CN106290806A - 风电齿轮润滑油在线监测自动维护装置 - Google Patents
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Abstract
风电齿轮润滑油在线监测自动维护装置，由油泵(1)、恒温加热器(2)、溢流阀(3)、监测单元(5)、过滤器(6)、真空罐(8)、冷凝器(9)、集水罐(10)、真空泵(7)、单向阀(13)通过管路连接组成循环油路，其中油泵(1)的进油口(101)与风力发电机齿轮箱(14)的备用放油口(141)连接取油，单向阀(13)与该风力发电机齿轮箱(14)的润滑油路(140)中过滤器I(142)的进油端连接，监测单元(5)内设置有颗粒污染度传感器(51)、水分含量检测仪(52)、温度传感器(53)，真空罐(8)上部设有电动放气阀(11)，真空罐(8)中部设有液位传感器(12)。智能控制单元(4)与油泵(1)、恒温加热器(2)、监测单元(5)、真空泵(7)、电动放气阀(11)、液位传感器(12)线连接组成控制电路。与现有技术相比，本装置实现了自动检测、滤油维护功能，减少油液维护的盲目性，从而降低设备故障率、延长设备使用寿命，非常具有实用价值，且具有节能环保意义。
Description
技术领域
本发明涉及机械润滑领域，尤其指一种风电齿轮润滑油在线监测自动维护装置。
背景技术
作为绿色清洁能源的风能行业，近年来在我国发展迅猛。但根据经验，一般运行三到五年以后，风力发电机就开始进入了一个故障较多的时期，如齿轮箱、发电机等都会出现不同程度的问题。主要集中在齿轮轴承的损坏，而分析这些故障原因，百分之七八十与油品品质有关影响油品品质的三要素包括：油中的水分含量、油中颗粒污染物和油品的使用温度。
现有的油品维护方式为：每两到三年更换一次油品，这种维护模式的弊端在于：一是肉眼无法判断油品初期劣化的情况，二是按期换油，具有很大的盲目性，设备磨损不能及时发现，或有可能油品尚好造成浪费。现有一专利号为2011102566829名称为“一种风电齿轮箱润滑油路系统的快速检测方法及检测装置”的发明专利，所述的快速检测方法是：在风电齿轮箱润滑油路系统外接有一外供油路，通过该外供油路先对风电齿轮箱润滑油路供入被加热后的润滑油，并测量风电齿轮箱润滑油路上的各油温点的油温；然后再对风电齿轮箱润滑油路供入被冷却后的润滑油，并测量风电齿轮箱润滑油路上的各油温点的油温，如果在上述过程中各油温点的油温会出现统一下降，说明风电齿轮箱的润滑油路通畅；如果在上述过程中哪一个油温点的油温无明显变化，说明该处的油路不通畅或者堵塞；所述的测量装置包括有一外接的供油电泵，串接有至少一加热装置和一冷却装置，并一起连接于风电齿轮箱的润滑油路系统上，与外接油池构成一外接润滑油路循环；它具有使用简便、快速、准确、安全，能极大的提高试车效率，从而提高产能等特点。但该装置及方法只是针对油温进行监测，目的是检测油路是否通畅，对运行过程中的油品质变化没有效果，目前风电用户非常需要能及时监测油品品质且能及时维护油品的设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现状，提供一种能现场在线监测风电齿轮润滑油品质、温度且能自动对油品维护的装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：由油泵、恒温加热器、溢流阀、监测单元、过滤器、真空罐、冷凝器、集水罐、真空泵和智能控制单元组成自动监测净化回路。
作为改进，油泵、恒温加热器、溢流阀、监测单元、过滤器、真空罐、冷凝器、集水罐、真空泵通过管路连接组成循环回路，油泵的进油口与风力发电机齿轮箱的备用放油口连接取油，回油口通过单向阀与该风力发电机齿轮箱的润滑油路中过滤器I的进油端连接。
再改进，监测单元设置有颗粒污染度传感器、水分含量检测仪、温度传感器，也可以根据需要增加粘度传感器、介电常数传感器、酸度检测仪等，真空罐上部设有电动放气阀，罐体中部设有液位传感器。过滤器个数可以是1个也可以是2-50个进行多级过滤，内部选择性安装颗粒过滤和水分过滤材料。
再改进，智能控制单元与油泵、恒温加热器、监测单元、真空泵、电动放气阀、液位传感器线连接组成控制电路。
作为进一步改进，所述智能控制单元是采用集成LCD控制器的ARM处理器做为控制器的核心，利用其总线扩展器GPIO资源加上隔离、保护电路做为数字量的输入、输出端口，其集成的SPI接口或IIC接口扩展ADC、DAC芯片及保护电路做为模拟量的输入、输出端口及触摸屏的接口，其集成的USB、UART端口做为调试、程序下载接口，集成网口控制器、UART控制器、CAN总线控制器加上相应的收发器(RS232、RS485)及保护电路做为实时数据通信端口，另外，还可以通过总线扩展各类型的接口、实现数据采集、现场控制、人机交互、数据传输。其软件技术方案是：采用Uboot做系统引导，Linux操作系统内核，各种接口驱动程序集成于内核，Qt实现图形界面管理，Qt跨平台应用开发平台Qt Creator(C++)做应用开发。所有输入接口驱动程序采用中断方式通知应用程序，应用程序采用Qt独特的信号(SIGNAL)与槽(SLOT)机制，保证输入状态和内部事件的及时响应，提高响应速度。
与现有技术相比，本发明通过在风电齿轮箱上加装油品监测单元和净化维护装置和智能控制系统，实现自动检测、滤油维护功能，减少油液维护的盲目性，从而降低设备故障率、延长设备使用寿命，非常具有实用价值，且具有节能环保意义。
附图说明
图1为本发明实施例的原理图；
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明实施例的结构原理是：由油泵1、恒温加热器2、溢流阀3、监测单元5、过滤器6、真空罐8、冷凝器9、集水罐10、真空泵7、单向阀13通过管路连接组成循环油路，油泵1的进油口101与风力发电机齿轮箱14的备用放油口141连接取油，单向阀13与该风力发电机齿轮箱14的润滑油路140中过滤器I142的进油端连接。监测单元5内设置有颗粒污染度传感器51、水分含量检测仪52、温度传感器53，也可以根据需要增加粘度传感器、介电常数传感器、酸度检测仪等，真空罐8上部设有电动放气阀11，真空罐8中部设有液位传感器12。智能控制单元4与油泵1、恒温加热器2、监测单元5、真空泵7、电动放气阀11、液位传感器12线连接组成控制电路。
所述智能控制单元4是采用集成LCD控制器的ARM处理器做为控制器的核心，利用其总线扩展器GPIO资源加上隔离、保护电路做为数字量的输入、输出端口，其集成的SPI接口或IIC接口扩展ADC、DAC芯片及保护电路做为模拟量的输入、输出端口及触摸屏的接口，其集成的USB、UART等端口做为调试、程序下载接口，其集成的网口控制器、UART控制器、CAN总线控制器加上相应的收发器(RS232、RS485等)及保护电路做为实时数据通信端口，另外，还可以通过总线扩展各类型的接口。实现数据采集、现场控制、人机交互、数据传输。控制方法为：智能控制单元4根据用户设定的启动周期(比如8小时)，启动油泵1、再启动监测单元5，将该监测单元5的检测数据与用户设定的标准值对比(例如油中颗粒污染度和水分是否超标)，如果超标则运行整体装置，油泵1启动、真空泵7启动、恒温加热器2维持油温在55℃，真空罐8液位达到上限时，油泵1关闭，电动放气阀11打开，风力发电机齿轮箱14的润滑油路140通过过滤器I142的进油端和单向阀13将真空罐8内的油液抽回到齿轮箱14中，当真空罐8液位达到下限时，真空泵7和油泵1开启，当监测单元5的检测数据与用户设定的标准值对比不超标时，按如下顺序停机：停恒温加热器2、停真空泵7、停油泵1、停其他设备。
颗粒污染度传感器51、水分含量检测仪52、温度传感器53是公知的成熟产品，已在航空、航海、军事等行业广泛应用，以进口产品为主。
过滤器6个数可以是1个也可以是2-50个进行多级过滤，内部选择性安装颗粒过滤和水分过滤材料。
本发明的工作原理如下：智能控制单元4根据用户设定的启动周期启动油泵1、恒温加热器2、监测单元5、真空泵7，通过风力发电机齿轮箱14的备用放油口141将润滑油抽入本装置，经恒温加热器2加热、监测单元5检测油品温度、颗粒污染度等级、水分含量，当颗粒污染度等级、水分含量高于设定值时，系统持续运行，经过滤器6将油品中的颗粒污染物脱除，经真空罐8将油品中的水分低温蒸发出来，在冷凝器9中再次凝结成水、汇集到集水罐10排出。经上述处理合格的油品在真空罐8中蓄积，到一定液位时液位传感器12发出信号，智能控制单元4控制油泵1、真空泵7停止、电动放气阀11打开，降低真空罐8内的负压，润滑油路140通过过滤器I142的进油端和单向阀13将真空罐8内的油液抽回到齿轮箱14中。当监测单元5检测到的指标都符合设定标准时，智能控制单元4控制该装置各设备停机，等待下一个检测周期。
Claims (4)
1.风电齿轮润滑油在线监测自动维护装置，由油泵(1)、恒温加热器(2)、溢流阀(3)、监测单元(5)、过滤器(6)、真空罐(8)、冷凝器(9)、集水罐(10)、真空泵(7)、单向阀(13)通过管路连接组成循环油路，其特征在于：油泵(1)的进油口(101)与风力发电机齿轮箱(14)的备用放油口(141)连接取油，单向阀(13)与该风力发电机齿轮箱(14)的润滑油路(140)中过滤器I(142)的进油端连接，监测单元(5)内设置有颗粒污染度传感器(51)、水分含量检测仪(52)、温度传感器(53)，真空罐(8)上部设有电动放气阀(11)，真空罐(8)中部设有液位传感器(12)。智能控制单元(4)与油泵(1)、恒温加热器(2)、监测单元(5)、真空泵(7)、电动放气阀(11)、液位传感器(12)线连接组成控制电路。
2.根据权利要求1所述的风电齿轮润滑油在线监测自动维护装置，其特征在于：智能控制单元(4)是采用集成LCD控制器的ARM处理器做为控制器的核心，利用其总线扩展器GPIO资源加上隔离、保护电路做为数字量的输入、输出端口，其集成的SPI接口或IIC接口扩展ADC、DAC芯片及保护电路做为模拟量的输入、输出端口及触摸屏的接口，其集成的USB、UART等端口做为调试、程序下载接口，其集成的网口控制器、UART控制器、CAN总线控制器加上相应的收发器RS232、RS485等及保护电路做为实时数据通信端口。
3.根据权利要求1所述的风电齿轮润滑油在线监测自动维护装置，其特征在于：过滤器(6)个数可以是1个也可以是2-50个进行多级过滤，内部选择性安装颗粒过滤和水分过滤材料。
4.根据权利要求1所述的风电齿轮润滑油在线监测自动维护装置，其特征在于控制方法为：智能控制单元(4)根据用户设定的启动周期，启动油泵(1)、再启动监测单元(5)，将该监测单元(5)的检测数据与用户设定的标准值对比，如果超标则运行整体装置，油泵(1)启动、真空泵(7)启动、恒温加热器(2)维持油温在55℃，真空罐(8)液位达到上限时，油泵(1)关闭，电动放气阀(11)打开，风力发电机齿轮箱(14)的润滑油路(140)通过过滤器I(142)的进油端和单向阀(13)将真空罐(8)内的油液抽回到齿轮箱(14)中，当真空罐(8)液位达到下限时，真空泵(7)和油泵(1)开启，当监测单元(5)的检测数据与用户设定的标准值对比不超标时，按如下顺序停机：停恒温加热器(2)、停真空泵(7)、停油泵(1)、停其他设备。
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