ES2846682T3 - Herramienta dispensadora de grasa controlable de manera ultrasónica - Google Patents

Abstract

Un aparato dispensador de lubricación de mano (200) para lubricar cojinetes (220) de una máquina con partes móviles, que comprende: un dispositivo dispensador de lubricación (203) capaz de dispensar lubricación al recibir una señal de inicio y cesar la lubricación al recibir una señal de parada; un sensor de flujo de lubricación para medir la cantidad de lubricación dispensada desde el dispensador y generar esa información como datos; una base de datos que contiene datos almacenados del sensor de flujo de lubricación, en donde los datos almacenados incluyen un valor base que corresponde a la amplitud detectada de la máquina con partes móviles cuando está en condiciones de operación normales; un dispositivo de detección ultrasónica (206) que detecta la amplitud de la energía ultrasónica emitida por dicho dispositivo cuando sus partes se mueven y produce una señal de audio heterodina relacionada con esta; un módulo de control que analiza la amplitud de la señal del módulo de detección ultrasónica y determina, en tiempo real, la cantidad necesaria de lubricante que se necesita dispensar para lubricar adecuadamente un cojinete, dicho módulo de control que está configurado para: enviar una señal de inicio al dispositivo dispensador de lubricación; recibir la señal de audio heterodina del dispositivo de detección ultrasónica; acceder al valor base de la base de datos; determinar si la máquina se encuentra en una condición de operación normal o anormal, en donde la condición de operación normal se determina mediante la identificación al menos de si la diferencia entre la amplitud de la señal de audio heterodina y el valor base disminuye sustancialmente durante el dispensado de la lubricación, y la condición de operación anormal se determina mediante la identificación al menos de si la diferencia entre la señal de audio heterodina y el valor base no disminuye sustancialmente durante el dispensado de la lubricación; emitir una indicación en cuanto a la condición de operación determinada; proporcionar una señal de parada al dispositivo dispensador de lubricación cuando se determina que la condición de operación es anormal o cuando la amplitud de la señal de audio heterodina está sustancialmente cerca del valor base.

Description

DESCRIPCIÓN

Herramienta dispensadora de grasa controlable de manera ultrasónica

Antecedentes de la invención

a. Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

Esta solicitud está relacionada con y reivindica el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos Número de Serie 61/325,194 presentada el 16 de abril de 2010 y titulada ON-BOARD ULTRASONIC FREQUENCY SPECTRUM AND IMAGE g En ERATION. Esta solicitud también está relacionada con la Solicitud de Patente de Estados Unidos Número de Serie [Expediente de abogado No. 7415/0893-US1] titulada ON-BOARD ULTRASONIC FREQUENCY SPECTRUM AND iMa Ge GENERATION presentada simultáneamente con este documento.

b. Campo de la invención

La invención se refiere en general a una herramienta de dispersión de grasa controlable para su uso en la lubricación de cojinetes, engranajes o transmisión de un dispositivo o máquina y, más particularmente, a un aparato dispensador de lubricación de mano para lubricar cojinetes de una máquina con partes móviles, que comprende: un dispositivo dispensador de lubricación, un dispositivo de detección ultrasónica que detecta la amplitud de la energía ultrasónica emitida por dicha máquina cuando sus partes se mueven y produce una señal de audio heterodina relacionada con esta y un módulo de control que está configurado para analizar la amplitud de la señal del módulo de detección ultrasónica para lubricar correctamente un cojinete. Además, la invención se refiere a un método de lubricación de una máquina con cojinetes mediante la utilización de un dispositivo de mano, que comprende las etapas de: detectar la amplitud de la energía ultrasónica emitida por dicha máquina cuando sus partes se mueven y generar una señal de audio heterodina relacionada con esta, y analizar la señal de audio heterodina.

c. Descripción de la técnica relacionada

Se han usado sensores ultrasónicos para detectar la energía ultrasónica generada por fricción dentro de dispositivos mecánicos, tal como la creada por cojinetes deteriorados, como se describe en la Patente de Estados Unidos Número Re. 33,977 de Goodman y otros. Mientras mayor es la fricción, mayor será la intensidad de la energía ultrasónica generada. La aplicación de un lubricante al dispositivo reduce la fricción y, en consecuencia, la intensidad de los ultrasonidos generados disminuye. La medición de la energía ultrasónica proporciona una forma de determinar cuándo la lubricación ha alcanzado las superficies generadoras de fricción. Además, los dispositivos defectuosos, como los cojinetes, generan un nivel más alto de energía ultrasónica que los buenos cojinetes y, por lo tanto, esta condición también se puede detectar.

En el pasado, se tomaban decisiones sobre cuándo lubricar los cojinetes con base en el tiempo transcurrido desde la última aplicación de lubricante y la cantidad específica de lubricante añadida en ese momento. Normalmente, esta información se comparaba con las recomendaciones del fabricante. Sin embargo, una de las principales razones de la falla de los cojinetes es una lubricación inadecuada, no solo una falla en la lubricación. En particular, la lubricación excesiva puede ser un problema. Es conocido en la técnica combinar una herramienta de lubricación con un detector ultrasónico para ayudar a controlar la aplicación de lubricante a los cojinetes. Tales dispositivos se describen en las Patentes de Estados Unidos Número 6,122,966 y Número 6,339,961 de Goodman y otros.

Como se indica en la Solicitud de Patente Publicada de Estados Unidos US2006/0209632-A de Goodman, tanto los motores como las descargas eléctricas en los gabinetes eléctricos usados en grandes instalaciones pueden colocarse en ubicaciones muy separadas.

Como la energía acústica creada por cojinetes defectuosos es detectable tanto en los rangos de frecuencia audible y ultrasónica, generalmente en el rango de 28 a 40 kHz, en entornos audibles ruidosos los componentes audibles son demasiado difíciles de detectar para los humanos sin una ayuda. El componente ultrasónico se detecta y localiza fácilmente. Por tanto, se proporcionan típicamente medios para heterodinar o demodular la señal detectada en el rango audible, y hay varios esquemas disponibles para hacer esto.

Cuando se usa energía ultrasónica para detectar fugas, cojinetes deteriorados, descargas eléctricas u otros malos funcionamientos, es útil tener un sensor ultrasónico portátil que indique la presencia e intensidad de la energía ultrasónica tanto de manera visual como audible. La Patente de Estados Unidos Número Re. 33,977 de Goodman y otros describe un sensor ultrasónico que visualiza la intensidad de la señal detectada en un medidor de salida operable tanto en modo lineal como logarítmico, y también proporciona salida de audio a través de auriculares. La patente de Estados Unidos Número 4,987,769 de Peacock y otros describe un detector ultrasónico que visualiza la amplitud de la señal ultrasónica detectada en un visualizador LED logarítmico de diez etapas. Sin embargo, el detector descrito en Peacock no procesa la señal detectada para producir una respuesta audible, ni proporciona atenuación de la señal después de la etapa de preamplificación inicial.

Un dispositivo portátil que se ha usado en el pasado para detectar energía ultrasónica es el UE 10,000 fabricado por U.E. Systems de Elmsford, NY. Este dispositivo está cubierto por las Patentes de Estados Unidos Número 6,707,762, Número 6,804,992 y Número 6,996,030 de Goodman y otros. El UP 10,000 detecta señales ultrasónicas de cojinetes deteriorados y demodula o heterodina las señales al rango audible. Estas señales pueden ser escuchadas por un operador a través de auriculares como una forma de detectar malos funcionamientos. La señal de audio heterodina se puede guardar y luego descargarla a un analizador de espectro externo para realizar determinaciones más precisas del estado de los cojinetes.

Después de un uso prolongado del equipo de detección, los operadores a menudo tienden a comenzar a usar sus oídos como una guía para la condición de los cojinetes del motor, en contraposición a las lecturas de amplitud en el visualizador del dispositivo ultrasónico. Sin embargo, es extremadamente difícil para una persona discernir con sus oídos las diferencias entre las entradas que son representativas de los cojinetes que recién comienzan a deteriorarse y las de los que están más seriamente deterioradas. El uso del oído humano es una forma muy poco confiable de predecir fallas. Al enviar la señal heterodina a un analizador de espectro externo, esto se puede superar. La dificultad es que los motores con cojinetes sometidos a prueba se pueden desplegar en grandes distancias. Para cuando se han inspeccionado todos los motores, el detector portátil se ha devuelto a una instalación de mantenimiento y las señales de audio heterodinas almacenadas se descargan a un analizador de espectro, los cojinetes que son marginales pueden fallar. La falla total de los cojinetes puede dejar un motor inoperativo durante un período de tiempo. En algunos casos, es muy perjudicial tener un motor fuera de servicio, incluso por un período de tiempo reducido, por ejemplo, una bomba de refrigeración.

Además del aparato de detección ultrasónica, el UP15000 también incluye una cámara con la que se pueden registrar imágenes de la máquina bajo prueba. Esto es útil para localizar e identificar un motor en particular que tiene un problema de cojinetes.

Sería ventajoso si una herramienta de dispersión de grasa combinada con un detector ultrasónico portátil tuviera la capacidad integrada para realizar un análisis de espectro de las señales recibidas. Esto eliminaría el retraso de tiempo entre una lectura y la confirmación de la detección de una falla inminente y la administración de lubricante suficiente para prevenir dicha falla.

El documento US 5,350,040 A describe un aparato dispensador de lubricación de mano para lubricar cojinetes de una máquina con partes móviles. Tiene un dispositivo dispensador de lubricación en la forma de un recipiente y un asa que es capaz de dispensar lubricante. La lubricación se dispensa cuando el usuario opera el asa. El usuario detiene la lubricación cuando hay un cambio en una señal ultrasónica que el operador percibe a través de los auriculares. El usuario puede percibir el cambio porque los auriculares tienen un circuito que convierte o heterodina la señal ultrasónica en una señal audible.

El documento JP 2001/304342 A1 muestra un dispositivo de amortiguación de vibraciones de cojinetes que suprime completamente la vibración de un cojinete en un amplio rango de velocidades de rotación y carga de rotación de un eje giratorio. El eje está soportado para girar en una carcasa mediante cojinetes de rodillo. Los cojinetes están ubicados entre un anillo interior y un anillo exterior. El anillo exterior se proporciona en una parte rebajada de la carcasa para dejar un amortiguador de película de aceite entre la carcasa y el anillo exterior. El aceite se suministra al espacio del amortiguador mediante la lubricación de los orificios de aceite. A medida que el eje gira, vibra con respecto a la carcasa en el espacio del amortiguador de aceite. Los sensores detectan la posición de los cojinetes cuando vibran, por ejemplo, mediante un cambio en la fuerza magnética. El aceite se suministra al amortiguador por medio de orificios de aceite que son suministrados mediante dispositivos de ajuste de aceite. Las señales de los sensores se envían a un circuito de procesamiento de señales que genera señales de control para ajustar los dispositivos, de manera que el volumen de suministro de aceite contrarreste las vibraciones.

El documento US 3,952,566 A describe un método y un aparato de prueba de película de lubricación elastohidrodinámica y de cojinetes relacionados con las frecuencias de resonancia acústica de un sistema lubricante-rodamiento interior-bola de un cojinete de bolas, cuyas frecuencias se encuentran relacionadas con el comportamiento del lubricante, rodamiento interior y bola de cojinete. Las mediciones se realizan mientras el cojinete está en operación realmente en su entorno normal, tal como, por ejemplo, en un conjunto de instrumentos giroscópicos de producción. El aparato muestra el uso de una señal de audio heterodina. El aparato de prueba de cojinetes con un rotor del giroscopio está montado sobre un bastidor mediante cojinetes. Un generador ultrasónico imparte pulsos ultrasónicos en la estructura del cojinete y un dispositivo de recogida detecta la señal ultrasónica que es un resultado de la señal de entrada, así como también de la estructura de los cojinetes y su lubricante. La señal recogida se heterodina a una señal de audio en un mezclador junto con una señal del oscilador. El operador escucha la señal resultante o la visualiza en un medidor, la guarda en un registrador o analiza el espectro en un osciloscopio.

El documento DE 29 04 60 A1 describe un método para lubricar una máquina con cojinetes. La temperatura y la frecuencia de los cojinetes se detectan y con relación al valor de estos parámetros se presionan cantidades definidas de lubricación del tanque de lubricación a los cojinetes mediante medios neumáticos, hidráulicos o magnéticos eléctricos. Los medios de lubricación son aceite o grasa.

El documento US 6,339,961 B1 describe un aparato para detectar la energía ultrasónica generada por un dispositivo mecánico y para aplicar lubricante al dispositivo. El aparato incluye una herramienta de lubricación, como una pistola de engrase, que tiene un elemento de suministro de lubricación para suministrar lubricación al dispositivo mecánico. Un transductor ultrasónico está contenido en una carcasa que está unida de manera desmontable a la parte exterior del elemento de suministro de lubricación. La carcasa está configurada para aislar acústicamente el transductor de la herramienta de lubricación. Se proporciona una guía de ondas acústicas que depende de la carcasa para transportar energía ultrasónica del dispositivo al transductor cuando se aplica la herramienta de lubricación al dispositivo. Un circuito eléctrico, que puede estar conectado al dispositivo de lubricación, produce una señal de salida que indica la magnitud de la energía ultrasónica detectada.

El documento US 2001/0023795 A1 muestra un sistema de aplicación de lubricante estacionario para un cojinete de rodillo. Este sistema transfiere el volumen prescrito de lubricante desde un puerto de descarga de lubricante de un dispositivo de descarga de un volumen de líquido prescrito hasta un elemento de rodillo de un cojinete de rodillo. El sistema de aplicación inspecciona si se inyecta o no un volumen prescrito de lubricante desde el dispositivo de descarga para inyectar un lubricante hacia el interior de un cojinete de rodillo. Se irradia un rayo láser entre un puerto de descarga de lubricante del dispositivo de descarga de lubricante y el cojinete de rodillo, y un rayo láser reflejado que se refleja por el lubricante cuando se descarga desde el puerto de descarga de lubricante es recibido por un fotorreceptor, dispuesto en el eje óptico del rayo láser reflejado, mediante lo cual se determina si el lubricante se aplica o no al cojinete de rodillo con base en una salida del fotorreceptor. Como resultado, no se realizan mediciones intermedias, es decir, no se mide la cantidad de lubricante dispensado, solo si se ha dispensado la cantidad actual.

El documento US 2010/0071998 A1 describe una pistola de engrase portátil de trabajo múltiple que está alojada y operada permanentemente fuera de una carcasa portátil. Dos tubos de grasa que se alimentan a través de un embudo común a una manguera retráctil con una pistola de engrase de mano en el extremo. Un regulador de presión, un compresor o bomba mecánica con un motor eléctrico, un paquete de baterías recargables y un panel de control en la carcasa operan el sistema.

El documento US 2004/0250623 A1 describe un monitor de cojinetes en línea que está roscado al puerto de lubricación de un cojinete de una máquina. El monitor de cojinetes en línea contiene un sensor de temperatura y vibración, un sensor de nivel de lubricación opcionalmente acoplado de manera desmontable al dispositivo de lubricación, dispositivo de inteligencia artificial y sistemas electrónicos tanto inalámbricos como cableados. El monitor proporciona comunicación bidireccional para detectar las necesidades de lubricación y mantenimiento de un cojinete de una máquina. El monitor procesa y almacena las señales de temperatura y vibración en el sitio para determinar las medidas correctivas. Las medidas correctivas pueden transmitirse por cable o de manera inalámbrica a las estaciones remotas.

Resumen de la invención

La presente invención está dirigida a aparatos y métodos mejorados para usar un detector ultrasónico de mano portátil con análisis de espectro incorporado que se puede utilizar en una modalidad para ayudar en el control de una herramienta de dispersión de grasa para su uso en la lubricación de los cojinetes de una máquina y detectar cojinetes, cajas de engranajes y transmisiones mecánicas en deterioro cuando las máquinas se encuentran en ubicaciones muy separadas.

La presente invención está dirigida a un aparato dispensador de lubricación de mano para lubricar cojinetes de una máquina con partes móviles, que comprende: un dispositivo dispensador de lubricación capaz de dispensar lubricación al recibir una señal de inicio y cesar la lubricación al recibir una señal de parada; un sensor de flujo de lubricación para medir la cantidad de lubricación dispensada desde el dispensador y generar esa información como datos; una base de datos que contiene datos almacenados del sensor de flujo de lubricación, en donde los datos almacenados incluyen un valor base que corresponde a la amplitud detectada de la máquina con partes móviles cuando está en condiciones de operación normales; un dispositivo de detección ultrasónica que detecta la amplitud de la energía ultrasónica emitida por dicho dispositivo cuando sus partes se mueven y produce una señal de audio heterodina relacionada con esta; un módulo de control que analiza la amplitud de la señal del módulo de detección ultrasónica y determina, en tiempo real, la cantidad necesaria de lubricante que se necesita dispensar para lubricar adecuadamente un cojinete, dicho módulo de control que se configura para: enviar una señal de inicio al dispositivo dispensador de lubricación; recibir la señal de audio heterodina del dispositivo de detección ultrasónica; acceder al valor base de la base de datos; determinar si la máquina se encuentra en una condición de operación normal o anormal, en donde la condición de operación normal se determina mediante la identificación al menos de si la diferencia entre la amplitud de la señal de audio heterodina y el valor base disminuye sustancialmente durante el dispensado de la lubricación, y la condición de operación anormal se determina mediante la identificación al menos de si la diferencia entre la señal de audio heterodina no disminuye sustancialmente durante el dispensado de la lubricación; emitir una indicación en cuanto a la condición de operación determinada; proporcionar una señal de parada al dispositivo dispensador de lubricación cuando se determina que la condición de operación es anormal o cuando la amplitud de la señal de audio heterodina está sustancialmente cerca del valor base.

El método se caracteriza por las siguientes etapas: almacenar un valor base de la señal ultrasónica cuando el dispositivo está operando apropiadamente, iniciar el flujo de lubricante a las partes en respuesta a una señal de lubricación cuando la señal ultrasónica está por encima del valor base y provocar el flujo de lubricante cese automáticamente con base en el análisis de la señal ultrasónica cuando la señal ha disminuido sustancialmente, en el cual se utiliza un módulo de control configurado para: enviar una señal de inicio al dispositivo dispensador de lubricación; recibir la señal de audio heterodina del dispositivo de detección ultrasónica; acceder al valor base de la base de datos; determinar si la máquina se encuentra en una condición de operación normal o anormal, en donde la condición de operación normal se determina mediante la identificación al menos de si la diferencia entre la amplitud de la señal de audio heterodina y el valor base disminuye sustancialmente durante el dispensado de la lubricación, y la condición de operación anormal se determina mediante la identificación al menos de si la diferencia entre la señal de audio heterodina no disminuye sustancialmente durante el dispensado de la lubricación; emitir una indicación en cuanto a la condición de operación determinada; proporcionar una señal de parada al dispositivo dispensador de lubricación cuando se determina que la condición de operación es anormal o cuando la amplitud de la señal de audio heterodina está sustancialmente cerca del valor base.

Los detectores ultrasónicos de mano portátiles de la técnica anterior están equipados con circuitos detectores analógicos para detectar señales ultrasónicas generadas por cojinetes deteriorados y descargar componentes eléctricos. Estas señales ultrasónicas se amplifican y demodulan o se heterodinan al rango audible donde un operador puede escucharlas en auriculares conectados por cable a la unidad portátil.

En una modalidad de la presente invención, la herramienta de lubricación se puede combinar con un dispositivo detector ultrasónico para controlar la cantidad de lubricante aplicada a los cojinetes, cajas de engranajes y transmisiones mecánicas en servicio. El detector puede ser una unidad independiente o integral con la herramienta de lubricación. En tal disposición, el detector ultrasónico tendría la capacidad integrada para realizar mediciones que podrían usarse para determinar la lubricación necesaria para un cojinete. Incluiría un monitor de flujo de lubricante para medir y controlar la cantidad de lubricante (grasa) que se está dispensando. Los datos sobre la cantidad de lubricante dispensado en cualquier momento se almacenarían integrados en el dispositivo ultrasónico. Se puede almacenar más información sobre el tipo de lubricante usado junto con la información sobre la cantidad de lubricante usada para cada cojinete.

La herramienta de lubricación podría contener datos de una base de datos maestra con información histórica, que incluye lecturas de referencia, fotos de máquinas, tipo de lubricación necesaria y cantidades recomendadas. La base de datos identificaría la ubicación de la máquina con el cojinete sospechoso, lo que asegura que el operador esté en la ubicación correcta. Esto puede ser una dirección alfanumérica o una foto.

Además, la herramienta de lubricación podría, además, escuchar el cojinete de manera ultrasónica mientras lo lubrica, de esta manera se asegura que se agregue la cantidad adecuada de grasa. En particular, a medida que se agrega la lubricación, las fuerzas de fricción se reducirán, lo que, a su vez, conducirá a una reducción en la amplitud de la señal ultrasónica.

De acuerdo con una modalidad de la invención, un analizador de espectro digital está ubicado integrado en la herramienta de lubricación. Este analizador de espectro forma transformadas rápidas de Fourier de la señal de audio demodulada o heterodina. Así, el operador no solo puede escuchar la señal de audio derivada de la señal ultrasónica y observar el nivel de sonido, sino que el operador puede observar el espectro de la señal en una pantalla ubicada en el dispositivo portátil. Esto proporciona al operador la capacidad de realizar juicios muy precisos en tiempo real sobre el estado del cojinete sin tener que depender simplemente de su audición.

En otra modalidad de la presente invención, un circuito Bluetooth convierte la señal de audio en señales inalámbricas de corto alcance que pueden ser captadas por un audífono que usa el operador. Esto elimina la necesidad de un cable que conecte los auriculares a la unidad portátil.

Además, una modalidad del circuito Bluetooth puede incorporar regreso de voz y los audífonos pueden incluir un micrófono. Por lo tanto, durante una prueba, un operador puede hacer comentarios verbales, los cuales pasan a partir del micrófono de regreso a través de la conexión Bluetooth a un registrador de datos en la unidad de mano. El registrador de datos puede registrar la señal de audio heterodina creada por los cojinetes deteriorados junto con los comentarios del operador. Estos comentarios pueden incluir la impresión del operador sobre el audio heterodino, información sobre el entorno en el que está operando el dispositivo (por ejemplo, lluvia intensa) o alguna sugerencia sobre la compensación de la condición defectuosa.

En una modalidad adicional, el dispositivo portátil puede tener un circuito Wi-Fi, de manera que se pueda efectuar una transmisión de señal de mayor rango. Esto puede usarse para retransmitir los comentarios del operador a una instalación de mantenimiento local. En tal caso, los comentarios podrían ser una solicitud para que un equipo de reparación reemplace inmediatamente el equipo defectuoso.

Es una mejora adicional usar las conexiones Bluetooth y Wi-Fi para transmitir datos registrados a una estación base o red informática. Además, las conexiones Bluetooth y Wi-Fi se pueden usar para conectar e intercambiar datos con cualquier dispositivo de monitoreo de datos equipado de forma inalámbrica.

Otra mejora adicional que puede proporcionarse mediante la presente invención es el almacenamiento electrónico en la herramienta de lubricación o el detector ultrasónico para registrar señales de audio heterodinas y/o espectros previos. Como resultado, los diagnósticos de la condición de falla pueden ser aún más precisos porque el audio heterodino y/o espectro en uno o más momentos pasados se puede comparar en tiempo real con el audio heterodino y/o espectro actual en el dispositivo portátil en la ubicación del motor de prueba. Mediante el uso de las conexiones Bluetooth y Wi-Fi, una operación de mantenimiento central puede ser notificada inmediatamente de una falla inminente detectada de esta manera.

Como en los sistemas anteriores, la presente invención se puede proporcionar con una cámara que permite tomar una fotografía del dispositivo bajo prueba. A diferencia del pasado, esta imagen se puede convertir en una parte de un archivo para el dispositivo bajo prueba, dicho archivo que se almacena en el detector ultrasónico portátil. El archivo contendría la lectura de amplitud del ultrasonido, un espectro del audio heterodino, los comentarios del operador sobre la prueba y una imagen del dispositivo real. El archivo también puede contener lecturas y espectros anteriores. Además, la imagen puede tener la lectura actual como una superposición. Una identificación tan precisa de los resultados de las pruebas puede ayudar a reducir la responsabilidad de una empresa de mantenimiento de instalaciones. En particular, si se puede demostrar que el dispositivo operaba correctamente en la última prueba, se puede reducir la responsabilidad de la empresa de mantenimiento por una falla posterior a esa prueba.

Las fotos también pueden ayudar con la lubricación y la detección de fallas. Al comparar la imagen actual con una imagen anterior, se pueden notar cambios en el dispositivo bajo prueba. Si una imagen se forma como una superposición semitransparente sobre la otra, las diferencias se determinan más fácilmente.

Para mejorar la calidad de las fotografías tomadas con la cámara, se puede proporcionar una unidad de flash LED. Además, el detector se puede proporcionar con un puntero láser para ayudar a apuntar con precisión la cámara. El puntero láser también puede formar parte de un dispositivo de medición de distancia, de manera que se puedan tomar fotografías desde la misma distancia en diferentes ocasiones sin mucha dificultad.

Por lo general, cuando se realizan pruebas en una instalación grande, se indica al operador que realice las pruebas en una ruta en particular. Debido a las imágenes almacenadas en el detector ultrasónico portátil, la guía de ruta puede ser visual, es decir, la ruta del operador puede establecerse mediante una serie de fotos de dónde debe ir el operador para el siguiente punto de prueba.

Las imágenes y los espectros se pueden ver en una pantalla de visualización LCD proporcionada en el detector ultrasónico portátil. La pantalla de visualización LCD puede ser una pantalla táctil, de manera que los controles para la operación del sistema también se pueden proporcionar en la pantalla en forma de una interfaz gráfica de usuario. Por lo tanto, el equipo se puede utilizar en entornos sucios y el uso de una pantalla táctil puede evitar que las partículas finas de suciedad dañen los controles.

Además, adicionalmente a la pantalla de visualización, las imágenes se pueden transmitir a través de una conexión inalámbrica a un dispositivo móvil, como un I-Phone o Blackberry. Por lo tanto, la imagen estaría disponible en un dispositivo móvil y remoto. Un supervisor podría llevar un dispositivo de este tipo, de manera que, si un operador tuviera una pregunta sobre una imagen, podría enviarla al supervisor en tiempo real para analizar el estado de la máquina.

El almacenamiento del audio heterodino, imágenes y espectros puede realizarse en tarjetas de medios extraíbles, tal como un medio SD u otro tipo extraíble. Esto permite que la información se cargue fácilmente en un ordenador central o se descargue en el detector ultrasónico de mano portátil.

Una modalidad adicional más incluye un sensor de temperatura por infrarrojos. Los cojinetes que fallan con frecuencia tienen una temperatura más alta que los dispositivos que operan normalmente. Por lo tanto, la temperatura se puede registrar para ayudar en la predicción de fallas. La medición de temperatura, al igual que las otras mediciones, se puede almacenar en el archivo para el dispositivo bajo prueba y se puede comparar con mediciones anteriores como una forma de diagnosticar fallas. Este sensor de temperatura por infrarrojos puede ser un pirómetro puntual o un sensor de imágenes infrarrojas.

Se pueden establecer características, ventajas y modalidades adicionales de la invención o ser evidentes a partir de la consideración de la siguiente descripción detallada, dibujos y reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

Las descripciones anteriores y siguientes de la invención se entenderán mejor con referencia a la descripción detallada tomada junto con los dibujos adjuntos, en los que:

la Figura 1 es un diagrama que muestra la herramienta de lubricación portátil y el detector ultrasónico integrado; la Figura 2 es una vista en elevación lateral del detector ultrasónico de mano portátil de acuerdo con la presente invención, pero desconectado de la herramienta de lubricación;

la Figura 3 es una vista en elevación frontal ampliada del detector ultrasónico de mano portátil de acuerdo con la presente invención, pero desconectado de la herramienta de lubricación;

la Figura 4 es una vista en elevación posterior ampliada del detector ultrasónico de mano portátil de acuerdo con la presente invención, pero desconectado de la herramienta de lubricación; la Figura 5 es un diagrama de bloques de los circuitos del detector ultrasónico;

la Figura 6 es un diagrama de bloques del extremo frontal analógico del circuito ultrasónico de la Figura 5.

Descripción detallada de la modalidad preferida

Con referencia ahora a los dibujos, en donde números de referencia similares designan las partes correspondientes en las diversas vistas. En la Figura 1, el detector ultrasónico 206 está conectado a la herramienta de lubricación 200 (tal como una pistola de engrase), que tiene un cuello 202 y un adaptador del conector de engrase 204. El circuito ultrasónico está ubicado en la carcasa 208 que está unida al cuerpo de la pistola de engrase 200 mediante, por ejemplo, correas Velcro® 212. Alternativamente, la carcasa 208 se puede unir a la pistola de engrase 200 mediante pinzas, bridas de alambre o cualquier otro medio adecuado, tal como soldadura y adhesivos.

El(los) transductor(es) ultrasónico(s) está(n) contenido(s) dentro de la carcasa 210 y está(n) conectado(s) al circuito ultrasónico mediante el cable 209. La carcasa del transductor 210 se une a la pistola de engrase 200 a lo largo del cuello 202 cerca del adaptador del conector de engrase 204. Sin embargo, el transductor puede unirse mediante cualquier otro mecanismo que lo coloque en contacto acústico con el adaptador del conector de engrase 204 o el cuello 202. Otras formas de unir el transductor a la pistola de engrase incluyen una correa o un clip magnético. Alternativamente, el cuello 202 o el adaptador del conector de engrase 204 pueden construirse especialmente con medios para recibir de manera segura una carcasa 210 de forma adecuada.

Cuando se usa un dispositivo mecánico, la fricción interna da como resultado la generación de ultrasonidos. A medida que se aplica lubricación y alcanza las superficies generadoras de fricción o ultrasonido, se reduce la intensidad del ultrasonido generado. El acoplamiento de un detector ultrasónico con una herramienta de lubricación, como una pistola de engrase, permite que un solo usuario aplique lubricación a un dispositivo mecánico mientras monitorea simultáneamente la intensidad de la energía ultrasónica generada por ese dispositivo. Esto permite al usuario ver cuándo la energía ultrasónica detectada disminuye a su nivel más bajo y, por lo tanto, cuándo se ha aplicado suficiente lubricación.

La pistola de engrase 200 se puede usar para lubricar el cojinete 220 en servicio. Debido a que el cojinete 220 está en servicio, normalmente no hay forma de saber cuándo ha llegado la cantidad adecuada de grasa a las áreas de fricción, como el rodamiento interior y los cojinetes de bolas. Demasiada grasa puede acumular la presión interna del cojinete y causar daños o puede "romper" el sello, lo que permite que los contaminantes entren en el cojinete. Muy poca grasa puede hacer que los cojinetes se sobrecalienten y se agarroten debido al exceso de fricción. Un problema similar ocurre cuando se lubrican otros dispositivos mecánicos en servicio, como cajas de engranajes o transmisiones.

En uso, el adaptador del conector de engrase 204 se conecta al conector de engrase 214 en el cojinete 220. El adaptador del conector de engrase 204 actúa entonces como una guía de ondas que transmite el ultrasonido generado por el cojinete 220 en servicio a un transductor en la carcasa 210. El flujo de lubricante puede iniciarse mediante una señal de inicio aplicada a la herramienta de lubricación 200. Esta señal puede ser generada por un disparador operado por el usuario en la herramienta. A medida que se aplica lubricante, el nivel de ultrasonido generado por el cojinete 220 se indica visualmente en el visualizador LCD 120 y de manera audible a través de unos auriculares (no mostrados) conectados al enchufe para audífonos 28 (ver la Figura 4) o conectados de manera inalámbrica a través del circuito Bluetooth.

La lubricación se carga en el cojinete 220 hasta que el nivel de ultrasonido detectado se reduce significativamente, una indicación de que se ha aplicado suficiente lubricante. Como el detector puede medir con precisión las diferencias en la amplitud de la señal ultrasónica, el usuario tiene la capacidad de evitar que el cojinete se "sobrecargue" y, en consecuencia, se rompa el sello. Sin embargo, se puede lograr un control más preciso mediante un control, por ejemplo, un microprocesador, que analiza la información disponible y genera una señal de parada aplicada a la herramienta de lubricación 200 para provocar que se detenga el dispensado de lubricación. La pistola de engrase/detector ultrasónico se diseñan para obtener y almacenar datos de una base de datos maestra de información histórica que incluye lecturas de base de datos de referencia, archivos de audio heterodinos, tipo de lubricación necesaria, cantidades de lubricación recomendadas, cantidades de lubricante dispensadas en el pasado e intervalos de lubricación recomendada de los cojinetes. Los datos también pueden contener información, por ejemplo, un dibujo, una foto o un texto alfanumérico que muestre los puntos correctos a lubricar en la máquina. La información puede visualizarse en una pantalla LCD 120 o en un visualizador remoto disponible para el operador, tal como un teléfono inteligente o un ordenador portátil. Toda esta información entonces se puede comparar manualmente o con la unidad de control con las indicaciones en tiempo real desarrolladas por el dispositivo. Una vez descargada, la información puede almacenarse en el dispositivo para ahorrar tiempo al evitar la descarga en el futuro.

Si bien el dispensador 200 que se muestra en la Figura 1 parece ser un dispensador único, es representativo de uno, dos o más contenedores para diferentes lubricantes. Por tanto, si dos cojinetes particulares requieren dos lubricantes diferentes, pueden adaptarse con la presente invención. La información sobre el tipo de lubricante requerido para cada cojinete puede almacenarse en la unidad o descargarse de una base de datos remota.

La unidad de control del dispositivo ultrasónico es, además, capaz de actualizar una base de datos con información obtenida del dispensador de grasa, tal como la cantidad de grasa disponible para dispensar, la cantidad de grasa dispensada y/o la posición y tiempo de las acciones de dispensación. Esta información se puede transmitir de manera inalámbrica a un dispositivo remoto, tal como un teléfono inteligente (Blackberry o I-phone) o un ordenador portátil.

Se prevé que los datos almacenados previamente relacionados con el entorno físico estén disponibles para la unidad de control del dispositivo de mano ultrasónico. El dispositivo sería capaz de proporcionar información estructural e histórica y tiene la capacidad de tomar medidas del entorno. Una modalidad adicional más incluye el sensor de temperatura por infrarrojos 41 (Figura 3). Los cojinetes que fallan con frecuencia o los transformadores de arco tienen una temperatura más alta que los dispositivos que funcionan normalmente. Por tanto, bajo el control del procesador o la unidad de control, se puede registrar la temperatura para ayudar en la predicción de fallos. La medición de temperatura, al igual que las otras mediciones, se puede almacenar en el archivo para el dispositivo bajo prueba y se puede comparar manualmente o por la unidad de control con mediciones anteriores como una forma de diagnosticar fallas.

La Figura 2 es una vista lateral de la porción de detector ultrasónico de mano portátil 10 de la herramienta de lubricación de la presente invención. Incluye un asa 12 con un cuerpo principal 14 que se une en su extremo superior. Si en la herramienta combinada mostrada en la Figura 1 se proporciona un asa en la herramienta de lubricación, el asa 12 en el detector ultrasónico puede eliminarse. El cuerpo principal aloja los circuitos del detector. En la parte frontal del cuerpo principal hay una carcasa 16 en la que pueden ubicarse uno o más transductores detectores ultrasónicos. Como alternativa, y como se discutió anteriormente, los transductores pueden ubicarse en la carcasa 210 y conectarse a la carcasa 16 mediante un cable 209. En la parte posterior del cuerpo principal 14 hay una porción ampliada 18 en la que se encuentra el visualizador de pantalla táctil 20 (ver también la Figura 4). Además, un chip de memoria SD 22 está ubicado en un zócalo en la porción ampliada (Figura 2). La memoria SD se usa para almacenar datos actuales e históricos sobre señales de audio y espectros.

La parte frontal de la carcasa 16 contiene el sensor de infrarrojos 19 que se usa para medir la temperatura del motor y/o cojinete.

En la Figura 5 se muestra un diagrama de bloques de los circuitos del cuerpo principal 14 que controlan el detector. Físicamente, un circuito de extremo frontal analógico 30, un circuito de extremo frontal CPU 40, un circuito Bluetooth 50 y una unidad de control principal, es decir, el circuito CPU 60, están apilados juntos y conectados por un bus que transporta las señales primarias, tal como la señal de audio WAV.

La señal ultrasónica de los cojinetes es captada por los transductores y se alimenta al extremo frontal analógico. En el extremo frontal 30, la señal se almacena temporalmente, se amplifica y se convierte en una señal de audio WAV heterodina mediante circuitos heterodinos. El CPU de extremo frontal 40 es un subprocesador que lleva instrucciones detalladas de la CPU principal 60 (por ejemplo, genera voltajes para establecer la sensibilidad y la frecuencia en respuesta a la selección del operador en la pantalla táctil según la interpretación de la CPU principal) y de cualquier otra manera pasa la señal WAV al circuito Bluetooth 50. La CPU de extremo frontal también recibe señales del sensor, por ejemplo, señales de duración de la batería y señales de temperatura del sensor de temperatura por IR 41, y las envía a la CPU principal para su análisis. El circuito Bluetooth 50 prepara la señal WAV para su transmisión a los auriculares inalámbricos 51 y también la pasa a través de la CPU principal. Además, el circuito Bluetooth proporciona un puerto USB inalámbrico 52 para una comunicación de amplio rango de la señal WAV. La CPU principal 60 controla todas las funciones del detector. Convierte la señal WAV en un espectro mediante la realización de una transformada rápida de Fourier en una porción de ella. Las salidas de la CPU principal se visualizan en la pantalla táctil 20. Además, controla el puntero láser 24 (Figura 2) y también almacena datos en y recupera datos de la memoria SD 22. La cámara y el flash 26 (Figura 3) también están controlados por la CPU principal y recibe imágenes de la cámara para visualizarlas en la pantalla 20 y almacenarlas en la memoria SD 22. Un módulo Wi-Fi 25 también puede ser operado por la CPU principal 60. Finalmente, una vez que el operador inicia la lubricación, la CPU 60 puede determinar automáticamente cuándo detener la lubricación para evitar la lubricación excesiva de los cojinetes.

La Figura 6 muestra el extremo frontal analógico del detector ultrasónico de mano portátil de la presente invención. Este circuito es similar al del detector de modelo UE Systems UP 10,000, como se describe en la patente de Estados Unidos Número 6,707,762. El transductor está conectado en la entrada del circuito 100. La señal ultrasónica del transductor se almacena temporalmente en el amplificador 102 y se pasa a través del amplificador controlado por voltaje 104. La configuración del amplificador 104 la controla el operador mediante la pantalla táctil. Las señales de la pantalla táctil son convertidas en señales digitales por la CPU principal y su salida establece la ganancia de este amplificador.

Como en el UP 10,000, la señal ultrasónica se alimenta al primer circuito heterodino 106 y por separado al segundo circuito heterodino 108. Los circuitos heterodinos convierten la señal de frecuencia ultrasónica en una señal de audio. La salida de audio del circuito heterodino 106 se aplica al circuito convertidor de DB 110, que genera una señal de CC que es equivalente a la amplitud de la señal de audio en dB. Esto se aplica a la CPU principal, que visualiza la información en la pantalla 20.

El segundo circuito heterodino 108 produce el WAV que es usado por la CPU para activar los auriculares y está sujeto al análisis de espectro.

La Figura 5 muestra la CPU principal 60 que recibe la señal WAV de la placa Bluetooth 50. También tiene conexiones al visualizador 20, un reloj de tiempo real 65 y dos ranuras para tarjetas SD en la tarjeta SD 22. Una de las ranuras recibe una tarjeta SD de alta densidad que proporciona memoria del sistema donde se pueden almacenar archivos WAV junto con imágenes fotográficas y señales de espectro. La CPU principal controla todas las funciones del detector ultrasónico de mano portátil. Además, realiza un análisis complejo de la señal WAV. Por ejemplo, puede realizar transformadas rápidas de Fourier en la señal WAV y puede visualizar los resultados en la pantalla.

En operación, la herramienta de lubricación de mano portátil y el detector ultrasónico integrado pueden ser transportados en una instalación grande por un operador que verifica que los cojinetes de motores, cajas de engranajes, transmisiones mecánicas y dispositivos similares que emiten energía ultrasónica en servicio están operando correctamente y que no es probable que fallen en un futuro próximo. Normalmente, el operador seguirá una ruta establecida por la instalación. Cuando el detector se enciende en la ubicación del equipo que genera señales ultrasónicas, estas señales son detectadas por los transductores en el equipo. Estas señales ultrasónicas son amplificadas y demoduladas o se heterodinan hasta el rango audible por el extremo frontal analógico 30 para que el operador pueda escucharlas con auriculares conectados por cable a la unidad portátil. En una modalidad de la presente invención, el circuito Bluetooth 50 convierte la señal de audio (WAV) en señales inalámbricas de corto rango que pueden ser captadas por un audífono inalámbrico que usa el operador. Esto elimina la necesidad de un cable que conecte los auriculares a la unidad portátil.

En un modo de operación, el aparato dispensador de lubricación de mano incluye un depósito de lubricante 201, como se muestra en la Figura 1, y un dispensador de lubricante 203 para dispensar lubricante desde el depósito de lubricante. El dispensador puede ser accionado por un motor para que pueda dispensar lubricante sin que el operador tenga que usar un esfuerzo mecánico. El módulo de detección ultrasónica 206 detecta la amplitud de la energía ultrasónica emitida por cojinetes sellados, engranajes y transmisión cuando sus partes se mueven y producen una señal relacionada con ellos. Dentro del módulo de detección 206 hay un módulo de control, que incluye la CPU o el microprocesador 60 (Figura 5) que analiza la amplitud de la señal del circuito de detección ultrasónica. Cuando se activa una señal para lubricar el dispositivo, por ejemplo, cuando el operador aprieta un disparador, el procesador provoca que el dispensador de lubricante dispense lubricante automáticamente sobre las partes móviles del dispositivo. También puede hacer que el dispensador se detenga cuando se haya dispensado suficiente lubricación.

Además, dentro del módulo 206 hay una unidad de memoria 22 que utiliza por el procesador. Dentro de la memoria 22 se almacena un valor base, es decir, el valor de la amplitud detectada de energía ultrasónica cuando el dispositivo está operando correctamente. Después de recibir la señal para lubricar el dispositivo y provocar que el dispensador inicie el flujo de lubricante al dispositivo, el procesador 60 compara el valor base con la señal del módulo de detección ultrasónica cuando las partes se mueven. Con base en esta comparación, el procesador hace que el dispensador cese el flujo de lubricante cuando la señal disminuye sustancialmente. Si la señal disminuye significativamente, es una buena indicación de que se ha aplicado suficiente lubricación. Además, en la técnica anterior, el operador tenía que mirar la señal en su visualizador y juzgar cuándo la señal había disminuido significativamente. Entonces, el operador tenía que apagar manualmente el dispensador. Esto podría conllevar a errores que podrían resultar en daños a los cojinetes debido a una lubricación excesiva o insuficiente. Con la automatización de este proceso se consiguen resultados más precisos.

En el caso de que la señal deje de disminuir antes de alcanzar un valor base, hay una indicación de que los cojinetes están significativamente deteriorados y la simple lubricación no solucionará el problema. Sin la detección automática de acuerdo con la invención, existe el peligro de que un operador continúe lubricando los cojinetes, posiblemente cause daños adicionales a la máquina y, ciertamente, desperdicie lubricante.

El nivel ultrasónico en el que aumenta la señal en un período de tiempo después de una lubricación adecuada puede ser una indicación de la etapa de deterioro del cojinete. Como se indica en la Patente de los Estados Unidos Número 6,122,966 del solicitante, una lectura de 8 dB alrededor del valor base puede indicar una etapa previa a la falla, una lectura de 16 dB puede indicar el comienzo de la etapa de falla, mientras que una lectura de 35-50 dB puede indicar una etapa catastrófica de deterioro que requiere un reemplazo inmediato para evitar una condición altamente peligrosa. Con la presente invención estos niveles se pueden almacenar en la memoria 22 y el procesador, al hacer su comparación, puede dirigir un mensaje al visualizador que indica la condición de falla.

El aparato también puede incorporar un monitor de flujo de lubricante que genera una señal de flujo y un monitor de depósito de lubricante que genera una señal de llenado que indica el nivel de lubricante que queda en el depósito. En tal caso, el procesador puede proporcionar al visualizador una señal que indica la cantidad de lubricante que queda en el depósito con base en la señal de llenado y una señal que indica el flujo de lubricante con base en la señal de flujo. Además de enviar esta información al visualizador, el procesador también puede enviarla a dispositivos de transferencia de datos, por ejemplo, los circuitos Bluetooth y Wi-Fi para que se pueda proporcionar a una ubicación remota. De esta manera, un supervisor podría monitorear el uso de lubricante y podría enviar un tanque de depósito lleno a un trabajador en el campo.

En una modalidad de la invención, el circuito Bluetooth puede incorporar regreso de voz y los audífonos pueden incluir un micrófono. Por lo tanto, durante una prueba, un operador puede hacer comentarios verbales, los cuales pasan a partir del micrófono de regreso a través de la conexión Bluetooth a un registrador de datos en la unidad de mano 10. El registrador de datos puede registrar la señal de audio heterodina creada por los cojinetes desgastados junto con los comentarios del operador. Estos comentarios pueden incluir la impresión del operador sobre el audio heterodino, información sobre el entorno en el que está operando el dispositivo (por ejemplo, lluvia intensa) o alguna sugerencia sobre la compensación de la condición defectuosa.

El almacenamiento en el detector portátil de señales de audio heterodinas y/o espectros anteriores se proporciona mediante tarjetas de memoria extraíbles tales como tarjetas de memoria SD 22. Esto permite que la información se cargue fácilmente en un ordenador central o se descargue en el detector ultrasónico de mano portátil. Como resultado de esta capacidad de almacenamiento, el diagnóstico de la condición de falla puede ser aún más preciso porque el audio heterodino y/o espectro en uno o más momentos pasados se puede comparar en tiempo real con el sonido y/o espectro actual en el dispositivo portátil en la ubicación del motor de prueba. Mediante el uso de las conexiones Bluetooth y Wi-Fi, una operación de mantenimiento central puede ser notificada inmediatamente de una falla inminente detectada de esta manera.

Por tanto, el dispositivo de la presente invención puede medir la cantidad y el tipo de lubricante dispensado para cada cojinete. Luego, puede almacenar esta información en la base de datos de la herramienta o en una base de datos remota o en ambos. Los datos promedio de la base de datos históricos se pueden usar para controlar el dispensado actual de una cantidad medida particular de un tipo específico de grasa. Estos datos almacenados pueden usarse para ayudar a reducir o eliminar la lubricación excesiva de los cojinetes por parte del operador. La cámara 26 permite tomar una fotografía del dispositivo bajo prueba. A diferencia del pasado, esta imagen puede formar parte de un archivo del dispositivo bajo prueba almacenado en el detector ultrasónico portátil. Este archivo contendría la lectura del nivel de sonido, un espectro de la señal de audio, los comentarios del operador sobre la prueba y una imagen del dispositivo actual. El archivo también puede contener lecturas y espectros anteriores. La imagen puede tener la lectura actual superpuesta.

Con el fin de mejorar la calidad de las imágenes tomadas con la cámara 26, se puede proporcionar con una unidad de flash LED 27. Además, el detector se puede proporcionar con un puntero láser 24 para proporcionar una orientación precisa de la cámara (Figura 3). Además, el puntero láser puede ser parte de un dispositivo de medición de distancia, de manera que se puedan tomar imágenes desde la misma distancia en diferentes ocasiones sin mucha dificultad.

Las fotos tomadas con la cámara 26 también pueden ayudar con la detección de fallas. Al comparar la imagen actual con una imagen anterior, se pueden notar cambios en el dispositivo bajo prueba. Si una imagen se forma como una superposición semitransparente sobre la otra, las diferencias se determinan más fácilmente. Proporcionar imágenes a un usuario permite tomar una imagen de referencia con respecto a la condición original de la máquina. Se prevé que estas imágenes se puedan combinar en una superposición compuesta para producir cambios visuales en el tiempo de la máquina bajo análisis a lo largo del tiempo. Esto proporciona información visual que demuestra la condición de tendencia tanto de la máquina como de las pruebas de diagnóstico a lo largo del tiempo.

Puede haber una vista de imágenes y espectros en una pantalla LCD 20 proporcionada en el detector ultrasónico portátil. La pantalla LCD puede ser una pantalla táctil, de manera que los controles para operar el sistema también se pueden proporcionar en la pantalla en forma de una interfaz gráfica de usuario. De esta manera, el equipo puede usarse en entornos sucios, ya que el uso de una pantalla táctil puede evitar que partículas finas de suciedad dañen los controles. Las funciones Wi-Fi y Bluetooth también proporcionan a la invención con la capacidad de conectarse con cualquier dispositivo registrador de información autónomo equipado de manera inalámbrica. A manera de ejemplo no limitativo, la presente invención puede compartir datos y controlar las funciones de un tacómetro óptico o estroboscópico, cámara IR, analizador de vibraciones o cualquier otro dispositivo configurado para la detección del entorno. Como tal, los datos recopilados por la herramienta de diagnóstico antes o durante una operación de mantenimiento se pueden almacenar o acceder a través de una comunicación de red desde cualquier dispositivo accesible en red. Por lo tanto, la información de estas diversas fuentes externas se puede combinar en una única fuente de información en el detector.

Se prevé que un usuario de la invención tendrá acceso a una instalación de almacenamiento con una base de datos a través de una red. A través de ese acceso, el usuario puede transmitir datos continuos a la red para su análisis o almacenamiento remoto. Se prevé, además, que la base de datos tendrá entradas de datos seleccionables que estarán disponibles para que el usuario cargue o colaborare con los datos capturados mediante la presente invención.

Otra característica de la presente invención es la capacidad de transmitir datos localmente a través de una red adhoc a PDA, teléfonos inteligentes, ordenadores subportátiles, tabletas u otras plataformas de visualización y procesamiento de datos. También se prevé que se pueda acceder a los datos generados por la invención reivindicada o verlos de manera remota a través de plataformas móviles.

Se prevé que los datos capturados y transferidos a un dispositivo de almacenamiento local o remoto puedan ser, sin limitar su descripción, datos de audio heterodinos, datos de temperatura, datos espectrográficos, información visual, datos de video, datos direccionales y de vibración o cualquier mecanismo configurado para capturar datos sobre condiciones físicas y fenómenos. A manera de ejemplo no limitativo, se pueden proporcionar datos locales o en red al dispositivo de mano y usarlos para ajustar continuamente los sistemas de retroalimentación del usuario para dispositivos que tienen parámetros variables, como gradientes de temperatura cambiantes, velocidades variables, etc. Por ejemplo, el tempo o la cadencia de una alarma se puede controlar para que se corresponda con las condiciones variables dentro de un dispositivo que se va a analizar.

Aunque en la presente descripción se han descrito en detalle las modalidades particulares de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, debe entenderse que la invención no se limita a esas modalidades particulares, y que un experto en la técnica puede realizar varios cambios y modificaciones sin apartarse del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato dispensador de lubricación de mano (200) para lubricar cojinetes (220) de una máquina con partes móviles, que comprende:

un dispositivo dispensador de lubricación (203) capaz de dispensar lubricación al recibir una señal de inicio y cesar la lubricación al recibir una señal de parada;

un sensor de flujo de lubricación para medir la cantidad de lubricación dispensada desde el dispensador y generar esa información como datos; una base de datos que contiene datos almacenados del sensor de flujo de lubricación, en donde los datos almacenados incluyen un valor base que corresponde a la amplitud detectada de la máquina con partes móviles cuando está en condiciones de operación normales; un dispositivo de detección ultrasónica (206) que detecta la amplitud de la energía ultrasónica emitida por dicho dispositivo cuando sus partes se mueven y produce una señal de audio heterodina relacionada con esta;

un módulo de control que analiza la amplitud de la señal del módulo de detección ultrasónica y determina, en tiempo real, la cantidad necesaria de lubricante que se necesita dispensar para lubricar adecuadamente un cojinete, dicho módulo de control que está configurado para:

enviar una señal de inicio al dispositivo dispensador de lubricación;

recibir la señal de audio heterodina del dispositivo de detección ultrasónica;

acceder al valor base de la base de datos; determinar si la máquina se encuentra en una condición de operación normal o anormal, en donde la condición de operación normal se determina mediante la identificación al menos de si la diferencia entre la amplitud de la señal de audio heterodina y el valor base disminuye sustancialmente durante el dispensado de la lubricación, y la condición de operación anormal se determina mediante la identificación al menos de si la diferencia entre la señal de audio heterodina y el valor base no disminuye sustancialmente durante el dispensado de la lubricación; emitir una indicación en cuanto a la condición de operación determinada;

proporcionar una señal de parada al dispositivo dispensador de lubricación cuando se determina que la condición de operación es anormal o cuando la amplitud de la señal de audio heterodina está sustancialmente cerca del valor base.

2. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 1, en donde el dispositivo dispensador de lubricación se caracteriza, además, por tener un depósito (201) para contener lubricante.

3. El depósito de lubricante de la reivindicación 2, en donde el depósito está configurado para contener una pluralidad de diferentes tipos de lubricantes sin mezclar dichos lubricantes.

4. El aparato dispensador de lubricante de la reivindicación 1, en donde el sensor de flujo de lubricación es integral al dispositivo dispensador de lubricación.

5. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 1, en donde el dispositivo dispensador de lubricación está configurado para cesar el dispensado de lubricación automáticamente en dependencia de una señal transmitida desde el dispositivo ultrasónico.

6. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 5, en donde el módulo de control comprende, además, un procesador programado (60) y una memoria de almacenamiento (22), el valor de la amplitud detectada de la energía ultrasónica cuando el dispositivo se está operando apropiadamente que se almacena en dicha memoria como un valor base, y después de recibir la señal para lubricar el dispositivo y hacer que el dispensador inicie el flujo de lubricante al dispositivo, dicho procesador compara el valor base con la señal de audio heterodina del módulo de detección ultrasónica cuando las partes se mueven, y provoca que el dispensador cese el flujo de lubricante cuando la señal disminuye sustancialmente.

7. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 6, en donde la herramienta de dispersión de lubricación comprende, además, un visualizador (20), un monitor de flujo de lubricante que genera una señal de flujo y un monitor de depósito de lubricante que genera una señal de llenado, en donde dicho procesador proporciona al visualizador una señal que indica la cantidad de lubricante que queda en el depósito con base en la señal de llenado y una señal que indica el flujo de lubricante con base en la señal de flujo.

8. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 7, en donde el módulo de control se actualiza en tiempo real en cuanto al nivel actual de lubricante almacenado en el depósito de lubricante.

9. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 7, en donde el módulo de control se actualiza en tiempo real en cuanto al flujo medido de lubricante dispensado por el dispensador.

10. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 5, en donde el procesador comprende, además, una CPU, al menos un dispositivo de almacenamiento extraíble y al menos un dispositivo de transferencia de datos (52).

11. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 5, en donde el módulo de control incluye un analizador de espectro digital que analiza la señal de audio heterodina.

12. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 7, en donde el visualizador es un dispositivo visualizador de pantalla táctil.

13. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 10, en donde el al menos un dispositivo de transferencia de datos es al menos uno de Bluetooth, Wi-Fi y otros circuitos basados en radiofrecuencia (RF).

14. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 10, en donde el dispositivo de almacenamiento extraíble es una tarjeta de memoria digital.

15. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 13, en donde el dispositivo de transferencia de datos es capaz de acceder a los datos almacenados en al menos uno de una red local o a través de Internet, dichos datos almacenados que son información de valor base en una pluralidad de dispositivos con partes móviles.

16. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 7, que incluye, además, al menos un dispositivo de transferencia de datos, y en donde el procesador está configurado para transmitir datos simultáneamente a la pantalla táctil, así como también a un dispositivo inalámbrico externo, tal como un PDA o un teléfono inteligente, a través del dispositivo de transferencia de datos, tales datos que incluyen la cantidad de lubricante que queda en el depósito y el flujo de lubricante.

17. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 1, en donde la máquina para lubricar posee cojinetes, cajas de engranajes y/o transmisiones mecánicas en servicio.

18. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 1, que incluye, además, un dispositivo de almacenamiento para almacenar información histórica sobre los cojinetes de la máquina, que incluye la amplitud de señales de audio heterodinas anteriores y la cantidad de lubricante usado previamente o un cojinete en particular, en donde el módulo de control también analiza la amplitud de señales de audio heterodinas anteriores para el cojinete en particular para determinar cuándo se ha dispensado suficiente lubricación.

19. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 18, en donde dicho dispositivo de almacenamiento también almacena información sobre el tipo de lubricante requerido para un cojinete en particular, el dispositivo dispensador de lubricación es capaz de dispensar más de un tipo de lubricante y el módulo de control determina el tipo de lubricante que se debe dispensar con base en el cojinete en particular que se está lubricando y la información histórica en el dispositivo de almacenamiento.

20. El aparato dispensador de lubricación de la reivindicación 5, en donde se genera una señal de parada cuando los datos históricos indican que se ha dispensado suficiente lubricante, independientemente de la señal recibida desde el dispositivo ultrasónico.

21. Un método de lubricación de una máquina con cojinetes (220) que utiliza un dispositivo de mano (200), que comprende las etapas de:

detectar la amplitud de la energía ultrasónica emitida por dicha máquina cuando sus partes se mueven y generar una señal de audio heterodina relacionada con esta,

analizar la señal de audio heterodina, caracterizado por las siguientes etapas:

almacenar un valor base de la señal ultrasónica cuando el dispositivo está operando apropiadamente, iniciar el flujo de lubricante a las partes en respuesta a una señal de lubricación cuando la señal ultrasónica está por encima del valor base, y provocar que el flujo de lubricante cese automáticamente con base en el análisis de la señal ultrasónica cuando la señal ha disminuido sustancialmente, en el cual se utiliza un módulo de control configurado para:

enviar una señal de inicio al dispositivo dispensador de lubricación;

recibir la señal de audio heterodina del dispositivo de detección ultrasónica; acceder al valor base de la base de datos;

determinar si la máquina se encuentra en una condición de operación normal o anormal, en donde la condición de operación normal se determina mediante la identificación al menos de si la diferencia entre la amplitud de la señal de audio heterodina y el valor base disminuye sustancialmente durante el dispensado de la lubricación, y la condición de operación anormal se determina mediante la identificación al menos de si la diferencia entre la señal de audio heterodina y el valor base no disminuye sustancialmente durante el dispensado de la lubricación; emitir una indicación en cuanto a la condición de operación determinada;

proporcionar una señal de parada al dispositivo dispensador de lubricación cuando se determina que la condición de operación es anormal o cuando la amplitud de la señal de audio heterodina está sustancialmente cerca del valor base.