Instalatia electronica pentru determinarea concentratiei cetei de ulei in carterul motorului principal

Instalatia electronica pentru determinarea concentratiei cetei de ulei in carterul motorului principal

1. Introducere

Functionand pe principiul "barierei fotoelectrice", prin detectarea modificarilor transparentei mediului de propagare a luminii, instalatia poate pune in evidenta cresteri relativ mici ale densitatii cetei de ulei peste limita normala la functionarea motoarelor Diesel navale.

Prin detectarea, localizarea si semnalizarea uzurii incipiente a lagarelor, rulmentilor, a tuturor elementelor functionale ale motorului aflate in miscare, se previne aparitia unor avarii deosebit de grave.

Cresterea temperaturii unui lagar, rulment sau a altui element intern al motorului naval, datorita uzurii, proastei dimensionari sau suprasolicitarilor, determina un nivel ridicat al concentratiei vaporilor de ulei, care poate fi pus in evidenta cu ajutorul detectorilor fotosensibili ai instalatiei.

Evolutia transparentei cetei de ulei in fiecare dintre punctele supuse observatiei, poate fi urmarita continuu printr-un sistem de afisare punctuala cu diode electroluminescente.

In cazul detectarii unei concentratii periculoase a vaporilor de ulei, intra in functiune cele doua sisteme de avertizare optica si sonora, indicandu-se totodata punctul analizat. Se poate cunoaste asfel cu precizie care element din constructia motorului Diese naval are o functionare anormala intervenindu-se pentru remedierea defectiunii.

2. Functionarea sistemului de supraveghere, masurare si avertizare a transparentei cetei de ulei.

Punctele in care trebuie supravegheata concentratia vaporilor de ulei sunt racordate prin conducte la o valvula rotativa (1), (figura 13.62).

Un brat rotativ selectiv (2) permite ca probele extrase din atmosfera corespunzatoare fiecarui punct analizat sa fie aduse succesiv in tubul de masura (4).

In dispozitivul valvulei rotative se realizeaza o medie a concentratiei vaporilor de ulei din toate punctele supravegheate si apoi un esantion din acest amestec este introdus in tubul de referinta (5).

Astfel se compara densitatea cetei de ulei din fiecare camera a carterului, cu media densitatii celorlalte puncte supravegheate.

De asemenea in timpul fiecarui ciclu de explorare se compara esantionul de valoare medie din tubul de referinta, cu aerul curat introdus in tubul de masura. Lumina produsa de o lampa cu incandescenta (6) este reflectata de doua oglinzi (7) de-a lungul axelor celor doua tuburi de masura si de referinta. In fiecare tub la capatul opus celui de patrundere a fasciculului luminos este dispus cate un element fotosensibil (fototranzistor) (3). Ventilatorul (8) asigura circulatia probelor masurate.

Pentru reducerea erorilor de masurare sursa tensiunii de alimentare a lampii este stabilizata, asigurandu-se astfel o intensitate de valoare constanta fasciculelor luminoase.

In functie de transparenta mediului strabatut de lumina este raspunsul elementelor fotosensibile, semnalele generate urmand continuu variatiile densitatii cetei de ulei.

In conditii normale de functionare a motorului naval concentratia vaporilor de ulei este aceeasi in ambele tuburi si semnalele furnizare de fototranzistoare sunt egale.

Functionarea instalatiei poate fi urmarita pe baza schemei bloc prezentate in figura 13.63.

O valoare ridicata a densitatii intr-o camera a carterului, are ca efect generarea de catre elementele fotosensibile a unor semnale de nivele diferite, situatie in care poate intra in functiune avertizarea optica (AS) si sonora (AO).

Semnalele conrespunzatoare transparentei cetii de ulei in punctul analizat, precum si transparentei medii sunt aplicate unor indicatoare de nivel (IN) realizate cu diode electroluminiscente.

Semnalul electric continuu care provine de la fototranzistorul tubului de masura este amplificat, trecut printr-un filtru trece jos (FTJ) pentru a fi eliminata componenta pulsatorie si apoi este aplicat comparatorului cu fereastra (CF1).

Atunci cand sunt depasite limitele prestabilite ale ferestrei de tensiune, comparatorul genereaza un semnal de comanda pentru circuitul de alarma sonora (AS).

Intr-o astfel de situatie, concentratia vaporilor de ulei in tubul de masura (TM) are un nivel periculos pentru buna functionare a motorului. Intervalul de variatie admis pentru valorile densitatii cetei de ulei este cuprins intre 0,3 si 1,3 mg/l asa cum se observa in diagrama prezentata in figura 13.64.

Semnalele obtinute la iesirile amplificatoarelor celor doua tuburi, de masura (TM) si de referinta (TR) sunt transmise unui amplificator diferential (AD). Deoarece nu se cunoaste semnul diferentei dintre semnale, tensiunea la iesirea (AD) este redresata (CR) si apoi aplicata celui de-al doilea comparator cu fereastra (CF2). Neincadrarea in limitele ferestrei pentru care a fost proiectat comparatorul determina intrarea in functiune a circuitului de avertizare optica (AO).

Doua sisteme de afisare punctuala cu LED-uri indica modul in care variaza concentratiile de vapori de ulei in interiorul celor doua tuburi.

Descrierea functionarii sistemului pentru indicarea punctului analizat

Pe axul valvulei rotative este fixat rigid un disc care prezinta fante radiale echidistante. Unghiul la centru intre doua fante alaturate    este egal cu cel corespunzator intre doua orificii consecutive de intrare a conductelor in interiorul valvulei rotative.

De o parte si de cealalta a discului sunt dispuse o sursa de lumina si respectiv un fototranzistor care la trecerea fiecarei fante prin dreptul sau genereaza un impuls.

Fototranzistorul este inclus intr-o schema de releu fotoelectric cu monostabil (RF-CBM), la iesirea acestuia obtinandu-se impulsuri de durata constanta, indiferent de timpul iluminarii fototranzistorului. Aceste impulsuri sunt numarate, decodificate si afisate (D-A).

Impulsurile se transmit unui numarator (N) printr-un circuit poarta (CP) atat timp cat nu a fost depasita fereastra la nici unul dintre cele doua comparatoare. Depasirea ferestrei la oricare dintre comparatoare are ca efect actionarea unui releu al carui contact se inchide si determina blocarea portii logice.

Pe sistemul de afisare ramane inscris numarul corespunzator punctului cu nivel periculos al transparentei cetei de ulei, ceea ce permite localizarea precisa a defectului survenit.

Atunci cand sunt detectate valori ale densitatii cetei de ulei ce depasesc limitele admise, intra in functiune circuitul de avertizare oprindu-se si motorul de antrenare a valvulei rotative, bratul mobil fiind blocat in dreptul orificiului din care s-a extras proba cu transparenta anormala.

Concluzii

Instalatia pentru determinarea densitatii cetei de ulei in carterul motorului principal naval permite indicarea valorilor acesteia in limitele 0,3 1,3 mg/l. Nivelul de 0 mg/l corespunde lipsei cetei in punctele analizate.

La calibrarea detectorului se tine seama ca aparitia unor conditii anormale de functionare are ca efect cresterea densitatii cetei de ulei peste nivelul 1,3 mg/l, situatie in care trebuie sa intre in functiune sistemul de alarmare, indicandu-se astfel optic si acustic posibilitatea producerii unor avarii importante.

Este de subliniat faptul ca instalatia localizeaza cu precizie punctul in care concentratia vaporilor de ulei atinge valori periculoase.

Utilizarea indicatoarelor realizate cu LED-uri asigura o urmarire usoara a evolutiei desitatilor cetei de ulei, insa prezinta dezavantajul introducerii unei erori de masurare ca urmare a cuantizarii marimii analogice supravegheate.

Indicarea simultana a densitatii cetei de ulei in punctul analizat si a transparentei medii din motor permite compararea in orice moment a conditiilor de functionare din punctul analizat cu acelea din restul ansamblului motorului naval.

O conditie esentiala pentru reducerea erorilor de masurare o reprezinta mentinerea riguros constanta a intensitatii fasciculelor luminoase si utilizarea unor elemente fotosensibile cu sensibilitate ridicata.