DE102009016963B4

DE102009016963B4 - Vorrichtung zur Durchflussmessung von Schmierstoffen

Info

Publication number: DE102009016963B4
Application number: DE200910016963
Authority: DE
Inventors: Thomas Porep
Original assignee: Porep GmbH
Current assignee: Porep GmbH
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2014-10-02
Anticipated expiration: 2029-04-15
Also published as: DE102009016963A1

Abstract

Anlage (10) zur Durchflussmessung von Schmierstoffen mit – einer der Anlage (10) Schmierstoff zuführenden Leitung (20), – zwei mit der Schmierstoff zuführenden Leitung (20) verbundenen Speichertanks (30, 40), – einer mit den Speichertanks (30, 40) verbundenen Schmierstoff abführenden Leitung (50), – je einer in der Schmierstoff zuführenden Leitung (20) und in der Schmierstoff abführenden Leitung (50) angeordneten Stelleinrichtung (60, 70) zum Zuführen von Schmierstoff in einen der Speichertanks (30, 40) bzw. Abführen von Schmierstoff aus einem der Speichertanks (30, 40), – einer auf die Stelleinrichtungen (60, 70) wirkenden Steuerung zum wechselseitigen Befüllen und Entleeren der Speichertanks (30, 40), – einer die Schmierstoff zuführende Leitung (20) mit der Schmierstoff abführenden Leitung (50) verbindenden, ein Sperrventil (80) aufweisenden Bypassleitung (90) und – einer Logik zum Berechnen der Volumendurchflussrate aus dem bei Erreichen eines vorbestimmten Füllstands aus einem Speichertank (30, 40) abgegebenen Schmierstoffvolumens in der dafür benötigten Zeit, wobei die Speichertanks (30, 40) unterschiedliche Volumina und/oder unterschiedliche vorbestimmte Füllstände aufweisen, bei denen umgeschaltet wird, und die Steuerung bei einer Abweichung der aus den einzelnen Speichertanks (30, 40) erhaltenen Volumendurchflussraten voneinander zum Schalten der Anlage in eine vorbestimmte Stellung, die einen ungehinderten Schmiermittelfluss durch die Anlage oder die Bypassleitung (90) ermöglicht, eingerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchflussmessung von Schmierstoffen. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung mit der der Durchfluss des für den Betrieb von 2-Takt-Großmotoren benötigten Zylinderöls gemessen werden kann.
Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 31 29 365 C2 , der US 5 294 023 A und der DE 29 22 483 A1 bekannt.
Herkömmlich wird der Durchfluss von Schmierstoffen entweder direkt durch in den Volumenstrom des dem Motor zugeführten Schmierstoffs eingebrachte Sensoren oder berührungslos, z. B. durch Ultraschallsensoren, gemessen. Beide Verfahren weisen aber insbesondere bei mit niedrigen Durchflussgeschwindigkeiten zugeführten Schmierstoffen Nachteile auf: die direkte Messung erhöht den Leitungswiderstand aufgrund des in den Volumenstrom eingebrachten Sensors, der zu einer weiteren Verringerung der Durchflussmenge des Schmierstoffs führt, wohingegen berührungslose Verfahren, z. B. mit Ultraschall, aufgrund Ihres Messprinzips regelmäßig nur bei hohen, nicht aber bei niedrigen Durchflussgeschwindigkeiten angewendet werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Durchflussmessung von Schmierstoffen, insbesondere zur Messung des Durchflusses von für den Betrieb von 2-Takt-Großmotoren benötigtem Zylinderöl, bereitzustellen, dass auch bei niedrigen Durchflussgeschwindigkeiten angewendet werden kann, ohne dass die Durchflussgeschwindigkeit beeinträchtigt ist.
Die Aufgabe wird durch die Anlage mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Grundgedanke der Erfindung ist es, in einer beispielsweise einem 2-Takt-Motor Schmierstoff zuführenden Leitung wenigstens zwei Speichertanks zur Zwischenspeicherung für den Schmierstoff vorzusehen, wobei eine kontinuierliche Schmierstoffweiterleitung durch eine Steuerung dadurch gewährleistet ist, dass die Speichertanks wechselseitig befüllt und entleert werden. Ist ein Speichertank leer wird also auf den anderen Speichertank umgeschaltet, aus dem dann Schmierstoff bereitgestellt wird, ohne dass der Schmiermittelfluss unterbrochen ist.
Die Durchflussmessung erfolgt durch eine Logik, die die Volumendurchflussrate aus dem bei Erreichen eines vorbestimmten Füllstands aus einem Speichertank abgegebenen Schmierstoffvolumens in der dafür benötigten Zeit berechnet. Die Frequenz der Bestimmung der Durchflussrate wird also durch das Volumen der Speichertanks bzw. des vorbestimmten Füllstands vorgegeben: eine höhere Messfrequenz wird bei kleineren Speichertankvolumen erhalten.
Der Vorteil dieses Aufbaus ist, dass insbesondere bei niedrigen Durchflussraten keine Beeinträchtigung des Durchflusses durch die Durchflussmessung erfolgt, wobei auch bei Störungen des Systems maximale Betriebssicherheit gewährleistet bleibt.
Die Erfindung wird anhand eines in der einzigen 1 schematisch dargestellten Beispiels näher erläutert:
1 zeigt den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäß ausgestalteten Anlage zur Bestimmung der Durchflussmenge von Schmierstoffen. Die Anlage 10 besteht eingangsseitig aus einer der Anlage 10 (beispielsweise aus einem nicht dargestellten Tank) Schmierstoff zuführenden Leitung 20.
Die Schmierstoff zuführende Leitung 20 ist mit wenigstens zwei (Zwischen-)Speichertanks 30, 40 verbunden, wobei die Schmierstoff zuführende Leitung 20 zur Verteilung des Schmierstoffs auf die Speichertanks 30, 40 eine Stelleinrichtung 60, im gezeigten Beispiel ein 3/2-Wege-Ventil, aufweist. Es ist also immer gewährleistet, dass einer der Speichertanks 30, 40 mit Schmierstoff befüllt werden kann.
Die Speichertanks 30, 40 sind wiederum mit einer aus der Anlage 10 Schmierstoff abführenden Leitung 50 verbunden, wobei die Schmierstoff abführende Leitung 50 eine Stelleinrichtung 70, im gezeigten Beispiel ein 3/2-Wege-Ventil, aufweist, die gewährleistet, dass der Schmierstoff immer aus einem der Speichertanks 30, 40 aus der Anlage 10 abgeführt und damit beispielsweise einem Motor zugeführt werden kann.
Erfindungsgemäß ist auch eine (nicht dargestellte) Steuerung vorgesehen, die derart auf die Stelleinrichtungen wirken, dass die Speichertanks 30, 40 wechselseitig befüllt und entleert werden. Wurde beispielsweise der in 1 auf der linken Seite dargestellte Speichertank 30 bis zu einem vorbestimmten Füllstand entleert, wird die in der Schmierstoff abführenden Leitung 50 angeordnete Stelleinrichtung 70 so eingestellt, dass möglichst ohne messbare Unterbrechung auf den rechts angeordneten Speichertank 40 umgeschaltet und aus diesem Schmierstoff über die Schmierstoff abführende Leitung 50 abgeführt wird.
Gleichzeitig oder währenddessen wird die in der Schmierstoff zuführenden Leitung 20 angeordnete Stelleinrichtung 60 so eingestellt, dass nicht mehr der in 1 rechts dargestellte Speichertank 40 befüllt wird, sondern der bis zum vorbestimmten Füllstand entleerte links dargestellte Speichertank 30. Der links dargestellte Speichertank 30 wird dann nach Befüllung so lange vorgehalten, bis der rechts dargestellte Speichertank 40 bis zu einem vorbestimmten Füllstand entleert ist, wobei Befüllung und Entleerung entsprechend im Wechsel erfolgen.
Der vorbestimmte Füllstand in den Speichertanks 30, 40 wird mit den dem Fachmann bekannten Mitteln, beispielsweise Schwimmerschaltern oder elektronischen Sensoren, gemessen. Die Speichertanks 30, 40 weisen bevorzugt weitere Ventile zur Entlüftung auf, damit der Schmierstoff aus den Speichertanks 30, 40 ungehindert abfließen kann. Diese Entlüftungsventile werden so geschaltet, dass bei einem Befüllen der Speichertanks 30, 40 ein Überlauf verhindert wird.
Die Anlage 10 kann bevorzugt in den Leitungen und/oder den Speichertanks 30, 40 angeordnete Sensoren zur Messung der Beschaffenheit des Schmiermittels aufweisen, z. B. der Temperatur, der Viskosität oder der Dichte des Schmiermittels. Bevorzugt weist die Anlage 10 daher einen Sensor zur Messung der Dichte des Schmierstoffs auf, wobei die Logik zum Berechnen der Massendurchflussrate aus der Dichte des Schmierstoffs und dem aus einem Speichertank 30, 40 abgegebenen Schmierstoffvolumen in der dafür benötigten Zeit eingerichtet ist.
Selbstverständlich können auch mehr als zwei Speichertanks 30, 40 vorgesehen sein, wobei immer wenigstens ein Speichertank zur Abgabe von Schmierstoff an die Schmierstoff abführende Leitung 50 eingerichtet ist. Die Befüllung der anderen Speichertanks erfolgt nach Bedarf, wobei gewährleistet sein muss, dass immer wenigstens ein voller Speichertank bereitgehalten wird, um einen kontinuierlichen Schmierstofffluss aufrechtzuerhalten.
Zur Verbesserung und Kontrolle der Messung können die Speichertanks 30, 40 unterschiedliche Volumina und/oder unterschiedliche vorbestimmte Füllstände aufweisen, bei denen umgeschaltet wird. Mit einer derart eingerichteten Kontrolle können die aus den einzelnen Speichertanks 30, 40 erhaltenen Durchflussmesswerte miteinander verglichen werden, wobei starke Abweichungen auf eine Störung der Anlage 10 hinweisen können.
Bei Ausfall der Anlage 10 wegen einer Störung, z. B. einem Stromausfall, sind alle Komponenten so eingerichtet, dass diese in eine vorbestimmte Stellung schalten, die einen ungehinderten Schmiermittelfluss durch die Anlage oder über den Bypass ermöglichen.
Die Speichertanks 30, 40 sind in Bezug auf die Schmierstoff zuführende Leitung 20 und die Schmierstoff abführende Leitung 50 derart angeordnet, dass der Durchfluss des Schmierstoffs durch die Anlage 10 schwerkraftgetrieben erfolgen kann. Derart eingerichtet können sehr langsame Durchflussraten erzielt und gemessen werden.
Aus Sicherheitsgründen ist schließlich eine ein Sperrventil 80 aufweisende Bypassleitung 90 vorgesehen, die die Schmierstoff zuführende Leitung 20 mit der Schmierstoff abführenden Leitung 50 verbindet und mit der die Durchleitung des Schmierstoffs durch die Speichertanks 30, 40 umgangen werden kann.

Claims

Anlage (10) zur Durchflussmessung von Schmierstoffen mit – einer der Anlage (10) Schmierstoff zuführenden Leitung (20), – zwei mit der Schmierstoff zuführenden Leitung (20) verbundenen Speichertanks (30, 40), – einer mit den Speichertanks (30, 40) verbundenen Schmierstoff abführenden Leitung (50), – je einer in der Schmierstoff zuführenden Leitung (20) und in der Schmierstoff abführenden Leitung (50) angeordneten Stelleinrichtung (60, 70) zum Zuführen von Schmierstoff in einen der Speichertanks (30, 40) bzw. Abführen von Schmierstoff aus einem der Speichertanks (30, 40), – einer auf die Stelleinrichtungen (60, 70) wirkenden Steuerung zum wechselseitigen Befüllen und Entleeren der Speichertanks (30, 40), – einer die Schmierstoff zuführende Leitung (20) mit der Schmierstoff abführenden Leitung (50) verbindenden, ein Sperrventil (80) aufweisenden Bypassleitung (90) und – einer Logik zum Berechnen der Volumendurchflussrate aus dem bei Erreichen eines vorbestimmten Füllstands aus einem Speichertank (30, 40) abgegebenen Schmierstoffvolumens in der dafür benötigten Zeit, wobei die Speichertanks (30, 40) unterschiedliche Volumina und/oder unterschiedliche vorbestimmte Füllstände aufweisen, bei denen umgeschaltet wird, und die Steuerung bei einer Abweichung der aus den einzelnen Speichertanks (30, 40) erhaltenen Volumendurchflussraten voneinander zum Schalten der Anlage in eine vorbestimmte Stellung, die einen ungehinderten Schmiermittelfluss durch die Anlage oder die Bypassleitung (90) ermöglicht, eingerichtet ist.
Anlage (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Sensor zur Messung der Dichte des Schmierstoffs, wobei die Logik zum Berechnen der Massendurchflussrate aus der Dichte des Schmierstoffs und dem aus einem Speichertank (30, 40) abgegebenen Schmierstoffvolumen in der dafür benötigten Zeit eingerichtet ist.
Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichertanks (30, 40) unterschiedliche vorbestimmte Füllstände aufweisen.
Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichertanks (30, 40) unterschiedliche Volumina aufweisen.
Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (60, 70) ein 3/2-Wegeventil ist.
Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch weitere mit der Schmierstoff zuführenden Leitung (20) und der Schmierstoff abführenden Leitung (50) verbundene Speichertanks, wobei immer wenigstens ein Speichertank zur Abgabe von Schmierstoff an die Schmierstoff abführende Leitung (50) eingerichtet ist.
Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung von Speichertanks (30, 40) und Schmierstoff abführender Leitung (50) das schwerkraftgetriebene Entleeren der Speichertanks (30, 40) ermöglicht.