CN105116132A - 一种柴油机润滑油在线采集监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种柴油机润滑油在线采集监测装置，包括采样管、出油管、余气处理器、微型泵、取样循环阀、微型散热器、换热切换阀、油样采集切换阀、换热温度传感器、取样温度传感器、油品品质传感器、颗粒含量传感器、取样瓶、液位感应器、信号处理装置和显示器，所述采样管一端连接柴油机回油管，所述出油管一端连接柴油机的油箱，这样在柴油机、机油箱原有循环回路的基础上形成新的润滑油采集监测旁路。本发明可完成任意机型柴油机润滑油采集和柴油机摩擦磨损状态监测，采集和监测均可在线、实时进行，保证了采集油样和监测数据的准确性，可及时避免柴油机重大故障发生，减少财产损失。

Description

一种柴油机润滑油在线采集监测装置

技术领域

本发明属于发动机运行状态监测技术领域，尤其是涉及一种柴油机润滑油在线采集监测装置。

背景技术

润滑油是机械设备的“血液”，在机器设备中起着密封、润滑、减磨、冷却、清洗、减震和防腐等重要作用。润滑油分析是实现机械设备故障诊断的重要手段之一，可以获得有关零部件磨损状态、机器工作情况以及油液污染程度等方面的信息。摩擦和磨损是影响机械设备工作可靠性和使用寿命的主要原因，各种运转的机械都是由各种摩擦副组成的运动副，在运转过程中必然会产生摩擦和磨损，这是零件产生故障和失效的主要模式。磨粒是设备内部摩擦副磨损的必然产物，也是油液污染的主要来源，磨粒的产生会加重摩擦副的磨损甚至会产生更大的磨粒。悬浮于润滑系统油液中的磨损微粒，则是反映设备内部磨损状况的重要信息载体，在油液监测技术中，对油液中的固体颗粒污染物进行监测尤为重要。通过对油液中的颗粒污染物的监测，可以确定合理的换油期，并且能及时预报潜在的故障从而避免灾难性损坏，或者使处于正常运转的设备减少不必要的维修，减少停机时间从而大大节约维修费用。

传统的油液监测技术主要是采用离线取样分析方法。即按事先规定的方式和取样间隔进行油液采集，然后将采集的油样送至专门的检测部门，由专业人员进行分析。离线取样分析在时效性和真实性方面存在较大局限性，如费时较长，且具有取样油液是否具有代表性的问题。这样不仅消耗了大量人力和物力，也很难保证数据的时效性，无法真正及时地诊断故障，不利于机械系统故障的早期诊断和预防。因此，迫切需要研究一种切实可行的在线油液监测与分析技术，对于提高柴油机运转的稳定性、可靠性，实施视情维修和故障预知具有重大意义。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种柴油机润滑油在线采集监测装置，以解决柴油机运转过程中故障监测不及时的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种柴油机润滑油在线采集监测装置，包括采样管、出油管、余气处理器、微型泵、取样循环阀、微型散热器、换热切换阀、油样采集切换阀、换热温度传感器、取样温度传感器、油品品质传感器、颗粒含量传感器、取样瓶、液位感应器、信号处理装置和显示器，所述采样管一端连接柴油机回油管，所述出油管一端连接柴油机的油箱，这样在柴油机、机油箱原有循环回路的基础上形成新的润滑油采集监测旁路；

所述柴油机连接端的回油管设有与其连通的采样管，所述采样管的另一端与余气处理器的入口连接；所述余气处理器的出口通过管道与微型泵的入口连接，所述微型泵的出口通过管道与取样循环阀进油口连接；所述取样循环阀设有两位出口，取样循环阀第一位出口与微型散热器进油口连接，取样循环阀第二位出口与油样采集切换阀进油口连接；所述微型散热器的出油口通过管道连接有换热温度传感器，所述换热温度传感器通过管道与换热切换阀进油口连接；所述换热切换阀设有两位出口，换热切换阀第一位出口通过管道连接依次连接有油品品质传感器和颗粒含量传感器；所述油样采集切换阀设有两位出口，油样采集切换阀第一位出口通过管道连接有取样瓶，油样采集切换阀第二位出口通过管道连接有取样温度传感器；所述取样温度传感器、换热切换阀第二位出口和颗粒含量传感器通过管道连通并通过出油管连接至机油箱；所述取样瓶外设置有液位感应器，所述换热温度传感器、取样温度传感器、油品品质传感器、颗粒传感器和液位感应器均通过电连接与信号处理装置连接，并发送信号至信号处理装置；所述微型泵、取样循环阀、油样采集切换阀和换热切换阀、显示器均与信号处理装置电连接，并接收信号处理装置发送的命令信号。

进一步的，所述采样管伸入回油管内一定距离，且与回油管内的液流方向成45^°角。

进一步的，所述微型散热器上设置有进水口和出水口，且所述微型散热器进油口与出水口位于微型散热器的同一侧，所述微型散热器出油口与进水口位于微型散热器的同一侧，且出油口位于进水口上方。

相对于现有技术，本发明所述的柴油机润滑油在线采集监测装置具有以下优势：

(1)本发明采用余气处理器对柴油机的回油管中出现的油气混合物进行了分离，使进入监测装置内的油样充满监测管路，以保证油液监测传感器数据评价的准确性。

(2)本发明采用微型泵为监测装置中所有管路的流通提供一定的泵油压力，以利于所述装置在柴油机回油压力不高时仍能进行润滑油采集与监测。

(3)本发明所述的取样循环阀可实现柴油机润滑油的在线采集和实时监测；油样采集切换阀可将润滑油经取样点引至回油箱，以避免由于取样导致发动机循环机油量的大量减少，影响发动机运转；换热切换阀实现了滑油监测传感器的保护。

(4)本发明所述的换热温度传感器通过判断微型散热器出口润滑油的温度来控制换热切换阀，使经过油液检测传感器的温度不高于80℃，以保证油液检测传感器正常工作；取样温度传感器通过判断进油导油管出口温度是否和发动机回油温度相近，从而在取样时可判断所取油样是否为发动机当前运转状态的实际油样；油样采集时间可通过液位监测感应器进行判断；整个取样过程既可手动也可自动，既提高了采样的及时性和准确性，又保证了工作人员的安全。

(5)本发明所述的信号处理及显示器可对整个装置的所有工作流程和步骤进行智能、远程控制，以保证数据分析、判断及时和试验人员安全。

(6)本发明实现了柴油机润滑油的在线采集和监测，可对任何机型的柴油机润滑油品质和油液中颗粒情况进行实时、在线监测，制造成本低，安全程度高，且能在线、实时进行柴油机润滑油采集和柴油机摩擦磨损状态监测，速度快、准确率高，可及时预防柴油机重大故障发生，减少财产损失。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的结构示意图。

附图标记说明：

1-机油箱，2-柴油机，3-微型泵，4-取样循环阀，5-微型散热器，6-换热切换阀，7-油样采集切换阀，8-油品品质传感器，9-颗粒含量传感器，10-余气处理器，11-换热温度传感器，12-取样温度传感器，13-信号处理装置，14-显示器，15-取样瓶，16-液位感应器，17-进油管，18-出油管，19-采样管，20-回油管，41-取样循环阀进油口，42-取样循环阀第二位出口，43-取样循环阀第一位出口，51-微型散热器进油口，52-微型散热器出油口，61-换热切换阀进油口，62-换热切换阀第二位出口，63-换热切换阀第一位出口，71-油样采集切换阀第二位出口，72-油样采集切换阀第一位出口，73-油样采集切换阀进油口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示的一种柴油机润滑油在线采集监测装置，包括采样管19、出油管18、余气处理器10、微型泵3、取样循环阀4、微型散热器5、换热切换阀6、油样采集切换阀7、换热温度传感器11、取样温度传感器12、油品品质传感器8、颗粒含量传感器9、取样瓶15、液位感应器16、信号处理装置13和显示器14，所述柴油机2的一端连接有回油管20，柴油机2的另一端连接有进油管17，所述回油管20和进油管17的另一端均与机油箱1连通；所述柴油机2连接端的回油管20设有与其连通的采样管19，所述采样管19的另一端与余气处理器10的入口连接；所述余气处理器10的出口通过管道与微型泵3的入口连接，微型泵3的出口通过管道与取样循环阀进油口41连接；所述取样循环阀4设有两位出口，取样循环阀第一位出口43与微型散热器进油口51连接，取样循环阀第二位出口42与油样采集切换阀进油口73连接；所述微型散热器出油口52通过管道连接有换热温度传感器11，所述换热温度传感器11通过管道与换热切换阀进油口61连接；所述换热切换阀6设有两位出口，换热切换阀第一位出口63通过管道依次连接有油品品质传感器8和颗粒含量传感器9；所述油样采集切换阀7设有两位出口，油样采集切换阀第一位出口72通过管道连接有取样瓶15，油样采集切换阀第二位出口71通过管道连接有取样温度传感器12；所述取样温度传感器12、换热切换阀第二位出口62和颗粒含量传感器9通过管道连通并通过出油管18连接至机油箱1；所述取样瓶15外设置有液位感应器16，所述换热温度传感器11、取样温度传感器12、油品品质传感器8、颗粒传感器9和液位感应器16均通过电连接与信号处理装置13连接，并发送信号至信号处理装置13；所述微型泵3、取样循环阀4、油样采集切换阀7和换热切换阀6、显示器14均与信号处理装置13电连接，并接收信号处理装置13发送的命令信号。

所述采样管19伸入回油管20内一定距离，且与回油管20内的液流方向成45°角。

所述微型散热器5上设置有进水口和出水口，且所述微型散热器进油口51与出水口位于微型散热器5的同一侧且进油口51位于出水口下方，所述微型散热器出油口52与进水口位于微型散热器5的同一侧且出油口52位于进水口上方。

本实施例的工作原理如下：通过采样管19从距柴油机2约50cm的回油管20处抽取润滑油样，经过余气处理器10，再经过微型泵3和取样循环阀4将润滑油样分为两路，其中对经过取样循环阀第一位出口43的润滑油进行滑油监测，对经过取样循环阀第二位出口42的润滑油进行滑油油样采集。

滑油监测原理为：采用微型散热器5对流经其的润滑油样进行冷却，然后通过换热温度传感器11监测微型散热器出油口52的润滑油样的温度，并将监测到的温度信号发送至信号处理装置13，经过信号处理后再发送命令信号至换热切换阀6；当润滑油样的温度高于80℃时，打开换热切换阀第二位出口62，然后将润滑油样送回机油箱1，同时调节微型散热器5的冷却水流量，加快润滑油样的冷却；当润滑油样的温度低于80℃时，打开换热切换阀第一位出口63，然后通过油品品质传感器8和颗粒含量传感器9进行监测，并将监测信号发送至信号处理装置13，然后将滑油样送回机油箱1。

滑油油样采集原理为：采用取样温度传感器12监测流过滑油采集管路的润滑油样的温度，并将监测到的温度信号发送至信号处理装置13，经过信号处理后再发送命令信号至油样采集切换阀7；当润滑油样的温度升高值大于5℃时，打开油样采集切换阀第一位出口72，进行油样采集，同时通过液位感应器16监测取样瓶15中的液位变化，当取样瓶中的油液达到取样要求时，自动打开油样采集切换阀第二位出口71使润滑油样回到机油箱1。

在滑油监测和滑油油样采集过程中，所有采集、监测、显示和控制等程序和界面均通过信号处理装置13及显示器14进行集成控制和显示。

本发明中所述的机油箱1和柴油机2置于试验间，所述余气处理器10、微型泵3、取样循环阀4、微型散热器5、换热切换阀6、油样采集切换阀7、信号处理装置13和显示器14置于操控室内，并可在操控室内完成任意机型柴油机润滑油采集和柴油机摩擦磨损状态监测，采集和监测均可在在线、实时进行，保证了采集油样和监测数据的准确性，可及时避免柴油机重大故障发生，减少财产损失。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种柴油机润滑油在线采集监测装置，其特征在于：包括采样管(19)、出油管(18)、余气处理器(10)、微型泵(3)、取样循环阀(4)、微型散热器(5)、换热切换阀(6)、油样采集切换阀(7)、换热温度传感器(11)、取样温度传感器(12)、油品品质传感器(8)、颗粒含量传感器(9)、取样瓶(15)、液位感应器(16)、信号处理装置(13)和显示器(14)，所述柴油机(2)的一端连接有回油管(20)，柴油机(2)的另一端连接有进油管(17)，所述回油管(20)和进油管(17)的另一端均与机油箱(1)连通；所述柴油机(2)连接端的回油管(20)设有与其连通的采样管(19)，所述采样管(19)的另一端与余气处理器(10)的入口连接；所述余气处理器(10)的出口通过管道与微型泵(3)的入口连接，微型泵(3)的出口通过管道与取样循环阀进油口(41)连接；所述取样循环阀(4)设有两位出口，取样循环阀第一位出口(43)与微型散热器进油口(51)连接，取样循环阀第二位出口(42)与油样采集切换阀进油口(73)连接；所述微型散热器出油口(52)通过管道连接有换热温度传感器(11)，所述换热温度传感器(11)通过管道与换热切换阀进油口(61)连接；所述换热切换阀(6)设有两位出口，换热切换阀第一位出口(63)通过管道依次连接有油品品质传感器(8)和颗粒含量传感器(9)；所述油样采集切换阀(7)设有两位出口，油样采集切换阀第一位出口(72)通过管道连接有取样瓶(15)，油样采集切换阀第二位出口(71)通过管道连接有取样温度传感器(12)；所述取样温度传感器(12)、换热切换阀第二位出口(62)和颗粒含量传感器(9)通过管道连通并通过出油管(18)连接至机油箱(1)；所述取样瓶(15)外设置有液位感应器(16)，所述换热温度传感器(11)、取样温度传感器(12)、油品品质传感器(8)、颗粒传感器(9)和液位感应器(16)均通过电连接与信号处理装置(13)连接，并发送信号至信号处理装置(13)；所述微型泵(3)、取样循环阀(4)、油样采集切换阀(7)和换热切换阀(6)、显示器(14)均与信号处理装置(13)电连接，并接收信号处理装置(13)发送的命令信号。

2.根据权利要求1所述的柴油机润滑油在线采集监测装置，其特征在于：所述采样管(19)伸入回油管(20)内一定距离，且与回油管(20)内的液流方向成45°角。

3.根据权利要求1所述的柴油机润滑油在线采集监测装置，其特征在于：所述微型散热器(5)上设置有进水口和出水口，且所述微型散热器进油口(51)与出水口位于微型散热器(5)的同一侧，所述微型散热器出油口(52)与进水口位于微型散热器(5)的同一侧，且出油口(52)位于进水口上方。