EP3286375A1 - Verfahren und vorrichtung zur überwachung einer verschleisseinrichtung, insbesondere einer dichtungseinrichtung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur überwachung einer verschleisseinrichtung, insbesondere einer dichtungseinrichtung

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EP3286375A1
EP3286375A1 EP16717405.1A EP16717405A EP3286375A1 EP 3286375 A1 EP3286375 A1 EP 3286375A1 EP 16717405 A EP16717405 A EP 16717405A EP 3286375 A1 EP3286375 A1 EP 3286375A1
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EP
European Patent Office
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wear
time
sealing element
sealing
operating time
Prior art date
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Application number
EP16717405.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3286375B1 (de
Inventor
Marc Erkelenz
Jochen Honold
Christian GOMMERINGER
Samee FARAJI
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Publication date
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Priority to EP19164554.8A priority patent/EP3533925B1/de
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009—Paper-making control systems
    • D21G9/0027—Paper-making control systems controlling the forming section
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/02—Straining or screening the pulp
    • D21D5/023—Stationary screen-drums
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/02—Straining or screening the pulp
    • D21D5/16—Cylinders and plates for screens
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/48—Suction apparatus
    • D21F1/52—Suction boxes without rolls
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/10—Suction rolls, e.g. couch rolls

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a wear device, in particular a sealing device in a machine for producing or processing a fibrous web according to the preamble of claim 1 and a device for monitoring a sealing device according to the preamble of claim 13.
  • a wear device in particular a sealing device in a machine for producing or processing a fibrous web according to the preamble of claim 1 and a device for monitoring a sealing device according to the preamble of claim 13.
  • suction rolls usually one or more suction zones must be sealed against the inner wall of the roll shell to prevent excessive drop of the negative pressure and thus to reduce the suction effect.
  • this sealing is usually done by so-called sealing strips, which are pressed with a certain pressure against the inner wall of the roll shell. These sealing strips are in frictional contact with the roll shell, and are thus exposed to relatively high wear by abrasion.
  • DE 10 2012 208 81 1 is known To integrate sensors into the sealing strip, which provide information about the degree of wear during operation of the suction roll.
  • Object of the present invention is to propose a method that allows a much more accurate prediction of the remaining operating time of a wear element, in particular a sealing strip, as the method known from the prior art.
  • the object is fully achieved by a method for monitoring a wear device, according to the characterizing part of claim 1, and by a device for monitoring a sealing device according to the characterizing part of claim 13.
  • the method according to the invention describes a method for monitoring a wear device in a machine for producing or processing a fibrous web.
  • the wear device comprises at least one wear element, which is exposed to wear in particular by frictional contact.
  • the sealing device may also include other components such as holders for the at least one wear element or means for pressing the wear element to a moving surface or means for moving the wear element beyond.
  • a particularly preferred embodiment of this method according to the invention is a method for monitoring a sealing device for sealing at least one under or overpressure zone adjacent to a surface moved in a movement direction in a machine for producing or processing a fibrous web.
  • the sealing device comprises at least one sealing element, which is in frictional contact with the moving surface and is thus exposed to wear.
  • the sealing device may also include other components such as holders for the at least one sealing element or means for pressing the sealing element to the moving surface beyond.
  • the moving surface around the rotating shell is a suction roll and the sealing element or the sealing elements are sealing strips which are pressed against the roll shell for sealing.
  • the sealing element or the sealing elements are sealing strips which are pressed against the roll shell for sealing.
  • other sealing devices are conceivable, such as the sealing of a suction box on a moving fabric.
  • a point in time zO is provided at which the wear element or the sealing element was installed or went into operation.
  • the provision of this or another time can be done either automatically, or by manual input.
  • a time z1 is provided at which a defined first level of wear of the wear element or the sealing element has been achieved. The difference between these two times describes the time that has elapsed before reaching the specified level of wear.
  • an extrapolation for example a linear extrapolation
  • a first estimate for the remaining operating time of the wear element or of the sealing element can already be obtained. For example, one could conclude: 50% wear in n days, resulting in 100% wear in 2 times n days.
  • At least one further parameter K1 is provided, which contains, for example, information about one or more aspects which contribute to an uneven wear of the wear element or the sealing element. This can be data on the machine speed or standstill times in the operating period of the wear element or the sealing element. However, other data may also be relevant and be provided as a further characteristic K1.
  • Exemplary but not exhaustive are listed here: information of lubricant monitoring, change in the inner roughness of the roll shell, number of roll revolutions, contact pressure of the sealing strip, etc ..
  • an effective operating time of the sealing element is used, that is to say the time z1 -z0 minus the standstill times of the machine in this period.
  • This effective operating time can then be extrapolated linearly, for example, as described above.
  • additional characteristics K2, K3, K4 ... are provided and these parameters are included in the prediction of the remaining operating time of the wear element or the sealing element.
  • additional additional parameters the quality of the prediction can be further improved in many cases.
  • up to four parameters, or up to eight such parameters or even more than eight such further parameters can be included in the prediction of the remaining operating time.
  • the parameter K1 and / or one or more of the additional additional parameters K2, K3, K4 can describe one or more aspects of the mode of operation of the machine.
  • the mode of operation of the machine since the time when the sealing element went into operation can be described by these characteristics.
  • the characteristics also include information from the time before installation of the wear element or the sealing element.
  • information about future operating modes of the machine can also be provided as a further parameter. This may, for example, be data from production planning, such as a standard variety schedule, or information about planned shutdowns, etc.
  • the further parameter K1 and / or one or more of the additional further parameters K2, K3, K4 ... the machine speed, the operating times of the machine, the standstill times of the machine, the type and / or quantity of the products produced describe the contact pressure of the sealing element on the moving surface.
  • other or more sizes are possible.
  • the machine speed can be present directly as the production speed of the machine in m / min. But it can also be e.g. in the form of the rotational speed of a suction roll, the speed of one or more drives or the like are described. Also, the number of roller revolutions from a certain point in time can be used as a description of the machine speed. These data all describe the production speed of the machine and, if necessary, to the knowledge of geometric variables such as a roll circumference or the like. very easy to convert into each other.
  • the parameter K1 is a size that describes the machine speed
  • the characteristic K2 describes the type and / or amount of products produced or the contact pressure of the sealing element to the moving surface.
  • the parameter K1 indicates the number of roller revolutions since a specific time (eg the installation of the sealing element) -a type of description of the machine speed-and the parameter K2 describes the internal roughness of the roller shell.
  • a parameter K3 which contains information about the lubricant supply of the sealing element (for example, the amount of lubricating water), can be used in both cases in addition to or as a substitute for one of the parameters K1 or K2.
  • the further parameters are continuously retrieved and stored in a database.
  • This database can be created, for example, on the computer of the computer system on which the calculation is made, or else on another computer. It can also be provided that this other computer is not operated by the operator of the paper machine, but by another operator, and the data is transmitted to this database.
  • this other computer is not operated by the operator of the paper machine, but by another operator, and the data is transmitted to this database.
  • at least one further time z2 at least one further time z2, preferably several further times z3, z4, ... are provided, at which a fixed second, third, fourth, ...
  • the remaining operating time can be redetermined taking into account all already provided time points and the further characteristic or the other parameters.
  • the provision of further times at which a specified level of wear has been achieved is therefore advantageous since so that the accuracy of the prediction of the remaining operating time is further improved. Especially towards the end of the life of the sealing element, this is advantageous in order to select the best possible time for the replacement of the sealing element.
  • the provision of at least one of the times z1, z2, z3, z4... is effected by a signal which is emitted by a sensor in the wear element or in the wear element the sealing element is transmitted directly or indirectly to the computer system.
  • a maximum of two or three sensors will be used in a sealing element.
  • more than three sensors in a sealing element are possible.
  • At least one of the further parameters K1, K2, K3, K4... Preferably several of the further characteristic variables K1, K2, K3, K4..., Is provided by a control system which is also used for monitoring, Control and / or regulation of the machine is used.
  • one of the wear levels between 80% and 50% residual wear is set.
  • the exact knowledge of the achievement of a comparatively early level of wear makes it possible to determine very early a first prediction of the remaining operating time of the wear element or of the sealing element.
  • one of the wear levels is set between 20% and 10% residual wear, preferably between 20% and 15% residual wear.
  • the exact knowledge of the achievement of a comparatively late wear level allows a more accurate prediction of the remaining operating time of the wear element or the sealing element.
  • the method can additionally comprise the steps: d) Determining at least one threshold value for the remaining operating time e) Checking whether the remaining operating time falls below the at least one defined threshold value
  • Such a threshold value may, for example, be chosen such that a routine standstill of the machine always occurs in the remaining operating time, in which case the sealing element can be exchanged.
  • the threshold value can also be chosen so that the operator still has enough time to reorder a new wear element or sealing element. It is also possible to specify several thresholds at which signals for different actions are generated. (e.g., a signal to initiate an order and a later signal to plan the replacement of the sealing element).
  • the generated notification signal or one of the generated indication signals can be displayed, for example, on an optical or acoustic display device and / or forwarded to another computer system.
  • a signal can be forwarded to an electronic procurement system or procurement system.
  • the prediction of a remaining operating time of the wear element or of the sealing element can take place in the form of a single value or in the form of an interval.
  • a lower limit and an upper limit for the remaining operating time are specified. These can For example, be determined on the assumption that one or more of the other parameters K1, K2, K3, K4 ... change in the future by a certain percentage.
  • the lower limit indicates the remaining operating time if the average machine speed increases in the future by 5% or 10% or the average downtime of the machine is reduced by 5% or 10%.
  • the upper limit would be the remaining operating time in the event that the average machine speed is reduced by 5% or 10% or the average downtime of the machine is increased by 5% or 10%.
  • the operator receives an indication of the reliability of the estimate as well as an indication of the extent to which he can influence the remaining operating time by changing the operating mode of the system. For example, this can be helpful in the question of whether the sealing element can still remain installed until the next scheduled standstill, if one produces at a somewhat increased speed.
  • the invention comprises a device for monitoring a sealing device for sealing at least one under or overpressure zone adjacent to a moving surface in a movement direction in a machine for producing or processing a fibrous web.
  • the device comprises at least one sealing element with at least one, preferably a plurality of wear sensors, a computer system and means of signal transmission from the at least one wear sensor to the computer system.
  • the computer system is used to predict the remaining operating time of the sealing element by means of a method according to one of claims 1 to 12.
  • the at least one sealing element may comprise or consist of a sealing strip.
  • the sealing element in particular also the sealing strip, comprises, according to an advantageous embodiment, at least one wear sensor indicating a level of wear between 80% and 50% residual wear and / or a wear sensor indicating a wear level between 20% and 10% residual wear.
  • the device comprises a display device which displays the remaining operating time of the sealing element. It can also be provided that the device does not include its own display device, but shares a display device with other devices. Thus, for example, the display device may be a screen in a control room of the machine, on which other values are displayed in addition to the remaining operating time or in alternation therewith.
  • the at least one wear sensor comprises at least one hose which is filled with a medium and is destroyed as the wear of the sealing element progresses. The resulting pressure drop can be detected and can serve as an indication that - depending on the installation position of the hose - a certain level of wear is reached.
  • the at least one wear sensor comprises at least one optical waveguide or an electrical conductor, which is destroyed as the wear of the sealing element progresses.
  • a change in the electrical resistance or an interruption of the current flow or a reduction or interruption of light transmission can be determined and can serve as an indication that - depending on the installation position of the conductor - a certain level of wear is reached.
  • the at least one wear sensor comprises a temperature sensor or from it consists.
  • a temperature sensor can perform a dual function. On the one hand, it provides data on the temperature of the sealing element, eg the sealing strip at the installation position of the temperature sensor. With progressive wear of the sealing element of the temperature sensor can then be damaged or destroyed. Thus, for example, the absence of a temperature measuring signal of the temperature sensor can give an indication that the wear of the sealing element has progressed to the installation position of the temperature sensor. Frequently, by means of such a temperature sensor even before the destruction of the sensor due to wear, an increase in the temperature can be measured. Also from the knowledge of this temperature increase information about the state of wear of the sealing element can be obtained.
  • Another wear device which can be monitored by means of a method according to the invention is a sorter for the treatment of a pulp suspension.
  • the screen baskets used there are wear elements, which must be replaced after some time. The exact state of wear of the strainer basket can not be seen from the outside. In particular, the most accurate prediction possible of the remaining operating time of the screen basket is very desirable.
  • the aim of sorting is the separation of interfering solid constituents from pulp suspensions.
  • the separation is carried out by screening according to the particle characteristics of size, shape and deformability.
  • the sorting is an important separation process in the processing of waste paper.
  • so-called basket sorters are used with a screen basket arranged in a housing.
  • the technical data of the screen basket are taken on an end ring of the screen basket. Since the screen basket is arranged in the housing of the respective sorter, the reading of these specifications is relatively expensive.
  • the state of wear of the strainer basket remains uncertain, especially as there is no curriculum vitae or history for the baskets and no operating data is available.
  • the further inventive idea is based on the object of providing a system for monitoring the condition of a screen basket of a sorter for treating a pulp suspension, in which the aforementioned problems are eliminated.
  • a faster error-free readout of the screen basket relating to technical data is to be ensured and a more comprehensive monitoring of the state of the screen basket from the outside is made possible.
  • the system for monitoring the state of a screen basket of a sorter for treating a pulp suspension comprises, according to the further inventive idea, a wireless identification unit assigned to the screen basket arranged in a sorter housing and an external, in particular mobile reading unit for non-contact reading of technical data relating to the screen basket from the screen Identification unit and for establishing a connection with another external data bank containing the sorter data.
  • the technical data relating to the screen basket can be read out quickly and reliably from outside, ie from outside the sorter housing, in a cable-free and non-contact manner.
  • the sorter data is accessed, allowing a more comprehensive monitoring of the state of the screen basket.
  • a corresponding screen basket information can be read into the external database when installing the screen basket.
  • the further data relating to the sorter can, for example, be collected via a control system of the factory in which the sorter is installed and supplied to the external database. Sales staff and customers can each be given a particular mobile reading unit, so that they can control the screen basket from the outside, ie from outside the housing.
  • a respective reading unit comprises a display for displaying further data relating to the sorter retrieved from the external database.
  • RFID radio-frequency identification
  • Such an RFID chip in particular represents a transponder which contains the technical data relating to the screen basket.
  • the transponder is a radio communication device that receives incoming signals and automatically answers.
  • the coupling can be done by magnetic field generated by the reading unit short range or by high-frequency radio waves. This not only allows data to be transferred, but also the transponder can be supplied with energy. For larger ranges, for example, an active RFID chip with its own power supply is conceivable.
  • the reading device may contain software which controls the actual reading process for reading out the technical data relating to the screen basket from the identification unit or the RFID chip.
  • the reading unit may comprise an RFID middleware with an interface to the external database.
  • the identification unit preferably comprises at least one RFID chip assigned to the screen basket of the sorter.
  • the identification unit comprises both an RFID chip assigned to the screen basket of the sorter and an RFID chip assigned to the housing of the sorter, wherein the RFID chip assigned to the screen basket is connected via a software coupling can be coupled to the RFID chip associated with the housing and the RFID chip assigned to the housing can be read out via the reading unit.
  • the reading unit can establish a connection between the RFID chip assigned to the housing and the external database.
  • the connection between the RFID chip and the external database is not affected in this case by the usually metallic case of the sorter.
  • the RFID chip associated with the screen basket of the sorter can also be read out via the reading unit.
  • the RFID chip assigned to the screen basket of the sorter is preferably arranged in the region of the opening of the sorter which can be closed by a cover.
  • the lid of the sorter can then be removed, whereupon the RFID chip associated with the screen basket of the sorter can be read out directly by means of the reading unit.
  • the RFID chip associated with the screen basket of the sorter can, in particular, be arranged on or in an end ring of the screen basket.
  • the RFID chip associated with the screen basket of the sorter is arranged on or in one of the openings of the screen basket which can be closed by a lid of the sorter.
  • the screen basket of the sorter associated RFID chip is preferably arranged on the opening of the sorter facing the top of the end ring. It is also particularly advantageous if the RFID chip assigned to the screen basket of the sorter is arranged on the radial inner side of the end ring, thus further improving the accessibility of the RFID chip for coupling the reading unit.
  • the RFID chip assigned to the screen basket of the sorter is accommodated sunk in the end ring.
  • the sunk in the end ring of the screen basket housed RFID chip is preferably encapsulated with plastic or preferably Teflon.
  • Such a cover is convenient because the strainer basket is typically recycled, i. especially chromed and electropolished.
  • the other data relating to the sorter are preferably stored together with the technical data relating to the screen basket in the external database.
  • the technical data read out from the identification unit assigned to the sieve basket the assignment to the other data relating to the sorter can thus be established in the external database.
  • the further data relating to the sorter via the reading unit include production data of the screen basket, cv basket cv data, sorter operation data, wear data of the screen basket and / or the like.
  • the manufacturing data of the screen basket may contain, for example, data relating to the construction, the material, the size, etc. of the screen basket.
  • the cuvette's cv data may include, for example, data regarding reprocessing of the screen basket, storage times, etc.
  • the operating data of the sorter include, for example, the running time, the flow / pressure at the inlet / outlet of the sorter, the rotational speed, etc. This information can be obtained, for example, via the machine control of the sorter.
  • the system according to the invention comprises data processing means for determining the baskets' throughput, the speed of rotation of the strainer basket, the energy balance between the input and the outputs of the sorter and / or the like on the basis of the service life of previous screen baskets To determine the degree of wear of the screen basket and thus the next change date for the screen basket.
  • a prediction of the remaining operating time of the screen basket is determined by means of the method on the basis of this data.
  • a system for monitoring the state of a screen basket of a sorter according to the further inventive idea can be used in a plant for producing a
  • Fibrous web either alone or in combination with a
  • Device for monitoring a sealing device are used.
  • a combination offers the advantage that the operator thereby gains a more comprehensive knowledge of the current state of essential wearing parts in his system. For example, a optimized standstill planning. A planned plant downtime can then for example be set so that sealing strips and baskets can be replaced together.
  • Sentence 1 System (10) for monitoring the condition of a screen basket (12) of a sorter for treating a pulp suspension, with a in a
  • Reading unit (16) comprises a display for reproducing further data related to the sorter retrieved from the external database.
  • Identification unit (14) comprises at least one RFID chip.
  • Identification unit (14) comprises at least one of the screen basket (12) of the sorter associated RFID chip.
  • Identification unit (14) comprises both the screen basket (12) of the sorter associated RFID chip and the housing (24) of the sorter associated RFID chip, wherein the screen basket (12) associated with RFID chip via a software coupling the RFID chip associated with the housing (24) can be coupled and the RFID chip assigned to the housing can be read out via the reading unit (16).
  • Theorem 10 System according to sentence 9, characterized in that the
  • Sentence 1 1. System according to sentence 9, characterized in that the
  • Screen basket (12) of the sorter associated RFID chip on the radially inner side of the end ring (22) is arranged.
  • Sieve basket (12) of the sorter associated RFID chip sunk in the end ring (22) is housed.
  • a system characterized in that it comprises data processing means for determining the energy balance between the previous sieve baskets, the total throughput rate previously handled by the screen basket (12), the speed of rotation of the screen basket (12) To determine the degree of wear of the screen basket (12) and thus the next change date for the screen basket (12) to the input and outputs of the sorter and / or the like.
  • the method according to the invention can be used particularly advantageously in the cases described above, ie for monitoring a sealing device and / or for monitoring a sorter, it is not limited to these applications.
  • FIG. 1 shows schematically the essential components of the method according to the invention.
  • Figure 2 shows schematically a section of a sealing strip in a device according to the invention.
  • Figures 3 and 4 show in a purely schematic representation of an exemplary embodiment of a system for monitoring the state of a screen basket according to the further inventive idea
  • FIG. 1 shows schematically a sealing strip 1, which is in frictional contact with a moving surface 200.
  • This sealing strip 1 can be used in a suction roll, and seal a suction or blowing zone against the environment. However, it can also be in contact with a covering, in particular a sieve or a press felt, in order, for example, to seal a suction box.
  • the sealing strip 1 in Figure 1 comprises a wear sensor 2. This sensor 2 generates a signal as soon as a specified level of wear of the sealing strip 1 is reached.
  • FIG. 1 shows a sealing strip 1 with a sensor 2, but sealing strips 1 frequently comprise a plurality of wear sensors, preferably two or three. This makes it possible to set several levels of wear, upon reaching the sealing strip 1 sends a signal.
  • one of the levels of wear can be set between 80% and 50% residual wear.
  • the exact knowledge of the achievement of a comparatively early level of wear makes it possible to determine very early a first prediction of the remaining operating time of the sealing element 1. It may also be advantageous if one of the wear levels between 20% and 10% residual wear, preferably between 20% and 15% residual wear is set.
  • the exact knowledge of the achievement of a comparatively late wear level allows a more accurate prediction of the remaining operating time of the sealing element 1.
  • the sensors 2 can also be positioned so that they give a signal at other than the abovementioned wear levels, in particular between 50% and 20% residual wear. However, it is important for the method to know at which level of wear the respective sensor 2 sends a signal. This is determined prior to installation, and the sensors are positioned accordingly.
  • the sensor signal is transmitted to a computer system.
  • the transmission can be wired or wireless, such as via WLAN, Bluetooth or similar suitable signal lines 5 done.
  • one or more further characteristics are also transmitted to the computer system 3. These characteristics are transmitted here by the control system 6 of the machine and can indicate operating conditions of the machine such as e.g. Machine speeds, operating times of the machine, the downtime times of the machine, the type and / or quantity of the products produced, or the contact pressure of the sealing element to the moving surface, describe. These parameters can be transmitted continuously to the computer system 3, or at certain discrete times.
  • the computer system 3 calculates, based on the time zO at which the sealing strip 1 has been installed, and the time z1, at which a certain level of wear has been achieved, together with the other parameters from the control system 6, a prediction for the remaining operating time of the sealing strip 1 .
  • the time z1 is transmitted here by a signal from the sensor 2 in the sealing strip 1. If more than one sensor 2 is installed, signals z2, z3, z4 .... may be transmitted to the computer system 3 at additional times, whereby the prediction can be improved by recalculation.
  • the sensors typically provide a signal to the computer system 3 only at the discrete times z1, z2, z3, z4, .... In the intervals between them, the computer system continuously updates the remaining time remaining using the metrics from the control system and the current time.
  • the computer system 3 usually has a display device 4, on which the remaining operating time can be displayed.
  • Figure 1 shows the computer system 3 and the control system 6 as spatially separated objects, which are connected to each other by means of a wired or wireless signal line 5a.
  • the two computer systems are realized in one unit.
  • the calculation of the prediction of the remaining operating time can be carried out on a computing unit of the control system 6.
  • the display of the remaining operating time can then take place, for example, on one or more monitors in a control room of the machine.
  • the computer system 3 is connected to a further computer system 7 via a signal line 5b.
  • This can be an electronic procurement system 7. If the remaining operating time of the sealing strip 1 reaches a predetermined threshold value, then a signal can then be sent to the procurement system 7 in order to initiate a timely purchase of a new sealing strip 1 or the like. Alternatively or additionally, when another or the same threshold value is reached, a signal can also be sent to another computer system 7 which plans or manages the planning of the maintenance work on the machine.
  • FIG. 2 shows a section of a sealing strip 1 for a device according to the invention.
  • the sealing strip 1 has a certain maximum wear volume 30 in the direction of wear V. If this volume 30 is removed by the frictional contact of the sealing strip 1 with the moving surface 200 or by other effects, the sealing strip 1 can no longer fulfill its function and it can even damage the moving surface 200, for example the suction roll shell or the clothing come. The remaining operating time of the sealing strip 1 is thus the time until the maximum wear volume is completely removed at least at one point over the length L of the sealing strip 1.
  • three wear sensors 2 a, 2 b, 2 c are provided. They can each be designed as a hose which is filled with a medium, for example air or water.
  • wear sensors 2a, 2b, 2c are conceivable, such as optical sensors (optical waveguides) or electrical conductors.
  • the first sensor 2a can be positioned so that it gives a signal as soon as only a level of wear between 80% and 50% of the maximum wear volume 30 is available.
  • the third sensor 2c can be positioned such that it gives a signal as soon as only a wear level between 20% and 10% of the maximum wear volume 30 is available.
  • the second sensor 2b can be positioned between the other two and, for example, give a signal as soon as only a level of wear between 40% and 30% of the maximum wear volume 30 is available.
  • the last sensor 2 c is positioned so that at the time of the sensor signal, or when the corresponding wear levels sufficient operating time of the sealing element 1 remains sufficient time for a planned and controlled maintenance or replacement of the sealing element - Preferably in the context of a routine standstill of the machine - remains.
  • FIG. 4 shows a purely schematic representation of an exemplary embodiment of a system 10 for monitoring the state of a screen basket 12 of a sorter for treating a pulp suspension according to the further inventive idea.
  • the system 10 according to FIG. 4 comprises a wireless identification unit 14 assigned to the screen basket 12 arranged in a housing 24 of the sorter and an external, in particular mobile reading unit 16 for contactless reading of technical data 18 relating to the screen basket 12 from the identification unit 14 and for establishing a connection with an external database 20 containing the sorter data.
  • the reading unit 16 may include a display for displaying further data related to the sorter retrieved from the external database.
  • the identification unit 14 may comprise at least one RFID chip. In this case, it comprises at least one RFID chip associated with the screen basket 12 of the sorter. According to an exemplary embodiment of the system according to the further inventive idea, the identification unit 14 may comprise both an RFID chip assigned to the screen basket 12 of the sorter and an RFID chip assigned to the housing 24 of the sorter, wherein the RFID chip assigned to the screen basket 12 a software coupling can be coupled to the RFID chip assigned to the housing 24 and the RFID chip assigned to the housing 24 can be read out via the reading unit 16.
  • the RFID chip assigned to the screen basket 12 of the sorter can also be read out via the reading unit 16 directly.
  • the RFID chip assigned to the screen basket 12 of the sorter is expediently arranged in the region of the opening of the sorter which can be closed by a cover.
  • the RFID chip associated with the screen basket 12 of the sorter can be arranged, in particular, on or in one of the end openings 22 of the screen basket 12 which can be closed by an opening of the sorter which can be closed by a lid.
  • the RFID basket associated with the screen basket 12 of the sorter is correspondingly arranged on or in the upper end ring 22 of the screen basket 12.
  • the RFID chip associated with the screen basket 12 of the sorter can be arranged, for example, on the upper side of the end ring 22 facing the opening of the sorter or else on the radial inner side of the end ring 22.
  • the screen basket 12 of the sorter associated RFID chip sunk in the end ring 22 is housed.
  • the sunk in the end ring 22 of the screen basket 12 accommodated RFID chip may be provided with a particular plastic and preferably made of Teflon cover. With such a cover, the fact is taken into account that the strainer basket 12 is usually reprocessed, i. chromed and electropolished.
  • the other data relating to the sorter can be stored in the external database 20 together with the technical data relating to the screen basket 12.
  • the technical data 18 read out by the identification unit 14 of a respective screen basket 12 the relevant further data contained in the external database 20 can thus be assigned to the screen basket 12.
  • the further data relating to the sorter via the reading unit 16 from the external database 20 may in particular comprise production data of the screen basket 12, cv data of the screen basket 12, operating data of the sorter and / or the like.
  • the manufacturing data of the screen basket 12 include, for example, the construction, the material, the size or the like of the screen basket 12 relating data.
  • the cv data of the screen basket 12 may include, for example, data for reprocessing the screen basket 12, storage times, etc. include.
  • the operation data of the sorter include, for example, data regarding the running time, the flow / pressure at the inlet / outlet of the sorter, data relating to the rotational speed of the screen basket 12 and / or the like.
  • the relevant information can be supplied in particular by the machine control of the sorter.
  • Such a system can also be monitored by means of the method according to the invention. As a result, a prediction of the remaining operating time of the wear element 12, that is, the screen basket 12 is delivered. This information can be used, for example, to optimize standstill planning.
  • system 10 may comprise, for example, data processing means integrated in the reader 16 and / or in the external database 20, in order to calculate the total, based on the lifetime of previous screen baskets

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Abstract

Verfahren zur Überwachung einer Verschließeinrichtung in einer Maschine zur Erzeugung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, wobei die Verschleißseinrichtung mindestens ein Verschleißelement umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst: a) Bereitstellen des Zeitpunktes (z0), an dem das Verschleißelement in Betrieb ging, b) Bereitstellen des Zeitpunktes (z1), an dem ein festgelegtes erstes Verschleißniveau des Verschleißelements erreicht wurde, c) Bereitstellen mindestens einer weiteren Kenngröße (K1), d) Vorhersage einer verbleibenden Betriebszeit des Verschleißelements aus der Kenntnis der Zeitpunkte z0 und z1 insbesondere aus der Differenzzeit zwischen z0 und z1 sowie der mindestens einen weiteren Kenngröße (K1) mittels eines Computersystems, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Verschleißeinrichtung, insbesondere einer Dichtungseinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Verschleißeinrichtung, insbesondere einer Dichtungseinrichtung in einer Maschine zur Erzeugung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Überwachung einer Dichtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 13. In Maschinen zur Herstellung von Papier oder Karton kommt eine Vielzahl von besaugten Walzen zum Einsatz. Bei diesen Saugwalzen muss üblicherweise eine oder mehrere Saugzonen gegen die Innenwand des Walzenmantels abgedichtet werden, um einen zu starken Abfall des Unterdrucks zu verhindern und damit die Saugwirkung zu reduzieren. In der Praxis geschieht dieses Abdichten meist durch sogenannte Dichtleisten, welche mit einem gewissen Druck gegen die Innenwand des Walzenmantels gedrückt werden. Diese Dichtleisten stehen in einem Reibkontakt mit dem Walzenmantel, und sind dadurch einem vergleichsweise hohen Verschleiß durch Abrasion ausgesetzt. Zur Verminderung des Verschleißes ist beispielsweise aus der DE 10 2012 207 692 bekannt, ein Schmiermittel zwischen Walzenmantel und Dichtleiste einzubringen. Da der Verschleiß jedoch nicht vollkommen beseitig werden kann, müssen die Dichtleisten nach einer gewissen Zeit ausgetauscht werden. Aufgrund der Einbausituation der Dichtleisten in der Saugwalze, kann der aktuelle Verschleißzustand der Dichtleiste im Allgemeinen aber nicht oder nur sehr grob bestimmt werden, ohne die Saugwalze zu öffnen, und damit den Produktionsprozess zu unterbrechen. Da es bei einem zu späten Austausch der Dichtleisten zu Schäden an der Saugwalze kommen kann, werden die Dichtleisten häufig schon deutlich vor Ende ihrer Betriebszeit ausgetauscht, was jedoch mit erhöhten Kosten verbunden ist. Daher ist es aus ökonomischer Sicht wünschenswert, eine genauere Information über den Verschleißzustand der Dichtleiste während des laufenden Betriebs zu erhalten. Aus dem Stand der Technik, beispielsweise der DE 10 2012 208 81 1 ist bekannt, Sensoren in die Dichtleiste zu integrieren, die während des Betriebs der Saugwalze Informationen über den Grad des Verschleißes liefern. Zudem wird in der WO 03/056215 vorgeschlagen, aus der Kenntnis des Einbauzeitpunkts der Leiste und des aktuellen Verschleißes eine Schätzung für die verbleibende Betriebszeit der Dichtleiste zu bestimmen.
Diese Systeme haben jedoch den Mangel, dass der Verschleiß der Dichtleisten üblicherweise nicht gleichmäßig über die Zeit erfolgt, und die Schätzung der verbleibenden Betriebszeit nur unwesentlich genauer ist, als das Erfahrungswissen des Papiermachers.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, das eine deutlich genauere Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit eines Verschleißelements, insbesondere einer Dichtleiste ermöglicht, als die aus dem Stand der Technik bekannte Methode.
Die Aufgabe wird vollständig gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung einer Verschleißeinrichtung, gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 , sowie durch eine Vorrichtung zur Überwachung einer Dichtungseinrichtung gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 13.
Das erfindungsgemäße Verfahren beschreibt ein Verfahren zur Überwachung einer Verschleißeinrichtung in einer Maschine zur Erzeugung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn. Die Verschleißeinrichtung umfasst dabei mindestens ein Verschleißelement, welches insbesondere durch Reibkontakt einem Verschleiß ausgesetzt ist. Die Dichtungseinrichtung kann darüber hinaus auch noch weitere Bestandteile wie z.B. Halterungen für das zumindest eine Verschleißelement oder Mittel zum Andrücken des Verschleißelements an eine bewegte Fläche oder auch Mittel zum Bewegen des Verschleißelements umfassen. Eine besonders bevorzugte Ausführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Verfahren zur Überwachung einer Dichtungseinrichtung zur Abdichtung wenigstens einer an eine in einer Bewegungsrichtung bewegten Fläche angrenzenden Unter- oder Überdruckzone in einer Maschine zur Erzeugung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn. Die Dichtungseinrichtung umfasst dabei mindestens ein Dichtelement, welches in Reibkontakt mit der bewegten Fläche steht und dadurch einem Verschleiß ausgesetzt ist. Die Dichtungseinrichtung kann darüber hinaus auch noch weitere Bestandteile wie z.B. Halterungen für das zumindest eine Dichtelement oder Mittel zum Andrücken des Dichtelements an die bewegte Fläche umfassen.
In einer besonders bevorzugten Ausführung des Verfahrens handelt es sich bei der bewegten Fläche um den rotierenden Mantel eine Saugwalze und bei dem Dichtelement bzw. den Dichtelementen um Dichtleisten, welche zur Abdichtung gegen den Walzenmantel gedrückt werden. Es sind jedoch auch andere Dichtungseinrichtungen vorstellbar, wie beispielsweise die Abdichtung eines Saugkastens an einer bewegten Bespannung.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Zeitpunkt zO bereitgestellt, an dem das Verschleißelement, bzw. das Dichtelement eingebaut wurde, bzw. in Betrieb ging. Das Bereitstellen dieses oder eines anderen Zeitpunkts kann dabei entweder automatisch erfolgen, oder aber auch durch manuelle Eingabe. Weiterhin wird ein Zeitpunkt z1 bereitgestellt, an dem ein festgelegtes erstes Verschleißniveau des Verschleißelements bzw. des Dichtelements erreicht wurde. Die Differenz dieser beiden Zeitpunkte beschreibt die Zeit, die bis zu Erreichen des festgelegten Verschleißniveaus vergangen ist. Mittels einer Extrapolation, beispielsweise einer linearen Extrapolation lässt sich bereits eine erste Schätzung für die verbleibende Betriebszeit des Verschleißelements bzw. des Dichtelements gewinnen. Z.B. könnte man folgern: 50% Verschleiß in n Tagen, daraus ergibt sich 100% Verschleiß in 2 mal n Tagen. Jedoch zeigt sich, dass der Verschleiß des Verschleißelements bzw. des Dichtelements nicht zwangsläufig gleichmäßig über die Zeit verläuft. So kann beispielsweise ein längerer Stillstand der Maschine oder die verstärkte Produktion von Sorten, bei denen die Maschine nur mit langsamer Geschwindigkeit betrieben werden kann etc. dazu führen, dass die verbleibende Betriebszeit des Dichtelements deutlich überschätzt oder unterschätzt wird. Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest eine weitere Kenngröße K1 bereitgestellt wird, die beispielsweise Information über einen oder mehrere Aspekte enthält, die zu einem ungleichmäßigen Verschleiß des Verschleißelements bzw. des Dichtelements beitragen. Dies können Daten zur Maschinengeschwindigkeit oder Stillstands Zeiten im Betriebszeitraum des Verschleißelements bzw. des Dichtelements sein. Jedoch können auch andere Daten relevant sein, und als weitere Kenngröße K1 bereitgestellt werden. Beispielhaft aber nicht abschließend seien hier aufgezählt: Informationen der Schmiermittelüberwachung, Veränderung der Innenrauheit des Walzenmantels, Zahl der Walzenumdrehungen, Anpressdruck der Dichtleiste, etc.. Die Vorhersage einer verbleibenden Betriebszeit des Verschleißelements bzw. des Dichtelements erfolgt erfindungsgemäß unter Verwendung der Zeitpunkte zO und z1 bzw. der Differenzzeit zwischen zO und z1 sowie der mindestens einen weiteren Kenngröße K1 mittels eines Computersystems. Somit ist es möglich, eine deutlich verbesserte Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit des Verschleißelements, bzw. des Dichtelements zu berechnen, als dies nur auf Basis der Zeitinformationen möglich ist. Exemplarisch sei hier nur der ganz einfache Ansatz beschrieben, dass statt der Betriebszeit z1 -z0 eine effektive Betriebszeit des Dichtelements verwendet wird, also die Zeit z1 -z0, abzüglich der Stillstands Zeiten der Maschine in diesem Zeitraum. Diese effektive Betriebszeit kann dann beispielsweise wie oben beschrieben, linear extrapoliert werden.
Alternativ ist es auch möglich die effektive Betriebszeit über die Anzahl der Walzenumdrehungen im Zeitraum z1 -z0 zu beschreiben. Per Extrapolation kann dann eine Schätzung erfolgen, wieviele Walzenumdrehungen das Dichtelement noch eingesetzt werden kann. Dies lässt sich auf Basis einer Durchschnittgeschwindigkeit oder auch der aktuellen Geschwindigkeit in eine verbleibende Betriebszeit umrechnen. Jedoch ist auch eine Vielzahl anderer Verfahren zur Berechnung der Vorhersage einer verbleibenden Betriebszeit erfindungsgemäß denkbar. Nachdem bei der Bereitstellung des Zeitpunkts z1 eine Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit des Verschleißelennents bzw. des Dichtelements erfolgt ist, kann diese Vorhersage laufend kontrolliert werden, und beispielsweise aufgrund von Änderungen der weiteren Kenngröße K1 und natürlich unter Einbeziehung des aktuellen Datum bzw. des aktuellen Zeitpunkts korrigiert werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben.
So kann es in bevorzugten Ausführungen der Erfindung vorteilhaft sein, dass neben der Kenngröße K1 noch zusätzliche, weitere Kenngrößen K2, K3, K4... bereitgestellt werden und diese Kenngrößen in die Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit des Verschleißelements bzw. des Dichtelements mit einbezogen werden. Mit Hilfe dieser zusätzlichen weiteren Kenngrößen kann die Qualität der Vorhersage in vielen Fällen weiter verbessert werden. Dabei können je nach Anwendungsfall bis zu vier Kenngrößen, oder bis zu acht solcher Kenngrößen oder aber auch mehr als acht solcher weiteren Kenngrößen mit in die Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit einbezogen werden.
In vorteilhaften Ausführungen der Erfindung kann die Kenngröße K1 und/oder eine oder mehrere der zusätzlichen weiteren Kenngrößen K2, K3, K4... einen oder mehrere Aspekte der Betriebsweise der Maschine beschreiben. Insbesondere kann die Betriebsweise der Maschine seit dem Zeitpunkt, an dem das Dichtelement in Betrieb ging durch diese Kenngrößen beschrieben werden. Jedoch kann auch vorgesehen sein, dass die Kenngrößen auch Informationen aus der Zeit vor dem Einbau des Verschleißelements bzw. des Dichtelements beinhalten. In besonders vorteilhaften Ausführungen können auch Informationen über künftige Betriebsweisen der Maschine als weitere Kenngröße bereitgestellt werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um Daten aus der Produktionsplanung wie z.B. ein üblicher Sortenfahrplan, handeln, oder Informationen über geplante Stillstände etc. Es kann dabei beispielsweise vorgesehen sein, dass die weitere Kenngröße K1 und/oder eine oder mehrere der zusätzlichen weiteren Kenngrößen K2, K3, K4... die Maschinengeschwindigkeit, die Betriebszeiten der Maschine, die Stillstands Zeiten der Maschine, die Art und/oder Menge der produzierten Produkte, den Anpressdruck des Dichtelements an die bewegte Fläche beschreiben. Jedoch sind auch andere oder weitere Größen möglich.
Hierbei sei erwähnt, dass diese Daten, die für die Kenngrößen K1 , K2, K3, K4,... verwendet werden, aus verschiedenen Quellen stammen und dass die Kenngrößen mittels verschiedener Messwerte beschrieben werden können. So kann die Maschinengeschwindigkeit direkt als Produktionsgeschwindigkeit der Maschine in m/min vorliegen. Sie kann aber auch z.B. in Form der Drehgeschwindigkeit einer Saugwalze, der Drehzahl eines oder mehrerer Antriebe vorliegen oder ähnlichem beschrieben werden. Auch die Zahl der Walzenumdrehungen ab einem bestimmten Zeitpunkt kann als Beschreibung der Maschinengeschwindigkeit herangezogen werden. Diese Daten beschreiben alle die Produktionsgeschwindigkeit der Maschine und lassen sich, gegebenenfalls nach Kenntnis geometrischer Größen wie einem Walzenumfang o.ä. sehr einfach ineinander umrechnen. Dem Fachmann ist es klar, dass diese unterschiedlichen Beschreibungen derselben Eigenschaft für ihre Verwendung als Kenngröße K1 , K2, K3, K4... identisch sind. Analoges gilt für alternative Beschreibung der Daten, die die Stillstands Zeiten der Maschine, die Art und/oder Menge der produzierten Produkte, den Anpressdruck des Dichtelements an die bewegte Fläche etc. beschreiben
Durch die Kombinationen von mehreren Kenngrößen kann eine Vielzahl vorteilhafter Daten zur Bestimmung der verbleibenden Betriebszeit des Dichtelements verwendet werden. Beispielhaft seien hier einige angeführt.
So kann in einer vorteilhaften Ausführung beispielsweise vorgesehen sein, dass die Kenngröße K1 eine Größe ist, die die Maschinengeschwindigkeit beschreibt, und die Kenngröße K2 die Art und/oder Menge der produzierten Produkte oder den Anpressdruck des Dichtelements an die bewegte Fläche beschreibt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Kenngröße K1 die Anzahl der Walzenumdrehungen seit einem speziellen Zeitpunkt (z.B. dem Einbau des Dichtelements) angibt -eine Art der Beschreibung der Maschinengeschwindigkeit - und die Kenngröße K2 die Innenrauheit des Walzenmantels beschreibt.
Eine Kenngröße K3, die Informationen über die Schmiermittelversorgung des Dichtelements enthält (z.B. Schmierwassermenge) kann in beiden Fällen zusätzlich, oder auch als Ersatz für eine der Kenngrößen K1 oder K2 verwendet werden.
Die hier aufgezeigten Kombinationen von Kenngrößen bilden keine abschliessende Aufzählung der erfindungsgemäß möglichen Kombinationen, sondern sollen nur beispielhaft die Möglichkeiten der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dokumentieren.
Das Bereitstellen der Daten kann dabei erfindungsgemäß auf verschiedenste Arten erfolgen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die weiteren Kenngrößen kontinuierlich abgerufen werden, und in einer Datenbank gespeichert werden. Diese Datenbank kann z.B. auf dem Rechner des Computersystem, auf dem die Berechnung erfolgt, oder auch auf einem sonstigen Rechner angelegt sein. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass dieser sonstige Rechner nicht vom Betreiber der Papiermaschine, sondern von einem sonstigen Betreiber betrieben wird, und die Daten zu dieser Datenbank übertragen werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird nach dem Zeitpunkt z1 zumindest ein weiterer Zeitpunkt z2, bevorzugt mehrere weitere Zeitpunkte z3, z4,... bereitgestellt werden, an denen ein festgelegtes zweites, drittes, viertes,... Verschleißniveau erreicht wurde, wobei jeweils bei der Bereitstellung eines neuen Zeitpunkts die verbleibende Betriebszeit unter Einbeziehung aller bereits bereitgestellten Zeitpunkte sowie der weiteren Kenngröße oder den weiteren Kenngrößen neu bestimmt werden kann. Die Bereitstellung weiterer Zeitpunkte, an denen ein festgelegtes Verschleißniveau erreicht wurde ist deshalb vorteilhaft, da damit die Genauigkeit der Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit weiter verbessert wird. Besonders gegen Ende der Lebensdauer des Dichtelements ist dies vorteilhaft, um einen möglichst optimalen Zeitpunkt für den Austausch des Dichtelements wählen zu können.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Bereitstellen zumindest eines der Zeitpunkte z1 , z2, z3, z4..., bevorzugt aller Zeitpunkte, die in die Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit eingehen, durch ein Signal erfolgt, welches von einem Sensor in dem Verschleißelement bzw. dem Dichtelement direkt oder indirekt an das Computersystem übermittelt wird. Dabei werden üblicherweise aus ökonomischen Gründen maximal zwei oder drei Sensoren in einem Dichtelement zum Einsatz kommen. Jedoch sind auch mehr als drei Sensoren in einem Dichtelement möglich.
Weiterhin kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass zumindest eine der weiteren Kenngröße K1 , K2, K3, K4..., bevorzugt mehrere der weiteren Kenngröße K1 , K2, K3, K4..., durch ein Leitsystem bereitgestellt wird, welches auch zur Überwachung, Steuerung und/oder Regelung der Maschine dient.
Für das Verfahren kann es vorteilhaft sein, wenn eines der Verschleißniveaus zwischen 80% und 50% Restverschleiß festgelegt wird. Die exakte Kenntnis des Erreichens eines vergleichsweisen frühen Verschleißniveaus ermöglicht es, sehr früh eine erste Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit des Verschleißelements bzw. des Dichtelements zu ermitteln. Ebenso kann es für das Verfahren vorteilhaft sein, wenn eines der Verschleißniveaus zwischen 20% und 10% Restverschleiß, bevorzugt zwischen 20% und 15% Restverschleiß festgelegt wird. Die exakte Kenntnis des Erreichens eines vergleichsweisen späten Verschleißniveaus erlaubt eine genauere Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit des Verschleißelements bzw. des Dichtelements.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, dass die verbleibende Betriebszeit an einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird. ln einer weiteren erfindungsgemäßen Variante kann das Verfahren zusätzlich die Schritte umfassen: d) Festlegen zumindest eines Schwellwertes für die verbleibende Betriebszeit e) Prüfen, ob die verbleibende Betriebszeit den zumindest einen festgelegten Schwell wert unterschreitet
f) Generieren eines Hinweissignals, falls die verbleibende Betriebszeit den zumindest einen festgelegten Schwellwert unterschreitet.
Ein solcher Schwellwert kann beispielsweise so gewählt sein, dass in die verbleibende Betriebszeit stets ein routinemäßiger Stillstand der Maschine fällt, bei dem das Dichtelement getauscht werden kann. Der Schwellwert kann auch so gewählt werden, dass dem Betreiber noch genügend Zeit zum Nachbestellen eines neuen Verschleißelement, bzw. Dichtelements verbleibt. Es besteht auch die Möglichkeit, mehrere Schwellwerte festzulegen, an denen Signale für unterschiedliche Aktionen generiert werden. (z.B. ein Signal zur Initiierung einer Bestellung und ein späteres Signal für die Planung des Austausches des Dichtelements).
Das generierte Hinweissignal, bzw. eines der generierten Hinweissignale kann beispielsweise an einem optischen oder akustischen Anzeigegerät angezeigt werden und/oder an ein weiteres Computersystem weitergeleitet werden. Hierbei kann beispielsweise erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass ein solches Signal an ein elektronisches Beschaffungssystem bzw. Procurement System weitergeleitet wird.
In vorteilhaften Ausführungen des Verfahrens kann die Vorhersage einer verbleibenden Betriebszeit des Verschleißelements bzw. des Dichtelements in Form eines einzelnen Wertes erfolgen oder in Form eines Intervalls. Auch eine Kombination von beiden ist möglich. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass neben der geschätzten verbleibenden Betriebszeit noch eine untere Grenze und eine obere Grenze für die verbleibende Betriebszeit angegeben wird. Diese können beispielsweise unter der Annahme ermittelt werden, dass sich eine oder mehrere der weiteren Kenngrößen K1 , K2, K3, K4... künftig um einen gewissen Prozentsatz ändern. Exemplarisch sei her die Möglichkeit erwähnt, dass die untere Grenze einen angibt, wie groß die verbleibende Betriebszeit ist, falls sich die durchschnittliche Maschinengeschwindigkeit künftig um 5% oder 10% erhöht bzw. die durchschnittliche Stillstandszeit der Maschine um 5% oder 10% reduziert wird. Analog würde als obere Grenze die verbleibende Betriebszeit für den Fall angegeben, dass die durchschnittliche Maschinengeschwindigkeit künftig um 5% oder 10% reduziert bzw. die durchschnittliche Stillstandszeit der Maschine um 5% oder 10% erhöht wird.
Auf diese Weise erhält der Betreiber einen Hinweis auf die Verlässlichkeit der Schätzung sowie auch einen Hinweis darauf, inwieweit er mit Änderungen der Betriebsweise der Anlage auf die verbleibende Betriebszeit einwirken kann. Beispielsweise kann dies hilfreich sein bei der Frage, ob das Dichtelement auch dann noch bis zum nächsten geplanten Stillstand eingebaut bleiben kann, wenn man mit etwas erhöhter Geschwindigkeit produziert.
Weiterhin umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zur Überwachung einer Dichtungseinrichtung zur Abdichtung wenigstens einer an eine in einer Bewegungsrichtung bewegten Fläche angrenzenden Unter- oder Überdruckzone in einer Maschine zur Erzeugung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn. Die Vorrichtung umfasst zumindest ein Dichtelement mit zumindest einem, bevorzugt mehreren Verschleißsensoren, ein Computersystem sowie Mittel der Signalübertragung von dem zumindest einen Verschleißsensor an das Computersystem. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mit Hilfe des Computersystems eine Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit des Dichtelements mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 -12 erfolgt.
In einer vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung kann das mindestens eine Dichtelement eine Dichtleiste umfassen oder daraus bestehen. Das Dichtelement, insbesondere auch die Dichtleiste, umfasst, gemäß einer vorteilhaften Ausführung zumindest einen Verschleißsensor, der ein Verschleißniveau zwischen 80% und 50% Restverschleiß anzeigt und/oder einen Verschleißsensor der ein Verschleißniveaus zwischen 20% und 10% Restverschleiß anzeigt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung umfasst die Vorrichtung eine Anzeigeeinrichtung, welche die verbleibende Betriebszeit des Dichtelements anzeigt. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Vorrichtung keine eigene Anzeigevorrichtung umfasst, sondern sich eine Anzeigeeinrichtung mit anderen Vorrichtungen teilt. So kann es sich bei der Anzeigeeinrichtung beispielsweise um einen Bildschirm in einer Steuerwarte der Maschine handeln, auf dem neben der verbleibenden Betriebszeit oder auch im Wechsel mit dieser noch andere Werte angezeigt werden. In einer bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Verschleißsensor zumindest einen Schlauch umfasst, welcher mit einem Medium gefüllt ist, und bei fortschreitendem Verschleiß des Dichtelements zerstört wird. Der dadurch entstehende Druckabfall kann festgestellt werden und kann als Hinweis dienen, dass - je nach Einbauposition des Schlauchs- ein gewisses Verschleißniveau erreicht ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Verschleißsensor zumindest einen Lichtwellenleiter oder einen elektrischen Leiter umfasst, welcher bei fortschreitendem Verschleiß des Dichtelements zerstört wird.
Hier kann eine Änderung des elektrischen Widerstandes bzw. eine Unterbrechung des Stromflusses oder eine Reduzierung bzw. Unterbrechung der Lichtdurchleitung festgestellt werden und kann als Hinweis dienen, dass - je nach Einbauposition des Leiters- ein gewisses Verschleißniveau erreicht ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Verschleißsensor einen Temperatursensor umfasst oder daraus besteht. Ein solcher Temperatursensor kann eine doppelte Funktion erfüllen. Zum einen liefert er Daten über die Temperatur des Dichtelements, also z.B. der Dichtleiste an der Einbauposition des Temperatursensors. Bei fortschreitendem Verschleiß des Dichtelements kann der Temperatursensor dann beschädigt oder zerstört werden. Somit kann beispielsweise das Ausbleiben eines Temperaturmesssignals des Temperatursensors einen Hinweis darauf geben, dass der Verschleiß des Dichtelements bis zur Einbauposition des Temperatursensors fortgeschritten ist. Häufig kann mittels eines derartigen Temperatursensors auch schon vor der Zerstörung des Sensors durch Verschleiß ein Anstieg der Temperatur gemessen werden. Auch aus der Kenntnis dieses Temperaturanstiegs können Informationen über den Verschleißzustand des Dichtelements gewonnen werden.
Eine weitere Verschleißeinrichtung die mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens Überwacht werden kann ist ein Sortierer zur Behandlung einer Faserstoffsuspension. Die dort zum Einsatz kommenden Siebkörbe sind Verschleißelemente, welche nach einiger Zeit ausgetauscht werden müssen. Der genaue Verschleißzustand des Siebkorbs ist von aussen nicht erkennbar. Insbesondere ist eine möglichst genaue Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit des Siebkorbs sehr wünschenswert.
Eine Vorrichtung, welche für die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbar ist, ist im Folgenden in einer weiteren erfinderischen Idee beschrieben. Diese betrifft ein System zur Überwachung des Zustands eines Siebkorbs eines Sortierers zur Behandlung einer Faserstoffsuspension.
Ziel beim Sortieren ist das Abtrennen von störenden festen Bestandteilen aus Faserstoffsuspensionen. Die Trennung erfolgt durch Sieben nach den Partikelmerkmalen Größe, Gestalt und Verformbarkeit. Die Sortierung ist ein wichtiges Trennverfahren bei der Aufbereitung von Altpapier. Abhängig vom Auflösegrad und der Beladung der Suspension mit Fremdstoffen und Faserstippen werden unterschiedliche Sortierer eingesetzt. Dabei werden u.a. sogenannte Korbsortierer mit einem in einem Gehäuse angeordneten Siebkorb verwendet. Bei den bisher bekannten Korbsortierern werden die technischen Daten des Siebkorbs auf einem Endring des Siebkorbs eingeschlagen. Da der Siebkorb im Gehäuse des betreffenden Sortierers angeordnet ist, ist das Ablesen dieser technischen Daten relativ aufwendig. Zudem bleibt der Verschleißzustand des Siebkorbs im ungewissen, zumal auch kein Lebenslauf oder Historie für die Siebkörbe vorliegt und auch keine Betriebsdaten zur Verfügung stehen.
Der weiteren erfinderischen Idee liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Überwachung des Zustands eines Siebkorbs eines Sortierers zur Behandlung einer Faserstoffsuspension anzugeben, bei dem die zuvor genannten Probleme beseitigt sind. Dabei soll insbesondere ein schnelleres fehlerfreies Auslesen der den Siebkorb betreffenden technischen Daten gewährleistet und eine umfassendere Überwachung des Zustands des Siebkorbs von außen ermöglicht werden.
Die Aufgabe der weiteren erfinderischen Idee wird durch ein System mit den Merkmalen des Satzes 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems ergeben sich aus den weiteren Sätzen, der vorliegenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
Das System zur Überwachung des Zustands eines Siebkorbs eines Sortierers zur Behandlung einer Faserstoffsuspension umfasst gemäß der weiteren erfinderischen Idee eine dem in einem Gehäuse des Sortierers angeordneten Siebkorb zugeordnete kabellose Identifikationseinheit und eine externe, insbesondere mobile Leseeinheit zum berührungslosen Auslesen von den Siebkorb betreffenden technischen Daten aus der Identifikationseinheit und zur Herstellung einer Verbindung mit einer weitere den Sortierer betreffenden Daten enthaltenden externen Datenbank.
Aufgrund dieser Ausbildung können die den Siebkorb betreffenden technischen Daten kabel- und berührungslos von außen, d.h. von außerhalb des Gehäuses des Sortierers schnell und zuverlässig ausgelesen werden. Zudem kann über die externe Leseeinheit auf in einer externen Datenbank enthaltene weitere den Sortierer betreffende Daten zugegriffen werden, womit eine umfassendere Überwachung des Zustands des Siebkorbs ermöglicht wird. Dabei kann beim Einbau des Siebkorbs eine entsprechende Siebkorbinformation in die externe Datenbank eingelesen werden. Beim anschließenden Auslesen der den Siebkorb betreffenden technischen Daten aus der dem Siebkorb zugeordneten Identifikationseinheit kann dann die erforderliche Zuordnung von in der Datenbank enthaltenen Daten zu diesem Siebkorb hergestellt werden. Die weiteren den Sortierer betreffenden Daten können beispielsweise über ein Steuerungssystem der Fabrik, in der der Sortierer installiert ist, gesammelt und der externen Datenbank zugeführt werden. Vertriebsmitarbeitern und Kunden kann jeweils eine insbesondere mobile Leseeinheit ausgehändigt werden, so dass diese den Siebkorb von außen, d.h. von außerhalb des Gehäuses kontrollieren können.
Bevorzugt umfasst eine jeweilige Leseeinheit ein Display zur Wiedergabe von weiteren den Sortierer betreffenden von der externen Datenbank abgerufenen Daten.
Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform des Systems umfasst die Identifikationseinheit zumindest einen RFID-Chip (RFID = radio-frequency Identification). Ein solcher RFID-Chip stellt insbesondere einen Transponder dar, der die den Siebkorb betreffenden technischen Daten enthält. Der Transponder ist ein Funk- Kommunikationsmittel, das eingehende Signale aufnimmt und automatisch beantwortet. Die Kopplung kann durch von der Leseeinheit erzeugte magnetische Wechselfelder geringer Reichweite oder durch hochfrequente Radiowellen erfolgen. Damit können nicht nur Daten übertragen, sondern auch der Transponder mit Energie versorgt werden. Für größere Reichweiten ist beispielsweise auch ein aktiver RFID- Chip mit eigener Stromversorgung denkbar.
Das Lesegerät kann eine Software enthalten, die den eigentlichen Leseprozess zum Auslesen der den Siebkorb betreffenden technischen Daten aus der Identifikationseinheit bzw. dem RFID-Chip steuert. Zudem kann die Leseeinheit eine RFID-Middleware mit einer Schnittstelle zu der externen Datenbank umfassen. Die Identifikationseinheit umfasst bevorzugt zumindest einen dem Siebkorb des Sortierers zugeordneten RFID-Chip. Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform des Systems gemäß der weiteren erfinderischen Idee umfasst die Identifikationseinheit sowohl einen dem Siebkorb des Sortierers zugeordneten RFID-Chip als auch einen dem Gehäuse des Sortierers zugeordneten RFID-Chip, wobei der dem Siebkorb zugeordnete RFID-Chip über eine Software-Kopplung mit dem dem Gehäuse zugeordneten RFID-Chip koppelbar und der dem Gehäuse zugeordnete RFID-Chip über die Leseeinheit auslesbar ist.
Damit kann die Leseeinheit eine Verbindung zwischen dem dem Gehäuse zugeordneten RFID-Chip und der externen Datenbank herstellen. Die Verbindung zwischen dem RFID-Chip und der externen Datenbank wird in diesem Fall nicht durch das in der Regel metallische Gehäuse des Sortierers beeinträchtigt.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform des Systems kann jedoch auch unmittelbar der dem Siebkorb des Sortierers zugeordnete RFID-Chip über die Leseeinheit auslesbar sein.
Insbesondere in dem Fall, dass unmittelbar der dem Siebkorb des Sortierers zugeordnete RFID-Chip über die Leseeinheit auslesbar ist, ist der dem Siebkorb des Sortierers zugeordnete RFID-Chip bevorzugt im Bereich der über einen Deckel verschließbaren Öffnung des Sortierers angeordnet. Zum Auslesen des betreffenden RFID-Chips kann dann der Deckel des Sortierers abgenommen werden, woraufhin mittels der Leseeinheit unmittelbar der dem Siebkorb des Sortierers zugeordnete RFID-Chip ausgelesen werden kann.
Der dem Siebkorb des Sortierers zugeordnete RFID-Chip kann insbesondere an oder in einem Endring des Siebkorbs angeordnet sein. Insbesondere aus den zuvor genannten Gründen ist dabei von Vorteil, wenn der dem Siebkorb des Sortierers zugeordnete RFID-Chip an oder in einem der durch einen Deckel verschließbaren Öffnung des Sortierers benachbarten Endring des Siebkorbs angeordnet ist.
Dabei ist der dem Siebkorb des Sortierers zugeordnete RFID-Chip bevorzugt an der der Öffnung des Sortierers zugewandten Oberseite des Endrings angeordnet. Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn der dem Siebkorb des Sortierers zugeordnete RFID-Chip an der radialen Innenseite des Endrings angeordnet ist, womit die Zugänglichkeit des RFID-Chips zur Ankopplung der Leseeinheit weiter verbessert wird. Es ist beispielsweise auch eine solche Ausführung denkbar, bei der der dem Siebkorb des Sortierers zugeordnete RFID-Chip versenkt in dem Endring untergebracht ist. Dabei ist der versenkt in dem Endring des Siebkorbs untergebrachte RFID-Chip bevorzugt mit Kunststoff oder vorzugsweise Teflon gekapselt. Eine solche Abdeckung ist zweckmäßig, da der Siebkorb in der Regel wiederaufbereitet, d.h. insbesondere verchromt und elektropoliert wird.
Die erwähnte Anordnung des dem Siebkorb des Sortierers zugeordneten RFID-Chips an oder in einem Endring des Siebkorbs trägt unter anderem dem Umstand Rechnung, dass die Endringe eines Stabsiebkorbes mit zwischen diesen Endringen verlaufenden Stäben einem geringeren Verschleiß unterliegen als die Stäbe.
Die weiteren den Sortierer betreffenden Daten sind bevorzugt zusammen mit den den Siebkorb betreffenden technischen Daten in der externen Datenbank hinterlegt. Über die aus der dem Siebkorb zugeordneten Identifikationseinheit ausgelesenen technischen Daten kann somit die Zuordnung zu den weiteren den Sortierer betreffenden Daten in der externen Datenbank hergestellt werden. Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des Systems gemäß der weiteren erfinderischen Idee umfassen die über die Leseeinheit aus der externen Datenbank abrufbaren weiteren den Sortierer betreffenden Daten Fertigungsdaten des Siebkorbs, Lebenslaufdaten des Siebkorbs, Betriebsdaten des Sortierers, Verschleißdaten des Siebkorbs und/oder dergleichen.
Dabei können die Fertigungsdaten des Siebkorbs beispielsweise die Konstruktion, das Material, die Größe usw. des Siebkorbs betreffende Daten enthalten. Die Lebenslaufdaten des Siebkorbs können beispielsweise Daten bezüglich der Wiederaufbereitung des Siebkorbs, bezüglich Lagerzeiten usw. enthalten. Die Betriebsdaten des Sortierers umfassen beispielsweise die Laufzeit, den Durchfluss/Druck am Einlauf/Auslauf des Sortierers, die Rotationsgeschwindigkeit usw. Diese Informationen können beispielsweise über die Maschinensteuerung des Sortierers erhalten werden.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn das erfindungsgemäße System Datenverarbeitungsmittel umfasst, um auf der Basis der Lebensdauer vorheriger Siebkörbe, der gesamten bisher vom Siebkorb behandelten Durchsatzmenge, der Rotationsgeschwindigkeit des Siebkorbs, der Energiebilanz zwischen dem Eingang und den Ausgängen des Sortierers und/oder dergleichen den Verschleißgrad des Siebkorbs und damit den nächsten Wechseltermin für den Siebkorb zu ermitteln. Insbesondere kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Basis dieser Daten eine Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit des Siebkorbs ermittelt wird.
Ein System zur Überwachung des Zustands eines Siebkorbs eines Sortierers gemäß der weiteren erfinderischen Idee kann in einer Anlage zur Herstellung einer
Faserstoffbahn entweder für sich alleine, oder in Kombination mit einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung einer Dichtungseinrichtung zum Einsatz kommen. Eine derartige Kombination bietet unter anderem den Vorteil, dass dadurch der Betreiber eine umfassendere Kenntnis über den aktuellen Zustand wesentlicher Verschleißteile an seiner Anlage gewinnt. So kann beispielsweise eine optimierte Stillstandsplanung erfolgen. Ein geplanter Anlagenstillstand kann dann z.B. so angesetzt werden, dass Dichtleisten und Siebkörbe gemeinsam ausgetauscht werden können.
Im Nachfolgenden werden wesentliche Merkmale der weiteren erfinderische Idee noch einmal in kompakter Form anhand von nummerierten, aufeinander rückbezogenen Sätzen beschrieben. Die in Klammern gesetzten Bezugszeichen nehmen auf die Figuren 3 und 4 Bezug.
Die weitere erfinderische Idee wird danach auch anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Sätze
Satz 1 . System (10) zur Überwachung des Zustands eines Siebkorbs (12) eines Sortierers zur Behandlung einer Faserstoffsuspension, mit einer dem in einem
Gehäuse des Sortierers angeordneten Siebkorb zugeordneten kabellosen Identifikationseinheit (14) und einer externen, insbesondere mobilen Leseeinheit (16) zum berührungslosen Auslesen von den Siebkorb (12) betreffenden technischen Daten (18) aus der Identifikationseinheit (14) und zur Herstellung einer Verbindung mit einer weitere den Sortierer betreffende Daten enthaltenden externen Datenbank (20).
Satz 2. System nach Satz 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Leseeinheit (16) ein Display zur Wiedergabe von weiteren den Sortierer betreffenden von der externen Datenbank abgerufenen Daten umfasst.
Satz 3. System nach Satz 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Identifikationseinheit (14) zumindest einen RFID-Chip umfasst. Satz 4. System nach Satz 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Identifikationseinheit (14) zumindest einen dem Siebkorb (12) des Sortierers zugeordneten RFID-Chip umfasst. Satz 5. System nach Satz 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Identifikationseinheit (14) sowohl einen dem Siebkorb (12) des Sortierers zugeordneten RFID-Chip als auch einen dem Gehäuse (24) des Sortierers zugeordneten RFID-Chip umfasst, wobei der dem Siebkorb (12) zugeordnete RFID-Chip über eine Software-Kopplung mit dem dem Gehäuse (24) zugeordneten RFID-Chip koppelbar und der dem Gehäuse zugeordnete RFID- Chip über die Leseeinheit (16) auslesbar ist.
Satz 6. System nach Satz 4, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar der dem Siebkorb (12) des Sortierers zugeordnete RFID-Chip über die Leseeinheit (16) auslesbar ist.
Satz 7. System nach zumindest einem der vorstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Siebkorb (12) des Sortierers zugeordnete RFID-Chip im Bereich der über einen Deckel verschließbaren Öffnung des Sortierers angeordnet ist.
Satz 8. System nach zumindest einem der vorstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Siebkorb (12) des Sortierers zugeordnete RFID-Chip an oder in einem Endring (22) des Siebkorbs (12) angeordnet ist.
Satz 9. System nach zumindest einem der vorstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Siebkorb (12) des Sortierers zugeordnete RFID-Chip an oder in einem der durch einen Deckel verschließbaren Öffnung des Sortierers benachbarten Endring (22) des Siebkorbs (12) angeordnet ist.
Satz 10. System nach Satz 9, dadurch gekennzeichnet, dass der dem
Siebkorb (12) des Sortierers zugeordnete RFID-Chip an der der Öffnung des Sortierers zugewandten Oberseite des Endrings (22) angeordnet ist. Satz 1 1 . System nach Satz 9, dadurch gekennzeichnet, dass der dem
Siebkorb (12) des Sortierers zugeordnete RFID-Chip an der radialen Innenseite des Endrings (22) angeordnet ist.
Satz 12. System nach Satz 9, dadurch gekennzeichnet, dass der dem
Siebkorb (12) des Sortierers zugeordnete RFID-Chip versenkt in dem Endring (22) untergebracht ist.
Satz 13. System nach Satz 12, dadurch gekennzeichnet, dass der versenkt in dem Endring des Siebkorbs (12) untergebrachte RFID-Chip mit einer insbesondere aus Kunststoff und vorzugsweise aus Teflon bestehenden Abdeckung oder Kapselung versehen ist.
Satz 14. System nach zumindest einem der vorstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren den Sortierer betreffenden Daten zusammen mit den den Siebkorb (12) kennzeichnenden technischen Daten (18) in der externen Datenbank (20) hinterlegt sind.
Satz 15. System nach zumindest einem der vorstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die über die Leseeinheit (16) aus der externen Datenbank (20) abrufbaren weiteren den Sortierer betreffenden Daten Fertigungsdaten des Siebkorbs (12), Lebenslaufdaten des Siebkorbs (12), Betriebsdaten des Sortierer und/oder dergleichen umfassen.
Satz 16. System nach zumindest einem der vorstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass es Datenverarbeitungsmittel umfasst, um auf der Basis der Lebensdauer vorheriger Siebkörbe, der gesamten bisher vom Siebkorb (12) behandelten Durchsatzmenge, der Rotationsgeschwindigkeit des Siebkorbs (12), der Energiebilanz zwischen dem Eingang und den Ausgängen des Sortierers und/oder dergleichen den Verschleißgrad des Siebkorbs (12) und damit den nächsten Wechseltermin für den Siebkorb (12) zu ermitteln. Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft in den oben geschilderten Fällen, also zur Überwachung einer Dichtungseinrichtung und/oder zur Überwachung eines Sortierers zum Einsatz kommen kann, ist es nicht auf diese Anwendungen beschränkt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von schematischen, nicht maßstäblichen Figuren weiter erläutert.
Figur 1 zeigt schematisch die wesentlichen Komponenten des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einer Dichtleiste in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figuren 3 und 4 zeigen in rein schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform eines Systems zur Überwachung des Zustands eines Siebkorbs gemäß der weiteren erfinderischen Idee
Figur 1 zeigt schematisch eine Dichtleiste 1 , die mit einer bewegten Fläche 200 in Reibkontakt steht. Diese Dichtleiste 1 kann in einer Saugwalze eingesetzt sein, und eine Saug- oder Blaszone gegen die Umgebung abdichten. Sie kann aber auch mit einer Bespannung, insbesondere einem Sieb oder einem Pressfilz in Kontakt stehen um beispielsweise einen Saugkasten abzudichten. Die Dichtleiste 1 in Figur 1 umfasst einen Verschleißsensor 2. Dieser Sensor 2 erzeugt ein Signal, sobald ein festgelegtes Verschleißniveau der Dichtleiste 1 erreicht ist. In Figur 1 ist eine Dichtleiste 1 mit einem Sensor 2 gezeigt, jedoch umfassen Dichtleisten 1 häufig mehrere Verschleißsensoren, bevorzugt zwei oder drei. Dadurch ist es möglich, mehrere Verschleißniveaus festzulegen, bei deren Erreichen die Dichtleiste 1 ein Signal sendet. Vorteilhafterweise kann eines der Verschleißniveaus zwischen 80% und 50% Restverschleiß festgelegt sein. Die exakte Kenntnis des Erreichens eines vergleichsweisen frühen Verschleißniveaus ermöglicht es, sehr früh eine erste Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit des Dichtelements 1 zu ermitteln. Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn eines der Verschleißniveaus zwischen 20% und 10% Restverschleiß, bevorzugt zwischen 20% und 15% Restverschleiß festgelegt wird. Die exakte Kenntnis des Erreichens eines vergleichsweisen späten Verschleißniveaus erlaubt eine genauere Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit des Dichtelements 1 . Die Sensoren 2 können jedoch auch so positioniert sein, dass sie bei anderen als den oben angegebenen Verschleißniveaus, insbesondere auch zwischen 50% und 20% Restverschleiß ein Signal geben. Für das Verfahren ist es jedoch wichtig zu wissen, bei welchem Verschleißniveau der jeweilige Sensor 2 ein Signal sendet. Dies wird vor dem Einbau festgelegt, und die Sensoren entsprechend positioniert.
Über eine Signalleitung 5 wird das Sensorsignal zu einem Computersystem übertragen. Die Übertragung kann dabei kabelgebunden oder kabellos, etwa über WLAN, Bluetooth oder ähnliche geeignete Signalleitungen 5 erfolgen. Im den in Figur 1 gezeigten Beispiel werden an das Computersystem 3 zudem noch eine oder mehrere weitere Kenngrößen übergeben. Diese Kenngrößen werden hier vom Leitsystem 6 der Maschine übermittelt und können Betriebszustände der Maschine wie z.B. Maschinengeschwindigkeiten, Betriebszeiten der Maschine, die Stillstands Zeiten der Maschine, die Art und/oder Menge der produzierten Produkte, oder den Anpressdruck des Dichtelements an die bewegte Fläche, beschreiben. Diese Kenngrößen können kontinuierlich an das Computersystem 3 übermittelt werden, oder zu bestimmten diskreten Zeitpunkten.
Das Computersystem 3 berechnet auf Basis des Zeitpunts zO, an dem die Dichtleiste 1 installiert worden ist, sowie dem Zeitpunkt z1 , an dem ein bestimmtes Verschleißniveau erreicht worden ist, zusammen mit den weiteren Kenngrößen aus dem Leitsystem 6 eine Vorhersage für die verbleibende Betriebszeit der Dichtleiste 1 . Der Zeitpunkt z1 wird hier durch ein Signal des Sensors 2 in der Dichtleiste 1 übermittelt. Sind mehr als ein Sensor 2 installiert, werden gegebenenfalls zu weiteren Zeitpunkten z2, z3, z4.... Signale an das Computersystem 3 übermittelt, wodurch die Vorhersage durch erneute Berechnung verbessert werden kann. Die Sensoren liefern üblicherweise nur zu den diskreten Zeitpunkten z1 , z2, z3, z4,...ein Signal an das Computersystem 3. In den Zeiten dazwischen aktualisiert das Computersystem die verbleibende Restlaufzeit kontinuierlich unter Verwendung der Kenngrößen aus dem Leitsystem sowie dem aktuellen Zeitpunkt.
Gebräuchlicherweise verfügt das Computersystem 3 über eine Anzeigeeinrichtung 4, an der die verbleibende Betriebszeit angezeigt werden kann.
Figur 1 zeigt das Computersystem 3 und das Leitsystem 6 als räumlich getrennte Objekte, die mittels einer kabelgebundenen oder kabellosen Signalleitung 5a miteinander verbunden sind. Es ist jedoch auch möglich, dass die beiden Computersysteme in einer Einheit realisiert sind. In diesem Falle kann die Berechnung der Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit auf einer Recheneinheit des Leitsystems 6 erfolgen. Die Anzeige der verbleibenden Betriebszeit kann dann beispielsweise auf einem oder mehreren Monitoren in einer Leitwarte der Maschine erfolgen.
In dem in Figur 1 gezeigten System ist zudem das Computersystem 3 über eine Signalleitung 5b mit einem weiteren Computersystem 7 verbunden. Dabei kann es sich um ein elektronisches Beschaffungssystem 7 handeln. Erreicht die verbleibende Betriebszeit der Dichtleiste 1 einen vorher festgelegten Schwellwert, so kann dann ein Signal an das Beschaffungssystem 7 gesendet werden, um einen rechtzeitigen Einkauf einer neuen Dichtleiste 1 oder ähnlichem anzustoßen. Alternativ oder zusätzlich kann auch beim Erreichen eines anderen oder desselben Schwellwerts ein Signal an ein weiteres Computersystem 7 gesendet werden, das die Planung der Wartungsarbeiten an der Maschine plant oder verwaltet.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt einer Dichtleiste 1 für eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Die Dichtleiste 1 weist in Verschleißrichtung V ein gewisses maximales Verschleißvolumen 30 auf. Ist dieses Volumen 30 durch den Reibkontakt der Dichtleiste 1 mit der bewegten Fläche 200 oder durch andere Effekte abgetragen, kann die Dichtleiste 1 ihre Funktion nicht mehr erfüllen und es kann sogar zu Schäden an der bewegten Fläche 200, beispielsweise dem Saugwalzenmantel oder der Bespannung kommen. Die verbleibende Betriebszeit der Dichtleiste 1 ist also die Zeitspanne, bis das maximale Verschleißvolumen zumindest an einer Stelle über die Länge L der Dichtleiste 1 vollkommen abgetragen ist. Bei der in Figur 2 gezeigten Dichtleiste sind drei Verschleißsensoren 2a, 2b, 2c vorgesehen. Sie können jeweils als Schlauch, der mit einem Medium z.B. Luft oder Wasser gefüllt ist, ausgeführt sein. Jedoch sind auch andere Arten von Verschleißsensoren 2a, 2b, 2c vorstellbar, wie zum Beispiel optische Sensoren (Lichtwellenleiter) oder elektrische Leiter. Der erste Sensor 2a kann beispielsweise so positioniert sein, dass er ein Signal gibt, sobald nur noch ein Verschleißniveau zwischen 80% und 50% des maximalen Verschleißvolumens 30 zur Verfügung stehen. Der dritte Sensor 2c kann beispielsweise so positioniert sein, dass er ein Signal gibt, sobald nur noch ein Verschleißniveau zwischen 20% und 10% des maximalen Verschleißvolumens 30 zur Verfügung stehen. Der zweite Sensor 2b kann zwischen den beiden anderen positioniert werden, und beispielsweise ein Signal geben, sobald nur noch ein Verschleißniveau zwischen 40% und 30% des maximalen Verschleißvolumens 30 zur Verfügung stehen. Diese Werte sind beispielhaft zu verstehen, und können je nach Situation und Einbauposition auch deutlich unterschiedlich sein.
Von Vorteil ist es, dass der letzte Sensor 2c so positioniert ist, dass zum Zeitpunkt des Sensorsignals, bzw. beim Erreichen des entsprechenden Verschleißniveaus noch genügend Betriebszeit des Dichtelements 1 verbleibt, dass genügend Zeit für eine geplante und kontrollierte Wartung bzw. einen Austausch des Dichtelements - bevorzugt im Rahmen einen routinemäßigen Stillstands der Maschine - bleibt.
In der Zeichnung zeigt Figur 3 in rein schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform eines Systems 10 zur Überwachung des Zustands eines Siebkorbs 12 eines Sortierers zur Behandlung einer Faserstoffsuspension gemäß der weiteren erfinderischen Idee.. Das System 10 umfasst gemäß Figur 4 eine dem in einem Gehäuse 24 des Sortierers angeordneten Siebkorb 12 zugeordnete kabellose Identifikationseinheit 14 und eine externe, insbesondere mobile Leseeinheit 16 zum berührungslosen Auslesen von den Siebkorb 12 betreffenden technischen Daten 18 aus der Identifikationseinheit 14 und zur Herstellung einer Verbindung mit einer weitere den Sortierer betreffende Daten enthaltenden externen Datenbank 20.
Die Leseeinheit 16 kann ein Display zur Wiedergabe von weiteren den Sortierer betreffenden von der externen Datenbank abgerufenen Daten umfassen.
Die Identifikationseinheit 14 kann zumindest einen RFID-Chip umfassen. In diesem Fall umfasst sie zumindest einen dem Siebkorb 12 des Sortierers zugeordneten RFID-Chip. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Systems gemäß der weiteren erfinderischen Idee kann die Identifikationseinheit 14 sowohl einen dem Siebkorb 12 des Sortierers zugeordneten RFID-Chip als auch einen dem Gehäuse 24 des Sortierers zugeordneten RFID-Chip umfassen, wobei der dem Siebkorb 12 zugeordnete RFID-Chip über eine Software-Kopplung mit dem dem Gehäuse 24 zugeordneten RFID-Chip koppelbar und der dem Gehäuse 24 zugeordnete RFID- Chip über die Leseeinheit 16 auslesbar ist.
Gemäß einer alternativen beispielhaften Ausführungsform des Systems 10 kann auch unmittelbar der dem Siebkorb 12 des Sortierers zugeordnete RFID-Chip über die Leseeinheit 16 auslesbar sein.
Insbesondere in dem Fall, dass unmittelbar der dem Siebkorb 12 des Sortierers zugeordnete RFID-Chip über die Leseeinheit 16 auslesbar ist, ist der dem Siebkorb 12 des Sortierers zugeordnete RFID-Chip zweckmäßigerweise im Bereich der über einen Deckel verschließbaren Öffnung des Sortierers angeordnet. Dabei kann der dem Siebkorb 12 des Sortierers zugeordnete RFID-Chip insbesondere an oder in einem der durch einen Deckel verschließbaren Öffnung des Sortierers benachbarten Endring 22 des Siebkorbs 12 angeordnet sein. Im vorliegenden Fall ist der dem Siebkorb 12 des Sortierers zugeordnete RFID-Chip entsprechend an oder in dem oberen Endring 22 des Siebkorbs 12 angeordnet.
Dabei kann der dem Siebkorb 12 des Sortierers zugeordnete RFID-Chip beispielsweise an der der Öffnung des Sortierers zugewandten Oberseite des Endrings 22 oder auch an der radialen Innenseite des Endrings 22 angeordnet sein.
Es ist jedoch beispielsweise auch eine solche Ausführung denkbar, bei der der dem Siebkorb 12 des Sortierers zugeordnete RFID-Chip versenkt in dem Endring 22 untergebracht ist. Dabei kann der versenkt in dem Endring 22 des Siebkorbs 12 untergebrachte RFID-Chip mit einer insbesondere aus Kunststoff und vorzugsweise aus Teflon bestehenden Abdeckung versehen sein. Mit einer solchen Abdeckung wird dem Umstand Rechnung getragen, dass der Siebkorb 12 in der Regel wiederaufbereitet, d.h. verchromt und elektropoliert wird. Die weiteren den Sortierer betreffenden Daten können zusammen mit den den Siebkorb 12 betreffenden technischen Daten in der externen Datenbank 20 hinterlegt sein. Über die von der Identifikationseinheit 14 eines jeweiligen Siebkorbs 12 ausgelesenen technischen Daten 18 können somit die betreffenden weiteren in der externen Datenbank 20 enthaltenen Daten dem Siebkorb 12 zugeordnet werden.
Die über die Leseeinheit 16 aus der externen Datenbank 20 abrufbaren weiteren den Sortierer betreffenden Daten können insbesondere Fertigungsdaten des Siebkorbs 12, Lebenslaufdaten des Siebkorbs 12, Betriebsdaten des Sortierers und/oder dergleichen umfassen. Dabei umfassen die Fertigungsdaten des Siebkorbs 12 beispielsweise die Konstruktion, das Material, die Größe oder dergleichen des Siebkorbs 12 betreffende Daten. Die Lebenslaufdaten des Siebkorbs 12 können beispielsweise Daten zur Wiederaufbereitung des Siebkorbs 12, Lagerzeiten usw. umfassen. Die Betriebsdaten des Sortierers umfassen beispielsweise Daten bezüglich der Laufzeit, des Durchflusses/Drucks am Einlauf/Auslauf des Sortierers, Daten bezüglich der Rotationsgeschwindigkeit des Siebkorbs 12 und/oder dergleichen. Die betreffenden Informationen können insbesondere von der Maschinensteuerung des Sortierers geliefert werden.
Auch ein derartiges System kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens überwacht werden. Dadurch wird eine Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit des Verschleißelements 12, also des Siebkorbs 12 geliefert. Diese Information kann beispielsweise zur Optimierung der Stillstandsplanung verwendet werden.
Zudem kann das System 10 gemäß der weiteren erfinderischen Idee beispielsweise im Lesegerät 16 und/oder in der externen Datenbank 20 integrierte Datenverarbeitungsmittel umfassen, um auf der Basis der Lebensdauer vorheriger Siebkörbe, der gesamten
bisher vom Siebkorb 12 behandelten Durchsatzmenge, der Rotationsgeschwindigkeit des Siebkorbs 12, der Energiebilanz zwischen dem Eingang und den Ausgängen des Sortierers und/oder dergleichen den Verschleißgrad des Siebkorbs 12 und damit den nächsten Wechseltermin für den Siebkorb 12 zu ermitteln.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Überwachung einer Verschleißeinrichtung in einer Maschine zur Erzeugung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, wobei die Verschleißeinrichtung mindestens ein Verschleißelement (1 ) umfasst, welches insbesondere durch Reibkontakt einem Verschleiß ausgesetzt ist, und das Verfahren die Schritte umfasst: a) Bereitstellen des Zeitpunktes zO, an dem das Verschleißelement (1 ) in Betrieb ging
b) Bereitstellen des Zeitpunktes z1 , an dem ein festgelegtes erstes Verschleißniveau des Verschleißelement (1 ) erreicht wurde dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zudem die Schritte umfasst: c) Bereitstellen mindestens einer weiteren Kenngröße K1 d) Vorhersage einer verbleibenden Betriebszeit des Verschleißelements (1 ) aus der Kenntnis der Zeitpunkte zO und z1 insbesondere aus der Differenzzeit zwischen zO und z1 sowie der mindestens einen weiteren Kenngröße K1 mittels eines Computersystems (3). 2. Verfahren zur Überwachung einer Dichtungseinrichtung zur Abdichtung wenigstens einer an eine in einer Bewegungsrichtung bewegten Fläche (200) angrenzenden Unter- oder Überdruckzone in einer Maschine zur Erzeugung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, wobei die Dichtungseinrichtung mindestens ein Dichtelement (1 ) umfasst, welches in Reibkontakt mit der bewegten Fläche (200) steht und dadurch einem Verschleiß ausgesetzt ist, und das Verfahren die Schritte umfasst: a) Bereitstellen des Zeitpunktes zO, an dem das Dichtelement (1 ) in Betrieb ging b) Bereitstellen des Zeitpunktes z1 , an dem ein festgelegtes erstes Verschleißniveau des Dichtelements (1 ) erreicht wurde dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zudem die Schritte umfasst: c) Bereitstellen mindestens einer weiteren Kenngröße K1 d) Vorhersage einer verbleibenden Betriebszeit des Dichtelements (1 ) aus der Kenntnis der Zeitpunkte zO und z1 insbesondere aus der Differenzzeit zwischen zO und z1 sowie der mindestens einen weiteren Kenngröße K1 mittels eines Computersystems (3).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Kenngröße K1 noch zusätzliche, weitere Kenngrößen K2, K3, K4... bereitgestellt werden und diese Kenngrößen in die Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit mit einbezogen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kenngröße K1 und/oder eine oder mehrere der zusätzlichen weiteren Kenngrößen K2, K3, K4... einen oder mehrere Aspekte der Betriebsweise der Maschine beschreiben, insbesondere die Betriebsweise der Maschine seit dem Zeitpunkt, an dem das Verschleißelement (1 ) bzw. das Dichtelement (1 ) in Betrieb ging.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kenngröße K1 und/oder eine oder mehrere der zusätzlichen weiteren Kenngrößen K2, K3, K4... die Maschinengeschwindigkeit, die Betriebszeiten der Maschine, die Stillstands Zeiten der Maschine, die Art und/oder Menge der produzierten Produkte, oder den Anpressdruck des Dichtelements (1 ) an die bewegte Fläche (200), beschreiben.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Zeitpunkt z1 zumindest ein weiterer Zeitpunkt z2, bevorzugt mehrere weitere Zeitpunkte z3, z4,... bereitgestellt werden, an denen ein festgelegtes zweites, drittes, viertes,... Verschleißniveau erreicht wurde, wobei jeweils bei der Bereitstellung eines neuen Zeitpunkts die verbleibende Betriebszeit unter Einbeziehung aller bereits bereitgestellten Zeitpunkte sowie der weiteren Kenngröße oder den weiteren Kenngrößen neu bestimmt werden kann.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen zumindest eines der Zeitpunkte z1 , z2, z3, z4..., bevorzugt aller Zeitpunkte, die in die Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit eingehen, jeweils durch ein Signal erfolgt, welches von einem Sensor (2, 2a, 2b, 2c) in dem Dichtelement (1 ) direkt oder indirekt an das Computersystem (3) übermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der weiteren Kenngröße K1 , K2, K3, K4..., bevorzugt mehrere der weiteren Kenngröße K1 , K2, K3, K4..., durch ein Leitsystem (6) bereitgestellt wird, welches auch zur Überwachung, Steuerung und/oder Regelung der Maschine dient.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Verschleißniveaus zwischen 80% und 50% Restverschleiß festgelegt wird und/oder eines der Verschleißniveaus zwischen 20% und 10% Restverschleiß, bevorzugt zwischen 20% und 15% Restverschleiß festgelegt wird.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich die Schritte umfasst
d) Festlegen zumindest eines Schwellwertes für die verbleibende Betriebszeit e) Prüfen, ob die verbleibende Betriebszeit den zumindest einen festgelegten Schwellwert unterschreitet f) Generieren eines Hinweissignals, falls die verbleibende Betriebszeit den zumindest einen festgelegten Schwellwert unterschreitet.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinweissignal an einem optischen oder akustischen Anzeigegerät (4) angezeigt wird und/oder dass das Hinweissignal an ein weiteres Computersystem (7) weitergeleitet wird.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorhersage einer verbleibenden Betriebszeit des Verschleißelement (1 ) bzw. des Dichtelements (1 ) in Form eines einzelnen Wertes und/oder in Form eines Intervalls erfolgt.
13. Vorrichtung zur Überwachung einer Dichtungseinrichtung zur Abdichtung wenigstens einer an eine in einer Bewegungsrichtung bewegten Fläche (200) angrenzenden Unter- oder Überdruckzone in einer Maschine zur Erzeugung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, umfassend zumindest ein Dichtelement (1 ) mit zumindest einem, bevorzugt mehreren Verschleißsensoren (2,2a,2b,2c), ein Computersystem (3) sowie Mittel der Signalübertragung (5) von dem zumindest einen Verschleißsensor an das Computersystem (3) dadurch gekennzeichnet, dass das mittels des Computersystems (3) eine Vorhersage der verbleibenden Betriebszeit des Dichtelements (1 ) mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 -12 erfolgt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das
Dichtelement (1 ) zumindest einen Verschleißsensor (2,2a,2b,2c) umfasst, der ein Verschleißniveau zwischen 80% und 50% Restverschleiß anzeigt und/oder einen Verschleißsensor der ein Verschleißniveaus zwischen 20% und 10% Restverschleiß. anzeigt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Verschleißsensor (2,2a,2b,2c) zumindest einen Lichtwellenleiter, einen elektrischen Leiter, einen Temperatursensor oder einen Schlauch, welcher mit einem Medium gefüllt ist, umfasst, und wobei der Lichtwellenleiter, elektrische Leiter, der Temperatursensor oder der Schlauch bei fortschreitendem Verschleiß des Dichtelements (1 ) zerstört wird.
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