CN114295526A - 一种旁路油液磨粒监测捕捉装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旁路油液磨粒监测捕捉装置，包括旁路管道、第一油泵、第一通过式检测模块、吸附式检测模块、第二通过式检测模块、第二油泵，第一油泵将滑油从主管道抽入旁路管道，并依次流动通过第一通过式检测模块、吸附式检测模块、第二通过式检测模块，最后通过第二油泵将滑油汇入主管道。本发明解决了现有油液磨粒监测中检测不准确且未能实现油液颗粒物分类检测的技术问题。

Description

一种旁路油液磨粒监测捕捉装置

技术领域

本发明属于油液监测技术领域，尤其涉及一种旁路油液磨粒监测捕捉装置。

背景技术

大型动力机械装备转动部件(轴承、齿轮等)采用润滑油起到减磨、减阻、润滑和冷却作用。磨粒磨损是转动部件最常见和最主要的失效形式，尺寸从几微米到几百微米不等。磨粒越大，表征转动部件损失越严重；磨粒的累计量越大，表征转动部件磨损程度越严重。磨粒在润滑油的冲刷下，从转动部件流出，因此实现油液中磨粒大小、累计量的在线监测就能间接实现大型动力机械装备转动部件磨损状态的在线监测，这对于提升大型动力机械装备运行的可靠性和安全性十分重要。

目前国内外油液磨粒在线监测方法主要可分为：重量法、计数法、半定量法。从颗粒物是否被油液传感器捕捉角度，可分为通过式和吸附式。颗粒物从材料属性上分为铁磁性和非铁磁性。从对于大型动力机械装备来讲，由于润滑油回油流量大，管路直径尺寸在200毫米以上。当油液磨粒在线监测传感器的流道直径与滑油回油管路直径一致或接近时，现有技术无法精准监测到50-200微米的磨粒。此外，大型动力机械装备的转动部件材料除采用铁磁类的铁碳合金钢外，还同时采用巴氏合金非铁磁材料时，转动部件生成的磨粒却表现为铁磁磨粒特性，现有的电感式磨粒传感器技术无法准确识别巴氏合金磨粒大小和属性。另外，当非铁磁颗粒物粒径过小时会造成误判。现有技术中，也未考虑到油液中气泡对传感器信号采集的影响，并且对于颗粒物的检测只依赖传感器，是现在技术中有待解决的问题。

发明内容

针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供了一种旁路油液磨粒监测捕捉装置，以解决现有油液磨粒监测中检测不准确且未能实现油液颗粒物分类检测的技术问题。

本发明提供一种旁路油液磨粒监测捕捉装置，包括：旁路管道，与滑油主管道连接；第一油泵，安装于旁路管道入口；第一通过式检测模块，安装于旁路管道并位于第一油泵之后，获取滑油中的颗粒物初始数；吸附式检测模块，安装于旁路管道并位于第一通过式检测模块之后，吸附滑油中铁磁颗粒物并获取铁磁颗粒物数；第二通过式检测模块，安装于旁路管道并位于吸附式检测模块之后，获取滑油中的非铁颗粒物数；第二油泵，安装于旁路管道出口；第一油泵将滑油从主管道抽入旁路管道，并依次流动通过第一通过式检测模块、吸附式检测模块、第二通过式检测模块，最后通过第二油泵将滑油汇入主管道。

在其中一些实施例中，旁路管道上在第一油泵与第一通过式检测模块之间还安装有消泡模块，滑油通过消泡模块消除气泡后流入第一通过式检测模块。

在其中一些实施例中，旁路管道上在第二通过式检测模块与第二油泵之间还安装有非铁颗粒物捕捉模块，滑油通过非铁颗粒物捕捉模块捕捉非铁颗粒物后流入第一通过式检测模块。

在其中一些实施例中，消泡模块中安装有液位传感器，通过液位传感器获取滑油的液位，根据液位控制第一油泵和第二油泵工作。

在其中一些实施例中，根据获取的颗粒物初始数、铁磁颗粒物数和非铁颗粒物数判断所述第一通过式检测模块和所述第二通过式检测模块中传感器状态，包括：若颗粒物初始数与非铁颗粒物数之差等于铁磁颗粒物数，则传感器工作正常；若颗粒物初始数与非铁颗粒物数之差大于铁磁颗粒物数，则传感器工作异常并报警。

在其中一些实施例中，若颗粒物初始数与非铁颗粒物数之差小于铁磁颗粒物数，则计算误报率，并根据误报率获取实际非铁颗粒物数，误报率公式为：

式中，n₁为颗粒物初始数，n₂为非铁颗粒物数，n₃为铁磁颗粒物数。

在其中一些实施例中，吸附式检测模块包括弯折管道，吸附式检测模块的铁磁颗粒物吸附传感器设置于弯折管道的拐角处。

在其中一些实施例中，弯折管道和铁磁颗粒物吸附传感器具有至少一组。

在其中一些实施例中，弯折管道的弯折角度为90°。

在其中一些实施例中，若颗粒物初始数大于一预设值，则进行磨粒超标报警。

基于上述技术方案，本发明提供了一种旁路油液磨粒监测捕捉装置，利用多种油液处理装置按顺序联合处理，捕捉并检测油液中各种颗粒物。降低了工程操作流程复杂度，简化了检测流程，为船舶油液污染物检测及报警警示提供了有效解决方案。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为本发明监测捕捉装置整体结构图；

图2为本发明监测捕捉装置中单个弯折管道结构图；

图3为本发明监测捕捉装置中多个弯折管道结构图；

图中：

1、主管道；2、旁路管道；3、第一油泵；4、消泡模块；5、第一通过式检测模块；6、吸附式检测模块；7、第二通过式检测模块；8、非铁颗粒物捕捉模块；9、第二油泵；51、第一通过式传感器；61、铁磁颗粒物吸附传感器；62、弯折管道；71、第二通过式传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“固定”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本申请实施例的旁路油液磨粒监测捕捉装置适用于燃气轮机。

如图1所示，在本发明一种旁路油液磨粒监测捕捉装置中，包括旁路管道2，连接于滑油的主管道1，在旁路管道2上依次安装有第一油泵3、消泡模块4、第一通过式检测模块5、吸附式检测模块6、第二通过式检测模块7、非铁颗粒物捕捉模块8、第二油泵9，其中，第一油泵3安装于旁路管道2入口，第二油泵9安装于旁路管道2出口。在具体实施中，第一油泵3将滑油从主管道1抽入旁路管道2，并依次流动通过消泡模块4、第一通过式检测模块5、吸附式检测模块6、第二通过式检测模块7、非铁颗粒物捕捉模块8，最后从非铁颗粒物捕捉模块8中流出并通过第二油泵9将滑油汇入主管道1。

具体的，消泡模块4前连接第一油泵3，用以将油液抽进旁路管道2并加速为消泡模块4提供足够的液体流动初速度，油液通过消泡模块4消除油液中气泡，出口通过管道连接第一通过式检测模块5，可选的，消泡模块4为高速离心消泡器。可选的，消泡模块4中安装有液位传感器，通过液位传感器获取滑油的液位，根据液位控制第一油泵3和第二油泵9工作。在具体实施中，第一油泵3、第二油泵9通过延时控制被滑油泵开关控制，实现油液循环的正常运行，消泡模块4中的液位传感器将信号传给控制软件，通过液位信号控制油泵的开启关闭及油液流速。

具体的，第一通过式检测模块5的出口连接吸附式检测模块6，吸附式检测模块6出口与第二通过式检测模块7连接，第一通过式检测模块5中安装有第一通过式传感器51，用于获取滑油中的颗粒物初始数；吸附式检测模块6中安装有铁磁颗粒物吸附传感器61，用于吸附滑油中铁磁颗粒物并获取滑油中铁磁颗粒物数；第二通过式检测模块7中安装有第二通过式传感器71，用于获取滑油中的非铁颗粒物数。可选的，第一通过式传感器51和第二通过式传感器71采用三线圈电感式传感器，铁磁颗粒物吸附传感器61采用具备磁性颗粒捕捉的电感式传感器。

进一步的，如图2所示，吸附式检测模块6由1个或多个Y型弯折管道62和Y型弯折管道62的每个拐角沿油液流向设置的铁磁颗粒物吸附传感器61组成，可选的，Y型弯折管道62流向角度根据油泵流速反馈控制，角度α为30°～90°。在具体实施中，第一通过式传感器51和第二通过式传感器71分别采用螺纹与Y型弯折管道62的入口和出口连接。在具体实施中，油液在流经拐角处时会发生撞击产生涡流并降低流速，提高吸附效果，如图3所示，多次弯折可以确保铁磁颗粒物被完全吸附，多个Y型弯折管道62之间通过螺纹连接，可根据现场布置选择管道方向以节约空间。

具体的，油液从吸附式检测模块6中流出后，其中的铁磁颗粒物已被吸附，第二通过式检测模块7通过管道与非铁颗粒物捕捉模块8连接，即油液进一步从第二通过式检测模块7中流入至非铁颗粒物捕捉模块8，非铁颗粒物捕捉模块8出口通过管路连接第二油泵9，第二油泵9连接主管道1。在具体实施中，非铁颗粒物捕捉模块8选择纤维滤器捕捉来捕捉非铁颗粒物。

在具体实施中，第一通过式传感器51、第二通过式传感器71和铁磁颗粒物吸附传感器61信号传送给颗粒物检测软件，根据油液颗粒物成分的不同出现以下3种情况：

第一通过式传感器51测量值减去第二通过式传感器71测量值若与铁磁颗粒物吸附传感器61相同则证明无传感器测量错误，第二通过式传感器71测量值即为非铁颗粒物数量；

若第一通过式传感器51测量值减去第二通过式传感器71测量值与铁磁颗粒物吸附传感器61不相等，但差值小于铁磁颗粒物吸附传感器61测定值，则说明有非铁颗粒物被识别为铁磁颗粒物，误报率公式如下：

式中，n₁为颗粒物初始数，n₂为非铁颗粒物数，n₃为铁磁颗粒物数。

若差值大于铁磁颗粒物吸附传感器61测定值，则第一通过式传感器51或铁磁颗粒物吸附传感器61存在故障，报警灯亮起。

在具体实施中，首先按下电源开关，燃气轮机开始运作，设置延时，待滑油循环稳定后，触发旁路油泵开关，随之油液输送到旁路。油液流经消泡模块时，液位传感器反馈控制油泵的开启关闭及油液流速；同时其余传感器开启，采集到的信号输送到颗粒物检测软件，若颗粒物数量测量值超过预设值，则磨粒超标报警灯亮起，若发生传感器故障情况，则传感器故障报警灯亮起。

最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种旁路油液磨粒监测捕捉装置，其特征在于，包括：

旁路管道，与滑油主管道连接；

第一油泵，安装于所述旁路管道入口；

第一通过式检测模块，安装于所述旁路管道并位于所述第一油泵之后，获取所述滑油中的颗粒物初始数；

吸附式检测模块，安装于所述旁路管道并位于所述第一通过式检测模块之后，吸附所述滑油中铁磁颗粒物并获取铁磁颗粒物数；

第二通过式检测模块，安装于所述旁路管道并位于所述吸附式检测模块之后，获取所述滑油中的非铁颗粒物数；

第二油泵，安装于所述旁路管道出口；

所述第一油泵将滑油从所述主管道抽入所述旁路管道，并依次流动通过所述第一通过式检测模块、所述吸附式检测模块、所述第二通过式检测模块，最后通过所述第二油泵将所述滑油汇入所述主管道。

2.根据权利要求1所述的监测捕捉装置，其特征在于，所述旁路管道上在所述第一油泵与所述第一通过式检测模块之间还安装有消泡模块，所述滑油通过所述消泡模块消除气泡后流入所述第一通过式检测模块。

3.根据权利要求1或2所述的监测捕捉装置，其特征在于，所述旁路管道上在所述第二通过式检测模块与所述第二油泵之间还安装有非铁颗粒物捕捉模块，所述滑油通过所述非铁颗粒物捕捉模块捕捉非铁颗粒物后流入所述第一通过式检测模块。

4.根据权利要求3所述的监测捕捉装置，其特征在于，所述消泡模块中安装有液位传感器，通过所述液位传感器获取所述滑油的液位，根据所述液位控制所述第一油泵和所述第二油泵工作。

5.根据权利要求3所述的监测捕捉装置，其特征在于，根据获取的所述颗粒物初始数、所述铁磁颗粒物数和所述非铁颗粒物数判断所述第一通过式检测模块和所述第二通过式检测模块中传感器状态，包括：

若所述颗粒物初始数与所述所述非铁颗粒物数之差等于所述铁磁颗粒物数，则传感器工作正常；

若所述颗粒物初始数与所述所述非铁颗粒物数之差大于所述铁磁颗粒物数，则传感器工作异常并报警。

6.根据权利要求5所述的监测捕捉装置，其特征在于，若所述颗粒物初始数与所述非铁颗粒物数之差小于所述铁磁颗粒物数，则计算误报率，并根据所述误报率获取实际非铁颗粒物数，误报率公式为：

式中，n₁为颗粒物初始数，n₂为非铁颗粒物数，n₃为铁磁颗粒物数。

7.根据权利要求1或2所述的监测捕捉装置，其特征在于，所述吸附式检测模块包括弯折管道，所述吸附式检测模块的铁磁颗粒物吸附传感器设置于所述弯折管道的拐角处。

8.根据权利要求7所述的监测捕捉装置，其特征在于，所述弯折管道和所述铁磁颗粒物吸附传感器具有至少一组。

9.根据权利要求8所述的监测捕捉装置，其特征在于，所述弯折管道的弯折角度为30°～90°。

10.根据权利要求1所述的监测捕捉装置，其特征在于，若所述颗粒物初始数大于一预设值，则进行磨粒超标报警。

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