CN112055608B - 对分离元件的磨损进行检测的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转压滤机(110)，包括滤筒、壳体(112)和以气密的方式将处理室分成多个处理部分的至少一个分离元件(26)，其特征在于，在至少一个分离元件(26)的面向壳体(112)的一侧上设置有传感器(116)，其包括：线圈(118)和设置在线圈(118)内部的杆(120)，其中杆(120)被设计为基于分离元件(26)与传感器(116)的距离的变化而在线圈(118)中位移。本发明还涉及一种用于检测旋转压滤机(110)的分离元件(26)的磨损的方法。

Description

对分离元件的磨损进行检测的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种旋转压滤机，其包括：滤筒，其被设计为对待过滤的悬浮液进行过滤；壳体，其包围滤筒并且滤筒被可旋转地安装在其中；处理室，其形成在滤筒和壳体之间；以及至少一个分离元件，其设置在壳体和滤筒之间，使得所述元件以气密的方式将处理室分成多个处理部分。

背景技术

申请人已经销售压滤机多年。在这种旋转压滤机中，作为液体和固体的混合物的悬浮液被施加于旋转滤筒。该滤筒被设计成使得悬浮液中的液体可以穿过滤筒壁，而悬浮液中的固体保留在滤筒的表面上。结果，在滤筒的表面上形成固体层，业内称之为“滤饼”。

悬浮液或滤饼穿过不同的处理区域，例如以气密的方式彼此分开的冲洗区域和干燥区域。通常为这种分离设置所谓的分离元件，所述元件从壳体穿过处理室延伸至滤筒，并以预定的压力被压在滤筒上。由于滤筒在相对于壳体固定并被压在滤筒上的分离元件的下方移动，因此在分离元件上发生磨损。

为了即使在磨损增加的情况下也确保分离元件的功能，相应地在滤筒的方向上对分离元件进行追踪。显然，这种追踪仅在有限的范围内是可行的，并且一旦达到预定的磨损就必须更换分离元件。

迄今为止，根据分离元件在旋转压滤机上的布置，必须由受过训练的人员视觉检查分离元件的磨损，或者必须从可能难以接近的机械传感器上读取分离元件的磨损。

发明内容

因此，本发明解决的问题是提供用于检测分离元件的磨损的一种装置和一种方法，该装置和方法提高了读取过程的便利性和/或准确性。

在第一方面，根据本发明通过一种通用的旋转压滤机解决了该问题，其中在至少一个分离元件的面向壳体的一侧上设置有传感器，该传感器包括：使用导电材料形成的线圈和设置在线圈内部的由金属制成的杆，该杆被设计为基于分离元件与传感器的距离的变化而在线圈中位移。

根据感应原理，当杆在线圈中位移时，在线圈中产生电流。在这种情况下，杆的一端可以附接至分离元件、特别是附接至分离元件的面向传感器的表面，并且杆的另一端可以自由地延伸到线圈中。例如，杆的自由端部可以与新的分离元件共同延伸至线圈的背对分离元件的端部，或者延伸到线圈的中心。针对分离元件的磨损和追踪，使杆的自由端部朝向线圈的指向分离元件的端部进行位移。

分离元件可以由塑料材料制成，特别是由与钢制的运转表面相比具有良好滑动特性的热塑性材料制成。可以根据工作介质的化学抗性和温度抗性方面的使用条件选择材料。

特别地，分离元件可以由PE(UHMW)、PA、PTFE、特别是具有碳/石墨的PTFE、PVDF(例如有利地在化学应力增加的情况下)或PEEK(例如有利地在高温下)制成。

流过线圈的导电材料的电流可用于推断杆的位移，即，推断分离元件的追踪路径，并因此推断分离元件的磨损。

杆可以被特氟龙层或另一合适的层围绕，该层的摩擦系数比杆的材料更低，从而方便杆在杆的装架中的位移。

为了能够确保特别是在克服重力进行追踪的布置中的杆的可靠追踪，传感器还可以包括弹簧，该弹簧朝向分离元件对杆预加张力。弹簧可以被设置成使得其在杆与壳体的一部分之间施加对应的力，该力将杆推向分离元件。在这种情况下，弹簧可以被设计为压缩弹簧。压缩弹簧可以对应于分离元件的磨损施加例如50N至160N的弹簧力。

在本发明的改进方案中，杆可以连接至支撑元件，该支撑元件被直接支撑在分离元件上，或者被支撑在设置于分离元件和支撑元件之间的单元、例如隔膜上。杆可以被插入到支撑元件中，例如形成螺纹接合部。支撑元件在其面向分离元件的端部处可以具有扩大的表面，例如板状部分。在这种情况下，设置在传感器上的弹簧可以作用在支撑元件的板状部分上而不是作用在杆上。

特别是在严重磨损和相应地进行追踪的分离元件的情况下，设置在分离元件和壳体之间的隔膜可以确保在由分离元件分离的处理区之间保持气密。特别是当所述元件设置在隔膜上时，支撑元件的扩大的接触表面可以防止隔膜被损坏。

杆也可以选择性地连接至例如长度不同的多个支撑元件中的一个，使得杆和支撑元件的组合的总长度可以根据对连接至杆的支撑元件的选择而变化。

传感器可以被设置在旋转压滤机的、分配有与旋转压滤机的处理室相同的爆炸危险等级的部分中，有利地被设置在旋转压滤机的处理室内，或者以压力传递的方式连接至处理室。由于要遵守有关爆炸安全性和特殊环境条件的规定，传感器在旋转压滤机的处理室中的使用通常非常受限。然而，根据本发明的传感器的特别简单的结构允许其使用在存在高温和/或高压和/或高度污染(例如归因于空气中包含的固体)的环境中。传感器在旋转压滤机的处理室中的布置还可以简化旋转压滤机的壳体的密封。例如，在现有技术中，必须将移动的传感器从分离元件穿过壳体引导至壳体的外部并适当地密封在壳体中，但是仍然必须被可移动地安装。这通常要求在构造、成本和/或认证方面的大量工作。在根据本发明的传感器中，仅传感器的载流线路可以被引导穿过壳体，并且它们作为不运动的部件可以简单地密封在壳体中。

旋转压滤机的处理室中的典型环境条件例如是温度为0℃至120℃，并且压力为1-10barg(壳体外部压力为0barg)。旋转压滤机的处理室通常被归为爆炸危险等级或爆炸危险区0。

为了支持杆在线圈中的感应效应，杆可以由磁性材料制成。当然，杆也可以由可磁化材料制成或仅由金属材料制成。

在本发明的有利的改进方案中，传感器的测量区域可检测杆的约18mm、特别是约22mm的位移。因此，根据本发明的旋转压滤机的分离元件可以被设计为从原始长度缩短约18mm。如果达到这种磨损程度，则该分离元件应使用新的分离元件更换。然而，为了能够检测到过度磨损，可以有利地将传感器的可检测的测量范围设计为大于分离元件的对应的最大磨损量，即缩短。对于本文所述的旋转压滤机，该安全区域可以是4mm或大致是约4％至5％。

作为对通过杆在线圈中的位移所引起的电流进行测量的替代或补充，可以将谐振电路施加到线圈上，当杆在线圈中位移时该谐振电路失谐。例如，存在于新的分离元件中并因此在杆最初被设置在线圈中时就存在的谐振电路的特性可以用作标准条件。可以基于杆在线圈内的位移所引起的谐振电路的特性变化来确定杆的位移程度，并因此确定分离元件的对应位移。与杆的预定位移位置相关联的谐振电路的特性或这些特性相对于彼此的变化可以有利地存储在存储器单元中。然后可以将谐振电路的电流特性与存储的特性进行比较，从而确定杆的位置或位移，并因此确定分离元件的位置或位移。

对于这种评估，特别是可以将传感器电连接至评估单元，该评估单元设置在旋转压滤机的处理室的爆炸危险区之外。评估单元可以包括例如上文所述的存储器单元。由传感器的线圈输出的电流或信号可以在评估单元中进行处理，使得可以确定分离元件的位移，并因此可以确定分离元件的磨损。评估单元在旋转压滤机的处理室的爆炸危险区之外的布置可以使在被设置在旋转压滤机的处理室的爆炸危险区内的情况下可能无法使用的评估单元能够进行使用。因此，评估单元通常可以被设置在没有爆炸危险的区域中。

为了将传感器与评估单元分开，有利的是在传感器与评估单元之间设置齐纳安全栅。齐纳安全栅可以防止电路在齐纳安全栅的包括传感器的一侧起火。

在第二方面，本发明涉及一种用于检测旋转压滤机的分离元件的磨损的方法，该旋转压滤机包括：滤筒，通过该滤筒对待过滤的悬浮液进行过滤；壳体，其包围滤筒并且滤筒被可旋转地安装在其中，在滤筒和壳体之间形成有处理室；以及至少一个分离元件，其设置在壳体和滤筒之间，使得分离元件以气密的方式将处理室分成多个处理部分，其特征在于，在至少一个分离元件的面向壳体的一侧上设置有传感器，该传感器包括使用导电材料形成的线圈以及设置在线圈内部、由金属制成的杆，该杆基于分离元件与传感器的距离的变化而在线圈中位移。

关于根据本发明的方法的优点和可行的实施方式，在此参照创造性的旋转压滤机的装置的实施方式。

在本发明的改进方案中，可以将用于测量杆的位移并因此测量分离元件的位移的方法设计为使得电流由于杆在线圈中的位移而在制成线圈的导电材料中流动，或者使得谐振电路被施加到线圈上并且当杆在线圈中位移时失谐。

同样，在这方面明确参照旋转压滤机的对应描述。

传感器可以有利地连接至评估单元，该评估单元可以基于所测得的电流或所测得的谐振电路失谐来确定杆或分离元件的位移。在这种情况下，评估单元可以将测得的电流或测得的谐振电路失谐与例如存储在评估单元的存储器单元中的对应的已知值进行比较，从而因此能够确定杆的位移或位置，并因此确定分离元件位移或磨损。

评估单元在这种情况下可以输出信号，该信号指示分离元件的位移和/或分离元件的磨损程度和/或分离元件的剩余磨损路径和/或分离元件的剩余工作时间和/或与更换分离元件有关的通知。例如，该信号可以连续地输出到显示单元，该显示单元以图形和/或声音方式显示至少一项上述信息。特别地，当分离元件已经达到要对分离元件进行更换的磨损程度时，显示单元可以被激活并且可以例如向旋转压滤机的使用者输出警告信号。

最后，应提及的是，根据本发明的传感器结构也可以用在旋转压滤机的其他部分中，例如用于监控润滑剂容器的填充水平或用于监控填料箱的填料的磨损。

附图说明

下面将参照附图更详细地描述本发明，其中：

图1是示意性表示旋转压滤机上的传感器布置的工作原理的侧视剖视图；

图2是旋转压滤机上的传感器布置的第一实施方式的示意性侧视剖视图；

图3是旋转压滤机上的传感器布置的第二实施方式的示意性侧视剖视图；并且

图4是根据本发明的传感器布置和评估单元的示意性表示。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的旋转压滤机，其总体上由附图标记10表示。旋转压滤机10包括壳体12，其围绕滤筒并且滤筒被可旋转地安装在其中。在滤筒和旋转压滤机10的壳体12之间形成有处理室14，其中的压力高于壳体12外部的压力。

在壳体12的通孔处设置有传感器16，其包括线圈18和至少部分地设置在线圈内部的杆20。在这种情况下，杆20由可磁化金属制成。

杆20特别是沿着线圈18的中心轴线的方向(见箭头A)被可移动地安装在线圈18内部。杆20通过弹簧22被朝向隔膜24预加张力，使得即使在隔膜24沿箭头A的方向移动时杆20仍与隔膜24保持接触。隔膜24在背对杆20的一侧与分离元件26接触(见图3)，该分离元件又压在旋转压滤机的滤筒上。

壳体12的开口通过盖28从外部封闭，该盖28包括耐压电缆套管30。与线圈18连接的电导体可以通过耐压电缆套管30从壳体中引出。

如果分离元件26受到磨损，则分离元件26的面向传感器16的一侧远离所述传感器移动，因此隔膜24远离所述传感器移动。因此，杆20在线圈18中位移，使得在线圈18中(即在线圈18的导电材料中)感生电流。该电流可以用作确定分离元件26的位移的基础。

图2示出了传感器布置16的第一实施方式，其基于参照图1描述的原理。这里，在旋转压滤机10的壳体12中也设有开口，杆20设置在该开口中。线圈18在此位于盖28的圆柱形加宽部分中。在图2的右上端可以看到耐压电缆套管30。

与图1相反，根据图2的实施方式的杆20不是形成为单件的，而是包括支撑元件32，其与杆20接合并且在背对杆20的一侧连接至隔膜24。在图2所示的实施方式中，杆20的面向隔膜24的端部包括螺纹，螺母34拧在该螺纹上。根据螺母34在杆20上的位置，可以设置杆20在支撑元件32中的埋入深度，因此可以设置杆20和支撑元件32的组合的总长度。参照图1描述的弹簧22作用在盖28和支撑元件32之间。

由于壳体12的材料厚度，在此在壳体12与盖28之间设置有中间元件36，其用于增加盖28与隔膜24之间的距离。

传感器16通过螺钉38穿过盖28和中间元件36被拧到壳体12上。此外，参照关于图1的描述。

图3示出了根据图2的传感器布置16的第二实施方式，其与根据图2的实施方式仅略有不同，因此类似的部件具有与图2相同的附图标记，但是增加了100。

关于根据图3的实施方式的特征，在此明确参照与图1和图2有关的描述。

在图3中，传感器工作116或传感器16设置在旋转压滤机110的壳体112上。传感器布置116包括杆120，其被安装成使得其可以相对于线圈118位移。弹簧122将杆120推向隔膜124，隔膜124又连接至分离元件26。

支撑元件132(在此被设计为圆柱形盘)连接至杆120，作为杆120与隔膜124之间的接触表面。在此，支撑元件132通过螺钉140被拧到杆120上。

在图4中，仅示意性示出了设置在旋转压滤机10或110的壳体12或112上并且包括线圈18或118以及杆20或120的传感器布置16或116。

设置在壳体12或112中的区域(即，处理室14)由于此处普遍的环境条件而形成爆炸危险等级或爆炸危险区0。直接围绕壳体12或112的外部的区域形成爆炸危险区1，因为在这里偶尔也可能具有存在爆炸危险的环境条件。评估单元44经由齐纳安全栅42电连接至传感器16或116。由于齐纳安全栅42的电气介入并且由于空间布置，评估单元44位于爆炸危险区1之外没有爆炸危险并因此对位于此处的组件的爆炸安全性没有要求的区域中。评估单元44处理由传感器16或116输出的信号，并在此基础上确定对应的分离元件26的位移和/或磨损。

Claims (13)

1.一种旋转压滤机(10、110)，其包括：

滤筒，其被设计为对待过滤的悬浮液进行过滤；

壳体(12、112)，其包围所述滤筒并且所述滤筒被可旋转地安装在其中，在所述滤筒和所述壳体(12、112)之间形成有处理室(14)；以及

至少一个分离元件(26)，其设置在所述壳体(12、112)和所述滤筒之间，使得所述分离元件以气密的方式将所述处理室(14)分成多个处理部分，

其特征在于，在至少一个所述分离元件(26)的面向所述壳体(12、112)的一侧上设置有传感器(16、116)，所述传感器包括：

使用导电材料形成的线圈(18、118)；以及

由金属制成的杆(20、120)，其设置在所述线圈(18、118)内部，所述杆(20、120)被设计为基于所述分离元件(26)与所述传感器(16、116)的距离的变化而在所述线圈(18、118)中位移，

其中谐振电路被施加到所述线圈(18、118)上并且在所述杆(20、120)在所述线圈(18、118)中位移时失谐。

2.根据权利要求1所述的旋转压滤机(10、110)，其特征在于，所述传感器(16、116)还包括弹簧(22、122)，其在所述分离元件(26)的方向上对所述杆(20、120)预加张力。

3.根据权利要求1所述的旋转压滤机(10、110)，其特征在于，所述杆(20、120)连接至支撑元件(32、132)，所述支撑元件直接被支撑在所述分离元件(26)上或被支撑在设置于所述分离元件(26)和所述支撑元件(32、132)之间的单元(24、124)上。

4.根据权利要求1所述的旋转压滤机(10、110)，其特征在于，所述传感器(16、116)被设置在所述旋转压滤机(10、110)的、分配有与所述旋转压滤机(10、110)的所述处理室(14)相同的爆炸危险等级的部分中，有利地被设置在所述旋转压滤机(10、110)的所述处理室(14)内，或以压力传递的方式连接至所述处理室(14)。

5.根据权利要求1所述的旋转压滤机(10、110)，其特征在于，所述杆(20、120)由磁性材料制成。

6.根据权利要求1所述的旋转压滤机(10、110)，其特征在于，所述传感器(16、116)的测量范围检测所述杆(20、120)的18mm的位移。

7.根据权利要求1所述的旋转压滤机(10、110)，其特征在于，所述传感器(16、116)电连接至评估单元(44)，所述评估单元设置在所述旋转压滤机(10、110)的所述处理室(14)的爆炸危险区之外。

8.根据权利要求7所述的旋转压滤机(10、110)，其特征在于，在所述传感器(16、116)和所述评估单元(44)之间设置有齐纳安全栅(42)。

9.根据权利要求3所述的旋转压滤机(10、110)，其特征在于，单元(24、124)是隔膜。

10.根据权利要求6所述的旋转压滤机(10、110)，其特征在于，所述传感器(16、116)的测量范围检测所述杆(20、120)的22mm的位移。

11.一种用于检测旋转压滤机(10、110)的分离元件(26)的磨损的方法，所述旋转压滤机(10、110)包括：

滤筒，通过所述滤筒对待过滤的悬浮液进行过滤；

壳体(12、112)，其包围所述滤筒并且所述滤筒被可旋转地安装在其中，在所述滤筒和所述壳体(12、112)之间形成有处理室(14)；以及

至少一个分离元件(26)，其设置在所述壳体(12、112)和所述滤筒之间，使得所述分离元件以气密的方式将所述处理室(14)分成多个处理部分，

其特征在于，在至少一个所述分离元件(26)的面向所述壳体(12、112)的一侧上设置有传感器(16、116)，所述传感器包括：

使用导电材料形成的线圈(18、118)；以及

由金属制成的杆(20、120)，其设置在所述线圈(18、118)内部，所述杆(20、120)基于所述分离元件(26)与所述传感器(16、116)的距离的变化而在所述线圈(18、118)中位移，

其中由于所述杆(20、120)在所述线圈(18、118)中的位移，电流在制成所述线圈(18、118)的导电材料中流动，或者谐振电路被施加到所述线圈(18、118)上并且在所述杆(20、120)在所述线圈(18、118)中位移时失谐。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述传感器(16、116)连接至评估单元(44)，所述评估单元基于所测得的电流或所测得的谐振电路失谐来确定所述杆(20、120)或所述分离元件(26)的位移。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述评估单元(44)输出信号，所述信号指示所述分离元件(26)的位移和/或所述分离元件(26)的磨损程度和/或所述分离元件(26)的剩余磨损路径和/或所述分离元件(26)的剩余工作时间和/或与更换所述分离元件(26)有关的通知。

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