CN111328413A - 一种密封检测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种密封件检测装置,其包括至少一个具有外表面的密封件,其中,该外表面部分地由侧面和轴面组成。该至少一个密封件设置有至少一个密封件标记,且该密封件标记置于该至少一个密封件的侧面或轴面上。该至少一个密封件还可以设置有唯一代码,并且可与相关的密封件数据(例如密封件材料、安装日期、上次维护日期、下次预定维护/更换、材料安全数据表等)相关联。
Description
技术领域
本发明涉及密封件检测,尤其涉及一种用于确定密封件的相关特征的系统和方法。
背景技术
密封件检测装置用于确定何时应修理或更换密封件。现有的密封件检测装置缺乏对照已知参考物或可替代地对照先前提供的现有密封面的图像对密封面进行分析的能力。
授予Borowski等人的编号为8166891的美国专利公开了密封面上的同心圆V形结构,以用于对正确安装进行目视检测。授予Schmidt等人的编号为7477374的美国专利公开了一种用于检查密封面的方法和装置,其中,使用光学偏转器将光散射穿过密封面。授予Heinzen的编号为7405818的美国专利公开了一种自监测的静态密封件,该自监测的静态密封件在密封面上使用光学传感器和磨损指示器。授予Farrell的编号为9168696的美国专利和授予Farrell等人的编号为9662833的美国专利公开了利用激光改变密封面的光学特性。
授予Stewart等人的编号为8282013的美国专利公开了一种射频识别(RFID)芯片,在O型环或流体密封件的制造过程中,已将该RFID芯片嵌入到O型环或其他流体密封件中。该嵌入的RFID芯片可以用作无源标签或板载芯片,其可用作无线电接收器或发射器,并存储电子数据。Stewart等人的发明的缺点是在O型环或流体密封件上增加了额外的组件,即:RFID芯片,且在制造阶段需要嵌入该RFID芯片。
在本领域中需要一种廉价的解决方案来跟踪密封件表面状况并根据维修和/或更换需求提供指导。
发明内容
在根据本发明形成的一个示例性实施例中,提供了一种密封件检测装置。该密封件检测装置包括至少一个具有外表面的密封件,其中,该外表面部分地由侧面和轴面组成。该至少一个密封件设置有至少一个密封件标记,且该密封件标记置于该至少一个密封件的侧面或轴面上。该至少一个密封件还可以设置有唯一代码,且可以与相关的密封件数据(如:密封件材料、安装日期、上次维护日期、下次预定维护/更换、材料安全数据表等)相关联。
在根据本发明形成的另一个示例性实施例中,提供了一种密封件检测系统。一种密封检测系统包括:至少一个密封件,该至少一个密封件具有至少一个密封件密封表面和外表面,该外表面包括边缘区域表面和轴向朝向(axially facing)表面;至少一个密封件标记,该至少一个密封件标记位于该至少一个密封件的外表面,该至少一个密封件标记被配置为在已安装或未安装的情况下处于可读状态,其中,该至少一个密封件标记与该至少一个密封件的至少一个相关的密封件信息特征相关联;至少一个被密封元件,该至少一个被密封元件包括与该至少一个密封件的至少一个密封表面相连通的接触面,该至少一个密封件标记与至少一个被密封元件相关联;和装置,该装置被配置为存储至少一个相关的密封件信息特征。
在根据本发明形成的另一个示例性实施例中,提供了一种用于跟踪密封件和被密封元件之间的密封性能的方法。该方法包括以下步骤:提供被配置用于被密封元件的密封件;用密封件标记来标记密封件;通过唯一代码识别密封件;用被密封元件标记来标记被密封元件;通过唯一代码识别该元件;目视检查密封件的密封表面以判定该密封件是否可接受;目视检查被密封表面以判定该被密封表面是否可接受;以及可选地识别被密封元件和密封件之间的连接扭矩,以生成指示密封件压缩状况的扭矩曲线数据。
可以置于密封件和密封元件上的代码的一个示例是作为贴纸或以其他方式放置的唯一二维码(QR码)。其他可能的方式是增强现实概念或将密封件夹在测量板和被密封表面之间的测量板,其中有关密封件的信息通过磁性、声学或电容、电阻或阻抗来检测。
为了判定密封件表面是否适合密封,可以存储参考密封件表面图像并将其与密封件的标记相关联。然后,用户可以获取密封件表面的当前图像,将其与参考密封件表面图像进行比较,以确定参考密封件表面图像和密封件表面的当前图像之间的差异。如果密封件表面的当前图像与参考图像的偏差大于预定阈值,则系统可指示需要更换密封件。
附图说明
通过结合附图参考对本发明的实施例的以下描述,本发明的上述及其他特征和优点以及实现这些特征和优点的方式将变得更加显而易见,并且将更好地理解本发明,其中:
图1示出了一种密封件检测装置;
图2示出了一种密封件检测系统;
图3示出了一种具有轴向朝向接触面的密封件;且
图4示出了一种跟踪密封性能的方法。
在这几个视图中,相应的附图标记表示相应的部件。本发明所述示例说明了本发明的实施例,且不应理解为以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
现在参考附图,更特别地,参考图1,其示出了密封检测装置10,该密封检测装置10通常包括一个或多个密封件12和位于密封件12上的一个或多个标记14。密封检测装置10可结合在各种行业的多种应用中,其中,密封件12用于密封部件。例如,密封检测装置10可用于板式换热器垫片、铁道车辆上的人行道(manway)密封件、各种阀和发动机组件上的垫片、管道系统中的密封件、环形密封件、轴密封件以及其他应用中。
密封件12可以是任何期望的密封件的形式(如置于被密封元件24的两个或多个配合面之间的垫片)。密封件12可以由任何期望的材料(如:橡胶材料、塑料材料或其他用于密封件的材料)制成。
标记14可以是任何机器可读的光学标签的形式(如条形码、二维码、数据矩阵等)。标记14可以与密封件12的信息(如密封件12的类型、密封件型号、密封件12的制造日期、安装日期、密封件12的材料,之前和/或之后的服务间隔、密封件12的之前检测的照片或服务报告、密封件12的更换日期以及任何其他所需信息)相关联。此外,标记14可以与待密封元件24或待安装密封件12的其他硬件相关联。标记14可以位于密封件12上的任何期望的位置。例如,标记14可以位于密封件12的的边缘区域20,例如轴向朝向表面,其不与待密封元件24的密封表面接触(图2)。此外,例如,可以将标记14置于接触表面22上,或如图3所示,置于轴向朝向接触表面32上。也可以将标记14置于非接触或非密封区域18或最小接触区域中,以使标记14对密封性能的影响最小化。也可以将标记14并入密封件12上从而当正确安装密封件时,标记14仅可由光学设备26(例如:扫描仪、光学传感器、手机等)读取,如图2所示。如果未安装或未正确安装密封件12,则标记14可能是不可读的,但是当密封件12在正确安装后发生变形时,标记14可以是可读的。换句话说,当密封件12受到适量的压缩和/或扭转时,标记14可以是可读的,上述适量的压缩和/或扭转使密封件12的标记14所处的区域发生变形(例如:凸起),从而使标记14的尺寸、形状和/或深度变成可读的。例如,如果标记14位于密封件12的侧面,则在安装和压缩密封件12后,密封件12的侧面可能凸起,扩大标记14的尺寸。因此,只有正确安装了密封件12,标记14才是可读的。这确保了首次安装密封件12时或密封件12经过检查后进行正确的组装。
标记14可置于和/或雕刻于密封件12上。例如,标记14可以通过贴纸或以其他方式置于密封件12上。或者,可以借助于光源16(例如激光器16)通过光烧蚀作用将标记14蚀刻在密封件12的表面。激光器16可以雕刻出任何想要尺寸、形状和/或深度的标记14,例如,激光器16可以制作深度为约15-20微米的矩形数据矩阵。可以在制造密封件12时或制造密封件12后,激光蚀刻标记14。激光器16可以是任何想要的激光器(例如市售激光器)的形式。
现在参考图4,其示出了一种用于监测密封件12和被密封元件24之间的密封的方法。该方法通常包括以下步骤:用一个或多个标记14标记密封件12;识别密封件12上的标记14;获取有关密封件12的信息;检测密封件12;检查配合面和/或非配合面;以及重新安装或更换密封件12。该方法可由一人或多人执行。例如,现场人员可执行该方法,或者可替代地,执行该方法的人可包括现场人员和非现场人员(例如远程检查员)。还可以想到:自动化程序可以单独地执行该方法,或与人员一起执行该方法。
最初,如上所述,可以使用诸如二维码的标记14来标记密封件12。还可以想到的是:还标记由密封件12密封的元件24或硬件。该方法还包括以下步骤:存储与位于密封件12上的标记14和/或位于待密封元件24上的标记相关联的相关数据。
可以通过扫描标记14和/或待密封元件24来识别标记14和/或待密封元件24。为了识别密封件12和/或待密封元件24,可以由人员或自动计算机扫描仪扫描标记14。就此,人员可以使用具有图像获取装置28的手机来扫描标记14。扫描标记14后,该人员可以查看先前存储的与密封件12和/或被密封元件24相关联的数据30。如上所述,当正确安装密封件12时,标记14才可扫描或以其他方式识别。
获取信息和检查密封件12可包括:获得密封件12的图像和目视检查密封件12和/或被密封元件24。可以对密封件12的表面进行目视检查,以判定密封件12是否处于可接受的状态。例如,人员可以进行视觉分析,人员可以进行扫描、拍照或编写报告,将其上传到远程数据库,然后由非现场人员或非现场计算机程序进行审核,和/或现场计算机程序可以对密封件12进行视觉分析。目视检查可包括:通过目视发现密封件12中的缺陷和/或将密封件12与之前的目视检查(例如密封件12的之前的报告或照片)进行比较,对密封件12进行分析。例如,为了判定密封件是否是可接受的密封,人员可以将密封件表面的当前图像与参考密封件表面图像(例如与标记14相关联的且之前存储在数据库中的、密封件12的之前的照片或密封件的标准模型)进行比较。如果密封件表面的当前图像与参考密封件表面图像的偏差大于预定阈值,则人员或计算机程序可指示需要修理或更换密封件12。也可以对密封件12进行目视检查。例如,对密封件12的目视检查可包括:目视检查被密封元件24、目视检查被密封元件24的接触表面和/或目视检查没有附接密封件12的非接触表面或非密封表面。
应当理解的是:检测密封件12还可包括收集和分析任何相关数据。例如,该方法还可包括收集和分析密封件12和被密封元件24之间的扭矩信息。可以自动收集扭矩信息,例如,通过扭矩夹具本身收集扭矩信息,并且可将扭矩信息无线传输至远程数据库。可使用扭矩信息生成扭矩曲线,该扭矩曲线表示密封件12的压缩情况。
重新安装或更换密封件12可包括重新安装同一密封件12、修理密封件12、或更换密封件12从而安装新的密封件12。
安装后可能还需要对密封件上的标记14进行重新扫描,因为只有在正确安装后才可识别标记14,从而确保已经正确(重新)安装密封件12。因此,该方法可用于保持记录首次安装、密封件12和/或被密封元件24的当前状态、以及检查后是否正确组装密封件12。
仅以实例的方式,可以提供对板式换热器上的垫片的监测。就此,人员可以扫描换热器上的唯一键接到特定位置的标记和/或将不同流体通道密封的板式换热器密封件上的标记。该人员可以使用其手机获取板式换热器垫片的图片,且该人员可将该照片发送给将对密封件进行分析的非现场人员。根据该非现场人员或计算机程序确定密封件是处于正确的状态还是不正确的状态,现场人员可以重新安装或更换板式换热器垫片。在重新组装换热器后,现场人员可以重新扫描板式换热器密封件,以确保已正确安装密封件。另外,板式换热器上的拉杆之间的扭矩信息可用于进一步确定在检查后是否已经正确组装板式换热器垫片。因此,可以显著减少或完全消除与密封件缺失、换热器组装期间的扭矩不足以及无效密封件相关的各种问题。
虽然结合至少一个实施例对本发明进行了描述,但是本发明可以在本公开的精神和范围内进行进一步修改。因此,本申请旨在使用本发明的一般原则来涵盖本发明的任何变型、用途或修改。此外,本申请旨在覆盖本发明所属领域的已知或惯常实践之内的与本公开偏离的内容。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种密封检测装置,其包括:
至少一个密封件,所述至少一个密封件包括至少一个密封表面和至少一个非密封区域;和
至少一个密封件标记,所述至少一个密封件标记定义二维数据矩阵并且形成在所述至少一个密封件的外表面中,所述至少一个密封件标记被配置为在已安装或未安装情况下处于可读状态。
2.根据权利要求1所述的密封检测装置,其中,所述外表面包括边缘区域表面和轴向朝向表面。
3.根据权利要求1所述的密封检测装置,其中,所述至少一个密封件是垫片。
4.根据权利要求1所述的密封检测装置,其中,所述至少一个密封件标记是机器可读的光学标记。
5.根据权利要求1所述的密封检测装置,其中,所述至少一个密封件标记与至少一个相关的密封件信息特征相关联。
6.根据权利要求2所述的密封检测装置,其中,所述至少一个密封件标记位于所述边缘区域表面上。
7.根据权利要求1所述的密封检测装置,其中,所述至少一个密封件标记能够由光学装置读取。
8.根据权利要求1所述的密封检测装置,其中,当将安装力施加至所述至少一个密封件,使所述至少一个密封件的、所述至少一个标记所处的区域变形,且表示所述至少一个密封件处于正确安装的状态时,所述至少一个密封件标记处于所述可读状态。
9.根据权利要求1所述的密封检测装置,其中,使用激光器用于蚀刻所述至少一个密封件标记。
10.根据权利要求9所述的密封检测装置,其中,所述至少一个密封件标记是深度为15-20μm的矩形数据矩阵。
11.一种密封检测系统,其包括:
至少一个密封件,所述至少一个密封件包括至少一个密封表面和至少一个非密封区域;
至少一个密封件标记,所述至少一个密封件标记定义二维数据矩阵并且形成在所述至少一个密封件的外表面中,所述至少一个密封件标记被配置为在已安装或未安装情况下处于可读状态,所述至少一个密封件标记与所述至少一个密封件的至少一个相关的密封件信息特征相关联;
至少一个被密封元件,所述至少一个被密封元件包括与所述至少一个密封件的所述至少一个密封面相连通的接触表面,所述至少一个密封件标记与所述至少一个被密封元件相关联;和
装置,所述装置被配置为存储所述至少一个相关的密封件信息特征。
12.一种用于监测密封表面的方法,其包括以下步骤:
提供至少一个密封件和至少一个密封件标记,所述至少一个密封件包括至少一个密封表面和至少一个非密封区域;所述至少一个密封件标记形成在所述至少一个密封件的外表面中,所述至少一个密封件标记被配置为在已安装或未安装的情况下处于可读状态;
识别所述至少一个密封件标记;
获取与所述至少一个密封件标记相关联的至少一个相关的密封件信息特征;
提供至少一个被密封元件,所述被密封元件包括至少一个被密封元件密封表面;
检测所述至少一个密封件密封表面和所述至少一个被密封元件密封表面;以及
重新安装或更换所述至少一个密封件。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述用于监测所述密封表面的方法由现场人员、非现场人员、自动化程序,或其组合执行。
14.根据权利要求12所述的方法,其进一步包括以下步骤:存储与所述至少一个密封件标记相关联的所述相关的密封件信息特征。
15.根据权利要求12所述的方法,其中,所述至少一个被密封元件设置有至少一个被密封元件标记,其中,所述用于监测所述密封表面的方法还具有以下步骤:识别所述至少一个被密封元件标记。
16.根据权利要求12所述的方法,其中,所述识别所述至少一个密封件标记的步骤由人员使用图像获取装置执行,或由自动计算机扫描仪执行。
17.根据权利要求12所述的方法,其中,所述获取信息和检测所述密封件的步骤包括:获取所述至少一个密封件的图像,目视检查所述至少一个密封件和至少一个被密封元件,并判定所述至少一个密封件是否处于可接受的状态。
18.根据权利要求12所述的方法,其中,所述重新安装或更换所述至少一个密封件的步骤包括:将所述至少一个密封件的图像与参考密封件表面图像进行比较,其中,所述比较由人员或自动化系统利用预定阈值完成,以判定是否将重新安装或更换所述至少一个密封件。
19.根据权利要求12所述的方法,其中,在所述至少一个密封件表面和所述至少一个被密封元件表面之间设置扭矩夹具,以收集和分析扭矩信息。
20.根据权利要求12所述的方法,其中,当将安装力施加至所述至少一个密封件,使所述至少一个密封件的、所述至少一个标记所处的区域变形,且表示所述至少一个密封件处于正确安装的状态时,所述至少一个密封件标记处于所述可读状态,所述方法还包括最后的步骤:重新扫描所述至少一个密封件标记以验证所述正确安装的状态。
Claims (20)
1.一种密封检测装置,其包括:
至少一个密封件,所述至少一个密封件包括至少一个密封表面和至少一个非密封表面;和
至少一个密封件标记,所述至少一个密封件标记位于所述至少一个密封件的外表面上,所述至少一个密封件标记被配置为在已安装或未安装情况下处于可读状态。
2.根据权利要求1所述的密封检测装置,其中,所述外表面包括边缘区域表面和轴向朝向表面。
3.根据权利要求1所述的密封检测装置,其中,所述至少一个密封件是垫片。
4.根据权利要求1所述的密封检测装置,其中,所述至少一个密封件标记是机器可读的光学标记。
5.根据权利要求1所述的密封检测装置,其中,所述至少一个密封件标记与至少一个相关的密封件信息特征相关联。
6.根据权利要求2所述的密封检测装置,其中,所述至少一个密封件标记位于所述边缘区域表面上。
7.根据权利要求1所述的密封检测装置,其中,所述至少一个密封件标记能够由光学装置读取。
8.根据权利要求1所述的密封检测装置,其中,当将安装力施加至所述至少一个密封件,使所述至少一个密封件的、所述至少一个标记所处的区域变形,且表示所述至少一个密封件处于正确安装的状态时,所述至少一个密封件标记处于所述可读状态。
9.根据权利要求1所述的密封检测装置,其中,使用激光器用于蚀刻所述至少一个密封件标记。
10.根据权利要求9所述的密封检测装置,其中,所述至少一个密封件标记是深度为15-20μm的矩形数据矩阵。
11.一种密封检测系统,其包括:
至少一个密封件,所述至少一个密封件包括至少一个密封表面和至少一个非密封表面;
至少一个密封件标记,所述至少一个密封件标记位于所述至少一个密封件的外表面上,所述至少一个密封件标记被配置为在已安装或未安装情况下处于可读状态,所述至少一个密封件标记与所述至少一个密封件的至少一个相关的密封件信息特征相关联;
至少一个被密封元件,所述至少一个被密封元件包括与所述至少一个密封件的所述至少一个密封面相连通的接触表面,所述至少一个密封件标记与所述至少一个被密封元件相关联;和
装置,所述装置被配置为存储所述至少一个相关的密封件信息特征。
12.一种用于监测密封表面的方法,其包括以下步骤:
提供至少一个密封件和至少一个密封件标记,所述至少一个密封件包括至少一个密封表面和至少一个非密封表面;所述至少一个密封件标记位于所述至少一个密封件的外表面上,所述至少一个密封件标记被配置为在已安装或未安装的情况下处于可读状态;
识别所述至少一个密封件标记;
获取与所述至少一个密封件标记相关联的至少一个相关的密封件信息特征;
提供至少一个被密封元件,所述被密封元件包括至少一个被密封元件密封表面;
检测所述至少一个密封件密封表面和所述至少一个被密封元件密封表面;以及
重新安装或更换所述至少一个密封件。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述用于监测所述密封表面的方法由现场人员、非现场人员、自动化程序,或其组合执行。
14.根据权利要求12所述的方法,其进一步包括以下步骤:存储与所述至少一个密封件标记相关联的所述相关的密封件信息特征。
15.根据权利要求12所述的方法,其中,所述至少一个被密封元件设置有至少一个被密封元件标记,其中,所述用于监测所述密封表面的方法还具有以下步骤:识别所述至少一个被密封元件标记。
16.根据权利要求12所述的方法,其中,所述识别所述至少一个密封件标记的步骤由人员使用图像获取装置执行,或由自动计算机扫描仪执行。
17.根据权利要求12所述的方法,其中,所述获取信息和检测所述密封件的步骤包括:获取所述至少一个密封件的图像,目视检查所述至少一个密封件和至少一个被密封元件,并判定所述至少一个密封件是否处于可接受的状态。
18.根据权利要求12所述的方法,其中,所述重新安装或更换所述至少一个密封件的步骤包括:将所述至少一个密封件的图像与参考密封件表面图像进行比较,其中,所述比较由人员或自动化系统利用预定阈值完成,以判定是否将重新安装或更换所述至少一个密封件。
19.根据权利要求12所述的方法,其中,在所述至少一个密封件表面和所述至少一个被密封元件表面之间设置扭矩夹具,以收集和分析扭矩信息。
20.根据权利要求12所述的方法,其中,当将安装力施加至所述至少一个密封件,使所述至少一个密封件的、所述至少一个标记所处的区域变形,且表示所述至少一个密封件处于正确安装的状态时,所述至少一个密封件标记处于所述可读状态,所述方法还包括最后的步骤:重新扫描所述至少一个密封件标记以验证所述正确安装的状态。
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