CN111065465A - 运行设备的方法、设备和计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确认和分离附着物(3)的方法和设备。在此，利用传感器(11)记录第一振动，该第一振动例如由激发单元(9)所激发。传感器(11)提供传感器信号，其中，在控制装置(13)中针对附着物(3)的存在分析传感器信号。如果分析(Ana)证明了附着物(3)，则借助激发单元(9)在组件(1、15)上施加第二振动。第二振动用于分离附着物(3)。通过分离附着物(3)，组件(1、15)或具有组件(1、15)的设备可以运行更长时间而无需维护。

Description

运行设备的方法、设备和计算机程序产品

技术领域

本发明涉及一种用于运行设备的方法和一种设备。本发明还涉及一种计算机程序产品。

背景技术

在处理工业上加工的固体材料时，例如在漏斗上产生材料附着。这种附着会对漏斗功能产生不利影响。

尤其是，在难以触及漏斗的情况下或在磨机的内腔中，也难以检测附着物。

附着物通常包括颗粒的压缩积聚，并可能包含水分。特别是在管磨机的情况下，附着物也被称为“冻结装料(Frozen Charge)”或“卡料”。

US 2006/0124054 A1公开了一种固定到反应容器上的圆锥形漏斗。

发明内容

因此，本发明的目的是，检测和/或去除在组件上的附着物。

该目的通过根据权利要求1的方法得以实现。

该目的还通过根据权利要求8的设备得以实现。

此外，该目的通过根据权利要求12的计算机程序产品得以实现。

优选地，组件被设计为漏斗、研磨管或收集容器。优选地，设备被设计为(管式)磨机或立式磨机，灌装设备或收集装置。

本发明的有利实施方式是从属权利要求的主题。

本发明基于以下构思：附着物附着在例如漏斗或研磨管中的组件表面上。在组件表面上的附着物改变了组件的振动特性。尤其改变了组件的共振频率。

优选地，借助于激发单元施加振动。

有利地，在组件上施加第一振动。借助第一振动来检测附着物，并且借助第二振动将附着物从组件上分离。代替施加第一振动，也可以使用其它用于确认附着物的方法。例如，在研磨管的情况中，可以进行旋转并同时测量扭矩，其中，增加的反扭矩表明在研磨管处有附着物。

通过施加周期性的，尤其是正弦形的振动和/或借助至少一个力冲击可以在组件上施加第一和/或第二振动。

优选地，以组件的共振频率之一来激发振动。

还可以借助其它方法确认附着物并借助第二振动从组件去除附着物。

优选地，首先以确认是否存在附着物为目的来确定相应的共振频率。基于所确定的一个共振频率或所确定的多个共振频率，借助机械激发表面或组件使得表面或组件没有附着物或至少减少附着物。

通过分析传感器信号确认附着物。传感器信号由(振动)传感器提供。传感器确定组件表面的振动。激发单元激发组件，特别是组件表面振动。

激发单元可以设计为压电元件，其可以位于组件与组件的固定部之间。

优选地，激发单元具有冲杆，其中，该冲杆以可调节的时间间隔与组件碰撞。由于碰撞，力冲击被施加到表面上。力冲击在组件上施加振动。振动的频率、振动的相移和/或幅度尤其与组件本身相关。如果组件表面上加载有附着物，则所施加的振动的频率、相应的共振频率、幅度和/或相位、特别是其共振行为，通常发生改变。可以借助一个或多个传感器记录该改变，并且根据振动分析推导出附着物。当存在这种附着物时，可以借助激发单元通过施加第二振动(特别是为了激发相应共振)或者借助于强力冲击来去除附着物。

优选地，至少第二振动以至少接近具有附着物的组件的相应共振频率的频率施加。借助传感器信号确定一个或多个共振频率。

在用于运行设备的方法中，该设备包括组件，其中组件可以加载附着物，其中，组件配属有传感器和至少一个激发单元，其中，激发单元在组件上施加第一和/或第二振动，其中，传感器测定组件的第一振动，并且传感器向控制装置提供传感器信号，其中，根据传感器信号测定，组件是否加载了附着物，和/或其中，尤其是在测定有附着物时通过施加第二振动来分离附着物。

组件可以是漏斗、研磨管或装载区域。设备优选是工业设备，优选地选自重工业领域、采矿或原材料生产领域。另外，该方法还可以用于食品加工工业中的设备。

附着物可具有灰尘或小颗粒，例如煤灰，碎石和/或粘合剂，例如油或水。

附着物改变了组件的振动特性，特别是相应的共振频率。组件通常具有多个共振频率。在此，相应选择易于激发的共振频率。

优选地，利用第一振动记录附着物并且利用第二振动从组件分离附着物。

可替代地或附加地，在可旋转组件的情况下，借助传感器可以确定反扭矩或反作用力。在此，传感器尤其用于确定相应驱动器的电流，该驱动器为旋转组件提供扭矩。根据反扭矩或反作用力，可以推导出在组件上有附着物。

激发单元可以设计为力冲击发生器，力冲击发生器可以在可规定的时间将强度可预定的力冲击施加到组件上。激发单元也可以被设计为，通过振动元件将振动直接施加到组件上。

激发单元尤其可以设计为压电元件，其中，压电元件直接固定在组件上。

优选地，传感器被设计为振动传感器。传感器检测幅度和/或振动频率。优选地，传感器布置在组件的看来有利于附着的区域中，例如接近组件的拐角或边缘。

优选地，将多个传感器分配给一个组件。传感器可以布置在组件的不同位置上。例如，一个传感器布置在激发单元附近，而另一个传感器布置在经常加载附着物的位置附近。用于确定反作用力或反扭矩的传感器也可以分配给该组件的驱动器。

优选地，将安装在组件的不同位置上的传感器的传感器信号进行比较。通过比较可以检测相位、相应的共振频率、振动频率和/或振动幅度的改变。

优选地，在控制单元中或在配属于该控制单元的计算单元中评估至少一个传感器信号。至少一个传感器信号在较长时间段内的改变，例如10天的改变，指示出附着物。

在存在附着物的情况下，控制装置控制激发单元。尤其是，借助激发单元将力冲击或振动施加到组件上。振动或力冲击用于去除在组件上的附着物。

使用本文所描述的方法，可以轻松识别附着物，而不会严重损坏组件或设备必须中断其运行。

在本发明的有利设计方案中，在测定有附着物时，通过施加第二振动来分离附着物。

优选地，第一振动的幅度小于第二振动的幅度。另外，可以以弱的力冲击将第一振动施加到组件上，而可以以强的力冲击将第二振动施加到组件上。有利地，用于激发第二振动的强力冲击的衍生和幅度高于用于激发第一振动的弱力冲击的衍生和幅度。

通过用第一振动记录力冲击的存在，可以鉴于对组件上的附着物的记录来选择第一振动的幅度和/或频率。

通过用第二振动记录力冲击的存在，可以鉴于去除组件上的附着物来选择第二振动的幅度和/或频率。

在本发明的另一有利的设计方案中，传感器测定相应振动的频率、幅度和/或相位，并根据频率、幅度和/或相位提供传感器信号。

根据组件，可以将多个传感器放置在组件的多个位置上。优选地，传感器布置在激发单元将第一和/或第二振动施加到组件上的至少一个部位的不同方向和/或不同距离处。

通过确定相应被测定的振动的相位差，可以识别出振动通过组件的不同传播速度。振动的传播速度可以指示在组件的一个位置处有附着物。

通过确定第一振动的幅度、相位或频率，有利地可以可靠地确定附着物的存在。

在本发明的一种有利的设计方案中，借助激发单元施加第一振动并施加第二振动。

通过该施加来激发出相应的振动。

因此，有利地借助激发单元来检测附着物并且将其与组件分离。

激发单元可以与组件固定连接并且在一个部位将振动施加到组件上。

通过使用仅一个激发单元，可以特别经济地制造或扩展设备。

在本发明的另一有利的设计方案中，第一振动由第一激发单元激发并且第二振动由第二激发单元激发。

通过使用两个激发单元，相应的激发单元可以根据其应用目的来设计。

另外，激发单元的双重实现能够实现相应激发单元的更优定位。

在另一有利的设计方案中，根据相应传感器信号的傅立叶频谱中的偏差来测定附着物的存在。

根据对具有或不具有附着物的组件所传播的振动进行频谱分析，可以特别简单地确认附着物。傅立叶频谱中的偏差可以通过多次测量来实现。优选地，利用快速傅立叶变换提供傅立叶频谱。如果傅立叶频谱显示在时间上不同的测量之间有偏差，则可能存在附着物。

通过分析傅立叶频谱，可以对附着物的存在进行特别简单且可靠的确认。

在本发明的另一有利设计方案中，第一和/或第二振动的频率随时间从0.1Hz增加到1kHz，优选在1Hz与50Hz之间。

有利地，相应频率以低的值，特别是0.5Hz开始。该频率有利地随时间升高至高的值，尤其是500Hz。

在借助组件上的力冲击实现相应振动的一个实施方案中，每两次力冲击之间的时间间隔递减。因此，通过力冲击激发频率升高的振动。

通过振动频率的连续升高，激发组件的相应的共振频率。此外，由于可以激发组件，尤其是在相应的共振频率范围内激发组件，所以可以特别简单地分析传感器信号。

在本发明的另一有利设计方案中，第一和/或第二激发单元将具有组件的相应共振频率的振动施加到组件上。

优选地，将接近于相应共振频率的第一和/或第二振动施加到组件上。

通过施加具有相应的共振频率或接近于相应的共振频率的第二振动，特别易于分离附着物。

优选地，为了检测附着物，施加具有组件的相应共振频率或接近于相应共振频率的第一振动。

由于存在附着物时组件的相应共振频率发生改变，所以可以特别简单地检测到该改变。

在本发明的另一有利的设计方案中，借助于力冲击施加第一振动和/或第二振动。

优选地，通过第一和/或第二激发单元的冲杆将力冲击施加到组件上。优选地，相应的力冲击之间的时间被设计成递减的。优选地，力冲击的强度随着每次力冲击而增加。相应的力冲击之间的相应时间间隔也能遵循组件的相应共振频率。优选地，在共振频率之一被激发时，力冲击之间的时间间隔保持至少大范围恒定。

通过力冲击能够以简单的方式和方法将振动施加到组件上。

设备具有组件和控制装置，其中，组件配属有至少一个第一激发单元和可选的第二激发单元、至少一个传感器，其中，第一激发单元被设计用于将至少一个第一振动和/或第二振动施加到组件上，其中，传感器被设计用于测定第一振动的频率、幅度和/或相位，其中，控制装置被设置用于，借助第一激发单元和可选的第二激发单元执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

优选地，设备还包括传感器和激发单元。

组件优选是漏斗或灌注管。设备有利地包括组件，其中组件与至少一个传感器连接。相应的传感器用于确定由相应的激发单元施加到组件上的振动。

在本发明的另一有利设计方案中，设备具有第二激发单元，其中，第二激发单元被设置用于施加第二振动。

优选地，第一激发单元可以定位在预期有附着物的组件位置上。在该位置，附着物对组件振动的影响最大。

优选地，第二激发单元定位在以下位置：在该位置上，振动的施加仅最小地影响设备中的组件的运行。进一步有利的是，第二振动被施加在组件具有高稳定性的位置上。

计算机程序产品被设置用于安装在分配给控制装置的计算单元上，其中，计算机程序产品被设计为，当在计算单元上执行计算机程序产品时执行本文所描述的方法。

优选地，借助计算机程序产品评估相应的传感器信号：是否在组件上存在附着物。评估还有利地通过分析频谱或分析第一振动的相应幅度或相位来表明附着物的类型。

优选地，计算机程序产品通过对相应的传感器信号进行傅立叶分析来分析相应的传感器信号。

附图说明

下面参考附图更详细地说明和解释本发明。附图中所示的特征可以被本领域技术人员组合成新的实施方式，而不脱离本发明的范围。图中示出

图1示出了具有附着物的漏斗

图2示出了研磨管，

图3示出了示例流程图，

图4示出了力冲击的时间过程，以及

图5示出了共振曲线。

具体实施方式

图1示出了漏斗15。漏斗15在其第一表面5a上具有附着物3。第一表面5a对应于漏斗15的向内指向的表面。漏斗15在第二表面5b上具有传感器11。面对漏斗15的第二表面5b布置有激发单元9。激发单元9用于激发漏斗15的振动。振动由传感器11在振动频率和幅度方面进行检测。传感器11将传感器信号提供给控制装置13。传感器信号包含有关振动幅度和频率的信息。

控制装置13用于评估传感器信号。根据传感器信号，控制装置13可以确认，在漏斗15的第一表面5a上是否存在附着物3。

激发单元9具有冲杆9a。冲杆9a用于激发漏斗15的第一振动。第一振动用于确认是否存在附着物。优选地，第一振动通过对漏斗15的一次力冲击或多次力冲击来激发。

在通过控制装置13确认有力冲击时，借助激发单元9将其从漏斗15的表面上去除。为此，利用力冲击为漏斗15激发出第二振动。相应的力冲击之间的持续时间dt可以改变。优选地，持续时间dt被如下选择，使得第二振动对应于具有附着物3的漏斗15的共振Res。

激发单元9在此被定位成，使得冲杆9a在附着物的区域中为漏斗激发出第二振动。

在图1中，组件1、15被设计为漏斗15。而在图2中，组件1、15被设计为研磨管1。

图2示出了研磨管1。研磨管1是管磨机的部件。研磨管1在其内腔中具有附着物3。附着物3尤其是固定粘附的负载。研磨管1具有罩面5，其中，罩面5在其(向内指向的)第二表面5a上具有附着物3。研磨管1在第二表面5b上具有传感器11。传感器用于确定第一振动，特别是确定第一振动的幅度和/或频率。

研磨管1通过驱动器(未示出)围绕其旋转轴线6旋转。研磨管1围绕其旋转轴线6的旋转由弯曲箭头示出。

在存在作为固定粘附负载的附着物3时，则在研磨管旋转时，不会确认出由于负载在研磨管1中的运动产生的振动。

传感器用于确认第一振动的频率和/或幅度。

在研磨管1不旋转的情况下，第一振动可以替代地或附加地借助激发单元9被激发。

有利地，激发单元9在此布置成，使得冲杆9a在研磨管1的侧板7之一上激发振动。

在存在附着物3时，控制装置13控制激发单元9，特别是借助力冲击，为研磨管1施加第二振动。第二振动也通过作用到侧板7上的力冲击而激发。第二振动的激发通过力冲击实现。在相应的力冲击之间布置相应的持续时间dt。

图3示出了示例流程图。在第一步骤V1中，传感器11提供传感器信号。在第二步骤V2中分析传感器信号。分析优选地通过快速傅立叶变换FFT实现。快速傅立叶变换FFT提供了第一振动的频谱。频谱通常会表明是否存在附着物3。

在第三步骤V3中，借助分析Ana来确认是否存在附着物。另外，借助分析Ana可以确认，具有附着物的组件1、15具有哪个相应共振频率。

根据分析Ana，在第四步骤V4中控制激发单元9。激发单元9激发组件1、15的第二振动，特别是组件1、15的相应表面5a，5b的第二振动。

可替代地，在第一步骤V1中也可以由传感器11确定反作用力或反扭矩。根据反作用力或反扭矩的改变，可以推断出附着物3的存在。

图4示出了力冲击KF随时间t的时间变化。力冲击用于激发第一和/或第二振动。可以看出，相应力冲击KF之间的持续时间dt是递减的。通过力冲击KF之间的相应持续时间dt的递减，可以激发共振Res，其中，共振Res的频率不必是首先已知的。由于递减的持续时间dt，在没有分析Ana的情况下，也可以将附着物从组件1、15的表面5a，5b分离，尤其是通过激发共振来分离。

图5示出了共振曲线。共振曲线表明，第二振动对附着物3的影响W逐渐累积成共振Res。在存在共振Res时，第二振动的影响W最强，也就是说，附着物3被最佳地分离。因此有利的是，将力冲击之间的时间间隔dt分别设计为递减的，因为这通常会激发组件1、15的共振Res。

总之，本发明涉及一种用于确认和分离附着物3的方法和装置。在此，利用传感器测量第一振动，第一振动例如由激发单元9激发。传感器11提供传感器信号，其中，在控制装置13中针对附着物3的存在分析传感器信号。如果分析Ana证明了附着物3，则借助激发单元9将第二振动施加到组件1、15上。第二振动用于分离附着物3。通过分离附着物3，组件1、15或具有组件1、15的设备可以运行更长时间而无需维护。

Claims (12)

1.一种用于运行设备的方法，其中，所述设备包括组件(1、15)，其中，所述组件(1、15)能够加载附着物(3)，其中所述组件(1、15)配属有传感器(11)和激发单元(9)，其中，所述激发单元(9)在所述组件(1、15)上施加第一振动，其中，所述传感器测定所述组件(1、15)的所述第一振动，并且所述传感器(11)为控制装置(13)提供传感器信号，其中，根据对所述传感器信号的分析来测定，是否存在附着物(3)，其特征在于，根据所述传感器信号测定，所述组件(1、15)上是否存在附着物(3)，并且在测定有附着物(3)时通过施加第二振动来分离所述附着物(3)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传感器测定相应振动的频率、幅度和/或相位，并且根据所述频率、所述幅度和/或所述相位来提供所述传感器信号。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，借助所述激发单元(9)施加所述第一振动和所述第二振动。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，利用第一激发单元(9)来激发所述第一振动，并且利用第二激发单元(9)来激发所述第二振动。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据相应的所述传感器信号的傅立叶频谱中的偏差来测定所述附着物(3)的存在。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一振动和/或所述第二振动的频率随时间从0.1Hz增加到1kHz，优选地在1Hz与50Hz之间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一激发单元和/或所述第二激发单元(9)将具有所述组件(1、15)的共振频率(Res)的振动施加到所述组件(1、15)上。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，借助力冲击来施加所述第一振动和/或所述第二振动。

9.一种具有组件(1、15)和控制装置(13)的设备，其中，所述组件(1、15)配属有至少一个第一激发单元(9)和至少一个传感器(11)，其中，所述第一激发单元(9)被设计用于在所述组件(1、15)上施加至少一个第一振动，其中，所述传感器(11)被设计用于测定所述第一振动的频率、幅度和/或相位，其特征在于，所述控制装置(13)被设置用于，借助所述第一激发单元(9)执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

10.根据权利要求9所述的设备，还具有第二激发单元(9)，其中，所述第二激发单元(9)被设置用于施加第二振动。

11.根据权利要求9或10所述的设备，其中，所述设备是管磨机、灌装设备、漏斗(15)或存储容器。

12.一种计算机程序产品，用于安装在分配给控制装置的计算单元上，其中，所述计算机程序产品被设计为，在所述计算单元上执行所述计算机程序产品时执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

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