinheiten, die Additivbehälter enthalten
8 veranschaulicht schematisch eine Fluidmaterialfilterbaueinheit 550, in welcher ein Additivbehälter 560 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung als Zentralrohr verwendet wird. Der Behälter 560 ist von zylindrischer Form und ist im Allgemeinen zu vielen hier an anderer Stelle beschriebenen Behältern analog konfiguriert.
Fluidmaterial von Einlassleitung 562 läuft in das Filtergehäuse 564 und kommt mit dem Filtermedium 566 von herkömmlicher Struktur in Kontakt. Das gefilterte Fluidmaterial wird dann mit Behälter 560 in Kontakt gebracht und Additiv aus dem Behälter wird in das Fluidmaterial freigesetzt. Das gefilterte, mit Additiv angereicherte Fluidmaterial läuft dann vom Filtergehäuse 554 durch die Auslassleitung 570 und ist verwendungsbereit.
Es sollte angemerkt werden, dass die Filterbaueinheit so konfiguriert werden kann, dass das Fluidmaterial zuerst mit dem Additivbehälter in Kontakt kommt, bevor es mit dem Filtermedium in Kontakt kommt und das diese alternative Konfiguration innerhalb des Anwendungsbereichs der vorliegenden Erfindung liegt.
Auf jeden Fall dient der Additivbehälter 550 dazu und ermöglicht effektiv sowohl eine längere Freisetzung des Additivs, als auch ein Strukturelement für die Filterbaueinheit 550.
Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf verschiedene spezielle Beispiele und Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte verständlich sein, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist und dass sie innerhalb des Anwendungsbereichs der folgenden Ansprüche verschiedenartig ausgeführt werden kann.
Zusammenfassung
Ein Behälter zum Freisetzen eines chemischen Additivs in ein Fluidmaterial, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt wird, umfasst ein Fluidmaterial-undurchlässiges Gehäuse mit einem hohlen Innenraum und eine Fluidmaterialadditivzusammensetzung, die wenigstens ein chemisches Additiv umfasst. Das Additiv wird im Behälter mittels wenigstens eines Fluidmaterial-durchlässigen Elementes, das an oder in der Nähe der Öffnung des Gehäuses bereitgestellt ist und effektiv die Freisetzung eines Teiles des chemischen Additivs in das Fluidmaterial, das in Kontakt mit dem Gehäuse ist, ermöglicht, gehalten. Verfahren zur Freisetzung von Additive in Fluidmaterialien sind ebenfalls beschrieben.

Claims

Ein Behälter zum Freisetzen eines chemischen Additivs in ein Fluidmaterial, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt wird, wobei der Behälter umfasst: – ein Fluidmaterial-undurchlässiges Gehäuse, das einen im Wesentlichen hohlen Innenraum und wenigstens eine Öffnung definiert; – eine Fluidmaterialadditivzusammensetzung, die im Innenraum des Gehäuses bereitgestellt wird, wobei die Fluidmaterialadditivzusammensetzung ein chemisches Additiv umfasst, das effektiv einen Vorteil für ein Fluidmaterial, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt wird, bereitstellt und sich darin löst; und – wenigstens ein Fluidmaterial-durchlässiges Element, das an oder in der Nähe der Öffnung des Gehäuses bereitgestellt ist und effektiv die Freisetzung eines Teiles des chemischen Additivs in das Fluidmaterial, das in Kontakt mit dem Gehäuse ist, ermöglicht.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse aus einem Material zusammengesetzt ist, das aus der Gruppe, die aus Metallen, polymeren Materialien, Kombinationen davon und Mischungen davon besteht, ausgewählt wird.
Der Behälter nach Anspruch 2, wobei das Material aus der Gruppe, die aus Metallen, Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polypropylen, Nylon, Polyethylenvinylacetat, Polypropylenvinylacetat, Sulfanonen, Kombinationen davon und Mischungen davon besteht, ausgewählt wird.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse ein im Wesentlichen zylindrisch geformtes Gehäuse ist.
Der Behälter nach Anspruch 4, wobei die wenigstens eine Öffnung wenigstens ein offenes Ende des zylindrisch geformten Gehäuses oder wenigstens eine seitliche Öffnung in einer Seitenwand des zylindrisch geformten Gehäuses umfasst.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse ein im Wesentlichen schalenförmiges Gehäuse ist.
Der Behälter nach Anspruch 6, der des weiteren ein Kappenelement, das über einer Oberseite des im Wesentlichen schalenförmigen Gehäuses angeordnet ist, umfasst.
Der Behälter nach Anspruch 6, wobei sich die wenigstens eine Öffnung in einer Oberseite des im Wesentlichen schalenförmigen Gehäuses, in einer Seite des im Wesentlichen schalenförmigen Gehäuses oder in einer Unterseite des im Wesentlichen schalenförmigen Gehäuses befindet.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Fluidmaterial-durchlässige Element eine wenigstens teilweise auflösbare Dichtung umfasst.
Der Behälter nach Anspruch 9, wobei die wenigstens teilweise auflösbare Dichtung eine Trägerstruktur, die mit einem im Fluidmaterial löslichen Polymer beschichtet ist, umfasst.
Der Behälter nach Anspruch 10, wobei die Trägerstruktur ein Drahtsieb umfasst.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Fluidmaterial-durchlässige Element ein Filterelement beinhaltet.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Fluidmaterial-durchlässige Element eine poröse Membran beinhaltet.
Der Behälter nach Anspruch 13, wobei das wenigstens eine Fluidmaterial-durchlässige Element wenigstens ein Retentionselement beinhaltet, das im Festhalten der Membran in einer im Wesentlichen fixierten Position relativ zum Gehäuse effektiv ist.
Der Behälter nach Anspruch 13, wobei die poröse Membran eine mikroporöse Membran mit einer Porengröße zwischen ungefähr 0.2 Mikrometern bis ungefähr 100 Mikrometern ist.
Der Behälter nach Anspruch 13, wobei die poröse Membran ein Material umfasst, das aus der Gruppe, die aus Metallen, Gläsern, polymeren Materialien, Kombinationen davon und Mischungen davon besteht, ausgewählt wird.
Der Behälter nach Anspruch 12, wobei das Filterelement eine semipermeable Membran umfasst.
Der Behälter nach Anspruch 17, wobei die semipermeable Membran ein Material umfasst, das aus der Gruppe, die aus Gläsern, polymeren Materialien, Kombinationen davon und Mischungen davon besteht, ausgewählt wird.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Öffnung eine Vielzahl von Öffnungen umfasst und das wenigstens eine Fluidmaterial-durchlässige Element eine entsprechende Vielzahl von Fluidmaterial-durchlässigen Elementen umfasst.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei die Fluidmaterialadditivzusammensetzung in einer Teilchenform bereitgestellt wird.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei die Fluidmaterialadditivzusammensetzung in dem Gehäuse in einer flüssigen Form vorliegt.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei die Fluidmaterialadditivzusammensetzung in einem Gel bereitgestellt wird.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei die Fluidmaterialadditivzusammensetzung in einer Paste bereitgestellt wird.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei die Fluidmaterialadditivzusammensetzung in einer Matrix bereitgestellt wird.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei das chemische Additiv aus der Gruppe, die aus Viskositätsindexverbesserern, Antioxidantien, Antiverschleißzusätzen, Korrosionsinhibitoren, Demulgatoren, Emulgatoren, Schmiermitteln, Stockpunktsunterdrückern, Antischaummitteln, Dispersionsmitteln, Detergentien und Mischungen davon besteht, ausgewählt wird.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei das chemische Additiv aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus den Mittel besteht, die Feststoffe in Öl dispergieren, die die Bildung von Schlamm und Firnis verhindern, um Niederschlagsbildung zu verringern, die die Verschlechterung und Oxidation des Öls bedingt durch Reaktionen mit freien Radikalen oder Peroxiden verhindern, die Korrosion und Rostbildung verhindern, die den Verschleiß verringern, die Geschwindigkeit der Viskositätsveränderung mit der Temperatur erniedrigen, die die Temperatur, bei welcher die Flüssigkeit fließt, erniedrigen, die die Filtrierfähigkeit durch Modifizieren der Wachskristallisationscharakteristika verbessern, die die Bildung eines stabilen Schaums in den Flüssigkeiten verhindern, die die Ö-Wassertrennung fördern und die Bildung stabiler Wasser-in-Öl-Emulsionen fördern.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Fluidmaterial-durchlässige Element wenigstens teilweise mit einem polymeren Beschichtungsmaterial beschichtet ist.
Der Behälter nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Fluidmaterial-durchlässige Element eine Fluidmaterial-durchlässige Dichtung umfasst.
Ein Verfahren zum Freisetzen eines chemischen Additivs mit einer anhaltenden Geschwindigkeit in ein Fluidmaterial, wobei das Verfahren das In-Kontakt-bringen des Behälters nach Anspruch 1 mit einem Fluidmaterial, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt wird, umfasst.
Ein Verfahren zur Freisetzung eines chemischen Additivs mit einer anhaltenden Geschwindigkeit in ein Fluidmaterial, wobei das Verfahren das In-Kontakt-bringen des Behälters nach Anspruch 4 mit einem Fluidmaterial, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt wird, umfasst.
Ein Verfahren zum Freisetzen eines chemischen Additivs mit einer anhaltenden Geschwindigkeit in ein Fluidmaterial, wobei das Verfahren das In-Kontakt-bringen des Behälters nach Anspruch 6 mit einem Fluidmaterial, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt wird, umfasst.
Ein Verfahren zum Freisetzen eines chemischen Additivs mit einer anhaltenden Geschwindigkeit in ein Fluidmaterial, wobei das Verfahren das In-Kontakt-bringen des Behälters nach Anspruch 9 mit einem Fluidmaterial, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt wird, umfasst.
Ein Verfahren zum Freisetzen eines chemischen Additivs mit einer anhaltenden Geschwindigkeit in ein Fluidmaterial, wobei das Verfahren das In-Kontakt-bringen des Behälters nach Anspruch 13 mit einem Fluidmaterial, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt wird, umfasst.
Ein Verfahren zum Freisetzen eines chemischen Additivs mit einer anhaltenden Geschwindigkeit in ein Fluidmaterial, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt wird, wobei das Verfahren das In-Kontakt-bringen des Behälters nach Anspruch 17 mit einem Fluidmaterial, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt wird, umfasst.
Eine Dichtungsbaueinheit, die umfasst: – eine Fluidmaterial-durchlässige Membran, die so bemessen und angepasst ist, um in oder in der Nähe einer Öffnung in einem Gehäuse, das einen hohlen Innenraum definiert, enthaltend ein Fluidmaterialadditiv, das effektiv ist, um einen Vorteil für ein Fluidmaterial, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt wird, bereitstellt und sich darin löst, angeordnet zu werden, wobei die Membran angepasst ist, um so angeordnet zu werden, dass im Wesentlichen das gesamte Fluidmaterialadditiv, das den hohlen Innenraum durch die Öffnung verlässt, durch die Membran hindurchtritt; und – ein Dichtungselement, das so dimensioniert und angepasst ist, um relativ zu der Öffnung in dem Gehäuse angeordnet zu werden, um zu verhindern, dass das Fluidmaterialadditiv den hohlen Innenraum durch die Öffnung verlässt, wenn das Dichtungselement intakt ist.
Das Dichtungselement nach Anspruch 35, wobei das Dichtungselement angepasst ist, um in Gegenwart eines Fluidmaterials, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt wird, beeinträchtigt zu werden, wobei es dabei dem Fluidmaterialadditiv ermöglicht wird, den hohlen Innenraum durch die Öffnung zu verlassen.
Die Dichtungsbaueinheit nach Anspruch 36, wobei das Dichtungselement wenigstens teilweise im Fluidmaterial löslich ist.
Die Dichtungsbaueinheit nach Anspruch 35, wobei das Dichtungselement eine Trägerstruktur und ein im Fluidmaterial lösliches Polymer umfasst.
Die Dichtungsbaueinheit nach Anspruch 38, wobei die Trägerstruktur wenigstens ein Drahtsieb oder ein Glasfasergewebe beinhaltet.
Die Dichtungsbaueinheit nach Anspruch 35, die des weiteren wenigstens ein Retentionselement umfasst, das so dimensioniert und angepasst ist, um so angeordnet zu werden, um beim Festhalten der Membran in einer im Wesentlichen fixierten Position relativ zum Gehäuse effektiv zu sein.
Eine Fluidmaterial-durchlässige Baueinheit, die umfasst: – eine Fluidmaterial-durchlässige Membran, die so dimensioniert und angepasst ist, um in oder in der Nähe einer Öffnung in einem Gehäuse angeordnet zu werden, das durch einen hohlen Innenraum definiert ist, der ein Fluidmaterialadditiv enthält, das in einem Fluidmaterial, das aus der Gruppe, die aus einer flüssigen Schmiermittelzusammensetzung und einer Hydraulikflüssigkeitszusammensetzung besteht, ausgewählt ist, löslich ist, wobei die Membran angepasst ist, um so angeordnet zu werden, so dass im Wesentlichen das gesamte Additiv, das den hohlen Innenraum durch die Öffnung verlässt, durch die Membran hindurchtritt; und – wenigstens ein Retentionselement, das so dimensioniert und angepasst ist, um positioniert zu sein, um im Festhalten der Membran in einer im Wesentlichen fixierten Position relativ zum Gehäuse effektiv zu sein.
Die Baueinheit nach Anspruch 41, wobei die Membran wenigstens ein poröses Membranelement und ein semipermeables Element umfasst.
Die Baueinheit nach Anspruch 41, wobei die Membran ein mikroporöses Element umfasst.