KR101412461B1

KR101412461B1 - 입자분석 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101412461B1
Application number: KR1020127005069A
Authority: KR
Inventors: 수라폴 라드누이
Original assignee: 킹 몽꿋스 유니버시티 오브 테크놀로지 노스 방콕; 더 타일랜드 리서치 펀드
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2014-07-16
Also published as: WO2011014119A1; AU2009350538B2; EP2467696A1; AU2009350538A1; US8770047B2; US20120118051A1; CN102511004B; EP2467696A4; KR20120092562A; CN102511004A

Abstract

마모분석 방법이 제공된다. 상기 방법은 윤활유 샘플을 튜브내로 유입시키는 단계를 포함한다. 상기 윤활유 샘플은 서로 다른 크기의 파편, 마모, 또는 다른 입자들을 포함한다. 상기 방법은 상기 튜브의 길이를 따라서
상기 윤활유 샘플 및 이 샘플의 마모입자들을 이동시키기 위하여 상기 튜브를 원심분리하는 단계를 더욱 포함한다. 필터패치들은 그 구멍크기보다 큰 크기의 마모입자들이 통과하는 것을 방지하여 크기에 따라서 마모입자들을 분리한다. 상기 튜브는 원심분리기에 의한 원심분리를 위해 원심분리기의 핸들러에 부착된다. 다수의 튜브들이 원심분리기의 다수의 핸들러에 부착되어 원심분리기에 의해서 동시에 원심분리될 수 있다. 또한, 본 발명은 원심분리 튜브(또는 튜브들)를 제공한다.

Description

입자분석 장치 및 방법{AN APPARATUS AND METHOD FOR PARTICLE ANALYSIS}

본 발명은 일반적으로 유체의 미립자 함유량을 측정하는 장치 및 방법에 튜브한 것으로, 특히, 본 발명은 기계 시스템 또는 부품과 튜브련된 마모량을 측정하는 장치 및 방법에 튜브한 것이다. 또한 본 발명의 몇몇 장치들 및 방법들은 원심분리의 이용을 포함한다.

마모는 기계 시스템 및 부품에 불가피하게 일어나는 것이다. 마모를 측정하는 능력은 효과적이고 예견적인 유지튜브리 프로그램을 위한 그리고 안전요소 및 성능 등급을 결정하기 위해 필수적 것이다.

일반적으로, 기계 시스템들 및 부품들의 마모를 측정하는 방법은 두 가지가 있다. 첫 번째 방법은, 중단 및 분리수단을 이용하여 기계 시스템을 분해하고, 그 기계 시스템의 마모표면을 시각적으로 검사하는 방법이다. 이러한 중단수단을 통한 마모의 측정은 기계 시스템의 전체적인 작동을 방해하고 이로 인하여 생산성을 감소시키고 비용의 증가를 초래하게 된다. 기계 시스템들 및 부품들의 마모를 측정하는 두 번째 방법은, 감마제 분석으로도 알려져 있는 마모입자 분석과 같은 비중단적인 기술을 이용하는 것이다. 마모입자 분석의 경우, 감마제 샘플, 특히 오일 샘플을 기계 시스템으로부터 획득하여 별도로 테스트하는 것이다.

현대의 통합 되고 자동화된 고속 기계 시스템은 통상적으로 어떠한 가동 휴지 시간의 간격도 생산성을 감소시키고 비용을 증가시키게 되어 있다. 따라서, 마모입자 분석과 같은 비중단적인 기술은 이러한 기계 시스템의 마모를 측정하는데 특히 유용하다. 통상의 마모입자 분석기술들은 분광분석 (spectroscopic analysis), 유체내의 입자분석 (ferrography), 필터패치분석 (filter patch analysis), 그리고 자기칩 검출기 (magnetic chip detector) 마모입자분석을 포함한다.

-분광분석-

표준의 분광분석의 경우, 마모금속들이 가시파장(visible wavelengths)에서 광학적 배기가스를 발산할 수 있도록, 윤활유 샘플이 이 윤활유 샘플 내의 마모금속들 또는 마모입자들을 활성화하는 에너지원으로 희석 및 흡인된다. 광학적 배기가스는 윤활유 샘플 내의 마모 금속들의 크기 및 양을 판단하기 위해 등록 및 분석되고, 이에 따라, 기계 시스템의 마모를 측정한다. 그러나 분광분석의 경우, 통상적으로 액체상태가 될 윤활유 샘플이 요구된다. 또한, 분광분석 방법은 일반적으로 10㎛ 이상의 입자는 정확하게 검출하지 못하는 문제가 있다.

-유체내의 입자분석-

유체내의 입자분석 역시 기계 시스템의 마모를 판단 및 측정하는데 통상적으로 이용된다. 통상적으로, 마모입자들은 윤활유 샘플로부터 자기적으로 석출된 후 현미경적으로 검사된다. 윤활유 샘플 내의 마모입자들의 양, 크기, 그리고 타입 중 적어도 하나를 판단하여 기계 시스템의 마모상태를 알 수 있다. 유체내의 입자분석에 이용되는 주요 세 가지 타입의 장치로는, 직독식(direct-reading) 유체 내 입자분석장치와, 분석식 유체 내 입자분석 시스템과, 그리고 유체입자분석(ferrogram) 스캐너가 있다. 유체내의 입자분석에 필요한 장치는 그 비용이 비싸고, 크기가 크며, 작동하기가 복잡할 수 있다는 문제가 있다.

-필터패치분석-

알려진 마모분석 기구로는 에머슨 프로세스 매니지먼트(Emerson Process Management)사의 51 WD Wear Debrid Filter Patch Maker가 있다. 이 51 WD Wear Debris Filter Patch Maker는 현미경으로 볼 수 있도록 이용된 오일 샘플들로부터 마모입자들을 분리하도록 되어 있다. 51 WD Wear Debris Filter Patch Maker와 함께, 마모입자들의 크기를 기분으로 오일 샘플 내의 마모입자들을 분리하기 위하여 한 세트의 필터패치를 통하여 사용된 희석 오일샘플을 흡입하기 위하여 직공펌프가 필요하다. 이 51 WD Debris Filter Patch Maker의 경우 몇 가지 단점이 있다. 즉, 상대적으로 효율이 떨어지며, 51 WD Wear Debris Filter Patch Maker의 이용과 튜브련된 고정된 최소한의 비용이 든다는 문제가 있다.

-자기칩 검출기 마모입자 분석-

자기칩 검출기는 일반적으로 윤활유(예를 들면, 사용된 오일)로부터 마모입자들, 특히 철을 함유한 마모입자들을 모으는데 이용된다. 자기칩 검출기 마모입자 분석은 자기칩 검출기로부터 철을 함유한 마모입자들을 모으는 것과, 모여진 철을 함유한 마모입자들을 검사하는 것과, 그리고 기계 시스템의 마모 상태의 평가의견을 만들기 위하여 검사하는 동안 취합된 정보를 분석하는 것을 포함한다. 통상적으로, 크기가 큰 철을 함유한 마모입자들(즉, 100 마이크론 보다 큰 입자들)이 자기칩 검출기로부터 취합된다. 자기칩 검출기로부터 취합된 철을 함유한 마모입자들은 정량분석 및 질적분석 모두를 이용하여 검사되고 평가될 수 있다.

기계 시스템 및 부품의 유지튜브리 프로그램의 중요성이 증가함에 따라 정확하고, 신뢰성 있으며, 비용적으로 효과적인 마모분석 장치, 기구, 시스템, 그리고 방법의 필요성이 커지고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 종래 기술에서의 마모입자 분석방법, 시스템, 기구, 및 장치의 경우 몇몇 한계 및 단점 중 적어도 하나를 개선할 수 있는 입자분석 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 제1 양상에 따르면, 일정한 구멍크기를 가지는 필터패치를 포함하는 튜브 내로 윤활유 샘플을 유입시키는 단계를 포함하는 마모분석 방법이 개시된다. 상기 방법은 상기 튜브의 길이를 따라 상기 윤활유 샘플을 이동시키기 위해 상기 튜브를 원심분리하는 단계와 상기 필터패치의 일정한 구멍 크기보다 큰 윤활유 샘플의 적어도 일부가 상기 필터패치를 통과하는 것을 억제하는 단계를 더욱 포함한다.

본 발명의 제2 양상에 따르면, 각각 일정한 구멍크기를 가지는 다수의 필터패치를 포함하는 제1 튜브 내로 제1 윤활유 샘플을 유입시키는 단계를 포함하는 마모분석 방법이 개시된다. 상기 방법은 각각 일정한 구멍크기를 가지는 다수의 필터패치를 포함하는 제2 튜브 내로 제2 윤활유 샘플을 유입시키는 단계와 그리고 각각 상기 제1 및 제2 튜브들의 길이를 따라 상기 제1 및 제2 윤활유 샘플들을 이동시키기 위해 상기 제1 및 제2 튜브를 동시에 원심분리하는 단계를 더욱 포함한다. 상기 제1 및 제2 튜브들의 다수의 필터패치들의 적어도 하나는 상기 제1 및 제2 윤활유 샘플의 일부를 각각 가두고, 상기 다수의 필터패치들의 적어도 하나에 갇힌 상기 제1 및 제2 윤활유 샘플의 일부는 상기 다수의 필터패치들 중 상기 적어도 하나의 일정한 구멍크기보다 큰 크기를 가진다.

본 발명의 제3 양상에 따르면, 각각 일정한 구멍크기를 가지는 다수의 필터패치들이 그 안에 배치되며 다수의 마모입자들을 포함하는 제1 윤활유 샘플을 수용하기 위한 제1 튜브를 포함하는 마모분석 시스템이 개시된다. 상기 시스템은 상기 제1 튜브의 길이를 따라 상기 제1 윤활유 샘플을 이동시키기 위해 상기 제1 튜브를 원심분리하는 원심분리기를 더욱 포함한다. 상기 다수의 필터패치들 중 적어도 하나는 상기 제1 튜브의 길이를 따라 상기 제1 윤활유 샘플의 이동중에 마모입자들의 일부가 이를 통과하는 것을 억제하며, 상기 마모입자들의 상기 일부는 상기 다수의 필터패치들 중 상기 적어도 하나의 상기 일정한 구멍크기보다 큰 크기를 가진다.

본 발명의 제4 양상에 따르면, 원심분리 튜브가 개시된다. 상기 튜브는 개구를 가지는 원통형 수튜브와 그리고 다수의 필터패치들을 포함하며, 상기 다수의 필터패치 각각은 상기 수튜브 내의 일정위치에 배치되며, 일정한 구멍크기를 가지고 있어 상기 수튜브의 원심분리 동안에 상기 일정한 구멍크기보다 큰 입자들을 가둔다.

본 발명의 제5 양상에 따르면, 각각 개구부와 유체운반 채널(channel) 가지는 적어도 제1 수용부와 제2 수용부를 포함하는 다수의 분리가능한 수용부를 포함하는 원심분리 튜브를 포함한다. 상기 적어도 하나의 필터패치는 상기 제1 및 제2 수용부들 사이에 배치되며, 상기 제1 및 제2 수용부 각각의 유체운반 채널을 가로지른다. 상기 적어도 하나의 필터패치는 일정한 구멍크기를 가진다.

본 발명의 많은 실시예에서, 윤활유 샘플 내에서 발견된 마모입자들의 타입, 크기, 그리고 양 또는 밀도 중 적어도 하나를 판단할 수 있기 때문에, 사용자는 윤활유 샘플이 추출된 기계 시스템의 마모(즉, 마모상태)에 대한 데이터를 평가 또는 얻을 수 있다.

다수의 핸들러에 각각 결합된 다수의 튜브들을 포함하는 본 발명의 실시예들에서, 특정 공정부들이 다수의 윤활유 샘플들에 대하여 동시에 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 한번에 하나의 윤활유 샘플을 개별적으로 처리 또는 분석할 수만 있는 다른 마모분석 기술들보다, 본 발명에 따른 마모입자 분석방법은 더욱 빠르고 비용적인 측면에서 더욱 효과적일 수 있다.

또한, 본 발명의 몇몇 실시예에서, 원심분리기는 휴대가 가능하고 사용이 쉬워, 기계 및 부품이 있는 현장에서 마모를 측정하고 평가하는데 적합하다. 따라서, 본 발명의 다수의 실시예에 따른 마모입자 분석방법은 그 용도가 다양하고, 편리하며, 빠르고 그리고 비용적으로 효율적일 수 있다.

본 발명의 특정 실시예들은 다른 액체상태의 샘플들의 입자성분들을 평가하는데 이용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 본 발명의 다양한 실시예들은 액체 또는 액체 샘플에서 발견되는 입자들의 크기, 형태, 그리고 타입 중에서 적어도 하나를 판단하는데 이용될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 다음의 도면을 참조하여 이하 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개의 필터패치를 포함하고 있는 입자분석용 튜브를 도시하고 있는 도면이며;
도 2a는 도 1에서 도시되고 있는 튜브의 뚜껑을 도시하고 있는 부분 측면도이며;
도 2b는 도 2a에 도시된 뚜껑의 부분 상면도이며;
도 2c는 도 2a 및 2b에 도시된 뚜껑의 부분 등각 투영도이며;
도 3a는 도 1에 도시된 튜브의 제1 부분의 부분 측면도이며;
도 3b는 도 3a에 도시된 제1 부분의 부분 횡단면도이며;
도 3c는 도 3a 및 3b에 도시된 제1 부분의 또 다른 부분 측면도이며;
도 3d는 도 3a, 도 3b 및 3c에 도시된 제1 부분의 부분 등각 투영도이며;
도 4a는 도 1에 도시된 튜브의 제2 부분의 부분 측면도이며;
도 4b는 도 4a에 도시된 제2 부분의 또 다른 부분 측면도이며;
도 4c는 도 4a 및 4b에 도시된 제2 부분의 부분 횡단면도이며;
도 4d는 도 4a, 도 4b 및 4c에 도시된 제2 부분의 부분 등각 투영도이며;
도 5a는 도 1에 도시된 튜브의 제3 부분의 부분 측면도이며;
도 5b는 도 5a에 도시된 제3 부분의 또 다른 부분 측면도이며;
도 5c는 도 5a 및 5b에 도시된 제3 부분의 부분 횡단면도이며;
도 5d는 도 5a, 도 5b 및 5c에 도시된 제3 부분의 부분 등각 투영도이며;
도 6a는 도 1에 도시된 튜브의 드레인 플러그의 부분 측면도이며;
도 6b는 도 6a에 도시된 드레인 플러그의 또 다른 부분 측면도이며;
도 6c는 도 6a 및 6b에 도시된 드레인 플러그의 횡단면도이며;
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세 개의 필터패치를 포함하고 있는 입자분석용 튜브를 도시하고 있는 도면이며;
도 8a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 1에 도시된 튜브 내에 있는 큰구멍(course pore) 크기의 필터패치를 도시하고 있는 도면이며;
도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 1에 도시된 튜브 내에 있는 작은구멍(fine pore) 크기의 필터패치를 도시하고 있는 도면이며;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리기의 핸들러(handler)에 부착된 도 1 또는 도 7의 튜브를 도시하고 있는 도면이며;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리기의 다수의 핸들러(handler)에 부착된 도 1 또는 도 7의 다수의 튜브를 도시하고 있는 도면이며;
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 마모분석방법의 단계들을 도시하고 있는 흐름도이며; 그리고
도 12a 내지 도 12c는 도 11의 마모분석방법에 따라 수행되는 도 1 또는 도 7의 튜브의 원심분리를 도시하고 있는 도면이다.

마모입자 분석은 기계 시스템 및 부품의 마모를 측정하는 통상의 방법이다. 그러나 기존의 마모입자 분석방법, 시스템, 기구, 및 장치의 경우 몇몇 한계 및 단점이 있다. 본 발명의 목적은 이러한 한계 및 단점 중 적어도 하나를 개선하는 데 있다.

본 발명의 실시예들은 유체 또는 유체 샘플의 입자성분을 평가하고, 추정하고, 특징짓고, 분류하고, 구분하기 위한 시스템들, 장치들, 기구들, 방법들, 공정들, 순서들, 그리고/또는 기술들에 튜브한 것이다. 특히, 본 발명의 실시예들은 잔해들, 마모물들, 또는 다른 입자들의 분석을 위한 시스템들, 장치들, 기구들, 방법들, 공정들, 순서들, 그리고/또는 기술들에 튜브한 것이다. 설명의 편의와 명확성을 위해서, 입자물질들은 이하 일반적으로 마모입자로 언급될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들을 이하 도 1 내지 도 12c를 참조하여 설명하며 동일한 요소에는 동일 참조부호를 부여하였다. 설명된 실시예들의 특정한 상세한 사항들이 설명된 실시예들의 전체적인 이해를 위하여 설명될 수 있다. 그러나 본 명세서에 설명되는 바와 같은 본 발명의 실시예들이 작동적, 기능적 또는 성능적 특징들과 같은 본 발명의 다양한 실시예들 중에서 일반적인 기본원리들이 요구되는 다른 응용을 못 하게 하지 않는다는 것은 당업자라면 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브(20a)를 도시하고 있다. 일반적으로, 튜브(20a)는 적어도 하나의 유체운반 채널(channel)을 가지는 긴 원통형 수용체이다. 본 발명의 다양한 실시예들에서, 상기 튜브(20a)는 각각 개구부와 유체운반 채널을 가지는 분리 가능한 다수의 부분들, 조각들, 또는 부품들을 포함한다.

도 1의 상기 튜브(20a)는 뚜껑(22), 제 1 부분(24)(상단부로도 알려진), 제 2 부분(26)(중간부 또는 몸체부로도 알려진), 제 3 부분(28)(바닥부로도 알려진), 드레인 플러그(30), 그리고 다수의 필터요소들, 필터들, 또는 필터패치들(32a, 32b)을 포함하고 있다. 상기 뚜껑(22), 제 1 부분(24), 제 2 부분(26), 제 3 부분(28), 드레인 플러그(30), 그리고 다수의 필터패치들(32a, 32b)은 상기 튜브(20a)를 형성하기 위하여 함께 결합 또는 조립될 수 있다. 하나의 필터패치(32a, 32b)는 상기 튜브(20a)의 유체운반 채널을 가로질러 걸쳐지거나 위치한다.

본 발명의 대부분의 실시예에서, 상기 튜브(20a)는 유체 또는 윤활유 샘플(도시 생략)을 그 안에 수용, 운반, 또는 담기 위하여 이용된다. 상기 윤활유 샘플은, 예를 들면, 석유계열 윤활유, 합성계열 윤활유, 합성윤활유, 또는 식물성 윤활유가 될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 윤활유 샘플은 기계 시스템 또는 기계 부품(도시생략)들로부터 추출되거나 얻어진 사용된 오일 샘플일 수 있다. 상기 사용된 오일 샘플은, 예를 들면, 사용된 유압오일 샘플, 사용된 기어오일 샘플, 사용된 그리스오일 샘플, 또는 사용된 터빈오일 샘플이 될 수 있다. 상기 윤활유 샘플은 다른 크기의 마모입자들을 포함한다. 마모입자들의 분류, 특징 및/또는 양 또는 밀도의 결정 또는 평가, 특히, 몇몇 실시예에서, 알려진 크기(들)의 마모입자들의 상대적인 양의 결정 또는 평가는 기계 시스템 또는 기계 부품의 마모를 측정 또는 평가하는 것을 용이하게 한다.

도 1에서 도시하는 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 튜브(20a)는 두 개의 필터패치들(32a, 32b)을 포함한다. 상기 튜브(20a)의 각각의 필터패치(32a, 32b)는 일정한 구멍크기를 가진다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b)의 구멍크기들은 필요에 따라 선택 또는 결정될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b)의 구멍크기들은 분석될 윤활유 샘플의 종류에 따라 결정된다.

이는 다른 타입들의 윤활율 샘플들, 특히, 다른 타입들의 사용된 오일 샘플들(즉, 사용된 유압오일 샘플들, 사용된 기어오일 샘플들, 사용된 그리스오일 샘플들, 또는 사용된 터빈오일 샘플들)이 각각 다른 크기의 마모입자들을 함유하고 있을 수 있기 때문이다. 따라서, 어떤 특정 필터패치를 통하여 특정 크기의 마모입자가 이동 또는 통과하는 것을 억제하기 위하여, 필터패치의 구멍크기는 특정 마모입자의 크기보다 작아야된다. 예를 들면, 사용된 기어오일 샘플 및 사용된 그리스오일 샘플은 일반적으로 길이, 직경, 또는 폭이 약 1000 마이크로 미터인 마모입자들을 함유한다. 약 1000 마이크로 미터의 마모입자를 가두기 위해서는, 필터패치의 구멍크기가 약 1000 마이크로 미터보다 작아야 한다. 또한, 사용된 유압오일 샘플들은 주로 크기가 약 5 내지 24 마이크로 미터의 마모입자를 함유한다. 따라서, 약 5 내지 25 마이크로 미터의 마모입자들을 가두기 위해서는, 필터패치의 구멍크기가 이에 대응하여 약 5 내지 25 마이크로 미터보다 작아야 한다.

예를 들면, 본 발명의 몇몇 실시예에서, 필터패치(32a, 32b)의 구멍크기들은 약 800 내지 1000 마이크로 미터 사이이다. 추가로 또는 별도로, 본 발명의 몇몇 실시예에서, 필터패치(32a, 32b)의 구멍크기들은 약 800 마이크로 미터보다 작으며, 예를 들면, 약 2.5 내지 25 마이크로 미터 사이이다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b)은 실질적으로 플라스틱 또는 플라스틱중합체로 만들어진다. 또 다른 실시예들에서, 하나 이상의 필터패치(32a, 32b)는 일정한 구멍크기(메시크기로도 알려진)를 가지도록 형성된 미세한 와이어메시(fine wire mesh)를 포함할 수 있다. 미세한 와이어메시를 이용할 경우, 사용자가 이하에서 설명하는 바와 같이 원심분리 공정에 이어서 상기 필터패치(32a, 32b)의 미세와이어메시를 가열하여 그 안에 모아진 마모입자들이 약 150-350℃, 특히 약 200-300℃ 사이의 온도범위에서 가열했을 때 그 반응을 튜브찰할 수 있도록 하여준다. 일반적으로, 원심분리 공정 이후에, 하나 이상의 필터패치들(32a, 32b)은 이에 의해서 걸러진 마모입자들의 특성화를 용이하게 하기 위하여 일련의 테스트(예를 들면, 열 테스트, 화학테스트, 광학 테스트)를 거친다.

상기한 바와 같이, 도 1에서 도시하는 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브(20a)는 서로 결합되거나 조립되어 튜브(20a)를 형성하는 뚜껑(22), 제 1 부분(24), 제 2 부분(26), 제 3 부분(28), 드레인 플러그(30), 그리고 다수의 필터패치들(32a, 32b)을 포함하고 있다.

도 2a 내지 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 뚜껑(22)을 도시하고 있다. 본 발명의 대부부의 실시예에서, 도 3a 내지 3c에 도시되어 있는 상기 제1 부분(24)에 끼움 결합 될 수 있는 형상 및 크기로 형성된다. 특히, 상기 뚜껑(22)은 상기 제1 부분(24)의 수용면(34)에 끼움 결합 될 수 있는 형상 및 크기로 형성된다. 본 발명의 대부분의 실시예에서, 상기 제 1부분(24)은 상기 튜브(20a)의 상기 제2 부분(26) 및 상기 뚜껑(22) 각각에 결합될 수 있는 형상 및 크기로 이루어진 중공의 원통 구조로 되어 있다. 상기 튜브(20a)의 상기 제1 부분(24)은 나사산들(36)을 포함한다. 본 발명의 대부분의 실시예에서, 상기 튜브(20a)의 상기 제1 부분(24)의 나사산들(36)은 상기 수용면(34)에서 먼 쪽에 위치한다.

도 4a 내지 4d는 상기 튜브(20a)의 제2 부분(26)을 도시하고 있다. 본 발명의 대부분의 실시예에서, 상기 제2 부분(26)은 상기 튜브(20a)의 제1 부분(24) 및 제3 부분(28) 각각에 결합되는 형상 및 크기로 이루어진 중공의 원통 구조로 되어 있다. 상기 튜브(20a)의 상기 제2 부분(26)은 그 양단에 형성된 제1 단(38)과 제2 단(40)을 포함한다. 상기 제2 부분(26)의 상기 제1 단(38)은 상기 제1 부분(24)의 나사산들(36)을 수용 또는 결합하는 형상 및 크기로 이루어진 제1 세트의 나사산들(42)을 포함한다. 상기 제2 부분(26)의 상기 제2 단(40)은 제2 세트의 나사산들(44)을 포함한다.

도 5A 내지도 도 5B는 상기 튜브(20a)의 제3 부분(28)을 도시하고 있다. 본 발명의 대부분의 실시예에서, 상기 제2 부분(26) 및 상기 드레인 플러그(30)의 각각에 결합되는 형상 및 크기로 이루어진 중공의 원통 구조로 이루어져 있다. 상기 제3 부분(28)은 그 양단에 형성된 제1 단(46)과 제2 단(48)을 포함한다. 상기 제1 단(46)은 상기 튜브(20a)의 상기 제2 부분(26)의 상기 제2 세트의 나사산들(44)을 수용 또는 결합하는 형상과 크기로 이루어진 제1 세트의 나사산들(50)을 포함한다. 또 6a 내지 6c는 상기 튜브(20a)의 드레인 플러그(30)를 도시하고 있다. 상기 드레인 플러그(30)는 상기 튜브(20a)의 상기 제3 부분(28)의 제2 세트의 나사산들(52)에 결합되는 형상 및 크기로 이루어진 나사산들(54)을 포함한다.

본 발명의 대부분의 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b)은 기구적인 수단에 의해서 상기 튜브(20a) 내에 조립 또는 고정된다. 도 1에서 도시되고 있는 본 발명의 실시예에서, 상기 제1 필터패치(32a)는 상기 튜브(20a)의 상기 제1 부분(24)과 상기 제2 부분(26) 사이에 조립되며, 상기 제2 필터패치(32b)는 상기 튜브(20a)의 상기 제2 부분(26)과 상기 제3 부분(28) 사이에 조립된다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b)은 그 외면에 형성된 나사산들(도시생략)을 포함하는데, 이 나사산들은 상기 튜브(20a)의 상기 필터패치들(32a, 32b)이 상기 제1 부분(24), 상기 제2 부분(26), 그리고 상기 제3 부분(28)에 기계적 결합 또는 조립을 용히 하게 하여준다. 튜브(20a) 내에서 유체의 밀봉을 실현하기 위하여, 기계구조들, 가스켓들, O-링들, 또는 다른 타입들의 밀봉 부재들이 이용될 수 있다 (예를 들면, 밀봉 부재들은 별도의 부재들 또는 상기 필터패치들(32a, 32b)의 일부로서 또는 필터패치조립체로서 제공될 수 있다).

도 1에서 도시되고 있는 본 발명의 실시예에서, 상기 튜브(20a)는 두 개의 필터패치들(32a, 32b)를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서 상기 필터패치의 수가 다르게 제공될 수 있다는 것은 당업자라면 이해될 수 있을 것이다. 예를 들면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 튜브들은 셋, 넷, 다섯, 또는 그 이상의 필터패치들을 포함할 수 있다. 도 7은 세 개의 필터패치들(66a, 66b, 66c)를 포함하는 튜브(20b)를 도시하고 있다. 상기 튜브(20b)는 또한 뚜껑(56), 제 1 부분(58)(상단부로도 알려진), 제 2 부분들(60a, 60b)(중간부도 알려진), 제 3 부분(62)(바닥부로도 알려진), 그리고 드레인 플러그(30)를 포함하고 있다. 본 발명의 대부분의 실시예에서, 상기 튜브(20b)의 상기 뚜껑(56), 제 1 부분(58), 두 개의 상기 제 2 부분(60a, 60b), 상기 제 3 부분(62), 상기 드레인 플러그(64)는 각각 튜브(20a)의 상기 뚜껑(22), 상기 제1 부분(24), 상기 제2 부분(26), 상기 제3 부분(28), 그리고 상기 드레인 플러그(30)와 대응 적으로 유사한 구조 및 기능을 가지고 있다.

본 발명의 대부분의 실시예에서, 상기 튜브(20a)의 제1 필터패치(32a)는 도 8a에서 도시하는 바와 같이, 큰 구멍크기를 가지고 있으며, 상기 튜브(20a)의 상기 제2 필터패치(32b)는 도 8b에서 도시하는 바와 같이, 작은구멍크기를 가지고 있다. 본 발명의 다수의 실시예에서, 상기 큰구멍크기의 상기 제1 필터패치(32a)는 상기 제1 부분(24)과 상기 제2 부분(26) 사이에 위치하며, 상기 작은구멍크기의 상기 제2 필터패치(32b)는 상기 튜브(20a)의 상기 제2 부분(26)과 상기 제3 부분(28) 사이에 위치한다. 본 발명의 대부분의 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)은 이들의 구멍의 크기에 따라 상기 튜브들(20a, 20b) 내에 위치되거나, 연속적으로 순서대로 위치되는데, 이 경우, 가장 큰 구멍크기의 필터패치가 상기 튜브들(20a, 20b)의 뚜껑들(22, 56)에 가장 가깝게 위치되며 그리고 점차 더 작은 구멍크기의 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66c)이 연속적으로 상기 튜브들(20a, 20b)의 뚜껑들(22, 56)로부터 멀게 위치된다.

본 발명의 대부분의 실시예에서, 튜브들(20a, 20b) 내에서 다른 필터패치(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)에 대한 각 필터패치(32a, 32b, 66a, 66b, 튜브들(20a, 20b)의 원심분리 동안에 고정된다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 튜브들(20a, 20b) 내에서 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c) 사이의 간격은 고정된다, 즉, 튜브들(20a, 20b)의 원심분리 동안에 변하지 않고 유지된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 튜브들 내의 하나 또는 그 이상의 필터패치들이 튜브들 내에서 주어진 영역이나 위치에 초기에 자리 잡을 수 있으며, 튜브들에 대한 또는 서로에 대한 필터패치들의 위치는 원심분리 전에(예를 들면, 수동으로), 원심분리 동안에(예를 들면, 그들에 작용하여 필터패치를 분리시키는 원심력에 의해), 또는 원심분리 이후에 조정되거나 가변 될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 필터패치 조립체는, 원심력 또는 다른 힘(예를 들면, 중력)에 대응하여, 필터패치의 필터면에 수직하는 축을 따라 서로 떨어져 배치되는 다수의 필터패치들을 포함할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리기(72)(원심분리 유닛, 원심분리장치, 회전 디스플레이서(displacer), 또는 스피너(spinner)로도 알려진)의 핸들러(70)에 부착 또는 결합된 튜브들(20a, 20b)를 도시하고 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 원심분리기(72)는 휴대용 및/또는 손으로 들을 수 있는 것이다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 원심분리기(72)는 다수의 핸들러(70)를 포함한다. 도 10은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 원심분리기(72)의 다수의 핸들러(70)에 부착된 다수의 튜브들(20a, 20b)을 도시하고 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 원심분리기(72)는 네 개의 핸들러(70)를 포함하는데, 각각의 핸들러(70)는 서로에 대해 약 90도의 각으로 중앙모터 조립체로부터 연장된다(이러한 원심분리기는 4-고정 날개형 원심분리기로 불릴 수 있다). 또 다른 실시예들에서, 상기 원심분리기(72)는 서로에 대해 일정한 각으로 상기 중앙 모터조립체로부터 연장하는 격수(alternate number)의 핸들러들(70)을 포함할 수 있다.

본 발명의 대부분의 실시예에서, 상기 원심분리기(72)는 그 회전축(중심축으로도 알려진)을 중심으로 상기 튜브들(20a, 20b)을 회전 또는 원심분리 하도록 작동 가능하다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 회전축을 중심으로 상기 튜브들(20a, 20b)의 회전속도 또는 원심분리속도는 원심분리기(72) 사용자에 의해서 필요에 따라 가변될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 회전축을 중심으로 튜브들(20a, 20b)의 일정한 회전속도 또는 원심분리속도를 세팅하기 위하여 프로그램되거나 프로그램이 가능하도록 되어 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 원심분리기(72)는 0.5-2분 사이에 회전속도 750-1500 RPM 사이의 원심분리속도로 상기 튜브(20a, 20b)를 원심분리하도록 작동된다. 상기 원심분리 속도 및 시간은 튜브(20a, 20b) 내로 유입되는 윤활유 샘플(즉, 오일 샘플의 타입)의 타입에 따라 가변될 수 있다. 상기 원심분리 속도 및 시간은 튜브들(20a, 20b) 내로 유입되는 윤활유 샘플(즉, 오일 샘플의 타입)의 점성(viscosity)에 따라 가변될 수 있다. 예를 들면, 중(heavy)기어오일 샘플의 경우는, 1-2분 사이에 1000-1500 RPM의 원심분리 속도가 일반적으로 요구된다. 유압오일 샘플의 경우는 1분 내에 750-1000 RPM 사이의 원심분리 속도가 일반적으로 요구된다.

본 발명의 많은 실시예들에서, 튜브들(20a, 20b)의 원심분리는 이 튜브들(20a, 20b)의 길이축 또는 장축을 따라 원심력을 생성하여, 윤활유 샘플과 이 윤활유 샘플 내의 마모입자들을 튜브(20a, 20b)를 따라 이동시킨다. 다양한 실시예에서, 튜브(20a, 20b)의 원심분리는 하나 이상의 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)를 통하여 마모입자들의 적어도 일부를 당기거나 이동시킨다. 특정마모입자의 크기보다 작은 구멍크기를 가지는 필터패치들이 그 특정 마모입자가 그 필터패치를 통하여 지나가는 것을 막는다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 어떤 특정 패치의 구멍크기보다 큰 크기의 마모입자들은 이 필터패치에 걸리게 된다. 본 발명의 많은 실시예에서, 튜브(20a, 20b)의 원심분리는 튜브(20a, 20b)의 길이의 적어도 일부를 따라서 윤활유 샘플을 끌어올리고 마모입자의 크기에 따라서 나머지 윤활유 샘플로부터 그리고 서로로부터 상기 마모입자들의 분리를 용이하게 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 많은 실시예에서, 상기 원심분리기(72)는 다수의 핸들러(70)를 포함한다. 따라서, 많은 실시예에서, 다수의 튜브들(20a, 20b)이 동시에 상기 원심분리기(72)에 부착 또는 결합될 수 있다. 상기 원심분리기(72)에 다수의 튜브들(20a, 20b)을 부착할 수 있다는 것은, 다수의 튜브들(20a, 20b)의 원심분리를 동시에 할 수 있어, 마모입자의 크기(들)에 따라서 다수의 윤활유 샘플들 내에 있는 마모입자들을 동시에 분리할 수 있게 한다. 이는 마모입자 분석의 효율을 증가시킨다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 마모입자 분석방법(100)을 도시하고 있는 흐름도이다.

상기 방법(100)의 제1 공정부(110)에서, 윤활유 샘플이 기계 시스템 또는 기계 부품으로부터 얻어지거나 추출된다. 상기 기계 시스템으로부터 윤활유 샘플을 추출하기 위해서 통상의 추출 또는 샘플링 기술이 이용될 수 있다. 상기 기계 시스템으로부터 추출되는 윤활유 샘플의 용량은 가변적이고 또한, 한정적이지는 않지만, 윤활유 샘플의 타입 그리고/또는 튜브(20a, 20b)의 뚜껑(22, 56)에 가장 근접하여 위치하는 필터패치(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)와 상기 뚜껑(22, 56) 사이의 거리에 대응하는 부분적인 튜브의 용적을 포함하는 다수의 요소들에 따라서 가변될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 기계 시스템으로부터 추출된 윤활유 샘플은 약 10 내지 20 밀리리터이다. 다른 실시예들에서, 기계 시스템으로부터 추출된 윤활유 샘플의 용량은 20 밀리리터 이상이다.

제2 공정부(120)에서, 상기 윤활유 샘플이 조립된 튜브(20a, 20b) 내로 유입된다(예를 들면, 튜브(20a, 20b)의 제1 부분(24, 58)에 의해 형성되는 제1 또는 상부 챔버 내로 유입된다). 튜브(20a, 20b)의 크기, 치수, 형상, 길이, 직경, 재료는 필요에 따라 가변될 수 있다. 튜브(20a, 20b)의 용량은 분석될 윤활유 샘플의 용량, 타입, 그리고 점성 중 어느 하나 이상에 따라서 가변될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 튜브(20a, 20b)는 적어도 부분적으로 플라스틱 중합체로 만들어지며, 외경은 약 20 내지 30 밀리미터 사이이며, 내경은 약 10 내지 15 밀리미터 사이며, 길이는 약 5 내지 15 센티미터 사이이다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 튜브(20a, 20b)는 약 23 밀리미터의 외경과 약 13 밀리미터의 내경을 가진다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 부분(24, 58)의 길이는 약 30 내지 35 밀리미터 사이이며, 상기 제2 부분(26, 60)의 길이는 약 30 내지 35 밀리미터 사이이고, 그리고 상기 제3 부분(28, 62)의 길이는 약 55 내지 60 밀리미터 사이이다.

상기한 바와 같이, 상기 튜브(20a, 20b)는 다수의 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)를 포함한다. 이 다수의 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c) 각각은 일정한 구멍크기를 가지고 있어 이 일정한 구멍크기보다 큰 마모입자들이 대응하는 이들 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)을 통과하지 못하도록 한다. 몇몇 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)은 필요한 경우 또는 바람직한 경우, 상기 튜브(20a, 20b) 내로 삽입되거나 또는 튜브(20a, 20b)로부터 제거 될 수 있는 일회용 필터패치이다. 상기한 바와 같이, 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)은 기구적 수단 또는 방법, 예를 들면, 나사산에 의해서 상기 튜브(20a, 20b) 내로 삽입될 수 있다(즉, 상기 제1 부분(24, 58), 상기 제2 부분(26, 60), 또는 상기 제3 부분(28, 62)에 결합된다. 또한, 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)은 기계적 수단, 기구, 장치, 또는 방법에 의해서 상기 튜브(20a, 20b)로부터 제거되거나 추출될 수 있다. 본 발명의 많은 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)은 상기 제2 공정부(120) 전에 상기 튜브(20a, 20b) 내로 삽입된다.

본 발명의 많은 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)은 상기 튜브(20a, 20b) 내에서 서로에 대하여 일정한 위치에 각각 위치된다. 상기한 바와 같이, 가장 큰 구멍을 가지는 필터패치(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)는 더 작은 크기의 구멍을 가지는 필터패치(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)와 비교하여 튜브의 개구부 가까이 위치된다. 몇몇 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)은 튜브(20a, 20b) 내에서 각각 고정된 깊이에 위치된다. 또한, 몇몇 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)은 서로에 대하여 고정된 가격으로 위치되며 또한 튜브(20a, 20b)의 원심분리 동안에 움직이지 않고 고정된다. 본 발명의 또 다른 실시예들에서, 상기 튜브 내로 삽입된 어떤 필터패치들은 상기 튜브에 대하여 고정된 위치를 가지고 있지 않고 튜브의 원심분리 전, 동안, 그리고 후 중 적어도 어느 하나에서 이동될 수 있다(예를 들면, 튜브의 길이를 따라서 이동될 수 있다.

제3 공정부(130)에서, 상기 튜브(20a, 20b)는 상기 원심분리기(72)의 핸들러(70)에 부착되거나, 결합되거나, 키워지거나, 또는 위치된다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 상기 원심분리기(72)는 상대적으로 저렴하며, 휴대가 가능하며, 그리고 작동하기 쉽다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 많은 실시예에서, 상기 원심분리기(72)는 다수의 핸들러(70)를 가지고 있는데, 각각의 핸들러(70)는 다루고 이송하고 상기 튜브(20a, 20b)에 결합하기 위한 것이다. 따라서, 본 발명의 많은 실시예에서, 다수의 튜브들(20a, 20b)은 상기 원심분리기(72)의 다수의 핸들러(70)에 부착되거나, 결합되거나. 끼워지거나, 또는 그 안에 위치될 수 있다(예를 들면, 연속적으로 동시에 또는 일반적으로 동시적인 방법으로).

제4 공정부(140)에서, 상기 튜브(20a, 20b)가 원심분리된다. 원심분리 동안에, 윤활유 샘플의 적어도 일부(예를 들면, 윤활유 샘플에 의해서 운반되는 특정물질)는 하나 이상의 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)을 통과하지 못하게 된다. 본 발명의 다수의 실시예에서, 필요한 경우, 사용자에 의해서 튜브(20a, 20b)의 하나 이상의 원심분리 속도 및/또는 원심분리시간이 사용자에 의해서 결정되고 조정될 수 있다. 예를 들면, 원심분리속도는 튜브(20a, 20b) 내의 윤활유 샘플의 타입, 점도, 그리고 양 중 어느 하나 이상에 따라서 결정될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 원심분리속도는 약 0.5 내지 2분 사이 동안 약 750 내지 1500 RPM 사이이다.

도 12a 내지 12c는 두 개의 튜브들(20a, 20b)의 원심분리를 도시하고 있다. 도 12a 및 12c에 도시되고 있는 원심분리에 앞서 그 전에, 튜브들(20a, 20b)이 그 길이 또는 장축이 상기 원심분리기(72)의 회전축 또는 원심분리축과 평행하게 위치된다. 도 12b에서 도시하는 바와 같이, 튜브들(20a, 20b)의 원심분리에 의해서 튜브(20a, 20b)가 재배치된다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 최종 또는 최고의 원심분리 속도에 이르게 되면, 튜브들(20a, 20b)은 그 길이방향 축 또는 그 장축이 실질적으로 원심분리기(72)의 회전축 또는 원심분리 축에 대하여 수직하게 된다.

튜브들(20a, 20b)의 원심분리에 의해서, 제5 공정부(150)에서 상기 튜브들(20a, 20b)의 길이를 따라 상기 윤활유 샘플을 이송시키는 튜브들(20a, 20b)의 길이 또는 장축을 따르는 원심력이 생겨나게 된다. 원심분리속도를 증가시키면, 상기 윤활유 샘플 및 상기 윤활유 샘플의 마모입자들에 가해지는 원심력이 증가하게 된다. 원심분리 동안에, 상기 마모입자들은 상기 튜브들(20a, 20b)의 뚜껑(22, 56)으로부터 멀어지는 방향으로 하나 이상의 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)을 향하여 상기 튜브들(20a, 20b)의 길이를 따라 이동 또는 이끌리게 된다. 상기 튜브들(20a, 20b)의 길이를 따라 상기 마모입자들이 이동함에 의해, 상기 튜브들(20a, 20b) 내의 적어도 하나의 필터패치(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)를 가로질러 또는 통하여 상기 윤활유 샘플 및/또는 마모입자들의 적어도 일부가 이끌리게 된다.

본 발명의 많은 실시예에서, 상기 마모입자들은 이들이 상기 튜브(20a, 20b)의 길이를 따라 이동하면서 그 크기에 따라 제6 공정부(160)에서 분리되게 된다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)은 각각 상기 튜브(20a, 20b) 내에서 고정된 깊이(서로에 대하여 고정된 간격으로)에 위치된다. 따라서, 상기 마모입자들은 이들이 상기 튜브(20a, 20b)의 길이를 따라 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)을 가로질러 지나가면서 그 크기에 따라 분리된다. 특정 필터패치(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)의 구멍크기보다 큰 크기의 마모입자들은 그 필터패치에 의해서 걸러지며, 특정 필터패치(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)보다 작은 크기의 마모입자들은 그 필터패치를 통과할 수 있을 것이다.

본 발명의 다른 실시예들에서, 하나 이상의 필터패치들이 고정된 깊이로 위치하지 않을 수 있으며 또한 튜브들 내에 움직이지 못하도록 고정되지 않을 수 있다. 이러한 실시예들에서, 튜브의 원심분리 후 마모입자들이 침전됨에 따라 상기 필터패치들은 상기 제6 공정부(160)에서 서로로부터 분리된다. 필터패치들의 분리는 그들의 구멍크기에 따라서 이루어지며, 그에 따라, 마모입자들이 이에 의해 걸러지게 된다.

제7 공정부(170)에서, 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)이 튜브(20a, 20b)로부터 제거된다. 이 제7 공정부(170)와 튜브련하여, 상기 튜브(20a, 20b)로부터 유체의 배출을 용이하게 하기 위하여 상기 드레인 플러그(30, 64)가 상기 튜브(20a, 20b)로부터 제거될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)의 제거는 기계적 수단에 의해서 이루어지며 빠르고 저비용으로 이루어진다. 제8 공정부(180)에서, 필터패치들에 의해서 걸러진 마모입자들의 양, 크기, 형태, 그리고 타입 중 적어도 하나를 판단하기 위하여 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)이 (예를 들면, 개별적으로) 조사되고, 검사되고, 테스트 된다. 본 발명의 다수의 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c), 특히 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)에 의해서 운반되고 걸러진 마모입자들을 검사하기 위하여 광학장치가 이용된다. 다양한 실시예에서, 상기 필터패치들(32a, 32b, 66a, 66b, 66c)상의 마모입자의 검사는 광학 렌즈 또는 현미경을 이용하는 현미경 검사법을 통하여 이루어진다.

본 발명의 많은 실시예에서, 윤활유 샘플 내에서 발견된 마모입자들의 타입, 크기, 그리고 양 또는 밀도 중 적어도 하나를 판단할 수 있기 때문에, 사용자는 윤활유 샘플이 추출된 기계 시스템의 마모 (즉, 마모상태)에 대한 데이터를 평가 또는 얻을 수 있다. 다수의 핸들러(70)에 각각 결합된 다수의 튜브들(20a, 20b)을 포함하는 본 발명의 실시예들에서, 특정 공정부들(110-180)이 다수의 윤활유 샘플들에 대하여 동시에 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 한번에 하나의 윤활유 샘플을 개별적으로 처리 또는 분석할 수만 있는 다른 마모분석 기술들보다, 상기 방법(100)은 더욱 빠르고 비용적인 측면에서 더욱 효과적일 수 있다. 또한, 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 원심분리기(72)는 휴대가 가능하고 사용이 쉬워, 기계 및 부품이 있는 현장에서 마모를 측정하고 평가하는데 적합하다. 따라서, 본 발명의 다수의 실시예에 따른 방법(100)은 그 용도가 다양하고, 편리하며, 빠르고 그리고 비용적으로 효율적일 수 있다.

이상의 설명에서, 본 발명의 실시예들이 도면들을 참조하여 설명되었다. 본 발명의 범위 및 원리를 벗어나지 않고 다양한 변화 및 변경이 가능하다. 다음의 청구범위의 범위뿐만 아니라 본 발명의 범위는 본 발명에서 설명된 실시예에 한정되지 않는다.

Claims

기계로부터 추출된 윤활유 샘플을 넣어서 기계 마모에 의해 떠다니는 입자를 얇고 긴 튜브로 유입시키는 단계;
상기 튜브는 다수의 튜브가 서로 분리 가능하게 고정되어 상기 튜브 내에서 공동으로 연속되는 채널을 형성하되 최상단의 튜브는 상기 윤활유 샘플을 수용하도록 구성된 것;
상기 채널의 길이를 따라서 상기 윤활유 샘플을 이동시키기 위해 튜브를 원심 분리하는 단계;
각각의 필터 패치는 튜브 사이에 배치되며 일정한 크기의 구멍이 형성되어 떠다니는 입자의 일부가 다수의 필터 패치를 통과하는 것을 억제하는 단계;
상기 떠다니는 입자의 일부는 상기 다수의 필터 패치의 구멍 크기보다 더 큰 입자인 것;
필터 패치를 제거 또는 교체하기 위해서 분리가능하게 한 다수의 튜브;를 포함하는 마모 분석 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 다수의 필터 패치 수는 다수의 고정된 튜브의 수를 조정함으로써 조정가능한 것을 특징으로 하는 마모 분석 방법.
제1 또는 2항에 있어서, 다수의 튜브는 나사 고정 방식으로 고정되는 것을 특징으로 하는 마모 분석 방법.
제1 또는 2항에 있어서,
다수의 튜브 중에서 최하단의 튜브는 배수 플러그로 밀봉된 것을 특징으로 하는 마모 분석 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 다수의 필터 패치의 구멍 크기는 2.5 내지 25 마이크로미터 사이이거나 800 또는 1200 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 마모 분석 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 튜브로부터 적어도 하나의 필터 패치를 제거하고, 상기 필터 패치 상에 걸린 윤활유 샘플의 입자를 옮기는 단계;
상기 필터 패치 상에 걸린 입자의 량 및 형태 중 적어도 하나를 판단하기 위해 상기 필터 패치를 검사하는 단계;를 포함하며,
상기 필터 패치에 걸린 입자의 량 및 형태 중 적어도 하나를 판단하는 것은 기계 시스템의 마모의 측정을 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 마모 분석 방법.
윤활유 샘플을 일정한 크기의 구멍이 형성된 필터 패치를 포함하는 하나의 튜브로 유입시키는 단계;
상기 튜브의 길이를 따라서 상기 윤활유 샘플을 이동시키기 위해서 상기 튜브을 원심분리하는 단계;
상기 필터 패치를 통해서 상기 윤활유 샘플의 적어도 일부의 흐름을 억제하는 단계;
상기 튜브로부터 상기 필터 패치를 제거하는 단계;
상기 필터 패치상의 상기 윤활유 샘플의 적어도 일부의 량 및 형태 중 적어도 하나를 판단하기 위해서 상기 필터 패치를 검사하는 단계;를 포함하며,
상기 필터 패치 상의 윤활유 샘플의 적어도 일부의 량 및 형태 중 적어도 하나의 판단은 기계 시스템의 마모의 측정을 용이하게 하는 것을 포함하는 마모 분석 방법.
각각 기계 마모에 의해 떠다니는 입자가 유입된 다수의 기계 윤활유 샘플을 얇고 긴 튜브에 유입시키는 단계;
상기 다수의 튜브가 서로 양단간에 분리 가능하게 고정되어 상기 튜브 내에서 공동으로 연속되는 채널을 형성하되, 최상단의 튜브는 상기 윤활유 샘플을 수용하도록 구성된 것;
각각의 튜브의 채널의 길이를 따라서 각각의 튜브 내의 윤활유 샘플을 배치하기여 다수의 튜브를 동시에 원심분리하는 단계;
각각의 튜브의 다수의 필터 패치 내의 적어도 하나의 필터 패치상의 윤활유 샘플 입자가 걸리게 하는 단계;
고정된 다수의 튜브를 분리함으로써 각각의 튜브로부터 상기 다수의 필터 패치를 제거하는 단계;
각각의 튜브로부터 제거되고 윤활유 샘플 입자가 걸린 적어도 하나의 필터 패치를 일련의 열적, 광학적, 또는 화학적 검사를 거쳐서 그에 따라서 포획된 윤활유 샘플 입자를 특성화하는 단계;를 포함하는 마모 분석 방법.
제8항에 있어서,
다수의 튜브 중 최상단의 튜브에 설치된 필터 패치는 상기 최상단의 튜브로부터 더 멀리 배치된 각각의 필터 패치에 비해서 더 큰 크기의 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 마모 분석 방법.
다수의 마모 입자를 포함하는 제1 윤활유 샘플을 수용하는 제1 튜브는 그 안에 배치된 다수의 필터 배치를 포함하며, 필터 패치들 각각은 일정한 크기의 구멍을 갖고;
다수의 마모 입자를 포함하는 제2 윤활유 샘플을 수용하는 제2튜브는 그 안에 배치된 다수의 필터 배치를 포함하며, 다수의 필터 패치들 각각은 원심분리하는 동안 일정한 구멍 크기보다 큰 크기의 마모 입자의 흐름을 억제하기 위해서 일정한 크기의 구멍을 갖고;
상기 제1 튜브의 길이를 따라서 상기 제1 윤활유 샘플을 이동시키기 위해 상기 제1 튜브를 원심 분리하기 위한 원심분리기;를 포함하며,
상기 다수의 필터 패치 중 적어도 하나는 상기 제1 튜브의 길이를 따라서 상기 제1 윤활유 샘플을 이동시키는 동안 마모 입자의 일부의 흐름을 억제하며, 상기 마모 입자 일부는 상기 다수의 필터 입자 중 적어도 하나의 일정한 크기의 구멍보다 큰 크기를 갖는 마모 분석 시스템.
제10항에 있어서, 상기 원심분리기는 상기 제1 및 제2 튜브 각각을 동시에 원심분리하는 것을 특징으로 하는 마모 분석 시스템
제10항에 있어서, 상기 원심분리기는 상기 제1 및 제2 튜브를 고정하기 위한 제1 핸들러 및 제2 핸들러를 각각 포함하여, 원심분리하는 동안에 상기 제1 및 제2 튜브를 상기 원심분리기에 고정시키는 것을 특징으로 하는 마모 분석 시스템
제10항에 있어서, 상기 다수의 필터 패치 중 각각의 필터 패치는 2.5 내지 25 밀리미터 사이의 구멍 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 마모 분석 시스템
제10항에 있어서, 상기 다수의 필터 패치 중 각각의 필터 패치는 800 내지 1200 밀리미터 사이의 구멍 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 마모 분석 시스템
제10항에 있어서, 상기 마모 입자의 일부 량, 크기 및 형태를 판단하기 위해서 상기 다수의 필터 패치 중 적어도 하나를 검사하기 위한 광학 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마모 분석 시스템
하나의 개구를 갖는 원통형 튜브 내의 일정한 위치에 배치되며, 상기 튜브를 원심분리하는 동안에 일정한 크기의 구멍보다 큰 크기의 입자를 거르기 위해 상기 일정한 크기의 구멍을 갖는 다수의 필터 패치를 포함하며;
상기 원통형 튜브는 개별적으로 분리가능한 부품들을 포함하며;
상기 다수의 필터 패치들 각각은 상기 튜브의 개별적으로 분리가능한 부품들 사이에 배치되는 것인 원심 분리 튜브.
제16항에 있어서, 다수의 마모 입자를 포함하는 윤활유 샘플을 더 포함하며,상기 다수의 필터 패치 중 적어도 하나는 상기 튜브를 원심분리하는 동안에 상기 다수의 마모 입자의 일부를 거르며, 상기 다수의 필터 패치 중 적어도 하나에 의해서 걸린 상기 다수의 마모 입자 중 일부는 일정한 구멍 크기보다 크기가 더 큰 것을 특징으로 하는 원심 분리 튜브.
제16항에 있어서, 상기 다수의 필터 패치는 일정한 크기의 제1 구멍을 갖는 제1 필터 패치와, 제1 구멍보다 작은 크기의 제2 구멍을 갖는 제2 필터 패치를 포함하며, 상기 제1 필터 패치는 상기 원통형 튜브 개구에 더 근접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 원심 분리 튜브.
적어도 제1 튜브 및 제2 튜브를 포함하되 각각 하나의 개구 및 하나의 유체 운송 채널을 더 포함하는 분리가능한 튜브;
상기 제1 튜브 및 제2 튜브 사이에 배치되며 상기 제1 튜브 및 제2 튜브 각각의 유체 운송 채널에 가로질러서 놓이고 일정한 크기의 구멍을 갖는 적어도 하나의 필터 패치;를 포함하는 원심 분리 튜브.
다수의 튜브가 서로 분리 가능하게 고정되어 상기 튜브 내에서 연속되는 채널을 갖는 얇고 긴 튜브를 공동으로 형성하되, 최상단의 튜브는 기계로부터 추출되며 기계 마모로 인해 생기는 떠다니는 입자를 옮기는 윤활유 샘플을 수용하도록 구성되는 다수의 튜브;
상기 튜브에 의해서 옮겨지되 패치 내의 각각의 필터 패치는 원심력에 의해서 떠다니는 입자의 적어도 일부를 유지하기 위해서 쌍으로 고정된 튜브들 사이에 배치되는 다수의 필터;를 포함하며,
다수의 고정된 튜브는 그들 사이에 배치된 필터 패치를 제거 또는 교체하기 위해서 분리 가능한 것을 포함하는 원심 분리 튜브.
제20항에 있어서, 각각의 튜브의 채널의 길이를 따라서 각각의 튜브 내의 윤활유 샘플을 이동시키기 위해서 상기 튜브를 동시에 원심분리하기 위한 원심분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 분리 튜브.
제20 또는 21항에 있어서, 다수의 필터 패치 수는 다수의 고정된 튜브의 수를 조정함으로써 조정가능한 것을 특징으로 하는 원심 분리 튜브.
제20 또는 21항에 있어서, 다수의 고정된 튜브는 나사 고정 방식으로 고정되는 것을 특징으로 하는 원심 분리 튜브.
제20 또는 21항에 있어서, 다수의 튜브 중 최상단의 튜브에 설치된 필터 패치는 상기 최상단의 튜브로부터 더 멀리 배치된 각각의 필터 패치에 비해서 더 큰 크기의 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 원심 분리 튜브.
삭제