CN107810388A - 具有故障检测单元的模块化密封设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造安装组件(1)的模块化密封设备(2)的套件，模块化密封设备(2)包括此套件并且朝向包括此模块化密封设备(2)的安装组件(1)，安装组件(1)用于容置测量插件(7)。套件至少包括一个活塞(9)、一个衬套(11)、和一个密封元件(12)，其中活塞(9)和衬套(11)被制造，以使得它们可组合并且用于通过设置在活塞(9)和衬套(11)中的钻孔(6)来容置测量插件(7)，其中当与衬套(11)组装时，活塞(9)与衬套(11)交互式地连接，以使得由活塞(9)传输给衬套(11)的压力用于使优选地可布置在衬套(11)的至少一端上的至少一个密封元件(12)变形，并且由此在引入了测量插件(7)的情况下实现密封动作，以便密封延伸穿过活塞(9)和衬套(11)的钻孔(6)，并且其中套件包括故障检测单元(13)，其具有至少一个感测元件(14a,14b,14c)和电子器件(15a,15b,15c)，感测元件(14a,14b,14c)用于检测安装组件(1)的至少一个故障条件，电子器件(15a,15b,15c)被实施以使得其将至少一个故障条件转换成故障信号。

Description

具有故障检测单元的模块化密封设备

技术领域

本发明涉及具有密封设备和故障检测单元的安装组件、用于安装组件的密封设备以及用于制造所述密封设备的套件。

背景技术

在许多危险材料和高功率应用中，有必要使用安装组件以便观察和/或监测过程中的条件。在这样的情况下，重要的是考虑到所有必要的安全预防措施，特别是关于过程环境的密封方面。

根据欧洲专利申请EP 2343514 A1已知的是用于杆状测量插件的安装组件，其中为了容置测量插件，将第一安全腔室设置在第一壳体部分中并且将第二安全腔室设置在第二壳体部分中，其中第一壳体部分具有过程连接件，并且其中所述第一壳体部分在所述第一壳体部分的位于与所述过程连接件侧相反的一侧上连接至所述第二壳体部分，并且其中设置了密封设备，所述密封设备在测量插件被引入组件壳体中的情况下用于相对于第一安全腔室密封第二安全腔室，特别是针对压力和/或液体来密封。然而，由于所提出的石墨衬套的应用，在此提出的密封设备在给定情况下是不可逆的。另外，必须手动地操作在此提出的密封设备，以便实现密封动作。

德国专利申请DE102011088736A1中描述了一种自密封式密封设备，以及用于制造所述密封设备的套件和用于容置测量插件的相应安装组件。所述密封设备至少包括活塞、衬套和至少一个密封元件。所述活塞和所述衬套用于通过设置在所述活塞和所述衬套中的钻孔来容置所述测量插件。另外，所述活塞以这样的方式与所述衬套交互式地连接以使得由活塞传输给衬套的压力用于将优选地布置在衬套的至少一端上的密封元件变形，并因此实现密封动作，以便在引入了测量插件的情况下密封延伸穿过活塞和衬套的钻孔，特别是以液密或气密密封。这样的密封设备可以例如布置在其中装有介质的容器的过程连接件与壳体之间，所述壳体是安装组件的被设置用于与过程连接件进行连接的部分。

以该方式建立的密封机构由设备的两侧之间压差自动地驱动，所述两侧一方面是过程侧且另一方面是外部接触侧。一旦启动了密封机构，就可能期望及时将该事件通知给至少一个工作人员，以便能够对压力变化的发生做出反应，从而检查压力变化的起源和/或最终执行一些维护动作。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种简单的自密封式密封设备，所述密封设备能够通知实际密封事件。

该目标通过套件、密封设备和安装组件来实现。

就所述套件而言，通过用于制造安装组件的模块化密封设备的套件来实现所述目标，所述安装组件用于容置测量插件：其中所述套件至少包括一个活塞、一个衬套和一个密封元件，其中所述活塞和所述衬套被制造，以使得它们可组合并且用于通过设置在活塞和衬套中的钻孔来容置测量插件，其中当与衬套组装时，所述活塞与衬套交互式地连接，以使得由活塞传输给衬套的压力用于使优选地可布置在衬套的至少一端上的至少一个密封元件变形，并且由此在引入了测量插件的情况下实现密封动作，以便密封延伸穿过活塞和衬套的钻孔；并且其中所述套件包括具有至少一个感测元件和电子器件的故障检测单元，所述感测元件用于检测安装组件的至少一个故障条件，所述电子器件被实施以使得其将至少一个故障条件转换成故障信号并且将所述故障信号朝向监测元件和/或朝向工厂控制系统转发和/或创建警报。

借助于所述套件，可以用自密封式密封设备来对现有安装组件进行改造。就这一点而言，由套件形成的密封设备可以布置在例如其中装有介质的容器的过程连接件与安装组件的壳体部分之间，所述壳体部分被设置用于与过程连接件进行连接。可以为至少一个密封元件选择适合的材料，以确保用于实际过程的密封机构。可以实现对例如氢或氦的气体以及液体介质的密封。

故障检测单元被实施，以使得其检测安装组件的至少一个故障条件。其可以例如检测密封事件的启动或与此相关联的任何动作。借助于电子器件，可以产生相关联的故障信号，所述故障信号代表相应的故障条件。可以将所述故障信号朝向监测元件转发，所述监测元件可以是任何显示器、诸如LED的警告灯或例如蜂鸣器的声学换能器。另一方面，可以将故障信号朝向工厂控制系统转发，并在其中进行处理和/或显示。而且，可以经由监测单元或经由工厂控制系统来创建警报。

借助于将故障检测单元集成到套件中，密封设备的启动的密封机构变得可自动检测。可以通过监测元件、工厂控制系统和/或警报来将事件通知给工作人员或其他人员，并且使得工作人员或其他人员能够对相应事件做出反应。在这种情况下，将故障信号转发给工厂控制系统，例如可以——例如通过远程位置——来自动地检查相关联的安装组件关于密封的完整性，不需要定期检查装置本身。

在套件的一个实施例中，套件包括至少两个衬套和至少一个弹簧，其中衬套和弹簧基本上沿例如水平线的假想轴线对准，并且其中弹簧被放置在两个衬套之间。

在这种情况下，密封机构涉及从活塞到至少两个衬套中的至少一个的压力的传输，并且因此涉及优选地定位在至少两个衬套中的第二衬套的末端处的至少一个密封元件的变形。在至少两个衬套之间的弹簧因此用于密封设备的预压缩。因此，在密封设备处于其静止位置的情况下，这意味着没有压力经由活塞传递，借助于具有初始张力的弹簧来对部件进行对准。因此，弹簧还增加了活塞在压力朝其传输的情况下可移动的距离。在启动了密封机构的情况下，其中活塞执行其推动功能，可以使更大的冲程或力朝向密封元件传输，从而增加其挤压载荷且因此提高密封效果。如果不再有压力经由活塞传输，则弹簧最终增加衬套的恢复力，这意味着将活塞推回到其静止位置。

根据套件的一个实施例，至少一个故障信号是电气信号、视觉信号和/或声学信号。因此，可以生成一个故障信号，或者也可以提供与相同或不同故障条件相关的至少两个不同故障信号。特别地，可以将电气信号转发给工厂控制系统。相反，可以将视觉和/或声学信号朝向监测元件传送，和/或也可以在现场常规检查期间进行检测。如果生成了多于一个故障信号，则可以产生例如电气以及视觉和/或声学信号，并且将所述信号用于通知密封机构的启动，特别是如果故障检测单元包括监测元件和用于将信号朝向工厂控制系统转发的装置。

在套件的一个实施例中，故障检测单元被实施，以使得感测元件能够检测活塞的几何位置的移动和/或改变。因此，通过指示密封机构启动的活塞条件的几何位置的移动和/或改变来给出至少一个故障条件。

在套件的一个实施例中，感测元件包括机械传感器。机械传感器是能够检测诸如物体、力或压力的接近或移除的特定机械量的传感器。

在此上下文中，如果感测元件包括机械微型开关，则是有利的。所述机械微型开关被定位成与活塞的垂直于其移动方向定向的表面直接机械接触，所述机械微型开关通过该活塞表面的平移滑动而被激活。或者，感测元件可以包括枢转球体和机械微型开关，所述枢转球体被定位成与活塞的垂直于其移动方向定向的表面直接机械接触，所述机械微型开关通过球体的旋转或平移而被激活。因此，基于机械移动来检测活塞的移动和/或活塞几何位置的改变，所述机械移动诸如活塞的与机械微型开关直接机械接触的表面的平移滑动或通过球体的旋转或平移。

在套件的另一实施例中，感测元件包括电感式传感器，所述电感式传感器被定位，以使得所述电感式传感器至少间歇地面向活塞的平行于其移动方向定向的表面，并且其中活塞由导电材料组成。如由名称所指示，电感式传感器经常也称作接近传感器，其利用电磁感应原理，并且例如用于路径和角度的无接触式测量。电感式传感器的感测元件用于生成磁场，例如具有至少一个线圈和例如电容器的振荡电路，其中例如活塞的导电物体可以移动。例如活塞的导电物体的移动然后引起涡电流，所述涡电流导致例如振荡电路内的振幅改变。

在套件的另一实施例中，感测元件包括电容式传感器，所述电容式传感器被定位，以使得所述电容式传感器面向活塞的平行于其移动方向定向的表面，并且其中活塞由导电材料组成。电容式传感器可以例如充当压力传感器或距离传感器。主要地，检测出单个电容器或多个电容器的电容的改变，而所述电容器的至少两个电极中的一个或所述多个电容器中的一个的至少一个电极通过待测量的物体的至少一个表面给出，所述待测量的物体例如活塞。进而，可以例如通过几何位置的移位、移动、改变或也通过例如活塞的所述物体的变形来诱发该电容改变。

根据套件的另一实施例，感测元件包括磁性传感器，所述磁性传感器被定位以使得所述磁性传感器至少间歇地面向活塞的平行于其移动方向定向的表面，并且其中活塞至少部分由磁性材料组成。术语“磁性传感器”可以涵盖许多不同类型的传感器，例如霍尔传感器、磁场传感器、依赖于韦根效应的所谓的韦根传感器、磁敏电阻器，但是也包括依赖于诸如各向异性磁阻效应、巨磁电阻效应、超巨磁阻或隧道磁阻的效应的传感器。通常来说，感测原理依赖于磁场对特定磁性材料的影响。举例来说，通过设置至少部分由磁性材料——优选地由铁磁材料——组成的活塞，活塞的几何位置移动和/或改变造成相关联的磁场改变，这可以通过合适的感测元件检测出。

在套件的一个实施例中，感测元件包括光学传感器，所述光学传感器被定位以使得其至少间歇地面向活塞的平行于其移动方向定向的表面。感测元件可以包括光学元件，所述光学元件能够检测活塞的几何位置的移动和/或改变。举例来说，至少活塞的面向感测元件的表面可以被划分为至少两个子区域，所述至少两个子区域可以涂覆具有不同反射率的两种不同材料。

就套件的一个实施例中的可能的故障条件而言，故障检测单元被布置和/或设计以使得其能够检测安装组件的至少封闭部分中的压力的改变。压力的此改变将最终引起活塞移动，并且因此启动密封机构。就这一点而言，可能有利的是限定压力的特定阈值。仅当压力的改变超出所述阈值时，才会被指派密封机构的启动。

就这一点而言，如果感测元件包括压力传感器或压力开关，则也是有利的。就套件作为用于安装组件的密封设备的应用而言，压力传感器可以布置在过程侧上。

就用于安装组件的模块化密封设备而言，所述安装组件用于容置测量插件，本发明的目标通过包括根据前面所提及的形式中的至少一个的至少一个套件的模块化密封设备来实现，其中使活塞和衬套交互地连接，并且其中对套件进行布置，以便密封钻孔，特别是以液密或气密密封。所述钻孔设置在活塞和衬套中，并且用于容置测量插件。在密封设备的一种形式的实施例中，该至少一个密封元件被同轴地布置或可同轴地布置在测量插件周围。优选地，至少一个密封元件是O形环。

在此种情况下，至少一个密封元件可以优选地由弹性材料组成，以使得在所述情况下，可以使在活塞未加载压力的情况下至少一个测量插件能够被牵引通过钻孔和密封元件，以便例如更换至少一个测量插件。

就安装组件而言，本发明的目标通过具有根据前面所提及的形式中的至少一个的模块化密封设备的安装组件来实现，其中所述安装组件具有第一壳体部分，所述第一壳体部分可连接至过程连接件，其中在第一壳体部分的面向过程连接件的一侧上，密封设备可插入到第一壳体部分的凹部或开口中。密封设备可以集成到过程连接件或法兰中，例如诸如集成到第一壳体部分中，或者集成在第一壳体部分与过程连接件之间。

所提出的用于安装组件的密封设备能够提高工厂中测量换能器的可靠性和更换性。因为例如，能够增加各检查之间的操作持续时间，能够节约成本。另外，所提出的密封设备能够作为对已知密封设备的改进而应用，以使得获得额外的密封阶段，并且最终尤其当存在若干测量插件时其也可以被应用，以便确定容器中的温度曲线或温度简档。

本发明的构思是提供一种包括故障检测单元的自动密封机构，所述故障检测单元利用过程中存在的介质与过程环境之间的压差。因此，所提出的发明与二次泄漏指示器无关，因为它自身对泄漏进行响应。

在安装组件的一种形式的实施例中，第一壳体部分中的凹部具有底部，其中在凹部的底部上同样设置有至少一个钻孔，所述至少一个钻孔用于容置至少一个测量插件。另外，安装组件的额外壳体部分可以定位在第一壳体部分上，并且实际上位于第一壳体部分的背离过程/过程连接件的一侧上。该额外的壳体部分可以包括例如测量和/或操作电子器件和/或连接件终端，经由所述测量和/或操作电子器件和/或连接件终端可电气接触至少一个测量插件。另外，在第一壳体部分与额外壳体部分之间，可以布置安全腔室，诸如EP2343514 A1中所提供的安全腔室。

第一壳体部分的凹部的底部中的钻孔具有拥有第一直径的第一区段和拥有第二直径的第二区段，其中所述第一直径大于所述第二直径，其中所述钻孔的第一区段邻接所述底部，并且其中所述第二区段邻接所述第一区段。

第一区段到第二区段的过渡可以经由面向第一壳体部分的凹部的底部的肩部来发生。例如，密封元件可以定位在该肩部上，例如呈O形环形式的密封元件。进而，可以将衬套引入第一壳体部分中的钻孔的第一区段中，其中所述肩部充当衬套的止动部。因此，至少一个密封元件可以布置在止动部与衬套之间。

活塞中的钻孔可以具有分别具有具备第一直径的第一区段和具备第二直径的第二区段，其中所述第一直径大于所述第二直径，并且其中所述第一区段与所述第二区段之间的过渡借助于肩部发生，所述肩部充当用于可插入第一区段中的衬套的止动部。至少一个密封元件也可以在活塞的钻孔中布置在止动部与衬套之间。

安装组件可以包括第二壳体部分，所述第二壳体部分在所述第一壳体部分的背离所述过程连接件的一侧上邻接所述第一壳体部分，并且所述第二壳体部分可以具有用于将所述至少一个测量插件连接至电气连接线的操作电子器件和/或连接件。

根据安装组件的一个实施例，过程连接件具有至少一个钻孔，通过所述钻孔可引入至少一个测量插件，优选地引入到防护管中。所述防护管可以是例如热电偶套管。

在一个实施例中，安装组件——特别是安装组件的模块化密封设备——被设计成优选地与运行过程以及其相对于环境压力的压差匹配，以使得在防护管泄漏的情况下，存在于防护管和钻孔中的压力使得衬套经由活塞压靠在至少一个密封元件上，以便实现密封动作。

在安装组件的另一实施例中，第一壳体部分的凹部或开口的底部中、活塞中和过程连接件中设置有多个基本上相互平行的钻孔，所述钻孔中的每一个用于容置测量插件，并且其中这些钻孔中的每一个具有至少一个密封元件和衬套，所述至少一个密封元件和衬套用于密封所述钻孔，特别是在泄漏的情况下。

可以使钻孔优选等距地布置在与安装组件的纵向轴同轴的圆上。钻孔和/或测量插件还可以具有不同的长度。

根据安装组件的一个实施例，测量插件的一端上布置有至少一个测量换能器，所述至少一个测量换能器用于确定化学和/或物理变量，优选地是温度。

在安装组件的一个实施例中，连接端口被设置在安装组件的至少封闭部分中，例如在安装组件的过程侧上，例如在第一壳体部分上。经由所述连接端口，可以有意地对安装组件的至少封闭部分加压，以便执行维护操作。这实现执行对由模块化密封设备所给出的安全系统以及故障检测单元的正确工作的定期检查。为了对第一壳体部分加压，可以使连接端口例如朝向净化管线连接。

附图说明

将依据以下附图来进一步解释本发明，其中

图1是集成到安装组件中的(a)处于起始位置——即未加载压力和(b)处于压缩——即加载有压力位置的模块化密封设备的示意性纵向横截面图示；

图2是安装组件的密封设备和第一壳体部分的分解视图；

图3是具有呈(a)机械传感器和(b)电感式传感器形式的故障检测单元的模块化密封设备；

图4是具有包括压力计的故障检测单元的模块化密封设备；

图5是具有呈机械传感器和连接端口形式的故障检测单元的模块化密封设备；以及

图6是呈温度计形式的安装组件。

具体实施方式

图1示出根据DE102011088736A1中所描述的现有技术的集成到安装组件2中的模块化密封设备1的示意性图示。安装组件2被紧固至过程连接件3，所述过程连接件3诸如例如储罐或管道的容器上的安装件，第一壳体部分4连接至所述过程连接件3。优选地，第一壳体部分4被实施，以使得其准确地适配过程连接件3，如此以使得过程连接件3与第一壳体部分4之间的过渡基本上在两个部件3、4之间没有任何偏移的情况下发生，但是作为替代，两个部件3、4可以被准确地定向配合并且优选地相对于彼此对准。另外，在第一壳体部分4与过程连接件3之间的接合表面A上，例如O形环的密封件5可以放置在过程连接件3中的凹部中。

安装组件2另外包括至少一个钻孔6(本示例中为两个钻孔)，所述钻孔6用于容置至少一个测量插件7(本示例中为两个测量插件)。至少一个测量插件7用于记录诸如温度的所测量的变量，并且具有基本上细长的杆形状。至少一个测量插件7被引导穿过至少一个钻孔6，穿过第一壳体部分4、模块化密封设备1和过程连接件3。在安装组件2的面向过程的一侧上，过程连接件可以通到例如热电偶套管的防护管(未图示)中，所述防护管向内突出到过程中，并且保护至少一个测量插件7免受介质影响。

另外，第一壳体部分4具有凹部或开口8，所述凹部或开口8面向过程连接件3并且用于容置密封设备2。凹部或开口8优选地基本上是盲孔，至少一个钻孔6位于所述盲孔的底部。在容易安装的配置中，至少一个钻孔6经由过程连接件3开口延伸到第一壳体部分4的凹部或开口8中。开口或凹部8充当活塞9的基本精确配合。

在这样的情况下，第一壳体部分4的凹部或开口8用于活塞9的基本精确配合容置。活塞9至少一个钻孔。优选地，它具有与穿过过程连接件3的那些钻孔相同数目的钻孔6，并且被定位以使得可以将至少一个测量插件7引入，并且将所述至少一个测量插件7相应布置成基本上彼此平行地并且以直线延伸的方式分别穿过所述钻孔。凹部或开口8可以基本上是圆柱形的，并且用于容置同样基本上是圆柱形的活塞9。沿其侧表面，活塞9可以具有一个或多个凹槽(未图示)，所述凹槽用于容置诸如例如密封环的密封件10。活塞9的顶部和底部可以在边缘处倒角。在活塞9与第一壳体部分4之间通过这种倒角所形成的中空空间中，可以布置优选地同样呈O形环形式的密封元件10。通过这些预防措施，使活塞9密封抵靠第一壳体部分4的凹部或开口8。虽然有这些措施，但是活塞9仍然可以在第一壳体部件4的凹部或壳体8中移动，特别是可以通过沿安装组件2的纵向轴L的方向在凹部或开口5中移动而改变其位置。

延伸穿过活塞9的至少一个钻孔6在第一区段中可以具有第一直径，所述第一直径比在至少一个钻孔6的第二区段内的第二直径大。在这样的情况下，第一区段用于容置至少一个衬套11，所述衬套11一方面驻留在活塞9中，且另一方面驻留在第一壳体部分4中的至少一个钻孔6的第一区段中，其中第一壳体部分4中的至少一个钻孔6的该第一区段具有第一直径，所述第一直径大于至少一个钻孔6的第二直径。在这样的情况下，至少一个钻孔6的第一区段经由在活塞9以及也在第一壳体部分4二者中的肩部过渡到至少一个钻孔6的第二区段中。这些肩部充当用于至少一个衬套11的止动部。当至少一个衬套11在至少一个钻孔6中时，优选地呈O形环形式的至少一个密封元件12布置在至少一个衬套11与止动部之间，并且所述止动部在至少一个钻孔6的第一区段与第二区段之间。

如果现在存在例如安装组件2或者防护管(未图示)或过程连接件3的泄漏，则过程与过程环境之间也经常出现压差。该压力在安装组件2的纵向轴L的方向上移动活塞9。因为至少一个衬套11的存在，所以使至少一个密封元件12变形，以使得有至少一个测量插件7进入其中的至少一个钻孔6被密封。

以此方式，创建了自动作用式模块化密封设备1，在泄漏的情况下，所述自动作用式模块化密封设备1对用于容置至少一个测量插件7的至少一个钻孔6进行密封。

在多于一个钻孔6的情况下，如果钻孔6沿着围绕由纵向轴L限定的中心周围的圆形路径等距地分布以便获得最佳力过渡，则是有利的。因此，圆形路径的半径可以随着所设置的钻孔6的数目而增加，而钻孔6的最大数目也取决于活塞9的直径。

虽然对于根据图1a)的图示，模块化密封设备2处于其静止或起始位置，图1b)示出相同的设置，但是其中模块化密封设备2预置于压力加载位置。通过介质或过程施加在活塞上的压力由箭头指示，所述压力导致至少一个密封元件12变形，以使得其施加具有以下效果的密封作用：介质无法经由其中插入有至少一个测量插件7的至少一个钻孔6溢出。同样，放置在倒角(所述倒角界定活塞9的顶部)与第一壳体部分4中的凹部或开口5之间的密封件10也变得变形，以使得在泄漏的情况下介质也无法在活塞9与凹部或开口5的壁之间溢出。

图2中示出了如由套件组装并且分别由一组部件组成的模块化密封设备1以及第一壳体部分4的更详细的视图。第一壳体部分4可连接至过程连接件3(未图示)。在该示例中，套件由第一组密封环12、一组衬套11、第二组密封环12、活塞9和第三组密封环10组成。第一组和第二组密封环12布置在对应衬套11的端部上，而第三组密封环10围绕活塞9的侧表面放置。出于该目的，活塞9可以具有对应凹槽(未图示)来固持密封环10。

由模块化密封设备建立的密封机构由介质或过程所施加的压力来自动驱动。然而，根据本发明，为了能够将所述密封机构的任何启动或者所述密封机构的正确工作通知给至少一个工作人员或其他人员，将故障检测单元13集成到套件中。故障检测单元13包括感测元件14和电子器件15。可以采用作为对至少一个故障条件的检测的基础的不同原理，而下面所描述的实施例将给出三个示例。因此，已经解释过的部件和附图标记将不再被详细提及。

在图3a)中，示出具有故障检测单元13的模块化密封设备2，所述故障检测单元13基于呈机械传感器14a形式的感测元件。电子器件15a包括监测元件16，所述监测元件16可以是任何显示器、诸如LED的警告灯或例如蜂鸣器的声学换能器。另外，电子器件15a可以被实施以使得其可以将表示至少一个故障条件的故障信号朝向工厂控制系统(未图示)转发，和/或创建警报。

该示例中的模块化密封设备2包括分别布置在两对各两个相对衬套11中的四个衬套11和弹簧17，它们中的全部基本上沿轴线对准。应注意，对于该实施例，衬套11的最小数目一般等于2，但是也可以采用大于2的任何数目。弹簧17用于模块化密封设备2的预压缩和保持在静止位置同时的初始张力，这意味着密封组件2未加载压力。弹簧17还增加当活塞9被加压时可以移动的距离，并且因此实现使更大的冲程或力朝向至少一个密封元件12施加。

机械传感器14a被设计用于检测至少一个故障条件，这里通过活塞9的几何位置的移动或改变来给出。机械传感器14a包括：枢转球体18，所述枢转球体18被定位成与活塞9的定向成平行于纵向轴L并且平行于活塞的移动方向的表面B直接机械接触；以及机械微型开关19。由于朝向活塞9施加压力而引起的活塞9的几何位置的移动或改变致使球体18的旋转和/或平移。球体的该旋转和/或平移激活微型开关19，并且指示密封机构的启动。

应注意，机械传感器也可以定位成与活塞9的表面B直接机械接触而无需额外的枢转球体18。球体18一般用于减小活塞9与机械微型开关之间的摩擦，所述机械微型开关例如可能包括第二活塞(未图示)。在未集成枢转球体18的情况下，机械微型开关例如由活塞9的表面B的平移滑动来激活。然而，在这种情况下，可能有利的是对活塞9的表面B进行改性，以使得其允许恰当的平移滑动，例如通过特定的抛光或者其它表面处理。

一般来说，对于机械传感器的情况，需要根据所采用的感测元件14a、14b来选择活塞9的尺寸以及材料。在如图3a)中的机械传感器14a的情况下，枢转球体18在其整个冲程长度期间需要触碰活塞B的选择的表面。这意味着当活塞9处于其静止位置以及当活塞9处于加载有压力的位置二者时，活塞9的表面B的至少一个细节均需要面向机械传感器14a。为了在压力诱发的移动期间移动球体18，表面B可能例如包括肩部。

相反，对于具有呈如图3b)中所采用的电感式传感器14b形式的感测元件的故障检测单元，平行于纵向轴L的活塞9的长度也可以更短。电感式传感器14b包括用于生成磁场的装置(未图示)，所述装置例如具有至少线圈和电容器的振荡电路。对于所示出的示例，该场可以垂直于活塞9的移动方向传播并且穿过模块化密封设备2。因此，活塞9在电磁场中移动，并且由于改变其几何位置引起涡电流，所述涡电流导致例如振荡电路内的振幅改变。因此，活塞9必须由导电材料制成。就活塞9的尺寸而言，可以对活塞9进行构建，以使得当活塞9处于如根据图3b)的实施例中所示出的其静止位置时，驻留在电磁场外侧。在这种情况下，电磁感应的改变通过将活塞9移动到电磁场中来实现。替选地，活塞9的表面B可以包括不同材料部分，以使得活塞9的移动致使不同表面部分朝向电磁场暴露也导致电感的改变。

因为根据图3a)和图3b)的实施例仅在故障检测单元14a、14b方面不同，所以这里将不再解释其它附图标记。举例来说，呈电容式、光学或磁性传感器形式的感测元件也是可能的，而类似的考量因素适用于结合这样的感测元件一起使用的活塞9的材料和尺寸。

除了活塞9的几何位置的移动和/或改变之外，故障检测单元13还可以被实施以使得其检测安装组件1的至少封闭部分19中的压力改变，例如安装组件1的过程侧上的压力改变，优选地第一壳体部分4内的压力改变，如图4中所描绘。在这种情况下，感测元件例如包括压力计14c。替选地，感测元件还可以是压力开关或压力换能器。该实施例中的模块化密封设备2不包括弹簧17，并且与图1和图2所采用的模块化密封设备2一致。如果介质进入安装组件19的至少一个封闭部分，则其中的压力增加并且从特定阈值开始，该压力增加将启动密封机构。应注意，代替压力计、压力开关或压力换能器，也可以采用其它类型的换能器，所述其他类型的换能器也包含在本发明的范围内。在例如气体介质的情况下，气体检测器也可以是合适的感测元件。

在图5中，再次示出根据图3a的安装组件，但是在这里，安装组件1的至少一个封闭部分19中包括连接端口20，例如在安装组件1的过程侧上，优选地在第一壳体部分4内。经由连接端口20，可以有意地对安装组件的至少一个封闭部分加压，以便执行维护操作。为此，例如可以使用净化管线21。

最后，图6中示出朝向测量换能器23连接的呈温度计形式的整个安装组件22的实施例，所述测量换能器用于确定相应化学和/或物理变量，此处为温度。安装组件22具有第一壳体部分4，模块化密封设备1经由第一壳体部分4的开口或凹部8插入所述第一壳体部分4中。进而，模块化密封设备1具有根据本发明的实施例中的一个的故障检测单元13。应注意，图6的上下文中未解释已经结合模块化密封设备1或故障检测单元13解释的特征。然而，在图6中，额外地示出了具有基本细长的杆形状的测量插件7，可以通过至少行进穿过第一壳体部分4并且穿过模块化密封设备1将所述测量插件7引入穿过钻孔66。应注意，也可以设置多于一个钻孔6和多于一个测量插件7。最后，在安装组件2的面向过程的一侧上，测量插件7被例如热电偶套管的防护管24包围，所述防护管24保护至少一个测量插件7免受介质影响。

附图标记列表

1 模块化密封设备

2 测量插件

3 过程连接件

4 第一壳体部分

5 密封件

6 钻孔

7 测量插件

8 开口或凹部

9 活塞

10 密封件

11 衬套

12 密封元件

13 故障检测单元

14a 呈机械传感器形式的感测元件

14b 呈电感式传感器形式的感测元件

14c 呈压力计形式的感测元件

15a,15b,15c 电子器件

16 监测元件

17 弹簧

18 枢转球体

19 安装主体的封闭部分

20 连接端口

21 净化管线

22 安装组件

23 测量换能器

24 防护管、热电偶套管

Claims (17)

1.一种用于制造安装组件(1)的模块化密封设备(2)的套件，所述安装组件(1)用于容置测量插件(7)，

所述套件至少包括

一个活塞(9)，

一个衬套(11)，以及

一个密封元件(12)，

其中，所述活塞(9)和所述衬套(11)被制造，以使得它们能够组合并且用于通过设置在所述活塞(9)和所述衬套(11)中的钻孔(6)来容置所述测量插件(7)，

其中，当与所述衬套(11)组装时，所述活塞(9)与所述衬套(11)交互式地连接，以使得由所述活塞(9)传输给所述衬套(11)的压力用于使优选地能够布置在所述衬套(11)的至少一端上的至少一个所述密封元件(12)变形，并且由此在引入了测量插件(7)的情况下实现密封动作，以便密封延伸穿过所述活塞(9)和所述衬套(11)的所述钻孔(6)，

其特征在于

所述套件包括具有至少一个感测元件(14a,14b,14c)和电子器件(15a,15b,15c)的故障检测单元(13)，所述感测元件(14a,14b,14c)用于检测所述安装组件(1)的至少一个故障条件，所述电子器件(15a,15b,15c)被实施以使得其将所述至少一个故障条件转换成故障信号。

根据权利要求1所述的套件，

其特征在于

所述套件被实施，以使得其将所述故障信号朝向监测元件(16)或朝向工厂控制系统转发，和/或创建警报。

2.根据权利要求1或2所述的套件，

其特征在于

所述套件包括至少两个衬套(11)和至少一个弹簧(17)，其中，所述衬套(11)和所述弹簧(17)基本上沿假想轴线对准，并且其中，所述弹簧(17)被放置在所述两个衬套(11)之间。

3.根据前述权利要求中的一项所述的套件，

其特征在于

所述故障信号是电气信号、视觉信号和/或声学信号。

4.根据前述权利要求中的一项所述的套件，

其特征在于

所述故障检测单元(13)被实施，以使得所述感测元件(14a,14b,14c)能够检测所述活塞(9)的几何位置的移动和/或改变。

5.根据前述权利要求中的一项所述的套件，

其特征在于

所述感测元件(14a)包括机械传感器。

6.根据权利要求5所述的套件，

其特征在于

所述感测元件(14a)包括机械微型开关，所述机械微型开关被定位成与所述活塞(9)的垂直于其移动方向定向的表面直接机械接触，所述机械微型开关通过所述活塞(9)的所述表面的平移滑动而被激活。

7.根据权利要求5所述的套件，

其特征在于

所述感测元件(14a)包括：枢转球体，所述枢转球体被定位成与所述活塞(9)的垂直于其移动方向定向的表面直接机械接触；以及机械微型开关，所述机械微型开关通过所述球体的旋转或平移而被激活。

8.根据权利要求1至4中的一项所述的套件，

其特征在于

所述感测元件(14b)包括电感式传感器，所述电感式传感器被定位，以使得所述电感式传感器至少间歇地面向所述活塞(9)的平行于其移动方向定向的表面，并且所述活塞(9)由导电材料组成。

9.根据权利要求1至4中的一项所述的套件，

其特征在于

所述感测元件(14a,14b,14c)包括电容式传感器，所述电容式传感器被定位，以使得所述电容式传感器至少间歇地面向所述活塞(9)的平行于其移动方向定向的表面，并且所述活塞(9)由导电材料组成。

10.根据权利要求1至3中的一项所述的套件，

其特征在于

所述感测元件包括磁性传感器，所述磁性传感器被定位，以使得所述磁性传感器至少间歇地面向所述活塞(9)的平行于其移动方向定向的表面，并且所述活塞(9)至少部分地由磁性材料组成。

11.根据权利要求1至3中的一项所述的套件，

其特征在于

所述感测元件包括光学传感器，所述光学传感器被定位，以使得所述光学传感器面向所述活塞(9)的平行于其移动方向定向的表面。

12.根据权利要求1或2所述的套件，

其特征在于

所述故障检测单元(13)被布置和/或设计，以使得其能够检测所述安装组件(1)的至少封闭部分中的压力的改变。

13.根据权利要求10所述的套件，

其特征在于

所述感测元件(14c)包括压力传感器或压力开关。

14.一种用于安装组件(1)的模块化密封设备(2)，所述安装组件(1)用于容置测量插件(7)，所述模块化密封设备(2)至少包括根据前述权利要求中的一项所述的套件，其中，所述活塞(9)与所述衬套(11)交互式地连接，并且其中，所述套件被布置以便密封所述钻孔(6)，特别是以液密或气密密封。

15.具有根据权利要求13所述的模块化密封设备(2)的安装组件(1)，

其特征在于

所述安装组件(1)具有第一壳体部分(4)，所述第一壳体部分(4)能够连接至过程连接件(3)，其中，在所述第一壳体部分(4)的面向所述过程连接件(3)的一侧上，所述密封设备(2)可插入到所述第一壳体部分(4)的开口或凹部(8)中。

16.根据权利要求14至17中的一项所述的安装组件(1)，

其特征在于

在测量插件(7)的一端上布置有至少一个测量换能器(23)，所述至少一个测量换能器(23)用于确定化学和/或物理变量，优选地是温度。

17.根据权利要求14至18中的一项所述的安装组件(1)，

其特征在于

连接端口(20)被设置在所述安装组件(1)的至少封闭部分中。