CN106040375A - 用于监测动态密封件的封闭介质回路的方法和具有动态密封件的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监测装置的动态密封件的在封闭介质回路中的封闭介质的物理参数的方法。在此，获取封闭介质的至少一个物理的实际参数，并且将其与至少一个定义的额定参数相比较。如果在此获取到在实际参数和额定参数之间的偏差，则使用该偏差以说明动态密封件的工作状态。此外，本发明涉及一种装置，其具有至少一个旋转的轴，该轴利用动态密封件相对于固定的机器部件密封。

Description

用于监测动态密封件的封闭介质回路的方法 和具有动态密封件的装置

技术领域

本发明涉及根据权利要求1和17前序部分的特征所述的用于监测动态密封件的封闭介质回路的方法和具有动态密封件的装置。

背景技术

为了相对于机器的不可运动部件密封可运动部件，通常使用动态密封件或所谓的滑环密封件。动态密封件或滑环密封件例如用于相对于静止的机器构件密封旋转轴。

例如使用动态密封件或滑环密封件，以在搅拌式球磨机中密封搅拌轴的轴承，使得特别是产品不会从搅拌式球磨机的研磨腔逸出和/或不会进入到搅拌式球磨机的机腔中。在搅拌式球磨机内部借助于研磨体磨碎产品或研磨材料。搅拌式球磨机通常包括研磨容器，在其中设置有搅拌轴。在搅拌轴处设置有搅拌元件，该搅拌元件促使研磨体-研磨材料悬浮物均匀混合。搅拌元件特别是促使研磨体发动起来，使得在研磨体-研磨材料悬浮物内部位于研磨体之间的研磨材料被磨碎和/或离散。

搅拌式球磨机的搅拌轴设置在驱动轴处，并且通过设置在研磨容器之外的驱动器被驱动旋转。搅拌轴可运动地支承在研磨容器的底部或顶盖中，其中，必须借助于至少一个动态密封件或滑环密封件相应密封地设计轴承，以不发生研磨体-研磨材料悬浮物从研磨容器逸出的情况。

动态密封的特别的实施方式由双向作用的滑环密封件形成。双向作用的滑环密封件以特别高的工作可靠性而出众。两个滑环密封件形成由外部的封闭液体容器供给润滑介质的腔室。如果该介质被施加超过过程压力的压力，其充当封闭介质的作用，该封闭介质既有效地防止过程泄漏又有效地防止产品的污染。特别是应防止产品从搅拌式球磨机的研磨容器逸出到机腔中，和/或防止机油进入到研磨容器中并由此污染产品。此外，在腔室中提高的压力保证滑移面的有效润滑。

在滑环密封件磨损的情况下，可能出现封闭介质或封闭液体进入到搅拌式球磨机的研磨容器中或机壳中。

出于这个原因，在外部容器中例如借助于液位开关或浮子开关监测封闭液体的填充水平，该液位开关或浮子开关根据实施方式具有一个或两个开关点。在低于最低液位时，开关触点通常关闭机器，以保护滑环密封件和搅拌式球磨机本身不受到由于干运转造成的更大损坏。在具有两个开关触点的实施方式中，上触点用作预警，并且操作者获得在机器关闭之前补满封闭液体的提示。在系统中借助于液位开关或浮子开关对封闭液体的量的监测仅用于保护机器，并且不能实现对滑环密封件的剩余使用寿命的鉴别或预测。

而在滑环密封件磨损的情况下还可能出现产品从研磨容器进入到封闭液体中。因为在此封闭液体的体积增大，不能借助于液位开关或浮子开关实现有意义的监测。

对此已知的是，在用于封闭液体的容器处设置窗口或视孔玻璃，通过该窗口或视孔玻璃可控制封闭液体的和必要时水位计的浊度、即封闭液体的量或填充水平。

还已知用于施加压力的自动补充单元作为泄露补偿。特别是通过自动的补充单元补充封闭介质的损耗。

发明内容

本发明的目的在于，提供对搅拌式球磨机的滑环密封件的使用寿命的简单且可自动化的监测方式，以能够及时进行滑环密封件的更换并且由此避免不必要的机器停工时间。

上述目的通过用于监测动态密封件的封闭介质回路的方法和具有动态密封件的装置来实现，该方法和装置包括在权利要求1和17中的特征。其他有利的设计方案由从属权利要求说明。

本发明涉及一种用于监测装置的动态密封件的在封闭介质回路中的封闭介质的物理参数的方法，该装置具有至少一个可运动地支承的、特别是旋转的轴，此外本发明还涉及一种装置，其具有至少一个可运动地支承的、特别是旋转的轴，该轴利用动态密封件相对于固定的机器部件密封。作为封闭介质通常使用合适的液体、特别是油或类似物。

装置可为在其中可运动的机器部件相对于不可运动的机器部件密封的任意装置，特别是在其中旋转轴必须相对于机壳的壁部密封。

本发明特别是以搅拌式球磨机为例进行说明。这种搅拌式球磨机包括例如柱形的研磨容器，该研磨容器在两侧分别利用盖板封闭。此外，搅拌式球磨机包括具有搅拌元件的搅拌轴，以发动在研磨容器中的研磨体。用于搅拌轴的驱动器设置在研磨容器之外。

驱动轴和/或搅拌轴通过盖板中的至少一个引导且可运动地支承。轴承必须密封，以使产品和/或研磨体不能从研磨容器逸出。借助于动态密封件或滑环密封件进行密封。该密封配有封闭介质回路，其中，在其内部循环的封闭介质相对于第二机腔密封第一机腔。例如，动态密封件的封闭介质回路的封闭介质相对于在搅拌式球磨机的研磨容器之外的外腔密封由搅拌式球磨机的研磨容器的内腔形成的产品腔。研磨容器的内腔特别是相对于搅拌式球磨机的机壳的内腔密封。

根据本发明的装置的封闭介质回路包括至少一个探测装置以用于获取封闭介质的至少一个物理的实际参数。此外，该装置包括至少一个评估单元。探测装置与该至少一个评估单元联结。

由探测装置获取的数据传送到评估单元处。在评估单元中将至少一个获取的实际参数与至少一个定义的额定参数相比较。在此获得的在实际参数和额定参数之间的偏差用于说明动态密封件或滑环密封件的工作状态。下文将动态密封件和滑环密封件的概念设为同义词。

所获得的在实际参数和额定参数之间的偏差和/或从中推导出的关于滑环密封件的工作状态的说明优选显示在合适的用户界面上。例如触控面板等对此适用，这例如可通过还用于装置的机器控制(例如用于搅拌式球磨机的机器控制)的用户界面实现。

根据本发明的一种实施方式，使用所获得的偏差以获取滑环密封件的大概的使用寿命，并且将其例如显示在用户界面上。由此，特别是能够防止不期望的机器停工时间。例如用户可在合适的时间点进行滑环密封件的更换，并且不是在由于缺少封闭介质液体而自动关闭装置之后才进行。由此，滑环密封件的更换例如可由日班工人进行，并且不必在紧急情况下由通常稀疏的夜班中的工人进行。

根据本发明的一种实施方式，获取在封闭介质回路中的封闭介质的体积变化且以文件记录。特别是通过评估单元记录封闭介质的体积的增加和/或减少。体积的增加和/或减少优选分别在定义的时间单位上获取。

由此特别是能够说明，封闭介质在产品腔或机腔中是否泄露(即液体损耗)，或产品在封闭介质回路中的泄露是否保持不变或者是否增大，这分别表征滑环密封件的磨损。相应计算的信息通过用户界面给出，使得用户能够及时监测。所获得的体积偏差例如用于计算滑环密封件的剩余使用寿命并且为用户显示出来。

根据一种实施方式，基于在封闭介质回路中的封闭介质的较低体积状态计算直到安全性关闭的预期工作时长，并且通过用户界面显示。

在此，例如可规定使用多级预警系统。例如可在评估单元中定义，在达到工作期限的计算出的终止点之前在一定的时间点产生警报信号，以使用户能够及时为滑环密封件的必要的更换做准备。在此可使用声音的和/或视觉的和/或其他适合的警报信号。

此外可规定，评估单元包括发送器，该发送器将测量数据和/或警报信号发送给适合的接收器。由此例如生产人员可在外部监测装置，于是使生产人员能够在客户处及时进行相应的维护措施。

如果例如通过滑环密封件(相对于研磨容器的盖板密封搅拌式球磨机的搅拌轴)的封闭介质回路的探测装置获取到，在封闭介质回路中存在封闭介质的体积减少，则原因在于，封闭介质进入到产品腔或机壳中。根据相应的产品，可接受产品被封闭介质轻微污染。然而在此通常必须注意上限值。

根据本发明的一种实施方式，由在封闭介质回路中的封闭介质的所获得的体积减少计算在装置(特别是搅拌式球磨机)中处理的产品由于封闭介质导致的污染度。这特别是用于监测产品质量。所计算的污染度可通过用户界面显示。在此，优选还显示仍然允许的污染度的最大上限，使得对于用户来说简化了或可简单实现产品质量的监测。

此外可规定，在评估单元中储存污染度的最大值，并且在达到最大污染度时进行装置(特别是搅拌式球磨机)的自动关闭。评估单元特别是与装置(特别是搅拌式球磨机)的机器控制器联结，使得可实现在滑环密封件的工作状态和装置的控制之间的直接反馈。

作为替代可规定，由所计算的污染度计算出污染度可能会等于定义的最大值的时间点。所计算的时间点优选通过用户界面显示。此外可设置警报信号且必要时设置预警信号，这些信号在达到一定的污染状态时分别被触发，并且因此使用户能够主动决定如何继续采取措施。

而如果通过探测装置获取到，在封闭介质回路中出现封闭介质的体积增加，则原因在于，产品进入到封闭介质回路中。封闭介质被产品污染是特别成问题的，因为由于产品组分可能促使滑环密封件受损。

根据本发明的实施方式，由所获取的体积增加计算封闭介质的由在装置(特别是搅拌式球磨机)中处理的产品产生的污染度。为了保护滑环密封件和装置，可使用与已经在上文体积减少的情况中所述相同的保护和警报机制。

作为替代可规定，借助于合适的传感器测量封闭介质的浊度和/或密度和/或导电性。于是，由所获取的在实际参数和额定参数之间的偏差可计算产品从装置的产品腔(例如从搅拌式球磨机的研磨腔或产品腔)到封闭介质中(特别是每个时间单位)的转移量。该计算特别是以如下方式进行：在每个时间间隔中测量，从而可表明，产品是保持不变地进入到封闭介质中还是随着时间增加，这表示滑环密封件的老化。

根据本发明的一种实施方式，获取封闭介质的实际填充水平并且将其与额定填充水平比较。在额定填充水平和实际填充水平之间有正偏差时，即当实际填充水平小于额定填充水平时，计算在封闭介质回路中封闭介质的缺少的体积量。缺少的封闭介质体积可通过用户界面显示，使得用户得知须加装多少封闭介质。

作为替代，评估单元可与自动的补充单元联结。评估单元控制自动的补充单元，使得自动地补充封闭介质的缺少的体积，从而封闭介质的水平全自动地保持不变。

根据本发明的一种实施方式，还可监测在封闭介质回路中的封闭介质的压力。封闭介质的压力特别是借助于合适的传感器测量，并且与定义的额定压力相比较。

如果确定了压力偏差，则引入合适的措施，以使压力再次回到标准值。特别是在探测到压力升高时采取措施以降低压力。而在探测到压力下降时采取措施以相应地提高压力。

如上文中关于达到工作期限的计算出的终止点所述，可规定，在滑环密封件的临界工作状态出现之前发出至少一个警报信号。特别是可设置多级警报系统，其以限定的时间间隔提前给出提示：预计何时出现临界状况。

作为所述特征的替代或附加，装置、特别是搅拌式球磨机可包括前文所述方法的一个或多个特征和/或特性。同样地，该方法可替代或附加地具有所述装置的单个或多个特征和/或特性。

附图说明

下面以实施例借助于附图详细阐述本发明及其优点。在附图中各个元件相对于彼此的尺寸比例不总是符合实际的尺寸比例，因为一些形状简化地示出，并且为了更好地阐明将另一些形状相对于其他元件放大比例地示出。

图1示出了根据本发明的装置，其具有根据本发明的针对动态密封部或滑环密封部的工作状态的监测方式。

对于本发明的相同的或效果相同的元件使用相同的附图标记。此外，为了清楚起见在各个附图中仅示出了为说明相应附图所必要的附图标记。所示实施方式仅示出了可如何设计根据本发明的装置或根据本发明的方法的实施例并且没有示出最终限制。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的装置、例如搅拌式球磨机1，其具有根据本发明的针对滑环密封件2的工作状态的监测方式。搅拌式球磨机1包括柱形的研磨容器3，该研磨容器在两侧分别以盖板4、5封闭。柱形的研磨容器3设置在机壳6处。在机壳6内部设置有用于搅拌式球磨机1的驱动器7和机器控制器8。此外设有操作面板9，用户可通过该操作面板访问机器控制器8并且操纵搅拌式球磨机1。

在研磨容器3内部设置有搅拌器10。该搅拌器特别是由搅拌轴11和设置在该搅拌轴上的搅拌元件12组成。搅拌元件12用于发动设置在研磨容器3中的研磨体，该研磨体作为辅助介质用于磨碎相应的产品。搅拌轴11在机壳6的内部联结在驱动器7上，其中，搅拌轴11由研磨容器3的盖板4引导并且通过滑环密封件2可运动地支承在盖板4的区域中。

滑环密封件2联结在封闭介质回路13上。位于封闭介质回路13中的封闭介质用于相对于在研磨容器3之外的外腔、特别是相对于机壳6的内腔密封由研磨容器3的内腔形成的产品腔14。

封闭介质回路13配有至少一个探测装置15以用于获取封闭介质的至少一个物理的实际参数。此外，搅拌式球磨机1包括评估单元16。探测装置15和评估单元16彼此联结。由探测装置15获取的数据特别是传送给评估单元16，并且被该评估单元使用，以计算滑环密封件2的工作状态。

探测装置15优选获取封闭介质的某些物理的实际参数。这些物理的实际参数由评估单元16与预定义的额定参数比较。当滑环密封件2由于磨损密封不良时，产生在实际参数和额定参数之间的偏差。该偏差用于说明滑环密封件2的工作状态。

实际参数和/或额定参数和/或所计算的偏差和/或从中推导的关于滑环密封件2的工作状态的说明可通过搅拌式球磨机的操作面板9显示。作为替代，特别是为了更好地一目了然可规定，对此设置独立的附加的操作面板(未示出)。

此外，在所示出的实施例中规定，评估单元16与机器控制器8联结。当评估单元16获取到滑环密封件2的临界工作状态(需要搅拌式球磨机1的紧急停机以保护搅拌式球磨机免受损坏)时，这是特别必要的。

如果装入模拟测量仪代替简单的浮子开关，则与可编程存储控制器组合可实现对填充水平变化的精确且快速的反应以及对封闭介质回路的更好的监测。

利用模拟测量能够以准毫米级的精度确定偏差。还存在的可能性是，装入具有多个触点的浮子开关、例如里德接触链(Reed-Kontakt-Kette)。根据结构形式，各个触点必须相对于彼此有一定的最小间距，以不会相互影响。由此，不可实现毫米级精度的测量，而是只以一定的间距获得信号，例如以大约5mm或10mm的间距。在此所使用的模拟测量仪例如可为雷达间距测量仪或电容传感器。

参考优选的实施方式说明了本发明。然而，专业技术人员可想到，可进行本发明的变型或修改，而在此不会脱离下列权利要求的保护范围。

附图标记列表

1 搅拌式球磨机

2 滑环密封件

3 研磨容器

4 盖板

5 盖板

6 机壳

7 驱动器

8 机器控制器

9 操作面板

10 搅拌器

11 搅拌轴

12 搅拌元件

13 封闭介质回路

14 产品腔

15 探测装置

16 评估单元

Claims (18)

1.一种用于监测装置的动态密封件(2)的在封闭介质回路(13)中的封闭介质的物理参数的方法，该装置具有至少一个可运动地支承的轴(11)，

其特征在于，获取所述封闭介质的至少一个物理的实际参数，

其中，将该至少一个实际参数与至少一个定义的额定参数相比较；其中，使用在所述实际参数和所述额定参数之间的偏差以说明所述动态密封件(2)的工作状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取并记录在所述封闭介质回路(13)中的封闭介质的体积变化，其中，特别是获取并记录在所述封闭介质回路(13)中的封闭介质的体积增加和/或体积减少。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，以所定义的时间单位获取在所述封闭介质回路(13)中的封闭介质的体积变化。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，由在所述封闭介质回路(13)中的封闭介质的体积在所定义的时间单位上的变化计算出，泄露是保持不变还是增加，并且在此，通过所述装置(1)的用户界面(9)给出相应的信息。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，由获取的所述体积变化计算所述动态密封件(2)的剩余使用寿命，并且在此，所述剩余使用寿命通过所述装置(1)的用户界面(9)显示。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，由获取的所述体积变化和/或计算出的所述动态密封件(2)的使用寿命、基于在所述封闭介质回路(13)中的封闭介质的较低体积状态，来计算直到所述装置(1)的安全性关闭的预期工作时长，并且其中，所述预期工作时长通过所述装置(1)的用户界面(9)显示。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，由所获取的体积减少计算在所述装置(1)中处理的产品由于封闭介质导致的污染度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，计算出的所述污染度通过用户界面(9)显示。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，预先确定所述污染度的最大值，并且在此，在达到最大污染度时进行所述装置(1)的自动关闭。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，计算出所述污染度可能会达到定义的所述最大值的时间点，并且在此，计算出的所述时间点通过所述用户界面(9)显示。

11.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，由所获取的体积增加计算所述封闭介质由于在所述装置(1)中处理的产品导致的污染度。

12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于合适的传感器测量所述封闭介质的浊度和/或密度和/或导电性，并且由所获取的在所述至少一个实际参数和所述至少一个额定参数之间的偏差计算产品从所述装置(1)的产品腔(3)到所述封闭介质中的转移量。

13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将封闭介质的额定体积状态与封闭介质的实际体积状态相比较，其中，当在所述额定体积状态和所述实际体积状态之间有正偏差时，计算在所述封闭介质回路(13)中的封闭介质的缺少的体积量。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，封闭介质的缺少的体积通过用户界面(9)显示，和/或其中，封闭介质的缺少的体积通过自动补充单元自动地补偿。

15.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述封闭介质回路(13)中的封闭介质的压力借助于压力传感器测量，并且与定义的额定压力相比较，并且其中，在识别出压力偏差时引入用于压力调节的措施。

16.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在出现所述动态密封件(2)的临界工作状态之前，发出至少一个警报信号。

17.一种装置(1)，其包括借助于动态密封件(2)可运动地支承的轴(11)，所述动态密封件(2)包括封闭介质回路(13)，其中，所述动态密封件(2)借助于设置在所述封闭介质回路(13)中的封闭介质相对于所述装置(1)的第二机腔(6)密封所述装置的第一产品腔(14)，其特征在于，所述封闭介质回路(13)包括至少一个探测装置(15)以用于获取所述封闭介质的至少一个物理的实际参数，并且所述探测装置(15)与至少一个评估单元(16)联结，该评估单元用于评估由所述探测装置(15)获取的数据。

18.根据权利要求17所述的装置(1)，其特征在于，借助于根据权利要求1至16中任一项所述的方法进行所述装置(1)的控制和/或调节，特别是其中，借助于根据权利要求1至16中任一项所述的方法进行所述装置(1)的动态密封件(2)的封闭介质回路(13)的控制和/或调节。