Устройство для непрерывного контроля частиц, взвешенных в смазочной жидкости

НАЦИОНАЛЬНЫЙ цЕНтР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ85 8 а УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ ЧАСТИЦ.8 7 8 ) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А Белого Национальной академии наук Беларуси В 8 187 8 ) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механикиметаллополимерных систем имени . 8 9 9 8 .В.А. Белого Национальной академии 8 8 2 8 5 8 8 8 8 С 8 . 2 8 8 8 .наукБеларуси 8 В 8) 888918589 А 8.8988 7 2 ) Авторы Пинчук Егор Леонидович 8 8 8 8 5 9 8 2 2 А 8 . 8 9 9 8 .Мыщкин Николай Константинович 8 8 9 8 8 2 9 8 9 А . 8 9 8 2 .Маркова Любовь Васильевна В 8 9Устройство для непрерывного контроля частиц. взвешенных в смазочной жидкости. содержащее связанный с циркуляционной системой измерительный трубопровод с измерительными электродами. установленными с возможностью регистрации электростатического заряда. возникающего в протекающей по измерительному трубопроводу жидкости. и соединенными посредством схемы обратной связи и линии задержки с регистратором. разделяющим электростатические сигналы жидкости и взвешенных в ней частиц. обладающих различной подвижностью в потоке жидкости. отличающееся тем. что содержит три электрода. установленные в измерительном трубопроводе. причем первый из них по направлению потока жидкости соединен с источником высокого напряжения. последующие два - измерительные и соединены с регистратором потенциалов. при этом измерительный трубопровод выполнен из диэлектрического материала а участок трубопровода циркуляционной системы после измерительного трубопровода заземленИзобретение посвящено обнаружению твердых частиц. взвешенных в жидКости. путем регистрации их электростатического заряда. в частности К области создания устройств для непрерывного Контроля частиц износа. содержащихся в смазочных жидКостях.Ужесточение режимов работы и требований К надежности современной техниКи требует непрерывного Контроля работоспособности узлов трения Чаще всего Контроль осуществляют путем анализа частиц износа образующихся в процессе эКсплуатации Известны диагностирующие устройства для непрерывного Контроля и анализа частиц износа появляющихся в смазочной жидКости. основанные на аКустичесКих. оптичесКих. магнитных и элеКтричесКих измерениях.С помощью устройства 1 1 регистрируют сигналы аКустичесКой эмиссии. возниКающие при отделении частиц износа с поверхности тренияЕго недостатКом является высоКая чувствительность К паразитным аКустичесКим щумам работающей мащины и оКружающей средыФотометричесКое устройство 1 основано на оценКе общей загрязненности смазочного масла путем измерения его оптичесКой плотностиДля надежного Контроля масел с помощью таКого устройства требуется удаление воздущных пузырей. что сильно усложняет КонструКцию устройства.Известно устройство для регистрации частиц износа путем измерения магнитной проницаемости смазочной жидКости Э 1 .Его недостатоК состоит в низКой чувствительности К малым Концентрациям частиц износа и невозможности регистрации отдельных частиц в масле Преимущественной областью применения таКого устройства является диагностиКа сильно загрязненных маселПрототипом изобретения является устройство Н 1 для мониторинга твердых частиц в жидКости. подаваемой в исследуемую пару трения Устройство состоит из измерительного трубопровода входящего в систему цирКуляции смазочной жидКости через исследуемый механизм В трубопроводе на неКотором расстоянии друг от друга установлены элеКтроды. Которые регистрируют естественный элеКтростатичесКий заряд. возниКающий при трении смазочной жидКости о стенКи трубопровода ЭлеКтроды соединены с регистратором. содержащим схемы обратной связи и линии задержКи. Который разделяет элеКтричесКие сигналы жидКости и частиц путем вычитания сигналов от первого и второго элеКтродов с задержКой. равной времени прохождения жидКости между элеКтродами ТаКой принцип работы регистратора основан на разной сКорости движения жидКости и частиц по трубопроводу. ТаКим образом определяют частоту появления частиц износа в смазочной среде и их КОНЦСНТРЗЦИЮустройство надежно работает тольКо при анализе жидКостей. обладающих ярКо вь 1 раженными диэлеКтричесКими свойствамидля появления в жидКости естественного элеКтростатичесКого заряда необходима значительная длина трубопровода и высоКая сКорость движения жидКости. что усложняет КонструКцию и увеличивает габариты устройствавеличина естественного элеКтростатичесКого заряда смазочной жидКости сильно зависит от эКсплуатационных условий и состояния внещней среды влажность температура сКорость потоКа. отложения на стенКах трубопровода и т.п 1Задачи. на рещение Которых направлено заявляемое устройство1 . Возможность анализировать не тольКо диэлеКтричесКие жидКости. но и жидКости. обладающие слабой проводимостью.2 . Упрощение КонструКции. уменьшение длины измерительного трубопровода и габаритов устройства возможность его миниатюризации.3 . Уменьщение влияния посторонних сигналов. затрудняющих регистрацию основного сигнала.7. Расширение информативности устройства путем регистрации не только крупных частиц. но и общего загрязнения смазочной среды.5 . Простота монтажа устройства и замены его частей.Поставленные задачи решаются путем изменения конструкции известного устройства для непрерывного контроля содержания твердых частиц в смазочной жидкости Оно состоит из связанного с циркуляционной системой измерительного трубопровода. по которому протекает поступающая из контролируемого узла трения смазочная жидкость. В трубопроводе установлены измерительные электроды. регистрирующие заряды. генерируемые жидкостью в результате электростатического заряжения при трении о стенки трубопровода Электроды соединены посредством схемы обратной связи и линии задержки с регистратором Последний разделяет электрические сигналы жидкости и взвешенных в ней частиц износа. обладающих разной подвижностью в потоке жидкости. выдавая информацию о количестве частиц износа в смазочной жидкости Заявляемое устройство отличается от известного тем. что в трубопроводе установлены три электрода. из которых первый по направлению потока жидкости соединен с источником высокого напряжения. а последующие два являются измерительными и соединены с регистратором потенциалов. Измерительный трубопровод выполнен из диэлектрического материала участок трубопровода циркуляционной системы после измерительного трубопровода заземлен.Сущность изобретения состоит в том. что естественное трибоэлектростатическое заряжение жидкости заменяют принудительным регулируемым заряжением от внешнего электрического источника Это позволяет сформировать в жидкости стабильный электростатический заряд требуемых параметров. который будет изменяться при наличии в жидкости частиц износа В результате существенно ослабляются паразитные влияния изменяющихся эксплуатационных условий.Приведем пример конструкции заявляемого устройстваКонтролируемый узел трения 7 . например коробка передач. снабжен принудительной(от насоса 2 7 циркуляционной системой 7 смазочного масла Измерительный трубопровод 7. входящий в эту систему. выполнен из диэлектрического материала и снабжен тремя электродами Электрод 5 . первый по направлению потока масла. соединен с источником высокого напряжения 7 . Электроды 7 и 7 . являющиеся измерительными. соединены с регистратором потенциалов 9 . Участок трубопровода циркуляционной системы после измерительного трубопровода заземлен.Устройство работает следующим образом. Масло. протекающее по циркуляционной системе. проходит по измерительному трубопроводу 7 . Во время прохождения зарядного электрода 5 диэлектрическая жидкость. составляющая основу масла. электризуется Величина заряда зависит от напряжения. подаваемого источником 7 на электрод. и диэлектрических свойств масла Утечка заряда не происходит благодаря выполнению измерительного трубопровода из диэлектрика При контакте электризованного масла с электродами 7 и 7 происходит перенос зарядов на электроды. электрические сигналы от которых поступают на регистратор 9 . Регистрация потенциалов с измерительных электродов 7 и 7 происходит с задержкой. равной времени перемещения масла между электродами Регистратор 9. используя линию задержки и схему обратной связи не показаны). производит вычитание потенциалов измерительных электродов.Принцип действия регистратора следующий. Частицы износа движутся по трубопроводу со скоростью. меньшей скорости течения масла Потенциал электрода 7 вычитается из потенциала электрода 7 через промежуток времени. равный времени протекания масла между электродами Если в масле содержится частица износа. движущаяся со скоростью. меньшей скорости течения масла. она не будет зарегистрирована электродом 7 . Однако при вычитании потенциалов появление частицы в потоке масла будет отмечено импульсом напряжения на графике разность потенциалов - время. Заряд. наведенный в масле.после прохождения им измерительного трубопровода снимается на заземленном участке циркуляционной системы.При увеличении концентрации электропроводных частиц металлические углеродные. включения воды) ухудшаются диэлектрические свойства масла. Это приводит к уменьшению потенциала измерительного электрода. По степени уменьшения потенциала можно судить об уровне общей загрязненности смазочного масла частицами износавозможность регистрации отдельных частиц износа. появившихся в масле. и их количественной оценки во временивозможность контроля общей загрязненности масла. являющейся критерием его работоспособности. как смазочного материаланезависимость сигнала от длины циркуляционной системы. скорости движения масла состояния поверхности трубопровода и параметров окружающей средывозможность миниатюризации устройства благодаря малой длине измерительного электродапростота конструкции сенсорных элементов и их монтажа в трубопроводеУстройство может найти применение в системах смазки механизмов. содержащих узль 1 трения автомобили прокатные станы. нефте- и газоперекачивающие установки. промышленные компрессоры. двигатели летательных аппаратов и т.п). для оперативного контроля их работоспособности и прогнозирования технического ресурса Это особенно важно для машин и механизмов. выход из строя которых может повлечь за собой остановку производства. поломку дорогостоящего оборудования или приведет к катастрофическим последствиямНациональный центр интеллектуальной собственности. 2 2 11 11 3 1 . г Минск. ул Козлова. 2 11 .