用于監測動態密封件的封閉介質回路的方法和具有動態密封件的裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于監測裝置的動態密封件的在封閉介質回路中的封閉介質的物理參數的方法。在此，獲取封閉介質的至少一個物理的實際參數，并且將其與至少一個定義的額定參數相比較。如果在此獲取到在實際參數和額定參數之間的偏差，則使用該偏差以說明動態密封件的工作狀態。此外，本發明涉及一種裝置，其具有至少一個旋轉的軸，該軸利用動態密封件相對于固定的機器部件密封。
【專利說明】
用于監測動態密封件的封閉介質回路的方法和具有動態密封件的裝置
技術領域
[0001]本發明涉及根據權利要求1和17前序部分的特征所述的用于監測動態密封件的封閉介質回路的方法和具有動態密封件的裝置。
【背景技術】
[0002]為了相對于機器的不可運動部件密封可運動部件，通常使用動態密封件或所謂的滑環密封件。動態密封件或滑環密封件例如用于相對于靜止的機器構件密封旋轉軸。
[0003]例如使用動態密封件或滑環密封件，以在攪拌式球磨機中密封攪拌軸的軸承，使得特別是產品不會從攪拌式球磨機的研磨腔逸出和/或不會進入到攪拌式球磨機的機腔中。在攪拌式球磨機內部借助于研磨體磨碎產品或研磨材料。攪拌式球磨機通常包括研磨容器，在其中設置有攪拌軸。在攪拌軸處設置有攪拌元件，該攪拌元件促使研磨體-研磨材料懸浮物均勾混合。攪拌元件特別是促使研磨體發動起來，使得在研磨體-研磨材料懸浮物內部位于研磨體之間的研磨材料被磨碎和/或離散。
[0004]攪拌式球磨機的攪拌軸設置在驅動軸處，并且通過設置在研磨容器之外的驅動器被驅動旋轉。攪拌軸可運動地支承在研磨容器的底部或頂蓋中，其中，必須借助于至少一個動態密封件或滑環密封件相應密封地設計軸承，以不發生研磨體-研磨材料懸浮物從研磨容器逸出的情況。
[0005]動態密封的特別的實施方式由雙向作用的滑環密封件形成。雙向作用的滑環密封件以特別高的工作可靠性而出眾。兩個滑環密封件形成由外部的封閉液體容器供給潤滑介質的腔室。如果該介質被施加超過過程壓力的壓力，其充當封閉介質的作用，該封閉介質既有效地防止過程泄漏又有效地防止產品的污染。特別是應防止產品從攪拌式球磨機的研磨容器逸出到機腔中，和/或防止機油進入到研磨容器中并由此污染產品。此外，在腔室中提高的壓力保證滑移面的有效潤滑。
[0006]在滑環密封件磨損的情況下，可能出現封閉介質或封閉液體進入到攪拌式球磨機的研磨容器中或機殼中。
[0007]出于這個原因，在外部容器中例如借助于液位開關或浮子開關監測封閉液體的填充水平，該液位開關或浮子開關根據實施方式具有一個或兩個開關點。在低于最低液位時，開關觸點通常關閉機器，以保護滑環密封件和攪拌式球磨機本身不受到由于干運轉造成的更大損壞。在具有兩個開關觸點的實施方式中，上觸點用作預警，并且操作者獲得在機器關閉之前補滿封閉液體的提示。在系統中借助于液位開關或浮子開關對封閉液體的量的監測僅用于保護機器，并且不能實現對滑環密封件的剩余使用壽命的鑒別或預測。
[0008]而在滑環密封件磨損的情況下還可能出現產品從研磨容器進入到封閉液體中。因為在此封閉液體的體積增大，不能借助于液位開關或浮子開關實現有意義的監測。
[0009]對此已知的是，在用于封閉液體的容器處設置窗口或視孔玻璃，通過該窗口或視孔玻璃可控制封閉液體的和必要時水位計的濁度、即封閉液體的量或填充水平。
[0010]還已知用于施加壓力的自動補充單元作為泄露補償。特別是通過自動的補充單元補充封閉介質的損耗。
【發明內容】
[0011]本發明的目的在于，提供對攪拌式球磨機的滑環密封件的使用壽命的簡單且可自動化的監測方式，以能夠及時進行滑環密封件的更換并且由此避免不必要的機器停工時間。
[0012]上述目的通過用于監測動態密封件的封閉介質回路的方法和具有動態密封件的裝置來實現，該方法和裝置包括在權利要求1和17中的特征。其他有利的設計方案由從屬權利要求說明。
[0013]本發明涉及一種用于監測裝置的動態密封件的在封閉介質回路中的封閉介質的物理參數的方法，該裝置具有至少一個可運動地支承的、特別是旋轉的軸，此外本發明還涉及一種裝置，其具有至少一個可運動地支承的、特別是旋轉的軸，該軸利用動態密封件相對于固定的機器部件密封。作為封閉介質通常使用合適的液體、特別是油或類似物。
[0014]裝置可為在其中可運動的機器部件相對于不可運動的機器部件密封的任意裝置，特別是在其中旋轉軸必須相對于機殼的壁部密封。
[0015]本發明特別是以攪拌式球磨機為例進行說明。這種攪拌式球磨機包括例如柱形的研磨容器，該研磨容器在兩側分別利用蓋板封閉。此外，攪拌式球磨機包括具有攪拌元件的攪拌軸，以發動在研磨容器中的研磨體。用于攪拌軸的驅動器設置在研磨容器之外。
[0016]驅動軸和/或攪拌軸通過蓋板中的至少一個引導且可運動地支承。軸承必須密封，以使產品和/或研磨體不能從研磨容器逸出。借助于動態密封件或滑環密封件進行密封。該密封配有封閉介質回路，其中，在其內部循環的封閉介質相對于第二機腔密封第一機腔。例如，動態密封件的封閉介質回路的封閉介質相對于在攪拌式球磨機的研磨容器之外的外腔密封由攪拌式球磨機的研磨容器的內腔形成的產品腔。研磨容器的內腔特別是相對于攪拌式球磨機的機殼的內腔密封。
[0017]根據本發明的裝置的封閉介質回路包括至少一個探測裝置以用于獲取封閉介質的至少一個物理的實際參數。此外，該裝置包括至少一個評估單元。探測裝置與該至少一個評估單元聯結。
[0018]由探測裝置獲取的數據傳送到評估單元處。在評估單元中將至少一個獲取的實際參數與至少一個定義的額定參數相比較。在此獲得的在實際參數和額定參數之間的偏差用于說明動態密封件或滑環密封件的工作狀態。下文將動態密封件和滑環密封件的概念設為同義詞。
[0019]所獲得的在實際參數和額定參數之間的偏差和/或從中推導出的關于滑環密封件的工作狀態的說明優選顯示在合適的用戶界面上。例如觸控面板等對此適用，這例如可通過還用于裝置的機器控制(例如用于攪拌式球磨機的機器控制)的用戶界面實現。
[0020]根據本發明的一種實施方式，使用所獲得的偏差以獲取滑環密封件的大概的使用壽命，并且將其例如顯示在用戶界面上。由此，特別是能夠防止不期望的機器停工時間。例如用戶可在合適的時間點進行滑環密封件的更換，并且不是在由于缺少封閉介質液體而自動關閉裝置之后才進行。由此，滑環密封件的更換例如可由日班工人進行，并且不必在緊急情況下由通常稀疏的夜班中的工人進行。
[0021]根據本發明的一種實施方式，獲取在封閉介質回路中的封閉介質的體積變化且以文件記錄。特別是通過評估單元記錄封閉介質的體積的增加和/或減少。體積的增加和/或減少優選分別在定義的時間單位上獲取。
[0022]由此特別是能夠說明，封閉介質在產品腔或機腔中是否泄露(即液體損耗)，或產品在封閉介質回路中的泄露是否保持不變或者是否增大，這分別表征滑環密封件的磨損。相應計算的信息通過用戶界面給出，使得用戶能夠及時監測。所獲得的體積偏差例如用于計算滑環密封件的剩余使用壽命并且為用戶顯示出來。
[0023]根據一種實施方式，基于在封閉介質回路中的封閉介質的較低體積狀態計算直到安全性關閉的預期工作時長，并且通過用戶界面顯示。
[0024]在此，例如可規定使用多級預警系統。例如可在評估單元中定義，在達到工作期限的計算出的終止點之前在一定的時間點產生警報信號，以使用戶能夠及時為滑環密封件的必要的更換做準備。在此可使用聲音的和/或視覺的和/或其他適合的警報信號。
[0025]此外可規定，評估單元包括發送器，該發送器將測量數據和/或警報信號發送給適合的接收器。由此例如生產人員可在外部監測裝置，于是使生產人員能夠在客戶處及時進行相應的維護措施。
[0026]如果例如通過滑環密封件(相對于研磨容器的蓋板密封攪拌式球磨機的攪拌軸)的封閉介質回路的探測裝置獲取到，在封閉介質回路中存在封閉介質的體積減少，則原因在于，封閉介質進入到產品腔或機殼中。根據相應的產品，可接受產品被封閉介質輕微污染。然而在此通常必須注意上限值。
[0027]根據本發明的一種實施方式，由在封閉介質回路中的封閉介質的所獲得的體積減少計算在裝置(特別是攪拌式球磨機)中處理的產品由于封閉介質導致的污染度。這特別是用于監測產品質量。所計算的污染度可通過用戶界面顯示。在此，優選還顯示仍然允許的污染度的最大上限，使得對于用戶來說簡化了或可簡單實現產品質量的監測。
[0028]此外可規定，在評估單元中儲存污染度的最大值，并且在達到最大污染度時進行裝置(特別是攪拌式球磨機)的自動關閉。評估單元特別是與裝置(特別是攪拌式球磨機)的機器控制器聯結，使得可實現在滑環密封件的工作狀態和裝置的控制之間的直接反饋。
[0029]作為替代可規定，由所計算的污染度計算出污染度可能會等于定義的最大值的時間點。所計算的時間點優選通過用戶界面顯示。此外可設置警報信號且必要時設置預警信號，這些信號在達到一定的污染狀態時分別被觸發，并且因此使用戶能夠主動決定如何繼續采取措施。
[0030]而如果通過探測裝置獲取到，在封閉介質回路中出現封閉介質的體積增加，則原因在于，產品進入到封閉介質回路中。封閉介質被產品污染是特別成問題的，因為由于產品組分可能促使滑環密封件受損。
[0031]根據本發明的實施方式，由所獲取的體積增加計算封閉介質的由在裝置(特別是攪拌式球磨機)中處理的產品產生的污染度。為了保護滑環密封件和裝置，可使用與已經在上文體積減少的情況中所述相同的保護和警報機制。
[0032]作為替代可規定，借助于合適的傳感器測量封閉介質的濁度和/或密度和/或導電性。于是，由所獲取的在實際參數和額定參數之間的偏差可計算產品從裝置的產品腔(例如從攪拌式球磨機的研磨腔或產品腔)到封閉介質中(特別是每個時間單位)的轉移量。該計算特別是以如下方式進行:在每個時間間隔中測量，從而可表明，產品是保持不變地進入到封閉介質中還是隨著時間增加，這表示滑環密封件的老化。
[0033]根據本發明的一種實施方式，獲取封閉介質的實際填充水平并且將其與額定填充水平比較。在額定填充水平和實際填充水平之間有正偏差時，即當實際填充水平小于額定填充水平時，計算在封閉介質回路中封閉介質的缺少的體積量。缺少的封閉介質體積可通過用戶界面顯示，使得用戶得知須加裝多少封閉介質。
[0034]作為替代，評估單元可與自動的補充單元聯結。評估單元控制自動的補充單元，使得自動地補充封閉介質的缺少的體積，從而封閉介質的水平全自動地保持不變。
[0035]根據本發明的一種實施方式，還可監測在封閉介質回路中的封閉介質的壓力。封閉介質的壓力特別是借助于合適的傳感器測量，并且與定義的額定壓力相比較。
[0036]如果確定了壓力偏差，則引入合適的措施，以使壓力再次回到標準值。特別是在探測到壓力升高時采取措施以降低壓力。而在探測到壓力下降時采取措施以相應地提高壓力。
[0037]如上文中關于達到工作期限的計算出的終止點所述，可規定，在滑環密封件的臨界工作狀態出現之前發出至少一個警報信號。特別是可設置多級警報系統，其以限定的時間間隔提前給出提示:預計何時出現臨界狀況。
[0038]作為所述特征的替代或附加，裝置、特別是攪拌式球磨機可包括前文所述方法的一個或多個特征和/或特性。同樣地，該方法可替代或附加地具有所述裝置的單個或多個特征和/或特性。
【附圖說明】
[0039]下面以實施例借助于附圖詳細闡述本發明及其優點。在附圖中各個元件相對于彼此的尺寸比例不總是符合實際的尺寸比例，因為一些形狀簡化地示出，并且為了更好地闡明將另一些形狀相對于其他元件放大比例地示出。
[0040]圖1示出了根據本發明的裝置，其具有根據本發明的針對動態密封部或滑環密封部的工作狀態的監測方式。
[0041 ] 對于本發明的相同的或效果相同的元件使用相同的附圖標記。此外，為了清楚起見在各個附圖中僅示出了為說明相應附圖所必要的附圖標記。所示實施方式僅示出了可如何設計根據本發明的裝置或根據本發明的方法的實施例并且沒有示出最終限制。
【具體實施方式】
[0042]圖1示出了根據本發明的裝置、例如攪拌式球磨機1，其具有根據本發明的針對滑環密封件2的工作狀態的監測方式。攪拌式球磨機I包括柱形的研磨容器3，該研磨容器在兩側分別以蓋板4、5封閉。柱形的研磨容器3設置在機殼6處。在機殼6內部設置有用于攪拌式球磨機I的驅動器7和機器控制器8。此外設有操作面板9，用戶可通過該操作面板訪問機器控制器8并且操縱攪拌式球磨機I。
[0043]在研磨容器3內部設置有攪拌器10。該攪拌器特別是由攪拌軸11和設置在該攪拌軸上的攪拌元件12組成。攪拌元件12用于發動設置在研磨容器3中的研磨體，該研磨體作為輔助介質用于磨碎相應的產品。攪拌軸11在機殼6的內部聯結在驅動器7上，其中，攪拌軸11由研磨容器3的蓋板4引導并且通過滑環密封件2可運動地支承在蓋板4的區域中。
[0044]滑環密封件2聯結在封閉介質回路13上。位于封閉介質回路13中的封閉介質用于相對于在研磨容器3之外的外腔、特別是相對于機殼6的內腔密封由研磨容器3的內腔形成的產品腔14。
[0045]封閉介質回路13配有至少一個探測裝置15以用于獲取封閉介質的至少一個物理的實際參數。此外，攪拌式球磨機I包括評估單元16。探測裝置15和評估單元16彼此聯結。由探測裝置15獲取的數據特別是傳送給評估單元16，并且被該評估單元使用，以計算滑環密封件2的工作狀態。
[0046]探測裝置15優選獲取封閉介質的某些物理的實際參數。這些物理的實際參數由評估單元16與預定義的額定參數比較。當滑環密封件2由于磨損密封不良時，產生在實際參數和額定參數之間的偏差。該偏差用于說明滑環密封件2的工作狀態。
[0047]實際參數和/或額定參數和/或所計算的偏差和/或從中推導的關于滑環密封件2的工作狀態的說明可通過攪拌式球磨機的操作面板9顯示。作為替代，特別是為了更好地一目了然可規定，對此設置獨立的附加的操作面板(未示出)。
[0048]此外，在所示出的實施例中規定，評估單元16與機器控制器8聯結。當評估單元16獲取到滑環密封件2的臨界工作狀態(需要攪拌式球磨機I的緊急停機以保護攪拌式球磨機免受損壞)時，這是特別必要的。
[0049]如果裝入模擬測量儀代替簡單的浮子開關，則與可編程存儲控制器組合可實現對填充水平變化的精確且快速的反應以及對封閉介質回路的更好的監測。
[0050]利用模擬測量能夠以準毫米級的精度確定偏差。還存在的可能性是，裝入具有多個觸點的浮子開關、例如里德接觸鏈(Reed-Kontakt-Kette)。根據結構形式，各個觸點必須相對于彼此有一定的最小間距，以不會相互影響。由此，不可實現毫米級精度的測量，而是只以一定的間距獲得信號，例如以大約5mm或1mm的間距。在此所使用的模擬測量儀例如可為雷達間距測量儀或電容傳感器。
[0051]參考優選的實施方式說明了本發明。然而，專業技術人員可想到，可進行本發明的變型或修改，而在此不會脫離下列權利要求的保護范圍。
[0052]附圖標記列表
[0053]I 攪拌式球磨機
[0054]2 滑環密封件
[0055]3 研磨容器
[0056]4 蓋板
[0057]5 蓋板
[0058]6 機殼
[0059]7 驅動器
[0060]8 機器控制器
[0061]9 操作面板
[0062]10攪拌器
[0063]11攪拌軸
[0064]12攪拌元件
[0065]13封閉介質回路
[0066]14產品腔
[0067]15探測裝置
[0068]16評估單元
【主權項】
1.一種用于監測裝置的動態密封件⑵的在封閉介質回路(13)中的封閉介質的物理參數的方法，該裝置具有至少一個可運動地支承的軸(11)， 其特征在于，獲取所述封閉介質的至少一個物理的實際參數， 其中，將該至少一個實際參數與至少一個定義的額定參數相比較；其中，使用在所述實際參數和所述額定參數之間的偏差以說明所述動態密封件(2)的工作狀態。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，獲取并記錄在所述封閉介質回路(13)中的封閉介質的體積變化，其中，特別是獲取并記錄在所述封閉介質回路(13)中的封閉介質的體積增加和/或體積減少。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，以所定義的時間單位獲取在所述封閉介質回路(13)中的封閉介質的體積變化。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，由在所述封閉介質回路(13)中的封閉介質的體積在所定義的時間單位上的變化計算出，泄露是保持不變還是增加，并且在此，通過所述裝置(I)的用戶界面(9)給出相應的信息。5.根據權利要求2至4中任一項所述的方法，其特征在于，由獲取的所述體積變化計算所述動態密封件(2)的剩余使用壽命，并且在此，所述剩余使用壽命通過所述裝置(I)的用戶界面(9)顯示。6.根據權利要求2至5中任一項所述的方法，其特征在于，由獲取的所述體積變化和/或計算出的所述動態密封件(2)的使用壽命、基于在所述封閉介質回路(13)中的封閉介質的較低體積狀態，來計算直到所述裝置(I)的安全性關閉的預期工作時長，并且其中，所述預期工作時長通過所述裝置(I)的用戶界面(9)顯示。7.根據權利要求2至6中任一項所述的方法，其特征在于，由所獲取的體積減少計算在所述裝置(I)中處理的產品由于封閉介質導致的污染度。8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，計算出的所述污染度通過用戶界面(9)顯不O9.根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于，預先確定所述污染度的最大值，并且在此，在達到最大污染度時進行所述裝置(I)的自動關閉。10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，計算出所述污染度可能會達到定義的所述最大值的時間點，并且在此，計算出的所述時間點通過所述用戶界面(9)顯示。11.根據權利要求2至6中任一項所述的方法，其特征在于，由所獲取的體積增加計算所述封閉介質由于在所述裝置(I)中處理的產品導致的污染度。12.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，借助于合適的傳感器測量所述封閉介質的濁度和/或密度和/或導電性，并且由所獲取的在所述至少一個實際參數和所述至少一個額定參數之間的偏差計算產品從所述裝置(I)的產品腔(3)到所述封閉介質中的轉移量。13.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，將封閉介質的額定體積狀態與封閉介質的實際體積狀態相比較，其中，當在所述額定體積狀態和所述實際體積狀態之間有正偏差時，計算在所述封閉介質回路(13)中的封閉介質的缺少的體積量。14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，封閉介質的缺少的體積通過用戶界面(9)顯示，和/或其中，封閉介質的缺少的體積通過自動補充單元自動地補償。15.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述封閉介質回路(13)中的封閉介質的壓力借助于壓力傳感器測量，并且與定義的額定壓力相比較，并且其中，在識別出壓力偏差時引入用于壓力調節的措施。16.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在出現所述動態密封件(2)的臨界工作狀態之前，發出至少一個警報信號。17.一種裝置(I)，其包括借助于動態密封件(2)可運動地支承的軸(11)，所述動態密封件(2)包括封閉介質回路(13)，其中，所述動態密封件(2)借助于設置在所述封閉介質回路(13)中的封閉介質相對于所述裝置(I)的第二機腔(6)密封所述裝置的第一產品腔(14)，其特征在于，所述封閉介質回路(13)包括至少一個探測裝置(15)以用于獲取所述封閉介質的至少一個物理的實際參數，并且所述探測裝置(15)與至少一個評估單元(16)聯結，該評估單元用于評估由所述探測裝置(15)獲取的數據。18.根據權利要求17所述的裝置(I)，其特征在于，借助于根據權利要求1至16中任一項所述的方法進行所述裝置(I)的控制和/或調節，特別是其中，借助于根據權利要求1至16中任一項所述的方法進行所述裝置(I)的動態密封件(2)的封閉介質回路(13)的控制和/或調節。
【文檔編號】B02C17/10GK106040375SQ201510752480
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年11月6日
【發明人】L-P·韋蘭, R·鮑爾, M·尼希特萊恩
【申請人】耐馳精細研磨技術有限公司