CN107430111A - 跟踪润滑剂的碱度的演变的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于跟踪在设备(M)中循环的润滑剂的碱度的演变的装置(2)，所述装置包括至少一个导管(4)，用于循环(F1)所述润滑剂，所述导管在上游连接到所述设备(M)并且在下游连接到所述回收盘(6)；以及至少一个传感器(48)，用于确定所述润滑剂的所述碱度。所述装置进一步包括第一控制阀(20)，用于中断所述导管(4)中的所述润滑剂的所述循环(F1)；缓冲罐(26)，用于累积所述润滑剂；第一旁通管线(28)，一方面在所述第一阀(20)的上游连接到所述导管(4)并且在另一方面连接到所述缓冲罐(26)。所述装置还包括第二控制阀(32)，用于中断所述第一旁通管线(28)中的所述润滑剂的循环；第二管线(42)，用于将所述润滑剂从所述缓冲罐(26)排放到所述回收盘(6)；以及第三控制阀(44)，用于中断所述第二排放管线(42)中的所述润滑剂的循环。所述传感器(48)设置在所述第二排放管线(42)上并且允许确定所述缓冲罐(26)的出口处的所述润滑剂的所述碱度。

Description

跟踪润滑剂的碱度的演变的方法

本发明涉及一种用于跟踪在设备，例如船用发动机中循环的润滑剂的碱度的演变的装置。本发明还涉及一种用于跟踪润滑剂的碱度的演变的方法于。

在用于商用船舶的内燃机领域，众所周知，应通过分析在发动机中循环的润滑剂来监测该发动机的状况。这种分析使得能够检测发动机中容易发生的磨损或腐蚀现象。过去，发动机的操作相对稳定，并且在请求预期要执行的维护操作期间，一次性方式足以控制润滑剂的质量。如今，发动机日益复杂并且易于发生磨损和腐蚀现象，因此，必须在海上执行分析，尤其是用于跟踪发动机油的碱值，即BN。这样导致需要进行人员培训并且在船上装载复杂设备，所述设备的操作相对难以控制，即便由经过培训的海员操作时也是如此。此外，这样会增加人员的工作负荷。

在此框架中，Ben Mohammadi等人的文章“用于船用发动机中的润滑油的联机污染监测的低成本中红外传感器(A low cost mid-infrared sensor for on linecontamination monitoring of lubricating oils in marine engines)”(光感测和检测会议-比利时布鲁塞尔-2010年4月12日-15日)中已知提供了一种用于通过其中设置有待检验的润滑剂的样本的传感器，分析与总碱值相对应的TBN(总碱值)的系统。所用的设备复杂，并且其处理复杂。如果要将这样的设备装载到船上，则该设备的应用需要对船发动机进行定期取样获取意图形成测量样本的油量。该过程既漫长，又复杂。

WO-A-03/073075公开了一种用于分析润滑剂的碱度的方法，在此期间，将对要控制的润滑剂样本执行的测量与对参考润滑剂样本执行的测量进行比较。同样，该方法用于在实验室中操作，需要有资质的工作人员。

WO-A-2010/046591提供了船载系统的使用，其中，将流出发动机的油引向与测量系统关联的功能部件，从而能够确定其碱值。实际上，流出发动机的油流速低，并且发动机出口处的流量由在管道内部滴流的液滴构成，导致不确定是否向功能部件提供足够油流速来保证其执行正确的测量。

从US-A-2007/0084271可认识到，通过与海流传感器耦接的信号发生器确定润滑剂的碱度。考虑到所用的设备，此方法的应用很复杂，并且对干扰很敏感。

这些问题不仅仅存在于船的两冲程或四冲程发动机中，同时也存在于也装载在船上的其他辅助性发动机中，例如，吊装型附属装置。此类问题也存在于船上设备或者诸如潮汐涡轮机或风力涡轮机等固定装置的齿轮箱中。一般来说，监测润滑剂的碱度对于所有润滑剂设备而言均至关重要，并且已知的技术并不非常适用于自动化。

本发明更确切地意图补救的这些缺陷，方法是提出一种用于以简单自动的方式跟踪在设备中循环的润滑剂的碱度的演变的新颖装置，尤其是让船上人员不再需要执行重复复杂的任务。

为此，本发明涉及一种用于跟踪在设备中循环的润滑剂的碱度的演变的装置，所述装置包括：用于循环所述润滑剂的至少一个导管，该导管在上游连接到相关设备并且在下游连接到用于回收所述润滑剂的盘；以及至少一个传感器，用于确定所述润滑剂的所述碱度。根据本发明，所述装置还包括用于中断所述导管中的润滑剂的循环的控制阀，以及用于累积润滑剂的缓冲罐。根据本发明，所述装置包括：第一旁通管线；用于从所述缓冲罐向所述回收盘排放所述润滑剂的第二管线，所述第二管线设置在所述第一旁通管线的下游；以及第三控制阀，用于中断所述第二排放管线中的所述润滑剂的所述循环。此外，所述传感器设置在所述第二排放管线上，并且允许确定所述缓冲罐的所述出口处的润滑剂的碱度。

通过本发明，所述缓冲罐用于累积足够量的润滑剂以允许向所述碱度传感器适当供料。

本发明所涉及的润滑剂包括至少一种润滑基油。一般来说，所述润滑基油可以是矿物油、合成油或植物油，以及它们的混合物。根据下文概述的API分类中定义的类别(或者根据ATIEL分类的等效类别)，通常所用的矿物油或合成油属于I到V组中的一组。API分类的定义见美国石油学会1509“发动机油许可及认证系统”第17版本(2012年9月)。ATIEL分类的定义见“ATIEL操作规程”第18号(2012年11月)。

I组中的矿物油可以通过蒸馏所选环烷或链烷原油，然后通过诸如溶剂萃取、溶剂脱蜡或者催化脱蜡、加氢处理或氢化等方法将馏出物提纯来获取。II和III组中的油通过更复杂的提纯方法，例如，通过选自加氢处理、加氢裂化、氢化和催化脱蜡的处理方法组合来获取。IV和V组中的合成基油示例包括聚异丁烯、烷基苯和诸如聚丁烯等聚α烯烃，或者其他酯。

在润滑剂中，润滑基油可以单独使用或者作为混合物使用。例如，矿物油可以与合成油相组合。

两冲程式船用发动机的气缸油的特征通常在于测粘度等级为SAE-40到SAE-60，通常是SAE-50，相当于在100℃下根据ASTM D445标准测量的介于16.3与21.9mm²/s之间的运动粘度。等级SAE-40的油具有在100℃下根据ASTM D445标准测量的介于12.5与16.3cSt之间的运动粘度。等级SAE-50的油具有在100℃下根据ASTM D445标准测量的介于16.3与21.9cSt之间的运动粘度。等级SAE-60的油具有在100℃下根据ASTM D445标准测量的介于21.9与26.1cSt之间的运动粘度。本发明所用的润滑剂优选地具有在100℃下根据ASTMD445测量的从12.5到26.1cSt的范围内，更优选地从16.3到21.9cSt的范围内的运动粘度。为了获得所述粘度，这些润滑剂还可以包括一种或若干种添加剂。通常，诸如两冲程发动机等船用发动机的润滑剂的常规配方为等级SAE-40到SAE-60，优选地为SAE-50(根据SAEJ300分类)，并且包括至少40％重量百分比的矿物油、合成油或者它们的混合物的润滑剂基油，所述润滑剂基油适于船用发动机使用。例如，根据API分类的I组润滑剂基油可以用于配制气缸润滑剂。I组的润滑剂基油具有从80到120的粘度指数(VI)；它们的硫含量高于0.03％，并且它们的饱和碳氢化合物含量小于90％。

所述润滑剂还可以包括选自高碱性清洁剂或中性清洁剂的添加剂。所述清洁剂通常是包括长亲脂性烃链和亲水头的阴离子化合物，相关联的阳离子通常是碱金属阳离子，或者碱土金属阳离子。所述清洁剂优选地选自羧酸、磺酸盐、水杨酸盐、环烷酸盐以及酚盐的碱盐或碱土金属盐(尤其优选的是钙、镁、钠或钡)盐。这些金属盐可以包括相对于清洁剂中的阴离子基团的近似化学计量的金属。在这种情况下，它们称为非高碱性或者“中性”清洁剂，尽管它们还提供一定碱性。这些“中性”清洁剂通常具有根据ASTM D2896测量的小于150mg KOH/g，或者小于100mg KOH/g，或者进一步小于80mg KOH/g清洁剂的BN。这种类型所谓的中性清洁剂可能部分有助于润滑剂的BN。例如，使用以下类型的中性清洁剂：碱和碱土金属，例如钙、钠、镁、钡的羧化物、磺酸盐、水杨酸盐、酚盐、环烷酸盐。金属过量时(大于相对于清洁剂中的阴离子基团的化学计量的量)时，则涉及的是所谓的强碱性清洁剂。它们的BN高，大于150mg KOH/g清洁剂，通常在从200到700mg KOH/g清洁剂的范围内，优选在从250到450mg KOH/g清洁剂的范围内。导致清洁剂的强碱性的过量金属以不溶于油的金属盐的形式出现，例如，碳酸盐、氢氧化物、草酸盐、醋酸盐、谷氨酸盐，优选的是碳酸盐。在同一强碱性清洁剂中，这些不可溶盐中的金属可以与可溶于油的清洁剂中的金属相同，或者可以不同。它们优选地选自钙、镁、钠或钡。强碱性清洁剂因此以胶团的形式出现，这些胶团由凭借可溶于油的金属盐清洁剂而保持悬浮在润滑剂中的不可溶金属盐构成。这些胶团可以包含一种或若干种类型的不可溶金属盐，与一种或若干种类型的清洁剂达成稳定。包括可溶于清洁剂中的单一类型金属盐的强碱性清洁剂通常根据该前者清洁剂的疏水链的性质来进行设计。因此，强碱性清洁剂称作是酚盐、水杨酸盐、磺酸盐、环烷酸盐型的，具体取决于该前述清洁剂是否分别是酚盐、水杨酸盐、磺酸盐或环烷酸盐。如果胶团包括疏水链性质彼此不同的若干种清洁剂，则强碱性清洁剂将称作是混合型的。强碱性清洁剂和中性清洁剂可以选自羧化物、磺酸盐、水杨酸盐、环烷酸盐、酚盐，以及与这些类型的清洁剂中的至少两种关联的混合型清洁剂。强碱性清洁剂和中性清洁剂尤其是基于选自钙、镁、钠或钡，优选为钙或镁的金属的化合物。强碱性清洁剂可以凭借选择碱金属和碱土金属碳酸盐，优选碳酸钙的可溶金属盐而具备高碱性。润滑剂可以包括上文定义的至少一种强碱性清洁剂和至少一种中性清洁剂。

如上所述，在本发明的一个实施例中，润滑剂的根据ASTM D-2896标准确定的BN可以为至多50，优选地为至多40，有利地为至多30毫克碳酸钾/克润滑剂，特别是从10到30，优选地为从15到30，有利地为15到25毫克碳酸钾/克润滑剂。在本发明的改实施例中，所述润滑剂可以不包括基于碱金属或碱土金属的具有金属碳酸盐的强碱性清洁剂。

在本发明的另一个实施例中，所述润滑剂的根据ASTM D-2896确定的BN为至少50，优选地为至少60，更优选地为至少70，有利地为从70到100。

所述润滑剂还可以包括选自分散剂、耐磨添加剂或者其他任何其他功能性添加剂的至少一种额外添加剂。所述分散剂是用于配制润滑剂的公知添加剂，特别应用于船用领域中。分散剂的主要作用是使初始存在的颗粒或者在用于发动机中时出现于润滑剂中的颗粒保持悬浮。分散剂通过作用于空间位阻而避免这些颗粒结块。分散剂还可以对中和作用起到协同效应。用作润滑剂的添加剂的分散剂通常包含与相对较长烃链相关联的极性基团，通常包括50到400个碳原子。所述极性基团通常包括至少一个氮、氧或磷元素。来源于琥珀酸的化合物是特别用作润滑添加剂的分散剂。特别是采用通过琥珀酸酐和胺的冷凝获得的琥珀酸亚胺，以及通过琥珀酸酐和醇或多元醇的冷凝获得的琥珀酯。这些化合物随后可以采用各种化合物，尤其是硫、氧、甲醛、羧基酸的化合物以及含硼或锌的化合物进行处理，以便产生例如琥珀酰亚胺硼酸盐或锌封闭的琥珀酰亚胺。通过烷基替代的苯酚、甲醛以及伯胺或肿胺的缩聚所获得的曼尼希(Mannich)碱也是用作润滑剂中的分散剂的化合物。在本发明的一个实施例中，分散剂的含量可以为基于润滑剂总重量的大于或等于0.1％重量百分比，优选地为0.5％到2％重量百分比，有利地在1％到1.5％重量百分比。抗磨损添加剂通过形成吸附在这些表面上的保护膜来保护受到摩擦的表面。最新使用的是二硫代磷酸锌或DTPZn。在此类别中，也存在各种含磷、含硫、含氮、含氯和含硼化合物。存在各种各样的抗磨损添加剂，但是最常用的类别是含磷-硫添加剂，例如金属烷硫基磷酸盐，尤其是烷硫基磷酸锌，并且更确切地说，是二烷基二硫代磷酸锌或DTPZn。优选地化合物的化学式是Zn((SP(S)(OR₁)(OR₂))2，其中R₁和R₂是烷基，优选地1包括1到18个碳原子。基于润滑剂的总重量，DTPZn的含量通常是0.1到2％量级的重量百分比。磷酸胺、多硫化物，尤其是含硫烯烃也是常用的抗磨损添加剂。在用于船用发动机的润滑剂中也采用含氮和含硫型抗磨损和极端压力添加剂，例如，金属双硫代氨基甲酸盐，尤其是双流带氨基甲酸钼。甘油酯也是抗磨损添加剂。例如，可以提及单、双和三油酸盐、单棕榈酸盐和单肉豆蔻酸盐。在一个实施例中，基于润滑剂的总重量，抗磨损添加剂含量在从0.01％到6％重量百分比，优选地为0.1％到4％重量百分比的范围内。

其他功能性添加剂可以选自增稠剂、用于抵抗清洁剂效果的防起泡添加剂，例如可以是诸如聚甲基硅氧烷、聚丙烯酸酯等极性聚合物，抗氧化剂和/或防锈添加剂，例如，有机金属清洁剂或噻重氮。后者是本领域的技术人员已知的。基于润滑剂的总重量，这些添加剂的重量含量通常是0.1％到5％。

根据有利但非强制性的方面，根据本发明的装置可以包括一个或多个以下特征，采用任何技术允许的组合：

-所述装置包括所述缓冲器的所述内部容积的气体加压装置。

-所述气体加压装置包括压缩空气源和阀门组或者气动分配器，用于选择性地将所述缓冲罐的所述内部体积与所述压缩空气源或者环境大气连通。

-所述装置包括用于检测所述缓冲器中的润滑剂液位的装置。

-用于检测所述罐中的所述润滑剂液位的装置包括所述缓冲罐的所述内部容积中的气体压力传感器。

-所述装置还包括也设置在所述第二排放管线上的密度、粘性、湿度和温度传感器；以及存在于所述缓冲罐中的润滑剂中的溶解铁含量的传感器。

此外，本发明涉及一种用于使用上述装置跟踪在设备中循环的润滑剂中的碱度的演变的自动化方法。所述方法包括以下步骤：

a)关闭第一阀；

b)打开第二阀和关闭第三阀，以从所述第一阀上游的所述导管中累积量的润滑剂向所述缓冲罐供料；

c)打开所述第三阀，从而使所述缓冲罐中存在的所述润滑剂循环通过与所述传感器接触的所述第二排放管线，以确定所述润滑剂的碱度。

d)使用所述传感器的输出信号来确定所述润滑剂的所述碱度。

有利地，所述方法可以包括采用任何技术允许组合的一个或多个以下特征：

-当所述装置包括用于所述缓冲罐的内容物的气体加压的装置时，在步骤b)之后、步骤c)之前包括步骤e)，并且所述步骤由以下步骤构成：采用6到12巴，优选地为7到10巴，更优选地为7到10巴，更优选地等于7巴的压力来对所述缓冲罐进行气体加压。

-所述缓冲罐中剩余残余量的润滑剂的同时，步骤c)中断。

-所述方法在步骤d)之后包括步骤f)，由以下步骤构成：通过使润滑剂从缓冲罐循环到导管来清除与所述第一排放管线构成整体的过滤器的堵塞。

本发明还设计一种用于装载在船上的设备的操作的方法，所述方法包括使用上述的自动化方法，在船上确定相关设备的润滑剂的碱度。

按照仅以示例方式提供并且参考附图进行的根据本发明原理的装置的三个实施例的以下说明可以更清楚地理解本发明及其其他优势，在附图中：

-图1是装载在船上的根据本发明的装置的原理的示意图；

-图2是处于第一使用配置的图1中的装置的流体部分的较小尺度示意图；

-图3到图5是当所述装置处于第二、第三和第四使用配置时，类似于图2的视图；

-图6是根据本发明的第二实施例的装置的类似于图1的视图；

-图7至图11以及图13至图18是图6中的装置的类似于图2、处于不同使用配置的视图；

-图12是图11中的细节XII的较大尺度视图，以及

-图19是根据本发明的第三实施例的装置的类似于图1的视图。

在图2至图5以及图7至图18中，存在于装置的一部分中或者在装置的一部分中循环的润滑剂用灰色表示。

图1至图5中所示的装置2通过船的发动机M装载在图1所示的船上，所述发动机包括若干气缸，例如十二或十四个气缸。导管4将发动机M连接到盘6，以回收润滑剂。实际上，发动机油以介于1.1到6巴的绝对压力P4，在重力作用下流入导管4中。导管4中的油流速可能低到使油在此导管的内壁上滴流的程度。

该导管4从发动机M向盘6从上向下竖直延伸。在该实施例中，在导管4中流动的油来源于发动机M的至少一个气缸。

分接孔8设置在导管4上并且配有手动控制阀10，使得能够对流出发动机M的油量进行取样，以便根据本身已知的方法进行物理化学分析。

装置2包括安装在导管4上的断流阀20，所述断流阀使得能够选择性地中断导管4中向盘6流动的油的流动。断流阀20由电子单元22通过电信号S20进行控制。

如仅在图1中可见，装置2包括轴线标记所示的外壳24，所述外壳内设置有装置2的构成元件，断流阀20中集成到导管4的部分除外。

装置2还包括缓冲罐26，所述缓冲罐设置在外壳24内并且通过第一旁通管线28连接到导管4。

管线28的管口标记为282。该管口设置在导管4上位于阀20的上游处。第一旁通管线28从其管口282到其在缓冲罐26中的张口284，配备了过滤器30、断流阀32和分接孔34。过滤器30用于避免过大尺寸的杂质流入第一旁通管线28中。断流阀32使得能够可选性地清除或关闭第一旁通管线28。阀32由电子单元22通过电信号S32进行控制。分接孔34通过控制阀36连接到加压空气源12，所述加压空气源不是装置2的一部分，而是属于标准船用设备。

实际上，加压空气源12可以是船上的压缩机，并且提供用在装置2以外的其他设备处的压缩空气网。可替代地，空气源12可以是专用于装置2的泵。

装置2还包括分接孔38，所述分接孔连接到罐26，或者其上安装有断流阀40，使得能够使罐26的内部容积V26与环境大气连通。

在该实施例中，分接孔34和38是独立的。可替代地，它们可以更换成连接到第一管线28或者直接连接到罐26的单个分接孔，阀36和40并行安装在罐上，同时分别连接到加压空气源12和环境大气。在此情况下，可以将阀36和40组合成单个三通阀。

阀36和40由电子单元22通过相应的电信号S36和S40进行控制。

装置2还包括第二管线42，用于将润滑剂从罐26的内部容积V26排放到回收盘6。第二排放管线42因此设置在润滑剂流动通道上位于第一旁通管线28和罐26的下游处。在此示例中，第二管线42从罐26延伸到导管4。第二管线的管口422位于罐26的下部中，而其流出口424设置在导管4上位于断流阀20的下游处，如图中所示，使得能够缩短分析周期的时间，因为可以在执行测量步骤时关闭断流阀20以在导管4中产生油柱。可替代地，，第二管线42的流出口424设置在断流阀20的上游，使得能够同步执行排空过滤器30和清除过滤器堵塞，以及可选地降低装置2的成本的步骤。

第二管线42配备断流阀44，所述断流阀由电子单元22通过电信号S44进行控制。

两个传感器46和48设置在管线42上位于阀44的上游处。

传感器46使得能够测量第二管线42中存在或流动的液体的密度D、粘性V、湿度H和温度T。所述传感器可以是AVENISENSE销售的名为Cactus的传感器。可替代地，传感器46可以是另一种类型的，或者仅允许测量上述参数中的一个或多个。

传感器48是碱度传感器或BN，有时称为碱度。这可以是采用红外技术操作的中红外的传感器，或者适于确定润滑剂的BN的任何其他传感器。

装置2还包括第一液位传感器54以及第二液位传感器56，所述传感器分别使能够检测罐26中的油量何时达到第一液位N1或第二液位N2。来自传感器54和56的输出电信号S54和S56将输送到单元22。

可替代地，传感器54和56可以更换成单个传感器，例如压力传感器，使得能够检测油位何时达到罐26中的两个液位N1和N2中的每一个液位。

图2至图5示意性地图示了通过图1的装置2使用的自动化方法的连续步骤。所述方法可以在单元22的控制下，在不进行任何人为干预的情况下部分或者优选地全部实施，在此意义上，所述方法是自动的。这也适用于下文关于本发明的第二实施例所述的方法。

默认情况下，并且在取样阶段之外，离开发动机的油沿着图1中的箭头F1的方向从发动机M向回收盘6流入导管4中，而不通过阀20保持，该阀处于打开或贯通配置，而其他阀关闭。

当应确定离开发动机M的油的碱度(或碱值)时，单元22驱动阀20关闭，以便在导管4中生成累积油量，即润滑剂的储器，如图2中的阴影部分L所示。

在图2的配置中，导管4用作倾析柱，并且杂质I累积在阀20附近，导管4内部以及积累量(L)的润滑剂的下部。

在图2的配置所示的第一步骤中，阀32和40打开，而阀36和44关闭。

当导管或柱4中的润滑剂液位L达到管口282时，油开始流过第一旁通管线28，更具体地，流过过滤器30和阀32，一直流到罐26的内部容积V26中，油在重力的作用下在该内部容积中流动。实际上，第一管线28的流出口284位于罐26的上部中，并且油可以沿罐26的壁流动。随着阀44关闭，油逐渐填充第二排放管线42中的位于阀44上游的部分，包括传感器46和48的内部容积，然后通过经由阀40将空气驱出到大气中来填充内部容积V26。该步骤与图3中的配置对应。

当传感器56检测到达到罐26内的油位N2时，单元22使装置2切换到新步骤，如图4的配置所示，其中阀20进入打开配置中，使得能够通过将存在于阀20上游的残余量(L)的润滑剂以及杂质I引向回收盘6来排空倾析柱。因此，沿箭头F1的方向继续流动到盘6中。此外，阀32和40关闭并且阀36打开，使得能够将容积部分V26中不被润滑剂占据的部分，即该容积V26的位于液位N2上方的部分，置于空气压力P1下，所述空气压力等于空气源12的压力，在此示例中，该空气压力的值为7巴绝对压力。

在此之后，单元22使装置2切换到下一步骤，如图5的配置所示，此时阀44打开，其他阀保持图4中的配置状态。在此情况下，容积V26的上部中的空气压力P1起到通过传感器46和48将油推入第二排放管线42中的作用，使得这些传感器能够为单元22提供分别提供表示其已经检测到的参数的信号S46、S48。

在必要的情况下，信号S46和S48可以在单元22中处理，以便确定控制参数的值，尤其是通过与参考润滑剂的已知值进行比较。

信号S46和S48，或者来自这些信号的外推信号，可以作为共轭信号S2提供到装置2的外部，该共轭信号可以由中央处理单元用于控制发动机M。

实际上，碱度指数传感器48的通道部分是约3mm x 0.1mm，并且此通道部分应能够供应有足够的流量达充足时间，以执行碱度的测量。具有罐26的装置的构造使得能够随着容纳在罐26中的油量L1达到图4中的配置，生成形成油“缓冲器”的储器。该储油器L1的一部分可以连续或者按顺序倾入第二排放管线42中，以便传感器48具有足够的油量以进行分析。

从图5中的配置，可以在后续步骤中通过将阀44维持打开并且继续将压缩空气喷射通过阀36来继续排空罐26和整个第二排放管线42。

可替代地，当油位达到液位N1时可以停止排空罐26，从而永久达到第二排放管线42中的油位L2，特别是传感器46和48中，从而与油接触的活性部分不存在变干的风险。如果选择该第二方法，必须在下一测量期间使用一定量的油，以提前清洁第二排放管线42并且不扰乱下一次测量。

在图6和下文中所示的本发明的第二和第三实施例中，与第一实施例中的元件类似的元件采用相同参考符号。在下文中，主要描述这些实施例与前一实施例的不同之处。

在图6至图18的实施例中，第一管线28和第二管线42在T形结点29处结合。因此，第一旁通管线28的流出口284与第二排放管线42的管口422重合。位于罐26与结点29之间的管段是第一管线28和第二管线42共用的。该管段在罐26的下部中敞口，以便从导管4流到罐26的油直接到达此罐的下部中。

三个液位N1、N2和N3限定在罐26中，N1和N2液位与第一实施例中的相比。

在该第二实施例中，不使用与液位传感器54和56完全相同的液位传感器，而是采用压力传感器58，其输出信号S₅₈提供到电子控制单元22。此外，液位传感器60安装在导管4中位于阀20的上游处，即，在该阀上方。

此外，第一实施例的分接孔34和38以及阀36和40更换成单个分接孔38’，该单个分接孔上连接有压力传感器58，以及三通和三孔分配器62，该分配器一方面连接到加压空气源12并且另一方面连接到环境大气。分配器62由电子单元22通过专用电信号S62进行控制。

装置2还包括第三传感器50，所述第三传感器安装在罐26的上部中并且设置成指向罐26中容纳量的润滑剂与存在于该量之上的空气之间的界面I26。该传感器50是使用LIBS(激光诱导击穿光谱)技术的传感器。

更确切地说，如图12中可见，传感器50包括控制单元50A、指向界面I26的激光束(如箭头F2所示)的发射器50B，以及能够从界面I26接收发射回的射束如箭头F2R所示的接收器50C。由发射器50B发射的激光束F2激发量(L1)的润滑剂，并且在去激发期间，随着发射回的射束F2R而发射此量(L1)的特性频谱。传感器50的部件50B和50C集成到罐26的上壁262并且通过两个有线连接50D和50E连接到单元50A。

此技术允许传感器50确定容纳在罐26中的油中的溶解铁含量，更具体地，Fe²⁺和Fe³⁺离子的含量。这样使得能够确定发动机中与油接触的部分的腐蚀度，并且因此在需要的情况下启动预防性或纠正性维护操作。

可替代地，可以使用同样允许确定容纳在罐26中的油的溶解铁含量的另一种类型的传感器50。在此情况下，该传感器可以集成到第二管线42，尤其是设置在碱度传感器48的下游。

装置2的操作如下：

默认情况下，阀20打开并且阀32和33关闭，而分配器62处于图6中所示的配置下，其中所述分配器将罐26的内部容积V26与压缩空气源12和环境大气隔离。

在应当继续确定离开发动机M的油的碱度时，单元22在第一步骤中通过信号S20来启动阀20，以便使其进入图7中的封闭配置。在此配置中，油存在于过滤器30与阀32之间的第一旁通管线28中，因为之前执行了(并且下文将描述)过滤器30的清除堵塞操作。

在此配置中，阀32和44以及分配器62关闭。

液位传感器60设置成当阀20上游的导管4中保持的油柱达到该传感器检测的液位N0时，如图8所示，预定量(L’)润滑剂存在于管口282上方。例如，预定量可以等于100ml。当液位传感器60检测到导管4中达到此液位N0时，罐26的内部容积V26通过启动分配器62来设置成大气压力，以便进入图8所示的配置。

从此配置，单元22在下一步骤中控制阀32和分配器62来将导管4中的油量L’传输到罐26，如图9中的配置所示。在此配置中，阀32打开，而分配器62关闭。因此，随着从导管4将油传输到缓冲罐26,罐26内部的空气压力升高。在校准之后，可以将罐中夹带的空气的压缩水平与罐26中的初始空气体积以及传输油体积关联。

例如，对于罐26中空气的绝热压缩和等于160ml的初始体积，50ml传输油的罐26中压力达到1.7巴绝对压力。

此外，考虑到罐26初始包含250ml空气，可以将80ml，即图10中所示的量L1传输到罐26中，然后使罐的上部中的空气压力P1达到等于1.7巴绝对压力。这是下文中考虑的示例。

在此情况下，图10的配置中的装置2所示的步骤中，罐26中的油位达到N2。

单元22随后自动控制阀和分配器，以便达到图11的配置，在该配置中罐26通过分配器62设置成欠压，所述分配器将容积V26连接到压缩空气源12，以便罐26内部的空气压力P1’等于7巴。为此，预先通过单元22将阀32切换到关闭配置，以避免罐26中的油回流到管道4中。此外，在该步骤中，通过单元22将阀20切换成打开配置，以便从发动机M流向回收盘6的油可以再次沿箭头F1的方法流动。仍然在此步骤中，传感器50用于测量罐26中存在的油量L1中的溶解铁含量，尤其是Fe²⁺和Fe³⁺离子含量。

为此，传感器50指向位于罐26中的液位N2处的油/空气界面I26。传感器50的输出信号S₅₀或者从此信号外推的信号集成到装置2的输出信号S2中。

从此配置，单元22通过信号S62和S44控制分配器62和阀44，以分别关闭分配器42和打开阀44，从而达到图13的配置，在该配置中由于内部容积V26的上部中存在压力P1，罐26中的油含量逐渐被逐出罐中。

因此，油流过传感器46和48，所述传感器能够检测提供给他们的参数，并且将对应信号S46和S48提供给单元22，类似于在第一实施例中。

通过夹带在罐中的空气容量的连续膨胀和与空气源12的连连接容纳在罐26中的油可以在若干循环中通过第二排放管线42排放。对于初始包含80ml油的250ml罐，例如可以先连接到空气源12三次，再执行7巴到6.2巴之间的三次连续膨胀。这样允许在第二排放管线42中输送总容量50ml并且达到图14的配置，在该配置中在等于6.2巴的压力P2下，50ml的残余量(L2)的润滑剂留在罐26中。

通过分配器62的适当命令，在7巴的压力下预先连续向罐26填充空气以此来执行三次连续膨胀。

这三次膨胀使得能够在三个连续步骤中在传感器46和48中循环50ml润滑剂，进而允许它们生成三组信号S46和S48以及一组组合信号，这些信号意图用于并且提供到单元22，然后类似于在第一实施例中传输和/或处理。

从图14的配置，单元22使装置2进入图15的配置，在该配置中罐26的内部容积V26再次加压到7巴的压力P1’，作为分配器62的适当命令的响应，同时阀44关闭。

一旦此操作完成，单元22命令阀32打开并且分配器62关闭，起到将罐26的下部中存在的油通过第一旁通管线28逐出，使其沿清除过滤器30的堵塞的方向一直进入导管4中的效果。该步骤如图16的配置所示。通过将罐26中的压力从7巴降低到6.2巴，可以将罐26中的约20ml的量向导管4循环。在此步骤结束时，在6.2巴的压力P2下，罐26中仍然留有等于10ml的残余量(L3)的润滑剂。

一旦完成过滤器的此清除堵塞操作，单元22使装置2切换到图17的配置，在该配置中阀32再此关闭，同时阀44打开并且分配器62置于所述配置中，从而为容积V26提供加压空气。这样起到排出第二排放管线42以及传感器46和48中存在的残余油量，直到达到图18中的配置的效果，在该配置中，第二排放管线42以及传感器46和48排空油并且填充空气。这与上述图7的配置对应。

如图17和图18中所示，第一旁通管线28中位于阀32与流出口282之间的部分通过来自罐26的空气被排空。于此相关的是，实际上，阀32即刻位于结点29的上游。

在图19中所示的本发明的第三实施例中，使用多个导管4，每个导管均用于从发动机M的单个气缸集油。

每个导管4配备阀20，所述阀由电子单元22控制并且使得能够中断相关导管4中的润滑剂流F1的流动。与第一实施例相同，第一旁通管线28一方面连接到每个导管4中位于其阀20的上游处，并且另一方面连接到缓冲罐26的入口，与第一实施例相同。装置2因此包括与导管4同样多的旁通管线28。每个旁通管线28从其管口282起配备过滤器30和断流阀32。前四个管线28在它们的对应断流阀32的下游连接，并且分接孔34是第一四个旁通管线28以及其在缓冲罐26中的流出口284所共用的。

根据与上文关于第一实施例所述内容并行的方法，分接孔8设置在每个导管4上并且配有手动控制阀10。可替代地，只有一个或者某些导管4配有这种分接孔8。

第二排放管线42是发动机的所有气缸共用的并且在罐26的下游从所有第一旁通管线28接收油。第二排放管线的流出口424设置在一个导管4上位于其断流阀20的下游处。

该第三实施例允许优化导管4及其在船用发动机舱内的通道的尺寸。这样相对于第一实施例而言能够增大空间。

通过连续应用上述关于第一实施例的方法，对于每个导管4，该第三实施例中的装置使得能够通过与第一实施例的传感器相同的传感器48确定连接导管4的发动机M的每个气缸的出口处的燃料的碱度。

在图19中的示例中，设有四个导管4，每个专用于发动机M的气缸。可替代地，导管4的数量不同，而仍然大于或等于2，以便根据发动机M的配置以及容置导管4可用空间来调整装置2。

无论采用哪个实施例，装置2允许通过可以自动化并且不需要用户的任何特定知识的方法高效测量离开发动机M的油的碱度或BN，因为信号S2可以直接被人或机器解读。

实际上，根据源12的压力，罐26的内部容积V26中存在的最大压力P1’不限于7巴。所述压力介于6到12巴之间，优选地在7到10巴之间，具体取决于船上可用的压缩空气网的压力。优选7巴的值，因为其可提供良好的实验结果并且对应于当前可用的压力等级。重要的是，此压力P1大于导管4中的油压P4，油压P4介于上述1.1巴与6巴之间。实际上，正是压力P1与P4之间的压力差确保油流过第二排放导管42。

无论采用哪个实施例，基本上包含在外壳24中的装置2都易于安装在船上，并且不需要将阀20设置在导管4中的适当位置，不需要将管线28和42的结点设置在导管上，不需要该装置供应当前和加压空气。因此，装置2可以轻松地嵌入新船上并且用于改装工作中的船只。

上文针对船推进发动机的情况来描述本发明。但是，本发明可以适用于其他设备，例如辅助或附属船用发动机以及齿轮箱，尤其是潮汐或风力涡轮机。

在上文中，术语“油”和“润滑剂”可互换使用，因为发动机油是润滑剂。但是，本发明可以适用于其他润滑剂，例如用于传动装置或齿轮的油、压缩机油、液压油、涡轮机油或者其他离心机油。

上述实施例和替代方案的特征可以组合，以产生本发明的新实施例。

Claims (11)

1.一种用于跟踪在设备(M)中循环的润滑剂的碱度(BN)的演变的装置(2)，所述装置包括：

-至少一个导管(4)，用于循环(F1)所述润滑剂，所述导管在上游连接到所述设备并且在下游连接到回收盘(6)，

-至少一个传感器(48)，用于确定所述润滑剂的碱度(BN)，

-第一控制阀(20)，用于中断所述导管(4)中的所述润滑剂的所述循环(F1)，

-缓冲罐(26)，用于累积所述润滑剂，

其特征在于，所述装置包括：

-第一旁通管线(28)，一方面在所述第一阀的上游连接到所述导管并且另一方面连接到所述缓冲罐，

-第二控制阀(32)，用于中断所述第一旁通管线中的所述润滑剂的循环，

-第二管线(42)，用于将所述润滑剂从所述缓冲罐排放到所述回收盘，所述第二管线设置在所述第一旁通管线(8)的下游，

-第三控制阀(44)，用于中断所述第二排放管线中的所述润滑剂的循环，

并且，所述传感器(48)设置在所述第二排放管线(42)上并且允许确定所述缓冲罐(26)的出口处的所述润滑剂的所述碱度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于所述缓冲罐(26)的内部容积(V26)的气体加压的装置(12，22，36，40；12，22，62)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述气体加压装置包括压缩气体源(12)和阀门组(36，40)或者气动分配器(62)，用于选择性地将所述缓冲罐(26)的所述内部容积(V26)与所述压缩气体源或者环境大气连通。

4.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于检测所述缓冲罐(26)中的润滑剂液位的装置(54，56；60)。

5.根据权利要求2和4所述的装置，其特征在于，所述用于检测所述罐中的润滑剂液位的装置包括所述缓冲罐(26)的所述内部容积(V26)中的气体压力传感器(58)。

6.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

-传感器(46)，用于测量密度(D)、粘度(V)、湿度(H)和温度(T)，并且也设置在所述第二排放管线(42)上，

-传感器(50)，用于确定存在于所述缓冲罐中的所述润滑剂中溶解铁的含量。

7.一种使用根据前述权利要求中的一项权利要求所述的装置(2)来跟踪在设备(M)中循环的润滑剂的碱度的演变的自动化方法，其特征在于，所述方法包括至少以下步骤：

a)关闭所述第一阀(20)，

b)打开所述第二阀(32)和关闭所述第三阀(44)，以从所述第一阀的上游的所述导管(4)中累积量(L；L')的润滑剂向所述缓冲罐供料，

c)打开所述第三阀(44)，从而使存在于所述缓冲罐中的所述润滑剂循环通过所述第二排放管线(42)，与所述第二传感器(48)接触以确定所述润滑剂的碱度，

d)使用所述传感器的输出信号(S48)来确定所述润滑剂的碱性。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法采用根据权利要求2或3中的一项权利要求所述的装置(2)来实施，并且所述方法在步骤b)之后且在步骤c)之前包括步骤e)，由以下步骤构成：

e)采用在6巴到12巴，优选地为7巴到10巴，更优选地为7巴的压力(P1)，对所述缓冲罐(26)的所述内部容积(V26)进行气体加压。

9.根据权利要求7或8中的一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述步骤c)中断，并且残余量(L2)的润滑剂留在所述缓冲罐(26)中。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法在步骤d)之后包括步骤f)，由以下步骤构成：

f)通过使所述润滑剂从所述缓冲罐(26)循环到所述导管(4)来清除集成到所述第一旁通管线(28)中的过滤器(30)的堵塞。

11.一种用于跟踪船上的设备(M)的操作的方法，其特征在于，所述方法包括采用根据权利要求7到10中的一项权利要求所述的方法，在所述船上确定所述设备的润滑剂的碱度(BN)。