СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ МАСЛЯНОГО ФИЛЬТРА Российский патент 2008 года по МПК G01N27/60 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, и может быть использовано для оперативного контроля засоренности фильтрующего элемента и сигнализации о возрастании загрязненности фильтра до заданного критического значения, служащего критерием для его замены или очистки.

Известен способ контроля целостности фильтрующего элемента и фильтрационный блок (№2113706, G01N 15/08, опубликован 1998.06.20), использующийся в фильтрующих системах для определения неисправного элемента. Этим способом контролируется целостность по меньшей мере одного фильтрующего элемента в фильтрационном блоке, в котором фильтрующий элемент или элементы соединены с общим выходным патрубком, причем способ включает приемы: смачивания фильтрующего материала указанного по меньшей мере одного фильтрующего элемента, приложение давления газа с входной стороны фильтрующего элемента, имеющего смоченный фильтрующий материал, и поддержание этого давления постоянным в период измерения давления, измерение давления P_i в функции времени в выходном патрубке при закрытом выходном вентиле, находящемся за датчиком давления, определение, не превышает ли давление, измеренное в заданное время, опорное давление на заранее заданную величину, или определение, не является ли время, необходимое для достижения заданного давления, меньшим, чем опорное время на заранее заданную величину.

Способ сложен, трудоемок и не оперативен.

Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля загрязненности масляного фильтра (№2281404, F01M 11/10, опубликован 2006.01.27), включающий установку масляного фильтра с основным фильтрующим элементом и фильтрующим элементом перепускного клапана на двигатель с последующей передачей информации при работающем двигателе о наличии/отсутствии давления в маслосистеме в салон автомобиля. Передача информации осуществляется, как правило, через датчики давления. В качестве сигнала может выступать, например, зажигание лампочки на панели приборов в салоне автомобиля. Технический результат - оперативное решение вопроса замены масляного фильтра, масла, упреждение поломки двигателя, решение вопроса безопасности управления автомобилем.

Этот способ использует косвенную загрязнению фильтра характеристику - давление - в качестве основного сигнального параметра. Между тем, все масляные фильтры, используемые в системах жидкостной смазки машин и механизмов, содержат перепускной клапан, назначение которого заключается в том, чтобы не дать давлению снизится до опасных для конкретной машины величин. По мере засорения основного фильтрующего элемента его сопротивление масляному потоку возрастает и все большее количество масла начинает проходить минуя фильтрующий элемент по перепускному клапану, за счет чего давление в жидкостной системе поддерживается на необходимом уровне. Поэтому все способы (и устройства), использующие перепад давлений, принципиально не способны дать достоверную информацию о загрязненности масла или другой фильтруемой жидкости.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа контроля загрязненности масляного фильтра, позволяющего оперативно осуществлять достоверный контроль загрязненности фильтра в реальном масштабе времени.

Решение задачи заключается в следующем: способ контроля загрязненности масляного фильтра с основным фильтрующим элементом и перепускным клапаном, включающий установку этого фильтра на двигатель с измерением параметров и последующей передачей информации при работающем двигателе, заключающийся в том, что измеряют отношение диэлектрических проницаемостей масла до и после фильтрации с последующей передачей информации к запоминающему устройству ЗУ или непосредственно к оператору.

Предлагаемый способ основывается на сравнении диэлектрических проницаемостей масла (или другой фильтруемой технологической жидкости) до и после фильтрации. Для этого в жидкостной магистрали до и после фильтра могут быть установлены емкостные датчики, представляющие собой электрические конденсаторы, установленные так, чтобы загрязненное масло проходило между обкладками одного конденсатора, а очищенное масло проходило между обкладками другого. Сравнивая емкости этих конденсаторов, можно сделать вывод о качестве фильтрации масла.

Действительно, если фильтр работает эффективно, то диэлектрическая проницаемость очищенного масла, выходящего из фильтра после фильтрации, будет меньше диэлектрической проницаемости масла, входящего в фильтр и загрязненного продуктами износа. По мере загрязнения фильтра фильтрация будет все хуже и диэлектрическая проницаемость масла, выходящего из фильтра, будет приближаться к диэлектрической проницаемости масла, входящего в него. Соответственно диэлектрической проницаемости изменяются и емкости датчиков. Поэтому о степени засоренности фильтра можно судить по приближению значения емкости датчика, установленного на выходе из фильтра к емкости датчика, установленного на входе. Когда фильтрующий элемент засоряется полностью, весь масляный поток начинает проходить через перепускной клапан. В этом случае концентрация продуктов износа в масле до и после фильтра уравнивается и диэлектрические проницаемости, а следовательно, и емкости датчиков становятся равны друг другу. Измеряя отношение емкостей, оператор в реальном масштабе времени может оценить состояние фильтра и при необходимости осуществить его замену. Способ не требует предварительной калибровки. Описанный процесс контроля загрязненности фильтра может быть легко автоматизирован.

Пример устройства, реализующего предлагаемый способ, поясняется на фигуре 1. 1 и 2 на фиг.1 - емкостные датчики, отношение емкостей которых подлежит измерению, 3 - фильтрующий элемент, 4 - перепускной клапан, 5 - корпус фильтра. Для измерения емкостные датчики включают в плечи измерительного моста, как это показано на фигуре 2, и по напряжению его разбаланса судят об эффективности фильтрации.

Напряжение на измерительной диагонали моста пропорционально эффективности очистки жидкости конкретным фильтром. При выравнивании емкостей мост балансируется и напряжение на его измерительной диагонали становится равным нулю, что соответствует нулевой эффективности фильтра (максимальному его загрязнению).

Изобретение может быть использовано для оперативного контроля засоренности фильтрующего элемента и сигнализации о возрастании загрязненности фильтра до заданного критического значения, служащего критерием для его замены или очистки. Способ контроля загрязненности масляного фильтра с перепускным клапаном включает установку этого фильтра на двигатель, определение параметра контроля масляного фильтра, в качестве которого используют отношение диэлектрических проницаемостей масла до и после фильтра, при этом о степени загрязненности масляного фильтра судят по приближению значения диэлектрической проницаемости до фильтра к значению диэлектрической проницаемости после фильтра, а при значении отношения диэлектрических проницаемостей до и после фильтра, равном единице, фильтр засорен полностью. При этом передачу параметров контроля загрязненности масляного фильтра производят запоминающему устройству или оператору при работающем двигателе. Изобретение позволяет оперативно и достоверно осуществлять контроль загрязненности фильтра в реальном масштабе времени. 2 ил.

Способ контроля загрязненности масляного фильтра с перепускным клапаном, включающий установку этого фильтра на двигатель, определение параметра контроля масляного фильтра и его передачу при работающем двигателе, отличающийся тем, что в качестве параметра контроля загрязненности масляного фильтра используют отношение диэлектрических проницаемостей масла, до и после фильтра, при этом о степени загрязненности масляного фильтра судят по приближению значения диэлектрической проницаемости до фильтра к значению диэлектрической проницаемости после фильтра, а при значении отношения диэлектрических проницаемостей до и после фильтра, равном единице, фильтр засорен полностью, при этом передачу параметров контроля загрязненности масляного фильтра производят запоминающему устройству или оператору системы.