CN111989162A - 监控离心机上的润滑剂流量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种监控离心机、特别是分离机(1)上的润滑剂流量的方法，所述离心机具有可转动的筒(2)，利用驱动设备能使所述筒转动，所述驱动设备具有马达(8)，所述马达直接或间接地驱动驱动主轴(4)，所述驱动主轴与所述筒(2)无相对转动地耦联，其中，所述驱动主轴(4)通过至少一个具有至少一个轴承的轴承组件可转动地支承在轴承箱(7)中，并且所述离心机具有用于供应润滑剂的装置(100)，利用所述用于供应润滑剂的装置给所述轴承组件供应润滑剂，其特征在于以下步骤：a.利用马达(8)使所述驱动主轴(4)转动，并且同时运行润滑剂供应装置(100)，以用于产生通过所述轴承组件的润滑剂流量；b.借助对所述用于供应润滑剂的装置(100)上或中的至少一个测量部位(M1、M2)上的润滑剂温度的至少一次测量来监控通过所述轴承组件的润滑剂流量。

Description

监控离心机上的润滑剂流量的方法

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的监控离心机上的润滑剂流量的方法。

背景技术

离心机具有带有马达的驱动设备，以便利用这个马达至少使筒转动。这个马达通常是电动机或者然而较少有是流体运行的马达。马达直接或经由连接在中间的其他元件如传动装置和/或带使驱动主轴转动，该驱动主轴以一个或多个轴承支承在壳体和/或支架中。所述驱动主轴又无相对转动地与离心机的筒耦联。

如果实现直接驱动，则将电动机的驱动力矩直接并且可能甚至在没有接合器的情况下导入到离心机的驱动主轴中。电动机的转子轴于是甚至可以从电动机引出并且本身作为驱动主轴无相对转动地与离心机的筒连接。

离心机的驱动主轴可转动地支承在具有一个或多个的轴承组件中。轴承组件在很多结构中连续地通过润滑剂供应装置以连续的润滑剂流供应润滑剂，其中，所述润滑剂供应装置可以按照循环润滑的原理设计。润滑剂循环通过一个或多个泵产生。概念“润滑剂”已经能理解并且包括非常不同的类型的可流动的润滑剂、特别是润滑油。

就此而言，本发明至少能在离心机的所有前面描述的变型方案中使用。

对于离心机的无摩擦运行要确保给轴承组件可靠地供应润滑剂。就此而言，在离心机的尽可能高的可用性方面期望的是：连续地监控润滑剂流并且将运行状态的至少一个测量值有规律地与至少一个极限值进行比较，使得它是可显示的并且/或者基于与这个极限值的偏差可以发出警告并且/或者可以开始行动。

因此期望的是：在具有润滑剂循环润滑的离心机驱动器内的润滑剂回路中装入用于直接或间接测量流量的传感器/测量仪。

使用感应式流量测量工具显得不太有意义，因为对这种测量原理的使用由于很多润滑剂的电性能是不适当的。物料流量测量工具虽然适于所述测量原理，但流通的润滑剂量通常对于合理使用特别昂贵的测量仪而言过少。

环形活塞流量计产生小的反压。因为在支承装置的润滑剂回流侧上进行测量，然而这个润滑剂压力在通常的离心机支承装置中通常不提供。可以使用和测量支承装置的润滑剂顺流侧上的润滑剂压力，然而由此不能识别润滑剂回路中的可能堵塞。

出于这个原因研发了其他方法，以便可靠地测量润滑剂流量。

在这种测量润滑剂回流中的润滑剂通量的一种已知方法中，借助于润滑剂的重量求得流量，该润滑剂流动经过摇杆(Wippe)，其中，无触碰地检测和分析处理该摇杆的位置。

在测量润滑剂流量的另一种已知方法中，借助于光学测量(例如光折射或模糊化)测量润滑剂回流中的缓冲容器中的润滑剂料位，其中，所述缓冲容器设有出口并且由此在润滑剂流量被干扰时空转。

发明内容

因此从现有技术出发，本发明的目的在于：提供一种改进的监控离心机、特别是分离机或倾析器上润滑剂流量的方法。

本发明利用权利要求1的技术方案实现所述目的。

提出一种监控离心机、特别是分离机或倾析器上的润滑剂流量的方法，所述离心机具有可转动的筒，所述筒利用驱动设备转动，所述驱动设备具有马达，所述马达直接或间距地驱动驱动主轴，所述驱动主轴与所述筒无相对转动地耦联，其中，所述驱动主轴能通过至少一个具有至少一个轴承的轴承组件转动地支承在轴承箱中，并且所述离心机具有用于供应润滑剂的装置，利用所述用于供应润滑剂的装置给所述轴承组件供应润滑剂，所述方法至少具有下列步骤：

a.利用所述驱动设备使所述驱动主轴转动，并且同时使所述润滑剂供应装置运行，以用于产生通过轴承组件的润滑剂流量；

b.借助对所述用于供应润滑剂的装置上或中的至少一个测量部位上的润滑剂温度的至少一次测量来监控通过所述轴承组件的润滑剂流量。

借助这个至少一次温度测量和温度监控可以对通过轴承组件的润滑剂流量进行简单以及低成本且尽管如此还非常可靠的监控。

权利要求1意义中的测量部位是润滑剂供应装置的、特别是管道上或中的部位，在所述部位上设置有温度传感器，直接在传感器上或在其他位置上由分析处理装置分析处理所述温度传感器的信号。这个分析处理装置例如可以是离心机的控制计算机。

按照一种优选变型方案，所述监控可以包括对所测量的温度或与其相关的参量与至少一个预设条件的比较和在偏离所述条件时对行动的触发。所述行动例如可以包括警告信号的发出和/或离心机的应急运行或关断。

在本发明的一种优选实施变型方案中，在所述用于供应润滑剂的装置中的第一测量部位上和第二测量部位上分别测量润滑剂的温度，并且由两个测量值分别计算温差，并且将所计算的温差与为此限定的条件(特别是极限值)进行比较。由此，获得结构上简单且可靠的用于监控通过离心机驱动器的轴承组件的润滑剂流量的方法，因为可以消除环境温度的波动或者机器温度的变化(例如基于要热地处理的产品)。

也有利的是：构成润滑剂的所测量的温度的时间变化曲线，从而可以求得每单位时间的温度上升或温度下降，其方式是，求得所测量的温度变化曲线关于时间的一阶导函数。由此，获得另一种结构简单且因此有利的用于监控通过离心机驱动器的轴承组件的润滑剂流量的方法。

也有利的是：所述用于供应润滑剂的装置具有向心泵，润滑剂回流管道连接到所述向心泵上。在此，所述用于供应润滑剂的装置有利且简单地具有环形空间，润滑剂无压地聚集在所述环形空间中。由此，可以以低结构耗费实现润滑剂循环，因为将反正存在的油储备罐的转动运动用于泵功能，所述油储备罐在驱动主轴上一起旋转。

也可设想一种润滑剂供应装置，其中，旋转的抓具将润滑剂从静止的储备罐通过主轴中的孔输送到至少一个轴承。

在本发明的另一种优选实施变型方案中，连续地或几乎连续地测量所述至少一个部位上的润滑剂的温度。由此，可以显示和分析处理瞬时温度，使得基于温度-时间变化曲线也可以推断出润滑剂回路的状态。

用作温度传感器的传感器元件可以基于不同的作用原理。因此，例如利用一个或多个可变的电阻或者利用一个或多个优选使用塞贝克效应的热偶或者利用一个或多个具有压电石英的热敏元件测量可以分别简单、成本低且足够精确地测量所述至少一个测量部位上的润滑剂的温度。

在本发明的另一种优选实施变型方案中，所述第一测量部位的位置处于所述润滑剂顺流管道上或中，并且所述第二测量部位的位置处于所述润滑剂回流管道上或中。在本发明的其他或可选的实施变型方案中，所述第一测量部位的位置处于所述润滑剂回流管道上或中，并且所述第二测量部位的位置处于润滑剂储备罐中。然而，所述第一测量部位的位置也可以处于润滑剂储备罐中，并且所述第二测量部位的位置也可以处于机架上。也可设想这些组合的变型方案。由此，测量部位有利地处于分别具有显示清楚的且可良好测量的温度水平的地方上，使得可以以高安全性并且因此有利地由所测量的温差推导出润滑剂回路的瞬时状态的结论。

其他有利设计方案可以由从属权利要求获得。

附图说明

下面借助实施例参考附图详细描述本发明。然而，本发明并不限于这些实施例。附图中：

图1以剖视图示出分离机的正视图；

图2以剖视图示出图1中的分离机的正视图的局部图。

具体实施方式

下面借助具有竖直转动轴线的分离机描述本发明。这是优选的但不是强制性的实施方案。本发明也可以在其他结构类型的离心机中或者也在转动轴线在空间中具有其他定向的离心机中、例如在螺旋式离心机或者倾析机中应用。

图1示出具有筒2的分离机1，该筒在这里具有竖直的转动轴线D，该转动轴线由罩组件3包围。概念如“上”和“下”在下面涉及筒2的竖直设置。筒2套装到驱动主轴4上。这个驱动主轴利用轴承组件可转动地支承在轴承箱7中，所述轴承组件在这里包括上轴承5和下轴承6。这个轴承组件示例性地具有两个滚动轴承。其他设计方案也是可设想的(在这里未示出)。

具有(电动)马达8的分离机驱动器作为驱动设备用于驱动筒2。马达8具有马达壳体9，该马达壳体具有定子10或者说定子绕组和转子11。

马达8在这里有利地不具有自己的支承装置，这能实现更经济的结构。轴承组件在这里设置在马达8与筒2之间。

驱动主轴4在这里还示例性地直接、亦即优选没有中间连接的元件、例如接合器地与转子11连接。反之，马达壳体9连同定子10刚性且无弹性地设置或者说支撑在分离机1的机架12上。

筒2连同驱动主轴4、转子11和轴承箱7这样构成振动单元，该振动单元弹性地支撑在机架12上，然而定子10不属于所述振动单元，使得在转子11与定子10之间出现相对运动。

驱动主轴4借助于轴承5和轴承6设置在一件式或多件式的轴承箱7的孔状的开口13中。

轴承箱7具有上法兰14和套筒状的下区段15，该下区段穿过机架12中的开口16。

上法兰14经由周向分布的弹性的缓冲元件17支撑在机架12上，所述缓冲元件分布在法兰14的下侧与机架12的上侧之间，其中，法兰14和机架12在缓冲元件17的区域中设有环状的阶梯部18、19。

分离机1还具有用于供应润滑剂的装置100，该用于供应润滑剂的装置用于给轴承组件或者说在这里轴承5和轴承6供应润滑剂。用于供应润滑剂的装置100在这里按照循环润滑的原理工作。

用于供应润滑剂的装置100在图2中示出。用于供应润滑剂的装置100具有润滑剂储备罐101，在该润滑剂储备罐中储存有润滑剂库存。润滑剂顺流管道12浸入到润滑剂储备罐101中。在润滑剂顺流管道102中设置有润滑剂泵103，该润滑剂泵通过润滑剂顺流管道102将润滑剂输送到上轴承5。润滑剂然后流动通过轴承5并且在此给轴承5供应润滑剂。在润滑剂离开轴承5之后，所述润滑剂通过轴承箱7的孔状的开口13流动到轴承6。润滑剂然后流动通过轴承6并且在此给该轴承6供应润滑剂。

润滑剂然后从轴承箱7的套筒状的下区段15上的孔状的开口13的敞开的下部端部出来并且无压地聚集到壳体状的环形空间104中。壳体状的环形空间104由壳体105和轴承箱7构成，其中，壳体105在所述轴承箱的套筒状的下区段15上包围轴承箱7。由于驱动主轴4的旋转，润滑剂在分离机1的运行中聚集在壳体状的环形空间104的外侧106上。

从轴承箱7的套筒状的下区段15沿径向向外延伸到环形空间104中的管状的凸肩或者说突起107伸入到这个壳体状的环形空间104中，所述凸肩或者说突起按照不一起旋转的撇渣板的类型过渡到用于润滑剂的润滑剂回流管道108中，该凸肩或者说突起首先沿径向向内并且然后在轴承箱7中向上延伸并且从这个轴承箱向外出来并且通入到润滑剂储备罐101中。

在筒2或者说环形空间104转动时借助于撇渣板状的凸肩107连同设置在后面的润滑剂回流管道108可能的是：将润滑剂泵式地在压力下从环形空间104导出并且将该润滑剂又导回到润滑剂储备罐101中，而不形成雾或溅液。这样构成向心泵，润滑剂回流管道108连接到该向心泵上。

在具有这种用于供应润滑剂的装置100的分离机驱动器内部，将轴承组件的产生的废热的一部分释放到润滑剂上，所述用于供应润滑剂的装置按照所描述的润滑剂循环润滑的原理工作，所述废热通过轴承摩擦在这里在上轴承5和下轴承6中形成。

这导致润滑剂的升温。这个升温能在润滑剂回流管道108上或中测量。如果不再发生润滑剂循环(例如由于润滑剂泵103的堵塞、泄露或失灵)或者减少润滑剂循环(局部堵塞)，则润滑剂回流管道108中的润滑剂的升温的值发生变化。

在润滑剂流量堵塞或中断时，润滑剂回流管道108中的升温从之前达到的运行温度出发降低，因为来自轴承的损失功率不再能由润滑剂流接收。在润滑剂回路的润滑剂回流管道108中局部堵塞和体积流减小时，润滑剂温度升高，因为降低了的油量必须接收来自轴承的全部损失功率。润滑剂回流管道108中的润滑剂温度与限定的标准状态的偏差由此可以用于监控体积流并且因此监控润滑剂流量。

现在提出：测量润滑剂回路中的润滑剂温度并且按照所测量的温度推断出润滑剂流量的实时状态。

可以在润滑剂回路中的唯一一个测量部位M1上测量所述温度。所述测量可以连续地或几乎连续地以小间隔进行。

通过对在所述至少一个测量部位M1上的这种连续或几乎连续的温度测量的结果的分析处理可能的是：借助于控制装置和适当的监控计算机程序推断出润滑剂供应的状态。

因此，可以直接求得温度并且将该温度直接或间接用作用于润滑剂供应的状态的指示器。

因此，例如也可以求得关于时间的温度变化曲线并且由这个函数关于时间的一阶导数获得关于温度变化曲线的趋势的状态信息，这能实现对温度发展的预测。也可以将这个导函数的至少一个特性(例如斜率)与限定的极限值进行比较，以便与此相关地触发行动。

备选地也可以在润滑剂回路中的多个、特别是两个不同的(分别适当的)测量部位M1、M2上测量润滑剂回路中的温度，并且例如可以将在两个测量部位M1、M2上分别测量的温度之间的温差ΔT用作用于润滑剂回路中的按照规定的润滑剂流量的状态准则或者说监控准则。利用这种方法消除环境温度的波动或者说机器温度的变化(例如基于要热地处理的产品)，这导致监控系统的稳定得多的运行行为。

用于第一测量部位M1的优选的适当位置例如处于润滑剂顺流管道102上或中。用于第二测量部位M2的优选的适当位置处于润滑剂回流管道108上或中(参见图2)。测量部位M1、M2的其他适当位置是润滑剂回流管道108(M1)和润滑剂储备罐101(M2)或者是润滑剂储备罐101(M1)和机架12(M2)。

以下实例详细阐述这种关系：

在驱动主轴4的轴承组件的体积流或者说润滑剂循环量(以油作为润滑剂)为1l/min并且由于摩擦释放的热功率为400W时，因此获得润滑剂顺流管道102上或中的测量部位M1与润滑剂回流管道108上或中的测量部位M2之间的升温ΔT。由此，将这个升温储存为离心机的控制系统中的“标准值”。

由此，与这个标准值的能可靠监控的限定的偏差可以为T_Abweichung>＝5℃。这意味着：在与之前作为标准值的偏差大于5℃时，必须将在测量部位M1与测量部位M2之间求得的温差推论为润滑剂回路中的干扰并且因此触发相应的警告通知或行动。

有利地以连续或几乎连续的方式通过市场上可获得的温度传感器或者说测量原理进行温度测量。

在优选的测量原理方面例如可以使用可改变的电阻(例如白金测量电阻如Pt100或硅测量电阻)。也可设想的是使用热偶，所述热偶使用塞贝克效应。同样可设想的是使用具有压电石英的热敏元件。

例如通过电控制系统(在这里未示出)检测和分析处理这些温度传感器的信号并且可以连续地显示所述信号。

如描述的那样，润滑剂回路中的润滑剂在测量部位M1上的温度的时间变化曲线或流向轴承组件的润滑剂与从轴承组件流回的润滑剂的温差ΔT可以由在测量部位M1或M2上求得的相应测量值计算，以便然后将结果与限定的阈值或极限值进行比较。

此外，可以将控制系统用于：在启动离心机或者说分离机1时，即当还不存在可分析处理的时间温度变化曲线或者说在流向的与流回的润滑剂之间已经没有设定稳定的温差ΔT时，抑制与限定的极限值的比较。

所述抑制既可以考虑离心机或者说分离机1的启动时间，又可以考虑停止时间。此外，这样的控制系统还可以将要监控的限定的极限值与离心机的实时运行条件相适配。如果例如离心机或者说分离机1的转速基于方法技术要求而下降，则轴承5、6的损失功率也发生变化，这又要求必须被监控的另一个限定的极限值。

附图标记列表

1 分离机

2 筒

3 罩组件

4 驱动主轴

5 上轴承

6 下轴承

7 轴承箱

8 马达

9 马达壳体

10 定子

11 转子

12 机架

13 开口

14 法兰

15 区段

16 开口

17 缓冲元件

18 阶梯部

19 阶梯部

100 用于供应润滑剂的装置

101 润滑剂储备罐

102 润滑剂顺流管道

103 润滑剂泵

104 环形空间

105 壳体

106 外侧

107 突起

108 润滑剂回流管道

M1 测量部位

M2 测量部位

D 转动轴线

Claims (16)

1.监控离心机、特别是分离机(1)上的润滑剂流量的方法，所述离心机具有可转动的筒(2)，所述筒能利用驱动设备转动，其中，所述驱动设备具有马达(8)，所述马达直接或间接地驱动驱动主轴(4)，所述驱动主轴与所述筒(2)无相对转动地耦联，所述驱动主轴(4)能通过至少一个具有至少一个轴承的轴承组件可转动地支承在轴承箱(7)中，并且所述离心机具有用于供应润滑剂的装置(100)，利用所述用于供应润滑剂的装置给所述轴承组件供应润滑剂，其特征在于以下步骤：

a.利用所述马达(8)使所述驱动主轴(4)转动，并且同时运行所述润滑剂供应装置(100)，以用于产生通过所述轴承组件的润滑剂流量；

b.借助对所述用于供应润滑剂的装置(100)上或中的至少一个测量部位(M1、M2)上的润滑剂温度的至少一次测量来监控通过所述轴承组件的润滑剂流量。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，作为相应的测量部位(M1、M2)使用所述润滑剂供应装置的部位，在所述部位上设置有温度传感器，并且由分析处理装置分析处理该传感器的输出信号。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述监控包括对所测量的温度或与其相关的参量与至少一个预设条件的比较，并且在偏离所述条件时触发行动。

4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述用于供应润滑剂的装置(100)中的第一测量部位(M1)上和第二测量部位(M2)上分别测量润滑剂的温度，并且由两个测量值(M1、M2)分别计算温差ΔT，并且将所计算的温差ΔT与为此限定的条件进行比较。

5.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，测量润滑剂的所测量的温度的时间变化曲线，并且求得所测量的温度变化曲线关于时间的一阶导函数并且将其与所述限定的条件进行比较，以便在出现限定的偏差时触发行动。

6.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述用于供应润滑剂的装置(100)设计和运行为循环润滑。

7.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述用于供应润滑剂的装置(100)具有润滑剂储备罐(101)、润滑剂顺流管道(102)和润滑剂回流管道(108)。

8.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述用于供应润滑剂的装置(100)具有润滑剂泵(103)，所述润滑剂泵设置在所述润滑剂顺流管道(102)上。

9.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述用于供应润滑剂的装置(100)具有环形空间(104)，润滑剂无压地聚集在所述环形空间中。

10.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述用于供应润滑剂的装置(100)具有向心泵，所述润滑剂回流管道(108)连接到所述向心泵上。

11.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，连续地或几乎连续地测量所述至少一个测量部位(M1、M2)上的润滑剂的温度。

12.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，分别利用一个或多个可变的电阻或者利用一个或多个热偶或者利用一个或多个具有压电石英的热敏元件来测量所述至少一个测量部位(M1、M2)上的润滑剂的温度。

13.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一测量部位(M1)的位置处于所述润滑剂顺流管道(102)上或中，并且所述第二测量部位(M2)的位置处于所述润滑剂回流管道(108)上或中。

14.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一测量部位(M1)的位置处于所述润滑剂回流管道(108)上或中，并且所述第二测量部位(M2)的位置处于润滑剂储备罐(101)中。

15.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一测量部位(M1)的位置处于润滑剂储备罐(101)中，并且所述第二测量部位(M2)的位置处于机架(12)上。

16.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述轴承组件具有上轴承(5)和下轴承(6)。

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