WO2008089800A1 - Gleitringdichtung mit überwachungsfunktion - Google Patents

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WO2008089800A1
WO2008089800A1 PCT/EP2007/009594 EP2007009594W WO2008089800A1 WO 2008089800 A1 WO2008089800 A1 WO 2008089800A1 EP 2007009594 W EP2007009594 W EP 2007009594W WO 2008089800 A1 WO2008089800 A1 WO 2008089800A1
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mechanical seal
force
ring
seal
component
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PCT/EP2007/009594
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French (fr)
Inventor
Markus Bareis
Wolfgang Berger
Günther Lederer
Joachim Otschik
Michael Riedl
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Burgmann Industries Gmbh & Co. Kg
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3492—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member with monitoring or measuring means associated with the seal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0009—Force sensors associated with a bearing

Definitions

  • the invention relates to a mechanical seal and in particular to a monitoring of the operating state.
  • lubricant film is understood to mean not only a film from a liquid medium, but also a gas film in the case of gas-lubricated mechanical seals, the formation of which can be promoted in a known manner by introducing structures having effective delivery in the sliding surfaces of the seal rings Measure is known in the art and therefore requires no further explanation.
  • the life of a mechanical seal is significantly dependent on the tribological conditions in the sealing gap between the cooperating sliding surfaces of the seal rings and can be significantly reduced by excessive wear on the sliding surfaces. Failures of the mechanical seal can cause damage to the entire associated equipment, e.g. Pump and cause significant environmental damage. Also, a premature shutdown of the equipment may be required, which is associated with correspondingly high follow-up costs.
  • a probe is proposed for monitoring the output of the sliding surfaces, in conjunction with an electrically conductive stationary sliding ring acts and can detect the strength of a magnetic field induced in the sliding ring, which is changed by abrasion, the distance between the probe and a conical counter surface on the sliding ring.
  • DE 197 24 308 A it is proposed to determine the probability of failure of a mechanical seal to detect the pressure of the medium to be sealed and other parameters and compare with reference values for a standardized normal state in order to make a statement about the operating condition of the mechanical seal
  • DE 42 25 642 C is proposed to make a pressure monitoring in particular the leakage.
  • the invention has for its object to provide a mechanical seal of the type mentioned with improved monitoring function based on a determination of tribological friction conditions in the sealing gap between the cooperating sliding rings.
  • the invention makes use of the fact that the frictional forces in the sealing gap on the stationary seal ring exert a torque or rotational forces that allow a direct inference to the tribological conditions in the sealing gap, ie it can be determined whether a desired complete formation of a lubricant film (No or low frictional forces) is present or the formation of a lubricant film is not or not done inadequate manner (with the degree of inadequate lubricant film formation, the frictional forces increase).
  • the frictional forces therefore provide a clear indication of how high the proportion of solid friction and lubricant friction is.
  • the determination of the torque caused by the frictional forces on the stationary seal ring makes it possible to determine the load condition or the expected remaining service life of the mechanical seal with a high degree of accuracy by comparing results from comparative tests or empirical values as reference variables to the momentarily measured conditions.
  • the invention also makes it possible to detect dangerous solids. at a very early stage, long before any consequent excessive wear on the sliding surfaces, in order to be able to take appropriate countermeasures in good time.
  • the operation monitoring may further include the detection of other characteristic for the performance of a mechanical seal parameters such as temperature, pressure, speed, sealing gap width, etc. in addition to detecting the friction conditions and evaluated in a signal processing device to provide a comprehensive picture of the current Condition of the mechanical seal and the expected remaining service life.
  • the invention also makes it possible to determine the frictional power or the energy consumption of the mechanical seal from the detection of the rotational speed and the torque induced by frictional forces. Excessive energy consumption can also be a criterion for premature mechanical seal replacement.
  • the force-measuring device comprises a measuring sensor mounted on the stationary component with a force transmission element extending substantially tangentially to a peripheral point of the rotationally facing slide ring and connected thereto. It can be provided between the power transmission element and the rotationally facing slide ring a positive connection.
  • the force measuring device could be provided between the spring element and the groove, which further improves the immediacy of the measured value.
  • FIG. 1 is a sectional view of a mechanical seal according to an embodiment of the invention in the state of mounting on a shaft to be sealed
  • FIG. 2 the mechanical seal of FIG. 1 in a side view.
  • the mechanical seal provided with the general reference numeral 1 in FIG. 1 comprises a pair of cooperating sliding rings 2, 3, which have opposing sliding surfaces 4, 5.
  • One of the slip rings, namely the slide ring 2 is mounted on a shaft 6 and mounted so that the slide ring 2 can rotate together with the shaft 6.
  • a biasing spring 7 is provided to urge the slide ring 2 axially toward the other slide ring 3 with a biasing force, thereby pressing the slide surfaces 4, 5 into sealing engagement with each other.
  • the other slip ring 3 is prevented from rotating with the shaft 6 and held to a seal housing 8, which, as indicated, by a screw 9 at the shaft passage area of a device, not shown, e.g. a pump can be attached.
  • the magnitude of the frictional forces is dependent on the tribological conditions in the sealing gap between the co-operating sliding surfaces 4, 5.
  • the currently prevailing frictional forces therefore provide information about the presence of pure fluid friction in a proper lubricant film or solid friction in the absence or insufficient lubricant film.
  • a force measuring device is arranged for detecting the frictional forces in the force flow between the stationary seal ring 3 and the seal housing 8, which carries the general reference numeral 10 in FIG. 1 and is shown in FIG. 2 with further details.
  • the force measuring device 10 comprises a force sensor 11, which is mounted on the seal housing 8, as indicated at 12 in a suitable manner.
  • the force sensor 11 may be any suitable electrical, e.g. act piezoelectric, hydraulic or pneumatic element, which is adapted to provide under a force exerted thereon, a characteristic of the power electrical, hydraulic or pneumatic output signal which can be supplied via a line 13 of a signal processing device (not shown).
  • an elongate pin-shaped force transmission element 14 is provided, which at one axial end with the force sensor 11 and at the other axial end with the stationary seal ring 3, preferably positively connected.
  • a projecting from the respective axial end of the force transmission element 14 projection element 15 engage in a provided in the stationary seal ring 3 recess.
  • the force transmission element 14 extends substantially tangentially with respect to the circumference of the sliding ring 3. A torque exerted on the sliding ring 3 as a result of the friction forces currently prevailing between the sliding surfaces 4, 5 is therefore a rotational force via the force transmission element 14 on the force sensor 11 exercise.
  • the slide ring 3 except by the force measuring device 10, basically not rotatably mounted with respect to the housing 8, so that the main power flow via the force measuring device 10 takes place.
  • a secondary seal indicated at 16, in the shape, e.g. an O-ring, provided.
  • the Sekundärsichtung 16 can provide a small contribution to the rotationally secure mounting of the seal ring 3 relative to the seal housing 8, which may require a corresponding adjustment of the output signal of the force sensor 11.
  • further detection means may be provided for parameters which may provide information about the operation of the mechanical seal.
  • a detection device for the temperature at or in the region of the seal rings, a detection device for the prevailing in the sealing gap between the sliding surfaces 4, 5 pressure or the pressure in the region near the sealing gap, a detection means for the rotational speed of the rotating seal ring 2, a Detecting means for the sealing gap width as well as other suitable detection means may be provided individually or in combination.
  • the output signals of these detection devices can also be supplied to the signal processing device.
  • the signal processing device which is preferably a computer device
  • the reference variables which are suitable for the individual measured characteristic variables can be stored for a normal and deviating operating state in order to obtain information about the current operating state of the mechanical seal. The data obtained can be used in comparison with given empirical values to make a statement about the remaining service life of the mechanical seal.
  • a tongue and groove arrangement may be provided by a projecting from the seal housing spring projection engages in a groove in the stationary seal ring, so that it is prevented from rotating.
  • a micro force sensor e.g. a piezoelectric force measuring element, be installed, on which act the forces prevailing between the spring projection element and the groove, which represent a measure of the friction forces prevailing between the sliding surfaces.
  • the force measuring device comprises a provided between the seal housing and a contact surface on the outer periphery of the stationary seal ring compression spring which allows minimal rotation of the stationary seal ring and is compressed under a frictional force-related torque of the stationary seal ring, so that a Counterforce caused, which can be measured and processed in the signal processing device in the manner described above.
  • a feature of the invention is that one can draw an immediate inference by measuring the force acting on the stationary seal ring by the frictional forces in the sealing gap rotational forces on the tribological procurement of the sliding surfaces.

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Abstract

Eine Gleitringdichtung mit wenigstens einem Paar zusammenwirkender Gleitringe, von denen einer zur gemeinsamen Drehung mit einem rotierenden Bauteil (6) vorgesehen und der andere (3) an einem stationären Bauteil (8) gegen eine Drehung mit dem rotierenden Bauteil drehgesichert gehalten ist, umfasst eine Einrichtung zur Überwachung des Betriebszustandes der Gleitringdichtung. Die Überwachungseinrichtung umfasst eine im Drehkraftfluss zwischen dem stationären Bauteil (8) und dem drehgesichterten Gleitring (3) vorgesehene Kraftmesseinrichtung (10), um die momentanen drehsichernden Kräfte zu erfassen und ein dafür kennzeichnendes Ausgangssignal zu erzeugen. Die Kraftmesseinrichtung (10) kann mit dem drehgesichterten Gleitring (3) durch ein Kraftübertragungselement (14) unmittelbar verbunden sein.

Description

Gleitringdichtung mit Überwachungsfunktion
Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung und insbesondere eine solche mit Überwachung des Betriebszustandes.
Beim Betrieb einer Gleitringdichtung treten zwischen den Gleitringen Reibkräfte auf. Die Höhe der Reibkräfte hängt davon ab, ob sich die Gleitflächen berühren oder ob zwischen den Gleitflächen ein Schmiermittelfilm vorhanden ist. Unter dem Begriff „Schmiermittelfilm" ist nicht nur ein Film aus einem flüssigen Medium, sondern bei gas- geschmierten Gleitringdichtungen auch ein Gasfilm zu verstehen, dessen Bildung in bekannter weise dadurch gefördert werden kann, dass in den Gleitflächen der Gleitringe förderwirksame Strukturen eingebracht sind. Diese Massnahme ist dem Fachmann bekannt und erfordert daher keine nähere Erläuterung.
Die Lebensdauer einer Gleitringdichtung ist wesentlich von den tribologischen Verhältnissen im Dichtspalt zwischen den zusammenwirkenden Gleitflächen der Gleitringe abhängig und kann durch überhöhten Verschleiss an den Gleitflächen erheblich herabgesetzt werden. Ausfälle der Gleitringdichtung können Beschädigungen an der gesamten zugehörigen Gerätschaft, z.B. Pumpe, hervorrufen und erhebliche Umweltbeeinträchtigungen zur Folge haben. Auch kann ein vorzeitiges Abschalten der Gerätschaft erforderlich werden, was mit entsprechend hohen Folgekosten verbunden ist.
Es wurden schon verschiedene Massnahmen vorgeschlagen, um Gleitringdichtungen während des Betriebes zu überwachen. In der DE 34 26 539 A wird für die Überwachung des Abtriebs der Gleitflächen eine Sonde vorgeschlagen, die in Verbindung mit einem elektrisch leitfähigen stationären Gleitring wirkt und die Stärke eines im Gleitring induzierten Magnetfeldes erfassen kann, wobei durch Abrieb der Abstand zwischen der Sonde und einer konischen Gegenfläche am Gleitring geändert wird. In der DE 197 24 308 A wird vorgeschlagen, zur Ermittlung der Ausfallwahrscheinlichkeit einer Gleitringdichtung den Druck des abzudichtenden Mediums und andere Parameter zu erfassen und mit Bezugswerten für einen standardisierten Normalzustand zu vergleichen, um auf diese Weise eine Aussage über den Betriebszustand der Gleitringdichtung treffen zu können. In der DE 42 25 642 C wird vorgeschlagen, eine Drucküberwachung insbesondere der Leckage vorzunehmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtung der eingangs erwähnten Art mit verbesserter Überwachungsfunktion anhand einer Ermittlung der tribo- logischen Reibverhältnisse im Dichtspalt zwischen den zusammenwirkenden Gleitringen zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird auf die Patentansprüche verwiesen. Dabei macht sich die Erfindung den Umstand zunutze, dass die Reibkräfte im Dichtspalt auf den stationären Gleitring ein Drehmoment bzw. Drehkräfte ausüben, die einen direkten Rückschluss auf die tribologischen Verhältnisse im Dichtspalt erlauben, d.h. es lässt sich feststellen, ob eine gewünschte vollständige Ausbildung eines Schmiermittelfilms (keine bzw. geringe Reibkräfte) vorliegt bzw. die Bildung eines Schmiermittelfilmes nicht oder in nur unzulänglicher Weise erfolgt ist (mit dem Grad der unzulänglichen Schmiermittelfilmbildung steigen die Reibkräfte an). Die Reibkräfte geben daher einen eindeutigen Aufschluss darüber, wie hoch der Anteil an Festkörperreibung und Schmiermittelreibung ist. Die Bestimmung des durch die Reibkräfte hervorgerufenen Drehmomentes auf den stationären Gleitring erlaubt es, den Belastungszustand bzw. die zu erwartende Restlebensdauer der Gleitringdichtung mit einem hohen Mass an Genauigkeit zu bestimmen, indem man den momentan gemessenen Verhältnissen Ergebnisse aus Vergleichsversuchen oder Erfahrungswerten als Referenzgrössen gegenüberstellt. Die Erfindung ermöglicht ferner die Feststellung von gefährlicher Festkör- perreibung in einem sehr frühen Stadium lange vor einem dadurch bedingten übermä- ssigen Verschleiss an den Gleitflächen, um rechtzeitig geeignete Gegenmassnahmen treffen zu können. Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung kann die Betriebsüberwachung ferner die Erfassung von anderen für das Betriebsverhalten einer Gleitringdichtung kennzeichnenden Parametern wie Temperatur, Druck, Drehzahl, Dichtspaltweite etc. zusätzlich zur Erfassung der Reibverhältnisse beinhalten und in einer Signalverarbeitungseinrichtung ausgewertet werden, um ein umfassendes Bild über den momentanen Zustand der Gleitringdichtung und der zu erwartenden Restlebensdauer zu erhalten. Die Erfindung ermöglicht ferner aus der Erfassung der Drehzahl und des durch Reibkräfte induzierten Drehmomentes die Ermittlung der Reibleistung bzw. des Energieverbrauches der Gleitringdichtung. Ein übermässiger Energieverbrauch kann ebenfalls ein Kriterium für einen vorzeitigen Austausch der Gleitringdichtung darstellen.
Gemäss einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Kraftmesseinrichtung einen am stationären Bauteil montierten Messsensor mit einem sich im Wesentlichen tangential zu einer Umfangsstelle des drehgesichterten Gleitringes erstreckenden und damit verbundenen Kraftübertragungselement. Dabei kann zwischen dem Kraftübertragungselement und dem drehgesichterten Gleitring eine formschlüssige Verbindung vorgesehen sein. Mit dieser Weiterbildung wird eine erfindungsgemässe Anordnung geschaffen, die nicht nur unkompliziert und für robuste Anwendungsfälle besonders geeignet ist, sondern es wird dadurch auch die Zuverlässigkeit der Messungen deutlcih verbessert, da das Kraftübertragungselement des Messsensors unmittelbar am drehgesicherten Gleitring angebunden ist und keine messwertverfälschenden Zwischenglieder erforderlich sind.
Bei einer Bauart einer Gleiringdichtung gemäss einer anderen Weiterbildung, bei der zur Drehsicherung des Gleiringes eine Nut-Feder-Anordnung vorgesehen ist, könnte die Kraftmesseinrichtung zwischen dem Federelement und der Nut vorgesehen sein, was die Unmittelbarkeit der Messwerterfassung weiter verbessert. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in geschnittener Ansicht eine Gleitringdichtung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung im Zustand der Montage auf einer abzudichtenden Welle, und
Fig. 2 die Gleitringdichtung nach Fig. 1 in einer Seitenansicht.
Der grundsätzliche Aufbau einer Gleitringdichtung ist dem Fachmann bekannt und erfordert daher keine nähere Erläuterung. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung reicht es aus, darauf hinzuweisen, dass die in Fig. 1 mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 versehene Gleitringdichtung ein Paar zusammenwirkende Gleitringe 2, 3 um- fasst, die einander gegenüberliegende Gleitflächen 4, 5 aufweisen. Einer der Gleitringe, nämlich der Gleitring 2, ist auf einer Welle 6 aufgesetzt und so montiert, so dass sich der Gleitring 2 zusammen mit der Welle 6 drehen kann.
Eine Vorspannfeder 7 ist vorgesehen, um den Gleitring 2 axial in Richtung auf den anderen Gleitring 3 mit einer Vorspannkraft zu beaufschlagen und dadurch die Gleitflächen 4, 5 in dichtendem Eingriff miteinander zu drücken.
Der andere Gleitring 3 ist gegen eine Drehung mit der Welle 6 gehindert und dazu an einem Dichtungsgehäuse 8 gehalten, das, wie angedeutet, durch eine Schraubverbindung 9 am Wellendurchtrittsbereich einer nicht gezeigten Gerätschaft, z.B. einer Pumpe, befestigt werden kann.
Bei Betrieb bildet sich im Dichtspalt zwischen den Gleitflächen 4, 5 der Gleitringe 2, 3 ein Schmiermittelfilm aus dem abzudichtenden Medium aus, wodurch eine direkte Be- rührung der Gleitflächen 4, 5, verbunden mit einem entsprechenden hohen Verschleiss, verhindert wird. Die Praxis hat jedoch gezeigt, dass die Schmiermittelfilmbildung aus verschiedenen Gründen nicht immer zuverlässig erfolgt oder sich im Laufe der Betriebszeit ändern kann, so dass erhöhte Reibkräfte auftreten.. Je grösser der Anteil an Festkörperreibung ist, umso grösser sind die zwischen den Gleitringen 2, 3 wirkenden Reibkräfte und umso grossere Drehmomente wirken auf den stationären Gleitring 3 ein, die vom Dichtungsgehäuse 8 aufgenommen werden müssen, um den stationären Gleitring 3 in seiner drehgesicherten Beziehung zum mit der Welle 6 rotierenden Gleitring 2 zu halten.
Die Höhe der Reibkräfte ist abhängig von den tribologischen Verhältnissen im Dichtspalt zwischen den zusammenwirkenden Gleitflächen 4, 5. Die momentan herrschenden Reibkräfte geben daher einen Aufschluss über das Vorliegen von reiner Flui- dreibung bei einem ordnungsgemässen Schmiermittelfilm bzw. Festkörperreibung bei fehlendem bzw. unzureichendem Schmiermittelfilm.
Erfindungsgemäss ist zur Erfassung der Reibkräfte im Kraftfluss zwischen dem stationären Gleitring 3 und dem Dichtungsgehäuse 8 eine Kraftmesseinrichtung angeordnet, die in Fig. 1 das allgemeine Bezugszeichen 10 trägt und in Fig. 2 mit weiteren Details gezeigt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Kraftmesseinrichtung 10 einen Kraftsensor 11 , der am Dichtungsgehäuse 8, wie bei 12 angedeutet ist, in geeigneter Weise montiert ist. Beim Kraftsensor 11 kann es sich um irgendein geeignetes elektrisches, z.B. piezoelektrisches, hydraulisches oder pneumatisches Element handeln, das geeignet ist, unter einer darauf ausgeübten Kraft ein für die Kraft kennzeichnendes elektrisches, hydraulisches oder pneumatisches Ausgangssignal zu liefern, das über eine Leitung 13 einer Signalverarbeitungseinrichtung (nicht gezeigt) zugeführt werden kann.
Zur Übertragung der Kraft vom Gleitring 3 auf den Kraftsensor 11 ist ein längliches stiftförmiges Kraftübertragungselement 14 vorgesehen, das an einem axialen Ende mit dem Kraftsensor 11 und am anderen axialen Ende mit dem stationären Gleitring 3, vorzugsweise formschlüssig, verbunden ist. Dazu kann ein vom betreffenden axialen Ende des Kraftübertragungselementes 14 abstehendes Vorsprungselement 15 in eine im stationären Gleitring 3 vorgesehene Ausnehmung eingreifen. Wie dargestellt, erstreckt sich das Kraftübertragungselement 14 im Wesentlichen tangential in Bezug auf den Umfang des Gleitringes 3. Ein auf den Gleitring 3 infolge der momentan zwischen den Gleitflächen 4, 5 herrschenden Reibkräfte ausgeübtes Drehmoment wird daher über das Kraftübertragungselement 14 auf den Kraftsensor 11 eine Drehkraft ausüben.
Wie dargestellt, ist der Gleitring 3, ausser durch die Kraftmesseinrichtung 10, grund- setzlich nicht drehfest in Bezug auf das Gehäuse 8 montiert, so dass der Hauptkraft- fluss über die Kraftmesseinrichtung 10 erfolgt. Jedoch ist zwischen dem Gleitring 3 und dem Gehäuse eine bei 16 angedeutete Sekundärdichtung in Gestalt, z.B. eines O- Ringes, vorgesehen. Die Sekundärsichtung 16 kann einen geringen Beitrag an der drehsichernden Montage des Gleitringes 3 gegenüber dem Dichtungsgehäuse 8 liefern, was eine entsprechende Abgleichung des Ausgangssignales des Kraftsensors 11 erforderlich machen kann.
Obschon es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, können weitere Erfassungseinrichtungen für Parameter, die einen Aufschluss über den Betrieb der Gleitringdichtung liefern können, vorgesehen sein. So können z.B. eine Erfassungseinrichtung für die Temperatur an den oder im Bereich der Gleitringe, eine Erfassungseinrichtung für den im Dichtspalt zwischen den Gleitflächen 4, 5 herrschenden Druck oder des Druckes im Bereich nahe dem Dichtspalt, eine Erfassungseinrichtung für die Drehzahl des rotierenden Gleitringes 2, eine Erfassungseinrichtung für die Dichtspaltweite sowie andere geeignete Erfassungseinrichtungen einzeln oder in Kombination vorgesehen sein. Die Ausgangssignale dieser Erfassungseinrichtungen können der Signalverarbeitungseinrichtung ebenfalls zugeführt werden. In der Signalverarbeitungseinrichtung, bei der es sich vorzugsweise um eine Rechnereinrichtung handelt, können die zu den einzelnen erfassten Kenngrössen passenden Referenzgrössen für einen normalen und von der Normalität abweichenden Betriebszustand gespeichert sein, um eine Aussage über den momentanen Betriebszustand der Gleitringdichtung zu erhalten. Die erhaltenen Daten können unter Vergleich mit vorgegebenen Erfahrungswerten dazu verwendet werden, um eine Aussage über die verbleibende Lebensdauer der Gleitringdichtung zu treffen.
Obschon die Erfindung in Verbindung mit einer bestimmten Ausführungsform einer Kraftmesseinrichtung beschrieben ist, versteht es sich, dass sie auf diese Ausführungsform nicht beschränkt ist. Vielmehr können auch andere geeignete Kraftmesseinrichtungen vorgesehen werden. So kann z.B. zur drehsichernden Abstützung des stationären Gleitringes am Dichtungsgehäuse eine Nut-Feder-Anordnung vorgesehen sein, indem ein vom Dichtungsgehäuse abstehendes Federvorsprungselement in eine Nut im stationären Gleitring eingreift, so dass dieser an einer Drehung gehindert ist. Im Federvorsprungselement kann ein Mikrokraftsensor, z.B. ein piezoelektrisches Kraftmesselement, eingebaut sein, auf das die zwischen dem Federvorsprungselement und der Nut herrschenden Kräfte einwirken, die ein Mass für die zwischen den Gleitflächen herrschenden Reibkräfte darstellen. Eine andere Alternative könnte darin bestehen, dass die Kraftmesseinrichtung eine zwischen dem Dichtungsgehäuse und einer Anlagefläche am äusseren Umfang des stationären Gleitringes vorgesehene Druckfeder umfasst, die eine minimale Drehung des stationären Gleitringes ermöglicht und unter einem Reibkraft bedingten Drehmoment des stationären Gleitringes komprimiert wird, so dass eine Gegenkraft hervorgerufen, die gemessen und in der Signalverarbeitungseinrichtung in der vorbeschriebenen Weise verarbeitet werden kann. Ein Merkmal der Erfindung ist, dass man durch Messung der auf den stationären Gleitring durch die Reibkräfte im Dichtspalt wirkenden Drehkräfte auf die tribologische Beschaffung der Gleitflächen einen unmittelbaren Rückschluss ziehen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Gleitringdichtung mit wenigstens einem Paar zusammenwirkender Gleitringe (2,3), von denen einer zur gemeinsamen Drehung mit einem rotierenden Bauteil (6) vorgesehen und der andere an einem stationären Bauteil (8) gegen eine Drehung mit dem rotierenden Bauteil drehgesichert gehalten ist, und mit einer Einrichtung zur Überwachung des Betriebszustandes der Gleitringdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung eine im Drehkraftfluss zwischen dem stationären Bauteil (8) und dem drehgesichterten Gleitring (3) vorgesehene Kraftmesseinrichtung (10) um- fasst, um die momentanen drehsichernden Kräfte zu erfassen und ein dafür kennzeichnendes Ausgangssignal zu erzeugen.
2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmesseinrichtung (10) einen am stationären Bauteil (8) montierten Messsensor (11) mit einem sich im Wesentlichen tangential zu einer Umfangstelle des drehgesichterten Gleitringes (3) erstreckenden und damit verbundenen Kraftübertragungselement (14) um- fasst.
3. Gleitringdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kraftübertragungselement (14) und dem drehgesichterten Gleitring (3) eine formschlüssige Verbindung vorgesehen ist.
4. Gleitringdichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Drehsicherung eine Nut-Feder-Anordnung vorgesehen ist, indem ein Federvorsprungselement an einem der zusammenwirkenden Bauteile (stationäres Bauteil bzw. drehgesichterter Gleitring) in eine Nut am anderen Bauteil kraftübertragend eingreift und zwischen dem Federvorsprungselement und der Nut die Kraftmesseinrichtung (10) vorgesehen ist.
5. Gleitringdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine Signalverarbeitungeinrichtung, an der das Ausgangssignal der Kraftmess- richtung (10) anliegt, um anhand einer vorgegebenen Referenzgrösse für einen ord- nungsgemässen Betriebszustand den momentanen Betriebszustand und/oder die Lebensdauer der Gleitringdichtung (1) zu ermitteln und anzuzeigen.
6. Gleitringdichtung anch Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Signalverarbeitungseinrichtung ferner die Ausgangssignale von ein oder mehreren Erfassungseinrichtungen für die Temperatur an oder im Bereich der Gleitringe und/oder den Druck im und/oder im Bereich nahe dem Dichtspalt zwischen den Gleitringen und/oder der Drehzahl des rotierenden Gleiringes und/oder der Dichtspaltweite anliegen, wobei in der Signalverarbeitungeinrichtung zugehörige Referenzgössen gespeichert sind, und dass die Ausgangsignale der Erfassungseinrichtungen in die Ermittlung des momentanen Betriebszustandes und/oder der Lebensdauer der Gleiringdichtung einbezogen werden.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2362122A3 (de) * 2010-02-24 2011-10-12 KSB Aktiengesellschaft Gleitringdichtung und Verfahren zur Optimierung von deren Betriebsverhalten
DE102015226311A1 (de) 2015-12-21 2017-06-22 BestSensAG Überwachung von Gleitringdichtung
DE102018206219B3 (de) 2018-04-23 2019-09-12 Christian Maier GmbH & Co. KG Dynamische Dichtung und Drehdurchführung mit einer solchen dynamischen Dichtung
US11060999B2 (en) 2016-02-23 2021-07-13 John Crane Uk Ltd. Systems and methods for predictive diagnostics for mechanical systems
US11231396B2 (en) 2018-10-08 2022-01-25 John Crane Uk Limited Mechanical seal with sensor

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007026743A1 (de) 2007-06-06 2008-12-11 Burgmann Industries Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des momentanen Betriebszustandes einer Gleitringdichtung
DE202009008089U1 (de) 2009-06-10 2009-08-20 Burgmann Industries Gmbh & Co. Kg Gleitringdichtung mit Reibungsüberwachungseinrichtung
DE202009008088U1 (de) 2009-06-10 2009-08-20 Burgmann Industries Gmbh & Co. Kg Gleitringdichtung mit druckgeschützter Überwachungseinrichtung
DE102017218711A1 (de) 2017-10-19 2019-04-25 Christian Maier GmbH & Co. KG Gleitringdichtung zur Abdichtung eines ein Fluid führenden Kanals und/oder Raumes und Verfahren zum Überwachen des Verschleißes einer Gleitringdichtung
DE102021122476A1 (de) 2021-08-31 2023-03-02 Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg Gleitringdichtungsanordnung mit Drehmomentmesseinrichtung sowie Verfahren hierzu

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992002747A1 (de) * 1990-08-10 1992-02-20 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zur abdichtung eines durchführungsspaltes zwischen einer gehäusewand und einer welle
DE19724308A1 (de) * 1997-06-09 1998-12-10 Burgmann Dichtungswerk Feodor Diagnosesystem für Gleitringdichtung
GB2395532A (en) * 2002-10-25 2004-05-26 Aes Eng Ltd A sealing device for rotating equipment including monitoring means via sensors and at least one data storage device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992002747A1 (de) * 1990-08-10 1992-02-20 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zur abdichtung eines durchführungsspaltes zwischen einer gehäusewand und einer welle
DE19724308A1 (de) * 1997-06-09 1998-12-10 Burgmann Dichtungswerk Feodor Diagnosesystem für Gleitringdichtung
GB2395532A (en) * 2002-10-25 2004-05-26 Aes Eng Ltd A sealing device for rotating equipment including monitoring means via sensors and at least one data storage device

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2362122A3 (de) * 2010-02-24 2011-10-12 KSB Aktiengesellschaft Gleitringdichtung und Verfahren zur Optimierung von deren Betriebsverhalten
EP2515013A1 (de) 2010-02-24 2012-10-24 KSB Aktiengesellschaft Gleitringdichtung
DE102015226311A1 (de) 2015-12-21 2017-06-22 BestSensAG Überwachung von Gleitringdichtung
US10989307B2 (en) 2015-12-21 2021-04-27 KSB SE & Co. KGaA Monitoring slide ring seal
US11060999B2 (en) 2016-02-23 2021-07-13 John Crane Uk Ltd. Systems and methods for predictive diagnostics for mechanical systems
US11125726B2 (en) 2016-02-23 2021-09-21 John Crane Uk Ltd. Systems and methods for predictive diagnostics for mechanical systems
US11719670B2 (en) 2016-02-23 2023-08-08 John Crane Uk Ltd. Systems and methods for predictive diagnostics for mechanical systems
DE102018206219B3 (de) 2018-04-23 2019-09-12 Christian Maier GmbH & Co. KG Dynamische Dichtung und Drehdurchführung mit einer solchen dynamischen Dichtung
WO2019206480A1 (de) 2018-04-23 2019-10-31 Christian Maier GmbH & Co. KG Dynamische dichtung und drehdurchführung mit einer solchen dynamischen dichtung
US11231396B2 (en) 2018-10-08 2022-01-25 John Crane Uk Limited Mechanical seal with sensor
US11280761B2 (en) 2018-10-08 2022-03-22 John Crane Uk Limited Mechanical seal with sensor
US11815491B2 (en) 2018-10-08 2023-11-14 John Crane Uk Limited Mechanical seal with sensor

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