Способ и устройство для контроля качества смазочного масла

Изобретение относится к области спектроскопии. В способе контроля качества смазочного масла отбирают пробу смазочного масла или выделяющегося из смазочного масла пара. Пробу направляют в ионный мобильный спектрометр, анализируют вещества, находящиеся в паровой фазе над смазочным маслом. Изменение содержания и вида проанализированных веществ в пробе оценивается в качестве фактического состояния старения смазочного масла. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способу и устройству для контроля качества находящегося в передаточном механизме, содержащего присадки смазочного масла.

Качество смазочного масла в машиностроении, технике создания агрегатов, в частности в технике передаточных механизмов, является фактором, который в значительной мере определяет надежность и безопасность всей двигательной установки или смазанных конструктивных компонентов. Растворимые в масле присадки, как, например, различные присадки для получения экстремального сжатия и присадки против износа, добавляют к минеральным маслам, продуктам из минеральных масел или синтетическим маслам для повышения смазочного действия или химических свойств. Разница в качестве различных смазочных масел является критерием в конкурентной борьбе. Опыт эксплуатации передаточных механизмов показывает, что даже лучшие смазочные масла стареют и подлежат смене. При этом постепенно происходит постепенный переход от плановых интервалов смены масла к зависящим от состояния масла срокам смены масла. Критерием является классический анализ масла, с помощью которого определяют физические и химические параметры смазочного масла.

Не существует полученных в результате измерений критериев, которые могли бы однозначно свидетельствовать о моменте снижения качества масла ниже допустимого уровня. Например, для ветросиловых установок существует стандартное предписание, согласно которому следует регулярно подниматься на установки, брать пробы масла и затем проверять качество масла в лаборатории. Если параметры масла ухудшаются, то из соображений безопасности смазочное масло заменяют. Для того чтобы можно было установить соответствующий момент времени смены масла, нужны анализы, для проведения которых требуется хорошо оснащенная аналитическая лаборатория, а также точный отбор проб. Определяют вязкость, кислотное число, количество посторонних частиц и их состав. Эти свойства можно определить лишь с помощью очень дорогих аналитических приборов и оценить только с помощью специалистов. Экспресс-данные о возможных повреждениях передачи из-за недостаточного качества состарившегося масла возможны только в конечной стадии срока использования смазочного масла. В специальной литературе имеется большое число критериев для смены масла, которые противоречат друг другу.

В основе изобретения лежит задача создания способа и устройства, которые позволили бы на месте производить надежный и быстрый контроль качества смазочного масла, находящегося в передаточном механизме или в станке.

Поставленная в изобретении задача решается с помощью отличительных признаков пункта 1 формулы изобретения на способ. Устройство для осуществления заявленного способа является предметом пункта 4 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

В основе решения согласно изобретению лежит информация, согласно которой смазочные масла можно различать по запаху в зависимости от места изготовления, даты изготовления и состава масла. Запах формируется, в частности, благодаря присадкам и их продуктам разложения, которые добавляют в высокопроизводительные смазочные масла для повышения свойств последних. Если содержание присадок в смазочном масле снижается из-за старения в процессе работы, то изменяется также состав паровой фазы над маслом. Согласно изобретению предлагается анализировать вещества, находящиеся в паровой фазе над смазочным маслом, с помощью измерительного прибора, в частности с помощью ионного мобильного спектрометра. Ионная мобильная спектроскопия сама по себе известна, например, из заявки ФРГ DE 19515270 A и применяется для анализа следов газов. В рамках изобретения ионная мобильная спектроскопия используется для того, чтобы анализировать имеющиеся в паровой фазе над маслом вещества и сравнивать с эталонными значениями, которые определяют для масел в исходном состоянии. По изменению содержания летучих компонентов по сравнению с исходным состоянием делают заключение об изменении качества смазочного масла. Анализ качества масла с помощью ионного спектрометра является надежным и высокоскоростным, позволяет проводить его на месте и управлять им на расстоянии. Результаты измерений можно передавать в любое место, так что возможен дистанционный контроль.

Пример изобретения представлен на чертеже и в дальнейшем поясняется более подробно.

На чертеже показана схема устройства для контроля качества смазочного масла.

Передаточный механизм 1 или станок окружен корпусом 2, который заполнен до заданного уровня смазочным маслом для смазки вращающихся деталей внутри корпуса 2. Передаточный механизм 1 предпочтительно может быть установлен в установке, не находящейся под постоянным контролем персонала, например в ветросиловой установке. Передаточный механизм 1 снабжен трубопроводом 3 для отбора проб, по которому отбирается контрольное количество смазочного масла или паров масла, которые образуются в корпусе над масляной ванной. Если отбирают масляные пары, то трубопровод 3 для отбора проб подсоединяют к масляному вентилятору 4, с помощью которого выравнивается давление в передаточном механизме 1. Трубопровод 3 для отбора проб можно также подсоединить к другому штуцеру, который установлен на корпусе 2 над масляной ванной.

Трубопровод 3 для отбора проб ведет к измерительному прибору, в частности к мобильному ионному спектрометру 5, который состоит из реакционного пространства 6 и дрейфовой камеры 7. Реакционное пространство 6 снабжено отверстием 8 для впуска пробы и отверстием 9 для выпуска пробы и содержит источник 10 ионизации. Дрейфовая камера 7 на внутренней стороне снабжена дрейфовыми кольцами 11, которые подключены попарно и соединены с источником постоянного тока высокого напряжения. С его помощью в дрейфовой камере 7 создается направленное по оси электростатическое поле.

Реакционное пространство 6 отделено от дрейфовой камеры 7 коммутационной решеткой 12, которая имеет большое число электропроводных стержней, подключенных попарно и соединенных с источником напряжения. Стержни отделены друг от друга проемами. На противоположном коммутационной решетке 12 конце в дрейфовой камере 7 установлен детектор 13 ионов. Детектор 13 ионов через усилитель соединен с блоком 14 обработки данных. Блок 14 обработки данных может быть соединен со станцией дистанционного контроля.

В реакционном пространстве 6 содержащиеся в поступающем потоке пробы молекулы ионизируются с помощью источника 10 ионизации. Коммутационная решетка 12 при приложении определенного напряжения попеременно становится для ионов проницаемой или закрытой. В фазе пропускания ионы поступают в дрейфовую камеру 7, там разделяются и перемещаются против подаваемого через входное отверстие 15 дрейфового газа, например воздуха, азота или т.п., в направлении к детектору 13 ионов. Ионы, попадающие на детектор 13 ионов, вызывают там сигнальный ток, который запоминается блоком 14 обработки данных и оценивается. В зависимости от содержания или вида исследуемых веществ в блоке 14 обработки данных получаются различные спектры.

Вещества, содержащиеся в масляных парах, анализируются согласно описанному выше способу, причем в зависимости от содержания и вида веществ получается определенный спектр, который индицируется в блоке 14 обработки данных. Так как к смазочному маслу добавляют различные присадки, то содержащиеся в масляных парах и четко проявляемые в анализируемом спектре продукты разложения являются существенным показателем состояния смазочного масла. Если по сравнению с исходным состоянием (эталонное состояние) не бывшего в употреблении смазочного масла изменился вид спектров (фактическое состояние), то на основе соответствующих спектров можно узнать, насколько разложились важные для работы присадки и насколько состарилось смазочное масло или содержит ли оно воду.

Результаты измерений, полученные в мобильном ионном спектрометре 5 в отношении изменения содержания и вида содержащихся в масляных парах веществ, оцениваются в блоке 14 обработки данных в качестве фактического состояния для старения смазочного масла по сравнению со смазочным маслом, не бывшим в употреблении. При достижении или превышении заданных предельных значений в анализирующей системе вызывается предупредительный сигнал, например, для персонала, осуществляющего уход. Оцененные результаты измерений могут также передаваться персоналу с помощью теледиагностической техники.

В качестве результата анализа в контрольно-измерительном пункте 16 может включиться аварийный сигнал. Результаты 17 измерений могут быть также направлены далее в устройство передачи данных на расстояние или в Интернет и считываться на станции дистанционного контроля 18. Если из проанализированных и переданных результатов измерений выявляется критическое состояние в отношении качества смазочного масла, то существует потребность в обработке, о чем информируется обслуживающий персонал путем подачи предупредительного сигнала. В этом случае, при необходимости к состарившемуся смазочному маслу добавляют свежие присадки или смазочное масло заменяют.

1. Способ контроля качества находящегося в передаточном механизме (1) или в станке смазочного масла с присадками, отличающийся тем, что из передаточного механизма (1) отбирают пробу смазочного масла или выделяющихся из смазочного масла паров, пробу выделяющихся из смазочного масла паров направляют в мобильный ионный спектрометр (5), производят анализ пробы в отношении веществ, находящихся в паровой фазе над смазочным маслом, и изменение содержания и вида анализированных веществ в пробе оценивают путем сравнения с предварительно определенными веществами в паровой фазе смазочного масла, не бывшего в употреблении, для определений фактического состояния старения смазочного масла.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смазочное масло после оценки полученных результатов измерений путем сравнения с заданными предельными значениями классифицируют.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что к смазочному маслу после оценки полученных результатов измерений путем сравнения с заданными предельными значениями добавляют присадки.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что после оценки полученных результатов путем сравнения с заданными предельными значениями производят замену смазочного масла.

5. Устройство для проведения способа по п.1, отличающееся тем, что передаточный механизм (1) снабжен трубопроводом (3) для отбора проб, соединенным с мобильным ионным спектрометром (5), причем к мобильному ионному спектрометру (5) подсоединен блок (14) обработки данных.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что блок (14) обработки данных соединен с контрольно-измерительным пунктом (16).

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что блок (14) обработки данных соединен со станцией (18) дистанционного контроля.

8. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что трубопровод (3) для отбора проб подключен к внутреннему пространству передаточного механизма (1) над зеркалом масла.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что в случае передаточных механизмов с масляным вентилятором (4) трубопровод (3) для отбора проб подключен к масляному вентилятору (4).