一种煤矿在用设备齿轮油中煤炭含量的检测方法与流程

专利2022-05-09  2



1.本发明涉及油液分析检测领域,特别涉及一种煤矿在用设备齿轮油中煤炭含量的检测方法。


背景技术:

2.在现代化和机械化煤矿的生产过程中,齿轮油作为设备运行的主要传动介质,其性能的可靠、稳定,直接影响煤炭生产。煤矿井下生产环境复杂,在井下设备日常生产及换油过程中,煤尘、煤颗粒等进入减速箱,对油液质量造成严重影响。
3.根据生产实际,为进一步对各类生产设备及除尘系统进行升级改造,并对日常管理进行考核,需快速检测油液中的煤炭含量,所以研究出检测在用齿轮油中煤含量的方法是关键所在,以便于井下特殊环境的设备维护。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于提供一种煤矿在用设备齿轮油中煤炭含量的检测方法,以快速检测油液中的煤炭含量,便于井下特殊环境的设备维护。
5.为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
6.一种煤矿在用设备齿轮油中煤炭含量的检测方法,所述检测方法包括以下步骤:
7.a、取煤样进行粉碎并达到空气干燥状态后,得到煤粉;
8.b、将新鲜齿轮油按预定体积比与四氯乙烯混合配制稀释液,将所配制的稀释液与所述煤粉进行不同浓度的配比并混合均匀,得到不同浓度的稀释含煤液;将所述稀释含煤液进行固液分离,弃去稀释液,再用四氯乙烯与分离所得煤粉混合均匀,得到不同浓度的标准样品;测量各标准样品的浑浊度,以标准样品中煤炭浓度为横坐标,所测浑浊度为纵坐标,绘制标准曲线;
9.c、对在用设备齿轮油取样,按预定体积比与四氯乙烯混合均匀,得到稀释样品;
10.d、将所述稀释样品进行固液分离,再用四氯乙烯与分离所得煤样混合均匀,得到待测样品;
11.e、测量所述待测样品的浑浊度,利用标准曲线得到待测样品的煤炭浓度,再根据步骤d中所用四氯乙烯与步骤c中在用设备齿轮油取样体积之比换算得到取样的在用设备齿轮油的煤炭浓度。
12.根据本发明的检测方法,,在步骤a中,优选地,煤样先用破碎机破碎到3mm,用磁铁将煤样中铁屑吸去,使之全部通过3mm圆孔筛,再用研磨机研磨并通过孔径为0.2mm的筛子,控制所得煤粉粒径不大于0.2mm(基于申请人长期研究,进入油箱中的煤尘、煤粒度、煤块,在高速、重载的设备工况下,油中煤的粒度一般均小于0.2mm);优选地,所得煤粉的平均粒径为0.04mm

0.15mm,比如0.05、0.08、0.10或0.12mm。所述煤样来自所述煤矿在用设备所在煤矿。
13.在本发明的步骤a中,为减少对后续检测的干扰,对煤样进行对干燥处理,例如可
以在温度为40℃进行干燥处理,干燥处理后煤样含水量不超过8wt%,例如3wt%或5wt%。
14.在本发明的步骤b中,将等量份的稀释液与不同量的煤粉进行混合,以制取多份具有不同含煤量的稀释含煤液。
15.根据本发明的检测方法,优选地,步骤b和c中所述的预定体积比为1:0.6~1:1,优选1:0.8~1:1,比如1:0.9,以有利于煤与稀释液的有效分离。
16.根据本发明的检测方法,优选地,步骤b中配制所述标准样品所用四氯乙烯与所述稀释含煤液中齿轮油的体积比为0.6:1~1:1,优选0.8:1~1:1,比如0.9:1;步骤d中配制所述待测样品所用四氯乙烯与所述在用设备齿轮油的体积比为0.6:1~1:1,优选0.8:1~1:1,比如0.9:1;在一种实施方式中,步骤b和d中的上述体积比相同,均为1:1。
17.根据本发明的检测方法,在步骤b和d中,需进行固液分离以便分理处煤,所述固液分离的方式可以为抽滤或离心分离,本领域技术人员理解,可以实现有效分离即可。
18.根据本发明的检测方法,步骤b中,根据多份标准样品的检测结果,以标准样品中煤炭浓度为横坐标,所测浑浊度为纵坐标,可以在坐标轴上标绘出多个坐标点,进而拟合绘制出标准曲线;在一种实施方式中,所述标准曲线为excel软件自动生成曲线。本领域技术人员可以理解,步骤b中,所述excel软件自动生成标准曲线的同时,也生成所述曲线对应的曲线方程式y=ax2 bx c,其中a、b和c由实际生成的曲线确定。为此,步骤e中,可以将所测得的浑浊度x直接代入方程式以得到待测样品的煤炭浓度y。
19.根据本发明的检测方法,优选地,步骤b中,所配制的标准样品的煤炭浓度不大于1g/l(通过对井下不同设备、不同部位的油液进行多次检测,油中煤含量最大值为0.79g/l),其中一个标准样品为空白样,一个标准样品的煤炭浓度为1g/l,本领域技术人员可以理解,其余样品的煤炭浓度也应在一定程度上均匀分布。本领域技术人员可以理解,步骤b中,所配制的标准样品的数量不宜过少,比如不少于10个。
20.本发明通过科学方式建立标准曲线,在检测时,只需基于标准曲线,得出检测结果,准确度高,并且检测效率高,平均检测一个样品用时约10分钟,便于井下特殊环境的设备维护。
附图说明
21.图1为本发明实施例1得到的标准曲线图。
具体实施方式
22.下面结合实施例和附图,对本发明予以进一步的说明,但本发明不限于所列出的实施例,还应包括在本发明申请所附权利要求书定义的技术方案的等效改进和变形。
23.实施例1
24.取煤矿在用设备所在煤矿煤样,煤样先用破碎机破碎到3mm,用磁铁将煤样中铁屑吸去,使之全部通过3mm圆孔筛,再用研磨机研磨并通过孔径为0.2mm的筛子,于干燥箱40℃干燥处理至含水量约5wt%后,得到粒径不大于0.2mm的煤粉;
25.根据下表1,将新鲜齿轮油按1:1体积比与四氯乙烯混合配制稀释液,将所配制的稀释液与所述煤粉进行不同浓度的配比并混合均匀,得到不同浓度的稀释含煤液;将所述稀释含煤液进行固液分离,弃去稀释液,再用与新鲜齿轮油等体积的四氯乙烯与分离所得
煤粉混合均匀,得到不同浓度的标准样品;测量各标准样品的浑浊度,以标准样品中煤炭浓度为横坐标,所测浑浊度为纵坐标,在2016专业版excel软件中绘制标准曲线如图1所示,同时生成对应的曲线方程式y=

10
‑5*x2 0.0075x 0.025。
26.表1
[0027][0028][0029]
实施例2
[0030]
对某煤矿井下某a采煤机右摇臂齿轮油取样,并将取样两等分为第一样品和第二样品,其中,分别向第一样品和第二样品中加入等体积稀释用四氯乙烯进行稀释后,然后进行固液分离后分别得到第一煤样和第二煤样。
[0031]
将第一煤样洗涤干燥后称重,除以第一样品体积,得到第一样品中煤浓度n1为0.3867g/l;
[0032]
向第二煤样中加入与上述稀释用四氯乙烯等体积的四氯乙烯混合均匀后,测得浑浊度为50.6ntu,根据实施例1中方程计算得出该齿轮油的煤炭n2为0.3789g/l。
[0033]
根据公式︱n1

n2︱/n1*100%,计算测量偏差为2.02%,符合要求。
[0034]
实施例3
[0035]
对某煤矿井下某b采煤机右摇臂齿轮油取样,并将取样两等分为第一样品和第二样品,其中,分别向第一样品和第二样品中加入等体积稀释用四氯乙烯进行稀释后,然后进行固液分离后分别得到第一煤样和第二煤样。
[0036]
将第一煤样洗涤干燥后称重,除以第一样品体积,得到第一样品中煤浓度n1为0.7926g/l;
[0037]
向第二煤样中加入与上述稀释用四氯乙烯等体积的四氯乙烯混合均匀后,测得浑浊度为124ntu,根据公式计算得出该齿轮油的煤炭n2为0.8012g/l。
[0038]
根据公式︱n1

n2︱/n1*100%,计算测量偏差为1.09%,符合要求。
[0039]
实施例4
[0040]
对某煤矿井下某c采煤机右摇臂齿轮油取样,并将取样两等分为第一样品和第二样品,其中,分别向第一样品和第二样品中加入等体积稀释用四氯乙烯进行稀释后,然后进行固液分离后分别得到第一煤样和第二煤样。
[0041]
将第一煤样洗涤干燥后称重,除以第一样品体积,得到第一样品中煤浓度n1为
0.2245;
[0042]
向第二煤样中加入与上述稀释用四氯乙烯等体积的四氯乙烯混合均匀后,测得浑浊度为26.9ntu,根据公式计算得出该齿轮油的煤炭n2为0.2195g/l。
[0043]
根据公式︱n1

n2︱/n1*100%,计算测量偏差为2.22%,符合要求。

技术特征:
1.一种煤矿在用设备齿轮油中煤炭含量的检测方法,其特征在于,所述检测方法包括以下步骤:a、将煤样粉碎并达到空气干燥状态后,得到煤粉;b、将新鲜齿轮油按预定体积比与四氯乙烯混合配制稀释液,将所配制的稀释液与所述煤粉进行不同浓度的配比并混合均匀,得到不同浓度的稀释含煤液;将所述稀释含煤液进行固液分离,弃去稀释液,再用四氯乙烯与分离所得煤粉混合均匀,得到不同浓度的标准样品;测量各标准样品的浑浊度,以标准样品中煤炭浓度为横坐标,所测浑浊度为纵坐标,绘制标准曲线;c、对在用设备齿轮油取样,按预定体积比与四氯乙烯混合均匀,得到稀释样品;d、将所述稀释样品进行固液分离,再用四氯乙烯与分离所得煤样混合均匀,得到待测样品;e、测量所述待测样品的浑浊度,利用标准曲线得到待测样品的煤炭浓度,再根据步骤d中所用四氯乙烯与步骤c中在用设备齿轮油取样体积之比换算得到取样的在用设备齿轮油的煤炭浓度。2.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,步骤a中,煤样先用破碎机破碎到3mm,用磁铁将煤样中铁屑吸去,使之全部通过3mm圆孔筛,再用研磨机研磨并通过孔径为0.2mm的筛子,使所得煤粉粒径不大于0.2mm;优选地,所得煤粉的平均粒径为0.04

0.15mm。3.根据权利要求2所述的检测方法,其特征在于,步骤a中,干燥温度为40℃,干燥处理后煤样含水量不超过8wt%。4.根据权利要求1

3中任一项所述的检测方法,其特征在于,步骤b和c中所述的预定体积比为1:0.6~1:1,优选1:0.8~1:1。5.根据权利要求4所述的检测方法,其特征在于,步骤b中配制所述标准样品所用四氯乙烯与所述稀释含煤液中齿轮油体积比为0.6:1,优选0.8:1~1:1;步骤d中配制所述待测样品所用四氯乙烯与所述在用设备齿轮油体积比为0.6:1~1:1,优选0.8:1~1:1。6.根据权利要求1

5中任一项所述的检测方法,其特征在于,步骤b和d中,所述固液分离的方式为抽滤或离心分离。7.根据权利要求1

6中任一项所述的检测方法,其特征在于,步骤b中,所述标准曲线为excel软件自动生成曲线。8.根据权利要求7所述的检测方法,其特征在于,步骤b中,所述excel软件自动生成标准的曲线同时生成所述曲线对应的曲线方程式y=ax2 bx c,其中a、b和c由实际生成的曲线确定;步骤e中,将所测得的浑浊度x代入方程式以得到待测样品的煤炭浓度y。9.根据权利要求1

8中任一项所述的检测方法,其特征在于,步骤b中,所配制的标准样品的煤炭浓度不大于1g/l,其中一个标准样品为空白样,一个标准样品的煤炭浓度为1g/l。10.根据权利要求9所述的检测方法,其特征在于,步骤b中,所配制的标准样品的数量不少于10个。
技术总结
本发明公开了一种煤矿在用设备齿轮油中煤炭含量的检测方法,包括建立样品浑浊度与煤炭含量的标准曲线;然后对在用设备齿轮油取样,按预定体积比与四氯乙烯混合均匀,得到稀释样品并固液分离,再用四氯乙烯与分离所得煤样混合均匀,得到待测样品并测量浑浊度,利用标准曲线得到待测样品的煤炭浓度,进而得到取样的在用设备齿轮油的煤炭浓度。本发明通过科学方式建立标准曲线,在检测时,只需基于标准曲线,得出检测结果,准确度高,并且检测效率高,平均检测一个样品用时约10分钟,便于井下特殊环境的设备维护。特殊环境的设备维护。特殊环境的设备维护。


技术研发人员:吕舜 刘刚 周俊丽 王波 王波浪 王丹 王超 李娟 陶瑞 王馨乐 董娟
受保护的技术使用者:神华神东煤炭集团有限责任公司
技术研发日:2021.03.31
技术公布日:2021/7/8

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