CS253518B1

CS253518B1 - Magnetic particle analyzer in liquids

Info

Publication number: CS253518B1
Application number: CS857846A
Authority: CS
Inventors: Jiri Kovar; Karel Otto
Original assignee: Jiri Kovar; Karel Otto
Priority date: 1985-11-01
Filing date: 1985-11-01
Publication date: 1987-11-12
Also published as: CS784685A1

Abstract

Je řešen magnetický analyzátor částic v kapalinách, umožňující rychlejší a přesnější separaci otěrových částic z kapalného maziva. Zdroj magnetického pole je tvořen dvěma dutými válcovými supermagnety, které do sebe souose zapadají a jsou vzájemně odizolavány. Supermagnety jsou fixovány otočně na společném hřídeli, spojeném elektromotorem s plynulou změnou otáček. Jejich pólově nástavce jsou ve tvaru písmene 0 se zaoblenými hroty, uloženými paralelně s rovinou kruhové ferrografické podložky, která je těsně nad nástavci vodorovně přisátá. V ose rotace je nad ferrografickou podložkou vyústěn přívod analyzované kapaliny. Pod válcovými supermagnety je kolem nich umístěna sběrná nádoba. Magnetický analyzátor lze využít při stanovování režimu opotřebení strojů majících oběhové mazání nebo Uzavřenou mazací soustavu.A magnetic analyzer of particles in liquids is designed, enabling faster and more accurate separation of wear particles from liquid lubricant. The source of the magnetic field is formed by two hollow cylindrical supermagnets, which fit together coaxially and are mutually insulated. The supermagnets are rotatably fixed on a common shaft, connected to an electric motor with a continuous speed change. Their pole extensions are in the shape of the letter O with rounded tips, placed parallel to the plane of a circular ferrographic pad, which is horizontally attached just above the extensions. The supply of the analyzed liquid is located in the axis of rotation above the ferrographic pad. A collection container is placed around the cylindrical supermagnets. The magnetic analyzer can be used to determine the wear regime of machines with circulating lubrication or a closed lubrication system.

Description

Vynález se týká magnetického analyzátoru částic v kapalinách pro třídění otěrových částic, vznikajících v procesu tření mazaných třecích dvojic.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a magnetic particle analyzer in sorting fluids for sorting abrasive particles arising from the friction process of lubricated friction pairs.

Základem separace otěrových částic, to je zplodin opotřebení mazaných třecích párů, především ferromagnetických, ale i paramagnetických nebo diamagnetických, je v magnetických analyzátorech divergentní magnetické pole vytvářené supermagnety s po délnou mezipólovou mezerou a ferrografickou podložkou.The basis of separation of abrasive particles, which is the products of wear of lubricated friction pairs, especially ferromagnetic, but also paramagnetic or diamagnetic, is in magnetic analyzers a divergent magnetic field created by supermagnets with a long interpole gap and ferrographic substrate.

Doposud známé magnetické analyzátory částic v kapalinách využívají dvou sil, a to síly supermagnetu, přitahující otěrové částice kolmo k ferrografické podložce a síly gravitační, která unáší otěrové částice v mazivu do pohybu kolmého na magnetické pole magnetů.The known magnetic particle analyzers in liquids utilize two forces, the super magnet, attracting the abrasive particles perpendicular to the ferrographic substrate and the gravitational forces that drive the abrasive particles in the lubricant into motion perpendicular to the magnetic field of the magnets.

Proces separace u těchto magnetických analyzátorů je poměrně dost časově náročný zvláště v tom případě, kdy ředíme vzorek analyzovaného maziva až 100%ním množstvím čistého nepoužitého maziva. Použití neředěných vzorků, zvláště u značně znečištěných olejů, není možné. Vytváří se totiž tzv. piling-efekt, to je vrstvení velkých částic na začátku ferrogramu a tím je zmenšena čitelnost ferromagnetické stopy, to je vzájemné rozlišeni jednotlivých Částic.The separation process of these magnetic analyzers is quite time-consuming, especially when diluting the sample of analyzed lubricant with up to 100% of the amount of unused lubricant. The use of undiluted samples, especially for heavily soiled oils, is not possible. This is because the so-called piling effect is formed, that is, the layering of large particles at the beginning of the ferrogram, and thus the legibility of the ferromagnetic trace is reduced, that is, the mutual resolution of the individual particles.

Výše uvedené nedostatky, to je zdlouhavou přípravu ředění vzorku a zhoršenou čitelnost ferrogramu, odstraňuje magnetický analyzátor částic v kapalinách podle vynálezu. Magnetický analyzátor sestává z ferrografické podložky, pod níž je umístěn zdroj magnetického pole a na níž je vyústěn přívod analyzovanéThe above-mentioned drawbacks, i.e. the lengthy preparation of the sample dilution and the impaired readability of the ferrogram, are eliminated by the magnetic particle analyzer in the liquids of the invention. The magnetic analyzer consists of a ferrographic pad, under which the source of the magnetic field is placed and on which the

253 518253 518

Kapaliny a dále ze sběrné nádoby. Podstatou vynálezu je, že zdroj magnetického pole je tvořen dvěma dutými, do sebe souose zasazenými a vzájemně odizolovanými válcovými supermagnety. Tyto válcové supermagnety jsou fixovány otočně na společném hřídeli. Tento hřídel je spojen s elektromotorem s plynulou změnou otáček. Nad soustavou válcových supermagnetů je vodorovně přisátá kruhová ferrografická podložka. Na tuto ferrografickou podložku je v její ose rotace vyústěn přívod analyzované kapaliny. Osa rotace ferrografické podložky je totožná s osou rotace válcových supermagnetů. Pod válcovými supermagnety je umístěna sběrná nádoba. Pólové nástavce válcových supermagnetů mají tvar písmene O a jejich hroty jsou zaobleny a jsou umístěny paralelně s rovinou ferrografické podložky.Liquids and collection containers. The essence of the invention is that the source of the magnetic field consists of two hollow, coaxial and mutually insulated cylindrical super-magnets. These cylindrical supermagnets are fixed rotatably on a common shaft. This shaft is connected to an electric motor with continuous speed change. Above the set of cylindrical supermagnets is a horizontally sucked circular ferrographic washer. On this ferrographic washer in its axis of rotation leads the inlet of the analyzed liquid. The axis of rotation of the ferrographic pad is identical to the axis of rotation of the cylindrical supermagnets. A collecting vessel is placed under the cylindrical super-magnets. The pole extensions of the cylindrical supermagnets are O-shaped and their tips are rounded and are parallel to the plane of the ferrographic pad.

Výhodou tohoto uspořádání je možnost využití daleko větší odstředivé složky, které umožňuje rychlejší a přesnější separaci otěrových částic z kapalného maziva.The advantage of this arrangement is the possibility of utilizing a much larger centrifugal component, which allows faster and more accurate separation of the abrasive particles from the liquid lubricant.

Příklad uspořádání magnetického analyzátoru podle vynálezu je schematicky uveden na přiloženém výkrese.An example of a magnetic analyzer arrangement according to the invention is shown schematically in the attached drawing.

Analyzátor je tvořen kruhovou ferrografickou podložkou 2, zdrojem magnetického pole a sběrnou nádobou 2· Zdroj magnetického pole je tvořen dvěma dutými válcovými supermagnety J, například typu TICONAL, které jsou do sebe souose zasazeny a od sebe jsou navzájem odizolovány. Tyto válcové supermagnety 2 jsou fixovány otočně na společném hřídeli 6, který je spojen s elektromotorem s plynulou změnou otáček. Nad soustavou obou válcových supermagnetů J, přesně nad jejich pólovými nástavci 4, je vodorovně přisáté kruhová ferrografická podložka 2, jež je zde držena podblokem, na kterou je vyústěn přívod 1 analyzované kapaliny, a to v její ose rotace, tedy i v ose rotace válcových supermagnetů 3. Kruhová ferrografická podložka 2 je buó ze slabého skla nebo z průhledného plastického materiálu. Pod válcovými supermagnety 2 «3® Kolem nich umístěna sběrná nádoba 2· Pólové nástavce 4 válcových supermagnetů 2 J^{sou ν}θ tvaru písmene 0 a mají zaoblené hroty, které jsou paralelní s rovinou kruhové ferrografické podložky 2.The magnetic field source consists of two hollow cylindrical supermagnets J, for example of the TICONAL type, which are coaxial and mutually insulated from each other. These cylindrical supermagnets 2 are fixed rotatably on a common shaft 6, which is connected to an electric motor with continuous speed change. Above the system of both cylindrical supermagnets J, exactly above their pole pieces 4, is a horizontally sucked circular ferrographic washer 2, which is held here by a block, on which the inlet 1 of the analyzed liquid flows, in its axis of rotation and thus in the axis of rotation. supermagnets 3. The circular ferrographic washer 2 is either of thin glass or of transparent plastic material. Below the cylindrical supermagnets 2 «3® Around them there is a collecting vessel 2 · The pole extensions 4 of the cylindrical supermagnets 2 J ^are 0-shaped and have rounded tips parallel to the plane of the circular ferrographic pad 2.

253 818253 818

- 5 ~- 5 ~

Návrh nového řešení vychází z myšlenky využití daleko větší silové horizontální složky působící na otěrové částice, to je odstředivé síly, která je ve vztahu na přitažlivou sílu magnetu kolmá.The design of the new solution is based on the idea of using a much larger force horizontal component acting on the wear particles, that is, a centrifugal force that is perpendicular to the magnet's attractive force.

Je-li rotační magnetický analyzátor v činnosti, včetně odpovídající dodávky opotřebeného maziva, dochází na rotující kruhové ferrografické podložce 2 k vektorovému sčítání síly odstředivé maziva a síly magnetické, zvláště pak v .kruhových magnetických zónách 7, 8, to je nad mezerami pólových nástavců 4 jsou zachycovány a tříděny jednotlivé otěrové částice, které byly v opotřebeném oleji. Na rozdíl od dřívějšího magnetického analyzátoru částic v kapalinách zde není vytvořeno kontinuální divergentní magnetické pole, nýbrž jsou zde dvě kruhové magnetické zóny 7, 8, navzájem od sebe vzdálené tak, že na první kruhové magnetické zóně 7, počítáno od osy rotace, se zachytí velké částice, to je částice větší než 20 um a na druhé kruhové magnetické zóně 8, dál od středu, se zachytí částice menší než 20 um. Odstřelované mazivo je shromažďováno ve sběrné nádobě 2» umístěné kolem válcových supermagnetů 2 a pak odtéká do odpadní nádobky. Zachycené otěrové částice jsou seřazeny a rozděleny na kruhové ferrografické podložce 2. Po této fázi nanášení následuje promývání, při kterém se odstraňují zbytky maziva, karbonu a podobně pomocí benzinu, který je přiváděn na otáčející se kruhovou ferrografickou podložku 2 podobně jakb testované mazivo. Před sejmutím kruhové ferrografické podložky 2 může být provedena fixace částic a nezbytné označení ferrografického záznamu a jeho potřebné uložení. Existují dvě monitorovací techniky ferrografického záznamu. Jednou z nich je ferroskopování, které se provádí na ferroskopu dosavadního typu jen s tím rozdílem, že se použije adaptér připevněný na stolečku ferroskopu. Adaptér umožňuje rotaci mezikruží v optické ose mikroskopu. Zároveň nám ukazuje úhel natočení při identifikaci dané částice. Druhou monitorovací technikou je ferrodenzimetrování, které se provádí rovněž na adaptéru s tím rozdílem, že ferrogram v adaptéru se obrátí naruby, to je záznamovou stopou dolů tak, aby bylo možno přiložit ferrodenzimetrickou hlavici. Je možnéWhen the rotary magnetic analyzer is in operation, including the corresponding supply of worn lubricant, the centrifugal lubricant force and the magnetic force are vectored on the rotating ring ferrographic support 2, especially in the circular magnetic zones 7, 8, i.e. above the gaps of the pole pieces 4. individual abrasive particles that were in the worn oil are collected and sorted. In contrast to the former magnetic particle analyzer in liquids, there is no continuous divergent magnetic field, but there are two circular magnetic zones 7, 8 spaced apart so that large circular magnetic zones 7, calculated from the axis of rotation, capture large particles, i.e. particles larger than 20 µm, and particles smaller than 20 µm are retained on the second circular magnetic zone 8, away from the center. The blasting lubricant is collected in a collecting container 2 positioned around the cylindrical supermagnets 2 and then flows into the waste container. The entrapped abrasive particles are arranged and distributed on a ring ferrographic support 2. This application stage is followed by a wash in which grease, carbon and the like are removed with gasoline fed to the rotating ring ferrographic support 2 similar to the test lubricant. Prior to removal of the ring ferrographic pad 2, particle fixation and the necessary marking of the ferrographic record and its necessary placement can be performed. There are two monitoring techniques for ferrographic recording. One of them is ferroscoping, which is performed on a prior art type of ferroscope, except that an adapter attached to the ferroscope stage is used. The adapter allows rotation of the annulus in the optical axis of the microscope. It also shows us the rotation angle when identifying a given particle. A second monitoring technique is ferrodenzimetry, which is also performed on the adapter, with the difference that the ferrogram in the adapter is turned upside down, i.e., the recording track downwards so that the ferrodensimetric head can be applied. Is possible

- 4 “- 4 "

253 516 realizovat také další laboratorní techniky, například žíhání, zahřívání kruhového ferrogramu a podobně.253 516 also realize other laboratory techniques, such as annealing, ring ferrule heating and the like.

Magnetický analyzátor podle vynálezu lze využít při stanovování režimu opotřebení strojů majících oběhové mazání nebo uzavřenou mazací soustavu.The magnetic analyzer of the invention can be used to determine the wear mode of machines having circulating lubrication or a closed lubrication system.

Claims

A magnetic particle analyzer consisting of a ferrographic pad, under which a magnetic field source is located, on which the liquid to be analyzed is drawn and a collecting vessel, characterized in that the magnetic field source is formed by two hollow, coaxial and mutually aligned insulated cylindrical supermagnets (3), which are fixed rotatably on a common shaft (6), which is connected to an electric motor with continuous speed change and just above whose pole extensions (4) is horizontally sucked a circular ferrographic washer (2) on which the inlet (1) of the analyzed liquid results in its axis of rotation, which is identical to the axis of rotation of the cylindrical supermagnets (3) and a collecting vessel (5) is located below the cylindrical supermagnets, the pole extensions (4) of cylindrical supermagnets with rounded tips parallel to the plane of the circular ferrographic washer (2).