CN108291464A - 具有自动流量控制的柴油机旁路(离线)过滤系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于离线过滤柴油机器(1)的污染油的油过滤系统，该油过滤系统包括：系统入口(4)，用于接收柴油机器(1)的污染油的入口流；系统出口(5)，用于向柴油机器(1)释放过滤油的出口流；油过滤单元，与系统入口(4)和系统出口(5)流体连通，该油过滤单元包括适于接收污染油并释放过滤油的滤油器(6)；泵单元(7)，布置在油过滤单元的上游，该泵单元(7)适于在从系统入口(4)到油过滤单元的方向上提供污染油流；温度传感器(13)，用于测量油温，温度传感器(13)包括适于发送反映测量的油温的第一电信号的信号发送器；以及控制单元(14)，适于接收第一电信号，将测量的油温与至少一个参考温度进行比较，并且根据测量的油温与至少一个参考温度的比较结果来调整泵单元(7)的泵送流速，其中温度传感器(13)位于滤油器(6)的上游，以便在污染油即将被滤油器(6)接收之前测量污染油的油温。本发明进一步涉及一种用于离线过滤柴油机器(1)的污染油的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于离线过滤柴油机器的污染油的油过滤系统，该油过滤系统包括：
-系统入口，用于接收柴油机器的污染油的入口流，
-系统出口，用于向柴油机器释放过滤油的出口流，
-油过滤单元，与系统入口和系统出口流体连通，该油过滤单元包括适于接收污染油并释放过滤油的滤油器，
-泵单元，布置在油过滤单元的上游，该泵单元适于在从系统入口到油过滤单元的方向上提供污染油流，
-温度传感器，用于测量油温，该温度传感器包括适于发送反映测量的油温的第一电信号的信号发送器，以及
-控制单元，适于接收第一电信号，将测量的油温与至少一个参考温度进行比较，并且根据测量的油温与至少一个参考温度的比较结果来调整泵单元的泵送流速(pumpingflow rate)。
本发明进一步涉及一种用于离线过滤柴油机器的污染油的方法。
背景技术
系统润滑油的总体积大于200升的大型柴油机需要润滑和冷却，例如主轴承和曲轴轴承的润滑以及活塞头的冷却。为了降低柴油机器的磨损率并延长润滑油和发动机之间需要维修的时间，润滑油需要在旁路(离线)系统中进行连续清洗，以获得最佳清洗以及颗粒污染物的分离。
可以应用各种类型的用于清洗/过滤的装置，其中装置之一是深度过滤器过滤系统。任何旁路清洗/过滤系统的共同之处在于，大多数发动机制造商要求在发动机运转时和停机期间旁路(离线)清洗/过滤系统处于运行状态。
当油流经深度过滤器芯(insert)时，将会在深度过滤器芯上形成压降。该压降受两个主要因素影响，(1)在深度过滤器芯中的保留和积聚的颗粒污染物，以及(2)油的粘度。
根据深度过滤器芯的积聚的污染物及剩余使用期限，由保留的颗粒污染物(1)引起的压降是一个自然过程并且指示深度过滤器芯的状态。
由油的粘度(2)引起的压降与温度有关。当柴油机运行时，温度高(例如，在50℃以上)，粘度低，并且深度过滤器芯上的压降主要受到积聚的颗粒污染物影响/由积聚的颗粒污染物产生。当发动机不运行时，温度低(例如，在50℃以下)，粘度高，并且压降主要受到高粘度影响/由粘度产生，这提供了关于深度过滤器芯的状态以及尤其是维修之前的剩余时间的错误指示。旁路过滤/清洗系统的机械构造由于不适当的高压降也受到影响/磨损。为了克服这些困难，旁路过滤/清洗系统通常装备有保持油温高且油粘度低(即接近正常运行状态)而与发动机是否运转或停止无关的能耗预热器。
因此，已知的用于离线过滤柴油机器的污染油的油过滤系统提供一种能耗解决方案。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于离线过滤柴油机器的污染油的油过滤系统，该油过滤系统包括
-系统入口，用于接收柴油机器的污染油的入口流，
-系统出口，用于向柴油机器释放过滤油的出口流，
-油过滤单元，与系统入口和系统出口流体连通，该油过滤单元包括适于接收污染油并释放过滤油的滤油器，
-泵单元，布置在油过滤单元的上游，该泵单元适于在从系统入口到油过滤单元的方向上提供污染油流，
-温度传感器，用于测量油温，该温度传感器包括适于发送反映测量的油温的第一电信号的信号发送器，以及
-控制单元，适于接收第一电信号，将测量的油温与至少一个参考温度进行比较，并且根据测量的油温与至少一个参考温度的比较结果来调整泵单元的泵送流速，
-其中温度传感器位于滤油器的上游，以便在污染油即将被滤油器接收之前测量污染油的油温。
柴油机器可以理解为柴油机，或柴油机的主轴承、曲轴轴承、活塞头等。然而，在本发明中预见到要求系统油的总体积的其它类型的柴油机器。
柴油机器的污染油可以理解为包含固相，例如包含一定量的颗粒污染物的润滑油、冷却油等。
当油进入滤油器时，即将之前可以被理解为温度传感器被定位成其测量的油温接近或等于油的温度。因此，温度传感器可以被定位在系统入口之后并且在滤油器之前的任何位置。因此，温度传感器可被定位成测量滤油器的入口处的油温，和/或被定位成比系统入口更靠近滤油器的位置，和/或被定位成比泵单元更靠近滤油器的位置。
如上所述，当柴油机器运行时，与柴油机器处于停止状态相比，测量的油温可以高于参考温度(例如在50℃以上，但取决于柴油机器的类型和位置)，且粘度低，并且测量的油温可以低于参考温度(例如在50℃以下)。当柴油机器运行时，滤油器上的压降主要受到积聚的颗粒污染物的影响/由积聚的颗粒污染物产生。当柴油机器处于停止状态时，滤油器上的压降主要受到油的(高)粘度影响/由油的(高)粘度产生，这提供了关于深度过滤器芯的状态和尤其是距下一次必需的维修的剩余时间的错误指示。
通过相对于测量的油温和至少一个参考温度的比较，调节泵送流速/泵送量，油的粘度增大对油过滤系统的机械构造以及对滤油器上的压降的影响可以减至最小程度。因此，当柴油机器运行时，可以施加高泵送流速(即正常运行状态，例如完全或接近全泵送流速)。然而，当柴油机器处于停止状态时，如果使用与运行的柴油机器的泵送流速类似的泵送流速，则油过滤系统的机械构造可能受到影响/磨损。因此，可以调节(即减小)泵送流速以使(高)粘度的影响降低到最小，并且可以避免使用预热器的替代物来保持油的温度和粘度接近正常运行状态。
因此，在柴油机器停止时，由于例如泵单元可以减小泵送流速，并且由于油过滤单元接收减少量的污染油，因此油过滤系统的机械结构受到的影响较小。此外，由于泵送流速减小，因此能耗降低。
至少一个参考温度的度数可取决于许多不同的参数，诸如油的类型、油的粘度、油将达到的最高温度和最低温度、柴油机器正在运行的环境、系统中的压力、滤油器上的压降等。至少一个参考温度的度数可以是自适应的，并且可以根据例如运行状态和/或环境状况的改变(例如油的类型、粘度、温度或压降的改变)同样地随着时间改变/变化。
在本发明中，油的粘度可以在10cSt-800cSt之间。
因此，提供了一种节能解决方案，该解决方案减少了对油过滤系统的磨损，并且提供了关于滤油器的状态和距下一次必需的维修的剩余时间的正确指示。
在油通过滤油器时，由于滤油器上的压降，油的温度可能会发生改变，并且由于在通过管道输送至油过滤单元和从油过滤单元输送期间的热量损失，油温可能会下降。因此，如果温度传感器设置在油过滤单元的下游，则测量的油温与即将进入滤油器之前的油的温度不同。因此，在油过滤单元之后测量的油温不能用于精确估计即将进入油过滤单元之前的油的油温以及进入滤油器的油的油温。这意味着这样测量的油温不能用于最佳地调节泵送流速。
因此，当温度传感器设置在滤油器的上游时，在油进入油过滤单元并因此进入滤油器之前测量油的温度。这样就会引起根据柴油机是在运行还是处于停止状态结果而调节泵送流速的最佳条件。
使用温度传感器测量油温提供了一种易于安装的解决方案。通过使用设计成与温度传感器连接的专用控制单元来调节泵送流速，使得不需要触动柴油机器的其他控制系统并且提供自动调节，这意味着不需要人力或者需要最少的人力。
因此，提供了一种易于安装和操作的解决方案。
在实施例中，温度传感器可以被定位在泵单元的下游。
将温度传感器定位在泵单元的下游有利于在污染油即将被滤油器接收之前测量污染油的油温，从而使油通过泵单元和通向油过滤单元的管道的过程期间油温发生变化的风险被降到最低。
因此，温度传感器可以就这样被定位在紧挨着油过滤单元的入口或者在油过滤单元的入口中。
在实施例中，温度传感器可以被定位在滤油器的上游并且紧邻滤油器。
在油过滤单元和滤油器的上游以及油过滤单元和滤油器的附近设置温度传感器的优点在于，使温度传感器和滤油器之间油温发生变化的风险降到最低。
温度传感器可以布置在油过滤单元的内部和/或形成油过滤单元的一部分。例如，油过滤单元可以包括壳体和布置在壳体内的滤油器，使得温度传感器可以安装在所述壳体内，例如在通向滤油器的管道中，或者可以安装在滤油器的入口处，这将使得可以更精确地测量滤油器接收的油温。因此，温度传感器可以形成油过滤单元的一部分，并且因此可以与油过滤单元同时安装，使得不必额外的人力安装温度传感器并且不存在温度传感器被不正确的安装的风险。
因此，提供了一种最佳的温度测量。
在实施例中，滤油器可以包括天然或合成聚合物。在实施例中，滤油器可以是深度精滤器。因此，滤油器可以包括纤维素材料。发明人已经发现，在本发明中包括天然或合成聚合物的深度精滤器作为过滤材料是有利的。
在实施例中，泵单元可以是容积泵。因此，泵单元可以每次旋转泵送恒定量的流体(油)。泵单元布置在油过滤单元的上游，因此可以布置在系统入口和油过滤单元之间。泵单元提供污染油流，因此在从系统入口到油过滤单元的方向上移动/平移/转移一定量的污染油。
容积泵可以是旋转式容积泵、往复式容积泵或直线式容积泵。
容积泵可以由电机驱动，以便在调节/调整泵送流速时，调节/调整泵的电机的转速。
因此，容积泵可以是内齿轮泵。
在实施例中，泵单元的泵送流速可以在100L/h和10,000L/h之间。
在实施例中，油温可以在10℃和150℃之间。
根据本发明，进一步提供了一种用于离线过滤柴油机器的污染油的方法，该方法包括以下步骤：
-提供一种油过滤系统，该油过滤系统包括：
-系统入口和系统出口，
-油过滤单元，与系统入口和系统出口流体连通，油过滤单元包括滤油器，以及
-泵单元，布置在油过滤单元的上游，
-通过系统入口接收柴油机器的污染油的入口流，
-通过使用泵单元在从系统入口到油过滤单元的方向上泵送污染油的入口流，
-通过使用温度传感器在污染油即将被滤油器接收之前测量污染油的油温，并且发送反映测量的油温的第一电信号，该温度传感器包括信号发送器并位于滤油器的上游，
-将污染油引入滤油器以便过滤污染油，并从滤油器中释放过滤油，
-通过使用控制单元将测量的油温与至少一个参考温度进行比较，并且根据测量的油温与至少一个参考温度的比较结果来调整泵单元的泵送流速，以及
-通过系统出口向柴油机器释放过滤油的出口流。
在实施例中，根据测量的油温与至少一个参考温度的比较，可以减小、增大或保持泵送流速。
可以将测量的油温与至少一个参考温度进行比较。如果将测量的油温仅与一个参考温度进行比较，则可以确定参考温度，以指示柴油机器是否正在运行/运转或处于停止状态。所述参考温度可以例如为50℃。
因此，如果比较结果显示测量的油温低于参考温度，则这可表明柴油机器处于停止状态，并且油的粘度已经增大，因此泵送流速可能减小，例如，为泵单元的全流速的30％或50％。如果比较结果显示测量的油温高于参考温度，则这可表明柴油机器正在运行并且油的粘度已经下降，因此泵送流速可能增大到正常运行状态，例如增大到泵单元的全流速的100％。
如果比较结果显示测量的油温高于参考温度，但是泵送流速已经增大到正常运行状态，则可以保持泵送流速，反之亦然。这提供了相对于油温以及油的粘度的泵送流速的简单和有效的调整/调节。
测量的油温可以与多于一个参考温度相比较，使得泵送流速可以被调整为多于高值(例如全流速的100％)和低值(例如30％的全流速)，例如也可被调整为一个或多个中间值(例如全流速的50％或60％)的泵送流速。这尤其将进一步使对油过滤系统的机械构造的磨损/压力减到最小。
它可以被定义为要求，即在泵送流速可以被调整/调节之前，两个或更多个比较(测量的和参考温度的比较)必须表明测量的油温低于或高于参考温度。这将防止在测量的油温相对于参考温度波动的情况下重复地调整/调节泵送流速，并且因此将简化油过滤系统的机械构造，并且可降低能量消耗。
在实施例中，泵送流速可以以恒定的速率减小或增大。
因此，泵送流速可以以恒定的变速率，例如在每秒0.1％和每秒20％之间减小或增大，使得泵送流速不会被瞬时地调整/调节。由于运行条件不会迅速地改变，这将减少对泵单元和油过滤单元的机械构造的磨损。
在实施例中，泵送流速可以瞬时地减小或增大。
因此，泵送流速可以逐步减小或增大，例如，在全泵送流速的33％、66％和100％之间(其中全泵送流速的100％可以是正常运行状态)之间。如果即刻需要更高的滤油率，例如当柴油机器在停止一段时间后开始运行时，这可能是有利的。
附图说明
下面将参照附图中所示的示例性实施例更详细地描述油过滤系统的结构和功能及其使用方法，其中，
图1示出了连接到柴油机器的油过滤系统的实施例。
具体实施方式
柴油机器1可以包括机器入口2和机器出口3，例如柴油机器1的油池包括一定量的需要清洗/过滤的污染油。根据柴油机器是否在运行或处于停止状态以及柴油机器的位置，污染油可能具有10℃至150℃的温度。
油过滤系统可利用系统入口4和系统出口5分别与柴油机器1的机器入口2和机器出口3连接，使得油过滤系统可接收来自柴油机器1的污染油的入口流，并向柴油机器1释放过滤油的出口流。
油过滤系统可以包括油过滤单元，该油过滤单元包括适于接收污染油并释放过滤油的诸如深度精滤器的滤油器6，并且可以包括泵单元7。
管道8可将系统入口4连接到泵单元7的泵送入口9，并且管道10可将泵单元7的泵送出口11连接到油过滤单元的入口和滤油器6的入口6'。此外，管路12可以将油过滤单元的出口和滤油器6的出口6”连接到系统出口5。因此，油过滤单元和滤油器6可以与系统入口4和系统出口5流体连通。
泵单元7可以布置在油过滤单元和滤油器6的上游，使得泵单元可以在从系统入口4到油过滤单元和滤油器6的方向上提供污染油流，以及可以在从滤油器6的出口6”以及因此从油过滤单元的出口6”到系统出口5的方向上提供过滤油流。
泵单元7可以是诸如旋转式容积泵、往复式容积泵或线性型容积泵的容积泵，并且可以是内齿轮泵。泵单元7可以提供100L/h至10,000L/h之间的泵送流速。
油过滤系统可以进一步包括用于测量油温的温度传感器13以及控制单元14，其中温度传感器13和控制单元14可以适于互相通信，例如，通过有线或无线方式。温度传感器13可以包括适于发送反映测量的油温的第一电信号的信号发送器。控制单元14可以适于接收和翻译从信号发送器发送的第一电信号，将测量的油温与至少一个参考温度进行比较，并且根据测量的油温与至少一个参考温度的比较结果来调整/调节泵单元的泵送流速。可以理解的是，泵单元7可以包括控制单元14。
温度传感器13可以被定位在系统入口4的下游的任何位置并且位于滤油器6之前/上游。因此，温度传感器13可以被定位在滤油器的上游和/或油过滤单元的上游以便在即将被滤油器6接收之前测量污染油的油温。在图1中，温度传感器13被示出为定位成测量紧挨着过滤器6的位置处的油的温度。
温度传感器13可以布置成测量泵单元7的上游或下游的油温。有利地，在一个位置处测量油温，以便测量与即将被滤油器6接收之前的油相似的温度。
油过滤系统可以通过系统入口4接收柴油机器1的污染油的入口流并且通过使用泵单元7在从系统入口4到油过滤单元的方向上泵送污染油的入口流来进行操作。污染油的油温可以通过温度传感器13以恒定地或以预定的速率在滤油器6的上游的位置处测量，以便在油即将被滤油器6接收之前测量油温。基于测量的温度，反映测量的油温的第一电信号可以利用温度传感器13的信号发送器来发送。污染油可以被引入到滤油器6中，以便污染油被过滤并释放到管道12，管道12将滤油器6的出口6”连接到系统出口5，从而过滤油的出口流向柴油机器1输出。控制单元14可将测量的油温与至少一个参考温度进行比较，并相应地调整/调节泵单元7的泵送流速。控制单元14可以以恒定/线性变速率(诸如在每秒0.1％和每秒20％之间)来调整/调节泵送流速，以减少对泵单元7的机械构造上的磨损，或者可以逐步地调整/调节泵送流速，例如，在全泵送流速的33％、66％和100％之间(其中全泵送流速的100％可以是正常运行状态)，以使立即升高/降低泵送流速的要求更容易实现。
在本发明的范围内预见到上述原理和设计的修改以及组合。
Claims (11)
1.一种用于离线过滤柴油机器(1)的污染油的油过滤系统，所述油过滤系统包括：
-系统入口(4)，用于接收所述柴油机器(1)的污染油的入口流，
-系统出口(5)，用于向所述柴油机器(1)释放过滤油的出口流，
-油过滤单元，与所述系统入口(4)和所述系统出口(5)流体连通，所述油过滤单元包括滤油器(6)，所述滤油器(6)适于接收所述污染油并释放所述过滤油，
-泵单元(7)，布置在所述油过滤单元的上游，所述泵单元(7)适于在从所述系统入口(4)到所述油过滤单元的方向上提供污染油流，
-温度传感器(13)，用于测量油温，所述温度传感器(13)包括适于发送反映测量的油温的第一电信号的信号发送器，以及
-控制单元(14)，适于接收所述第一电信号、将测量的油温与至少一个参考温度进行比较，并且根据测量的油温和所述至少一个参考温度的比较结果来调整所述泵单元(7)的泵送流速，
其特征在于，
-所述温度传感器(13)位于所述滤油器(6)的上游，以便在所述污染油即将被所述滤油器(6)接收之前测量所述污染油的油温。
2.根据权利要求1所述的油过滤系统，其中，所述温度传感器(13)被定位在所述泵单元(7)的下游。
3.根据权利要求1-2所述的油过滤系统，其中，所述温度传感器(13)位于所述滤油器(6)的上游并且紧邻所述滤油器(6)。
4.根据权利要求1-3所述的油过滤系统，其中，所述滤油器(6)包括天然聚合物或合成聚合物。
5.根据权利要求1-4所述的油过滤系统，其中，所述泵单元(7)是容积泵。
6.根据权利要求1-5所述的油过滤系统，其中，所述泵单元(7)的泵送流速在100L/h和10,000L/h之间。
7.根据权利要求1-6所述的油过滤系统，其中，所述油温在10℃和150℃之间。
8.一种用于离线过滤柴油机器(1)的污染油的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供一种油过滤系统，所述油过滤系统包括：
-系统入口(4)和系统出口(5)，
-油过滤单元，与所述系统入口(4)和所述系统出口(5)流体连通，所述油过滤单元包括滤油器(6)，以及
-泵单元(7)，布置在所述油过滤单元的上游，
-通过所述系统入口(4)接收所述柴油机器(1)的污染油的入口流，
-通过使用所述泵单元(7)在从所述系统入口(4)到所述油过滤单元的方向上泵送所述污染油的入口流，
-通过使用温度传感器(13)在所述污染油即将被所述滤油器(6)接收之前测量所述污染油的油温并发送反映测量的油温的第一电信号，所述温度传感器(13)包括信号发送器并且被定位在所述滤油器(6)的上游，
-将污染油引入所述滤油器(6)以便过滤污染油，并从所述滤油器(6)中释放过滤油，
-通过使用控制单元(14)将所述测量的油温与至少一个参考温度进行比较，并且根据所述测量的油温与所述至少一个参考温度的比较结果来调整所述泵单元(7)的泵送流速，以及
-通过所述系统出口(5)向所述柴油机器(1)释放过滤油的出口流。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，根据所述测量的油温与所述至少一个参考温度的比较结果来减小、增大或保持所述泵送流速。
10.根据权利要求8-9所述的方法，其中，所述泵送流速以恒定的速率减小或增大。
11.根据权利要求8-10所述的方法，其中，所述泵送流速瞬时地减小或增大。
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