DE202006018859U1

DE202006018859U1 - Überwachungseinrichtung für industrielle Mahlwerke

Info

Publication number: DE202006018859U1
Application number: DE200620018859
Authority: DE
Original assignee: Prueftechnik Dieter Busch AG
Current assignee: Prueftechnik Dieter Busch AG
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2016-12-13

Abstract

Überwachungsvorrichtung für eine industrielle Kugelmühle (30) mit einem freiliegenden Wellenende 46, gekennzeichnet durch
– ein oder mehrere auf dem Wellenende (46) fest angebrachte Schwingungssensoren oder Körperschallsensoren (58, 59)
– eine auf dem Wellenende (46) fest angebrachte Sendevorrichtung (55) geeignet für drahtlosen Sendebetrieb
– eine auf dem Wellenende (46) fest angebrachte Elektronik (56)
– mindestens einen aus einer Warmseite und einer Kaltseite bestehenden Thermogenerator (52, 54) zum Erzeugen einer Thermospannung, wobei die Warmseite in Maschinennnähe und die Kaltseite in Kupplungsnähe der Kugelmühle (30) fest und direkt auf dem Wellenende (46) angebracht ist
– elektrische Verbindungen zwischen der Elektronik (56) und
– den Schwingungssensoren (58, 59)
– der Sendevorrichtung (55)
– der Warmseite und der Kaltseite des Thermogenerators (52, 54)
– einer elektrischen Verbindung zwischen der Warmseite und der Kaltseite des Thermogenerators (52, 54).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung für industrielle Mahlwerke, insbesondere für Kugelmühlen mit einer Antriebsleistung im Megawattbereich. Es sind Kugelmühlen dieser Art bekannt, bei denen Sensoren zur Überwachung der Kugelgröße vorhanden sind, da sich die Kugeln im Laufe der Zeit durch den Mahlprozess abnutzen und somit leichter und weniger effizient werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Sensor zu schaffen, mit dem weitere Betriebsparameter an Kugelmühlen erfaßt werden können und der als Ergänzug zu den obengenannten Sensoren dient. Speziell soll der Sensor geeignet sein, auch die Lagergeräusche solcher Kugelmühlen zu sensieren und einer computergestützten Auswertung zuzuführen. Bei den Lagergeräuschen kann es sich um die der Hauptlager einer Kugelmühle handeln oder diejenigen, welche durch die oder an den Lagern eines vorgeschalteten Getriebes erzeugt werden.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein an der Kugelmühle freiliegendes oder dort herausragendes Wellenende, oder ein aus dem vorgeschalteten Getriebe herausragendes Wellenende, mit Schwingungssensoren oder Körperschallsensoren (bevorzugt in der Form von Accelerometern) versehen wird, deren Signale durch eine auf einem solchen Wellenende befindlichen temperaturstabilen Elektronik aufbereitet und drahtlos an eine in der Nähe befindlichen Empfangsvorrichtung gesendet werden. Diese Signale werden entweder direkt in Nähe der Kugelmühle ausgewertet oder an eine übergeordnete Maschinenüberwachungsstation transferiert, zum Beispiel mittels geeigneter Koaxialkabel oder dergleichen. Gleichzeitig ist es Gegenstand der Erfindung, die Energieversorgung der Sensorik und der temperaturstabilen Elektronik auf thermoelektrischer Grundlage vorzunehmen.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
Es zeigt
1 eine schematische Seitenansicht einer Kugelmühle und eines zugehörigen Antriebsmotors, sowie eine Empfangsantenne
2 eine vergrößerte Darstellung eines Details aus 1.
Wie in 1 gezeigt, wird eine Kugelmühle (mit schematischer gezeigter Einlaßöffnung 32 und Auslassöffnung 34) von einem Motor 20 über beispielsweise gezeigte Kupplungen 40, 42 und einer Zwischenwelle 44 angetrieben. Der Motor befindet sich mit seinen Füßen 22, 24 beispielsweise auf einem Sockel oder Fundament 24. Die Kugelmühle befindet sich beispielsweise auf einer Sockelkonstruktion 12, 14. Eines der Hauptlager ist in schematischer Weise mit der Bezugsziffer 36 gekennzeichnet. Dort angebracht oder zumindest in seiner unmittelbaren Nähe befindet sich eine Sendeeinrichtung 38. Die Sendeeinrichtung ist insbesondere geeignet, Temperaturdaten an eine übergeordnete Empfangseinrichtung zu senden, beispielsweise eine optisch oder radiofrequent wirkende Empfangseinrichtung 60, welche wie angedeutet an einer Decke eines zugehörigen Bauwerkes angebracht sein kann.
Mit der Bezugsziffer 46 wird ein aus der Kugelmühle herausragendes Wellenende bezeichnet, was beispielsweise auch ein zu einem der Kugelmühle vorgeschalteten Getriebe gehörendes Wellenende sein kann.
Wie in 2 gezeigt, befindet sich auf dem Wellenende 46 eine temperaturstabile Elektronik 56, welche für Arbeitstemperaturen bis zu ca. 70°C ausgelegt ist. Zweck dieser Elektronik ist es, Schwingungssignale von Sensoren (z.B. Accelerometern) 58, 59 aufzunehmen und bei Bedarf aufzubereiten z.B. durch Filterung. Weiterhin ist es Zweck der Elektronik, die aufbereiteten Signale in drahtloser Form über eine direkt und fest an dem Wellenende 46 angebrachten Sendeeinrichtung 55 an eine extern vorhandene Empfangseinrichtung 60 zu senden. Die Sensoren 58, 59 sind dabei fest und direkt auf das Wellenende 46 geklebt, z.B. mittels eines temperaturfesten Klebers auf Cyanacrylatbasis oder Silikonbasis. Die Sensoren sind somit in der Lage, direkt vom zugehörigen Lager des gezeigten Wellenendes 46 generierte Körperschallgrößen in elektrische Signale umzusetzen.
Gemäß der Erfindung ist eine Energieversorgung der Elektronik 56 nur bei laufender Kugelmühle 30 erforderlich. Aus diesem Grund wird die Elektronik lediglich durch einen thermoelektrischen Generator mit Energie versorgt. Auch der thermoelektrische Generator ist fest und direkt auf das Wellenende 46 geklebt. Er besteht jedoch einerseits aus einem kaltseitigen Element 52 welches aus einem hierzu geeigneten, an sich bekannten Halbleitermaterial gefertigt ist, und andererseits aus einem warmseitigen Element (Warmseite) 54 welches aus einem anderen geeigneten Halbleitermaterial oder Metall gefertigt ist. Das kaltseitige Element (Kaltseite) 52 kann wie gezeigt mit geeigneten Kühlrippen versehen sein und befindet sich bevorzugt in Nähe, oder auf der, einer der Kugelmühle zugeordneten Kupplungshälfte der Kupplung 42. Das warmseitige Element (Warmseite) 54 muß sich in Nähe des zugehörigen Lagers für das Wellenende 46 befinden. – Bei Betrieb der Kugelmühle, insbesondere im Bereich der Nennlast, ergibt sich nämlich längs des Wellenendes 46 eine Temperaturdifferenz, durch welche eine Thermospannung erzeugt werden kann. Dabei ist der Thermospannung ein relativ geringer Innenwiderstand zugeordnet, so daß ein relativ kräftiger Thermostrom fließen kann.
Sobald die Kugelmühle also einige Zeit unter Nennlast in Betrieb gewesen ist, kann mittels der die Lagergeräusche erfassenden Schwingungssensoren, der nachgeschalteten Elektronik und der Sendeeinrichtung kontinuierlich und ohne Eingriff einer Bedienperson in neuartiger Weise ein Zustandssignal betreffend zumindest eines der Lager der Kugelmühle an eine übergeordnete Auswertungs- oder Überwachungseinheit gesendet werden. Bei Bedarf kann es von Vorteil sein, die Elektronik mit einem Filter auszustatten, welches geeignet ist, die Lagergeräusche von den Mahlgeräuschen zu separieren. – Es versteht sich, daß jedes freiliegende Wellenende einer derart zu überwachenden Kugelmühle 30 mit einer entsprechenden erfindungsgemäßen Überwachungssensorik ausgestattet werden kann.