DISPOSITIVO SENSOR OPTICO PARA DETERMINACION DEL ESTADO DE DEGRADACION DE UN ACEITE LUBRICANTE EN UN CIRCUITO DE LUBRICACION DE UNA MAQUINA.

El dispositivo comprende:

un conducto de medida (1) conectable en bypass con el circuito de lubricación

(2) y por el que puede pasar una parte del aceite que circula por el circuito de lubricación (2), comprendiendo el citado conducto de medida un tramo de entrada (1'), un tramo intermedio (1'') de medida y un tramo de salida (1''');

una electroválvula de entrada (3) que puede disponerse entre el circuito de lubricación (2) y el tramo de entrada (1') del conducto de medida para permitir la entrada de la citada parte de aceite del circuito de lubricación (2) al tramo intermedio (1'') de medida;

una electroválvula de salida (7) que puede disponerse entre el circuito de lubricación (2) y el tramo de salida (1''') del conducto de medida para permitir la salida de la citada parte de aceite del tramo intermedio (1'') de medida hacia el circuito de lubricación (1''');

un módulo de medida óptico dispuesto en el tramo intermedio (1'') de medida que puede determinar la calidad del aceite por espectroscopia visible de la parte de aceite contenida en el tramo intermedio (1'') de medida;

estando el tramo intermedio (1'') de medida dispuesto en posición vertical para la decantación por gravedad de la parte de aceite contenida en el tramo intermedio (1'') de medida y el modulo de medida óptico está dispuesto en una parte inferior del tramo intermedio (1'') de medida.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201231571.

Solicitante: FUNDACION TEKNIKER.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: GORRITXATEGI ARRONDO,Eneko.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > LUBRIFICACION > F16N29/00 (Dispositivos particulares en las instalaciones o en los sistemas de lubrificación que indican o detectan condiciones indeseables; Utilización de los dispositivos sensibles a estas condiciones en las instalaciones o en los sistemas de lubrificación (Utilización de los dispositivos sensibles a estas condiciones en las instalaciones o en los sistemas de lubrificación ver las clases apropiadas))
google+ twitter facebookPin it
DISPOSITIVO SENSOR OPTICO PARA DETERMINACION DEL ESTADO DE DEGRADACION DE UN ACEITE LUBRICANTE EN UN CIRCUITO DE LUBRICACION DE UNA MAQUINA.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo sensor óptico para determinación del estado de degradación de un aceite lubricante en un circuito de lubricación de una máquina.

Campo de la invención La presente invención se engloba en el campo de los dispositivos sensores ópticos que mediante espectroscopia óptica permiten determinar el estado de degradación de un aceite lubricante que circula por un circuito de lubricación de una máquina y en especial aceites de máquinas que pueden comprender burbujas de aire mezcladas en el aceite y más especialmente las multiplicadoras de aerogeneradores.

Antecedentes de la invención Una técnica utilizada para monitorizar la calidad o estado de degradación de los aceites usados se basa en la búsqueda de información en el espectro visible, correlacionando las variables físico químicas del aceite lubricante (Acid Number AN, Viscosidad...) con el cambio de color de la muestra. Para ello se utiliza un sensor basado en la espectroscopia visible, que realiza predicciones del estado de degradación del aceite lubricante a partir de las mediciones de dicho espectro visible (380 – 780 nm) .

Esta técnica de detección del estado de degradación de un aceite se describe por ejemplo en la solicitud PCT WO20127032197-A.

Es totalmente conocida la influencia de las burbujas de aire en todo aparato de medida óptico, donde la forma esférica de las burbujas dispersa la luz incidida sobre el sistema y falsea totalmente el resultado.

En el caso de los aerogeneradores los aceites de lubricación suelen tener un contenido aproximado de 30% de burbujas y estas burbujas afectan a la señal del sensor de manera drástica, con reducciones de señal de hasta un 90%. Se pueden incorporar filtros eliminadores de burbujas para eliminar estas burbujas en “tiempo real” pero la eficiencia de estos filtros no es nada buena. La eficiencia de eliminación de burbujas con estos filtros puede ser de un 99, 99% para fluidos y aceites poco viscosos pero los aceites de aerogenerador son de una viscosidad bastante alta (320 cSt) con lo que hemos observado que esta eficiencia en el filtrado de las burbujas no se cumple.

Las burbujas de aire también son perjudiciales en algunos sistemas mecánicos y por ello son conocidos diversos sistemas de eliminación de burbujas.

Las patentes US2011314830-A1, RU2319533 y JP9303329 se refieren a sistemas que centrifugan el fluido para separar el aire del líquido y la extracción de aire se hace directamente. El problema de estos sistemas es que son extremadamente caros y no permiten su utilización junto con sistemas que se deben comercializar a bajo precio. Además, en algunos casos a altas viscosidades la eficiencia de eliminación baja considerablemente.

Las patentes EP-A1-1998011 y, US2007039475-A1 se basan en diseños específicos que permiten una ventilación o deaireación mediante cambios de diseño específicos del cárter de aceite o circuito del fluido.

En la solicitud PCT WO0032980-A1 se describe un sistema de monitorización de aceite lubricante donde utiliza un sistema de deaireación para llevar a cabo las medidas de contaminantes en el aceite, pero no detalla el sistema utilizado para la deaireación. En la patente se comenta que para una mejor deaireación se realiza un calentamiento del aceite.

Descripción de la invención La presente invención se refiere a un dispositivo sensor óptico para la determinación del estado de degradación de un aceite lubricante que comprende un sistema de eliminación de burbujas integrado. El sensor se basa en un principio óptico para la determinación del estado de degradación del aceite y, como se ha comentado, se ve muy afectado por la simple presencia de burbujas.

El sistema de eliminación de burbujas se basa en dejar deairear el aceite durante un tiempo. Mediante electroválvulas, se deja entrar el aceite al sistema fluidico del sensor, se cierra el circuito y se espera el tiempo necesario para que las burbujas se vayan decantando. El tiempo de espera depende de la viscosidad de aceite que influye en la eliminación de las burbujas del sistema de lubricación.

De acuerdo a la invención el detector de medida óptico se posiciona de tal manera que después de un cierto tiempo de espera el aceite a medir se encuentra sin ninguna burbuja en la zona de medida.

Más concretamente el dispositivo sensor óptico de la invención comprende:

Un conducto de medida conectable en bypass con el circuito de lubricación de la máquina de forma que por el conducto puede pasar una parte del aceite (sobre la cual se realiza la medida de degradación con el sensor óptico) . El conducto comprende un tramo de entrada, un tramo intermedio de medida y un tramo de salida;

una electroválvula de entrada que puede disponerse entre el circuito de lubricación y el tramo de entrada del conducto de medida para permitir la entrada de la citada parte de aceite del circuito de lubricación al tramo de medida;

una electroválvula de salida que puede disponerse entre el circuito de lubricación y el tramo de salida del conducto de medida para permitir la salida de la citada parte de aceite del tramo de medida hacia el circuito de lubricación (por ejemplo una vez realizada la medida con el sensor óptico) ;

un módulo de medida óptico (compuesto por ejemplo por un emisor y un receptor) dispuesto en el tramo intermedio de medida que puede determinar la calidad del aceite por espectroscopia visible de la parte de aceite contenida en el tramo intermedio de medida; estando el tramo de intermedio de medida dispuesto en posición vertical para la decantación por gravedad de la parte de aceite contenida en el tramo intermedio de medida (el tramo intermedio esta dispuesto entre el tramo de entrada y el tramo de salida de forma que la parte de aceite queda contenida en dicho tramo intermedio y se decanta por gravedad de forma que las burbujas quedan en la parte de arriba del conducto de medida, mientras que en la parte inferior queda aceite libre de burbujas) . El módulo de medida óptico está dispuesto en una parte inferior del tramo intermedio (de forma que la medida del módulo detector se realiza en la zona libre de burbujas) .

En una realización preferente la parte inferior del tramo intermedio comprende una longitud menor o igual a la mitad del tramo intermedio.

De acuerdo a la invención la apertura de la electroválvula de entrada y el cierre de la electroválvula de salida pueden estar controlados para que la citada parte de aceite permanezca en el tramo de medida un tiempo de decantación en el cual se han eliminado el 75% de las burbujas.

El tiempo de decantación puede ser superior a 15 y preferentemente superior a 30 minutos.

El tiempo de decantación puede ser superior a 1 hora, preferentemente superior a 90 minutos y más preferentemente superior a 2 horas.

El dispositivo sensor óptico puede comprender un presostato dispuesto en el conducto de medida para medir la presión en el conducto de medida. Para asegurar que la medida del aceite se realiza sobre una parte de aceite que está en funcionamiento en la máquina es necesario que cuando se abra la electroválvula de entrada el aceite que entre al sensor haya estado en funcionamiento recientemente. Para ello se aprovecha la diferencia de presión en el sistema hidráulico, es decir, si no hay presión en el sistema, el aceite no se renueva dentro del conducto de medida con lo cual no se mide el aceite en funcionamiento. Es necesario colocar el presostato para saber si hay o no presión. Si hay presión la medida es válida.

El dispositivo puede comprender un filtro de partículas para eliminar partículas de cierto tamaño. El filtro esta dispuesto en el conducto de medida entre la electroválvula de entrada y el...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo sensor óptico para determinación del estado de degradación de un aceite lubricante en un circuito de lubricación (2) de una máquina que puede comprender burbujas de aire mezcladas en el aceite caracterizado porque comprende:

un conducto de medida (1) conectable en bypass con el circuito de lubricación (2) y por el que puede pasar una parte del aceite que circula por el circuito de lubricación (2) , comprendiendo el citado conducto de medida un tramo de entrada (1’) , un tramo intermedio (1’’) de medida y un tramo de salida (1’’’) ;

una electroválvula de entrada (3) que puede disponerse entre el circuito de lubricación (2) y el tramo de entrada (1’) del conducto de medida para permitir la entrada de la citada parte de aceite del circuito de lubricación (2) al tramo intermedio (1’’) de medida;

una electroválvula de salida (7) que puede disponerse entre el circuito de lubricación (2) y el tramo de salida (1’’’) del conducto de medida para permitir la salida de la citada parte de aceite del tramo intermedio (1’’) de medida hacia el circuito de lubricación (1’’’) ;

un modulo de medida óptico dispuesto en el tramo intermedio (1’’) de medida que puede determinar la calidad del aceite por espectroscopia visible de la parte de aceite contenida en el tramo intermedio (1’’) de medida; estando el tramo intermedio (1’’) de medida dispuesto en posición vertical para la decantación por gravedad de la parte de aceite contenida en el tramo intermedio (1’’) de medida y el modulo de medida óptico está dispuesto en una parte inferior del tramo intermedio (1’’) de medida.

2. Dispositivo sensor óptico según reivindicación 1 caracterizado porque la apertura de la electroválvula de entrada (3) y el cierre de la electroválvula de salida (7) están controladas para que la citada parte de aceite permanezca en el tramo intermedio (1’’) de medida un tiempo de decantación en el cual se han eliminado el 75% de las burbujas.

3. Dispositivo sensor óptico según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 caracterizado porque el tiempo de decantación es superior a 15 minutos.

4. Dispositivo sensor óptico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el tiempo de decantación es superior a 30 minutos.

5. Dispositivo sensor óptico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el tiempo de decantación es superior a 1 hora.

6. Dispositivo sensor óptico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el tiempo de decantación es superior a 90 minutos.

7. Dispositivo sensor óptico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el tiempo de decantación es superior a 2 horas.

8. Dispositivo sensor óptico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la parte inferior del tramo intermedio (1’’) de medida comprende una longitud menor o igual a la mitad del tramo intermedio (1’’) de medida.

9. Dispositivo sensor óptico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende un presostato (5) dispuesto en el conducto de medida para medir la presión en el conducto de medida.

10. Dispositivo sensor óptico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende un filtro de partículas (4) .

11. Dispositivo sensor óptico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el módulo de medida óptico (6) comprende un detector RGB (10) .

12. Dispositivo sensor óptico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el aceite lubricante es un aceite lubricante de una máquina aerogeneradora.

13. Dispositivo sensor óptico según reivindicación 12 caracterizado porque el aceite tiene una viscosidad superior a 320 cSt.

14. Dispositivo sensor óptico según cualquiera de las reivindicación 12 o 13 en el cual el aceite lubricante contiene un porcentaje de burbujas superior al 30%.