具有监测功能的滑环密封组件及其方法技术

本发明专利技术涉及一种滑环密封装置，滑环密封装置包括：滑环密封件(2)，滑环密封件具有旋转滑环(3)和静止滑环(4)，在旋转滑环和静止滑环之间限定密封间隙(5)，其中旋转滑环(3)具有带有第一信息结构(6)的第一滑动表面(30)，其中静止滑环(4)具有带有第二信息结构(7)的第二滑动表面(40)，其中第一信息结构(6)和第二信息结构(7)在重叠区域(16)中至少部分地重叠；用于检测由第一信息结构(6)在移动经过第二信息结构(7)时产生的声音和/或振动的至少一个传感器(8)；以及评估单元(10)，其被配置为将检测到的声音和/或检测到的振动与设定值进行比较并且输出比较结果。并且输出比较结果。并且输出比较结果。

Slip ring seal assembly with monitoring function and its method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有监测功能的滑环密封组件及其方法


[0001]本专利技术涉及一种具有通过声音和/或振动进行监测的功能的滑环密封装置以及一种用于监测滑环密封件的方法。

技术介绍

[0002]从现有技术中已知各种设计的端面滑环密封装置。在工作期间，例如，固体颗粒可能到达旋转滑环的和静止滑环的滑动表面之间并导致滑动表面损坏。这可能降低滑环密封件的气密性，从而可能导致泄漏增加。因此例如可能在再循环的阻隔流体中检测到这种泄漏，并且可能要更换滑环密封件。然而在实践中，在更换这种滑环密封件之前需要一定的时间。这可能导致其中配置有用于密封的滑环密封件的机器停机时间较长，并且给机器的操作者带来很大的烦恼。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术的目的是提供一种滑环密封装置和一种尽可能早地检测滑环密封件的磨损和/或损坏等且能实现滑环密封装置被及早更换的方法。
[0004]该目的将通过具有权利要求1的特征的滑环密封装置以及方法得以实现，相应的从属权利要求示出本专利技术的进一步优选的实施方式。
[0005]对此，根据本专利技术的具有权利要求1的特征的滑环密封装置具有可以及早检测滑环密封件中发生的任何改变的优点。这能够在滑环密封装置的任何实际故障事件之前很久作出关于是否要更换滑环密封装置的决定。因此，可以已经准备好合适的滑环密封装置并且随后可以在机器用户所在在机器的短暂宕机时间内进行更换。根据本专利技术，这将通过包括滑环密封件的滑环密封装置得以实现，该滑环密封件包括旋转滑环和静止滑环，在旋转滑环和静止滑环之间限定密封间隙。旋转滑环包括具有第一信息结构的第一滑动表面，并且静止滑环包括具有第二信息结构的第二滑动表面。第一信息结构和第二信息结构在两个滑动表面上设置成在重叠区处存在至少部分的重叠。在这种情况下，重叠意味着，第一信息结构和第二信息结构在径向方向上至少部分地配置在相同的径向高度处。优选地，第一信息结构和第二信息结构完全重叠。此外，滑环密封装置包括用于检测由第一信息结构移动经过第二信息结构产生的声音和/或振动的至少一个传感器。因为在两个滑动表面处的信息结构至少部分地重叠，所以得到可以借助于传感器检测的特征性的声音噪声和/或振动。此外，设置有评估单元，该评估单元被安装用于将检测到的声波和/或检测到的振动与存储的标称值进行比较并且输出比较结果。因此，通过设置信息结构，可以专门检测在出现磨损和/或存在固体颗粒的情况下或在密封间隙中的介质的其他的物理值(诸如压力和/或温度和/或密度)改变的情况下改变的(声)波和振动。基于检测到的声音和/或检测到的振动的改变，就可以推断出滑环密封装置的状况，并且如有必要，可以进行更换。
[0006]优选地，第一信息结构和第二信息结构包括在旋转滑环和静止滑环的滑动表面中被限定的凹部。在旋转滑环的滑动表面上的凹部的深度可以与在静止滑环的滑动表面上的
信息结构的深度不同。此外，滑动表面中的各个信息结构本身可以具有不同的高度轮廓，例如信息结构内的阶梯式的高度轮廓或凹部内的弓形或波浪形的高度轮廓。进一步优选地，在形成信息结构的滑动表面中设置多个分开的凹部。
[0007]设置形式为凹部的信息结构实施起来特别容易且成本低廉，并且能够可靠地检测滑环密封件的改变。例如，如果在静止滑环和旋转滑环的两个滑动表面之间的密封间隙中存在小的固体颗粒，则所述固体颗粒优选地沉降在形成为凹部的信息结构中，从而改变在滑动表面滑动经过彼此时产生的声音和/或振动，然后该声音和/或振动可以借助于传感器被检测。例如，如果密封间隙中的介质的密度改变，例如这是由于进入密封间隙的产品介质的泄漏引起的，也同样适用。
[0008]特别优选地，信息结构作为矩形凹部被引入到滑动表面中。它们的制造非常简单且成本低廉，能够实现可靠的声音和/或振动检测。
[0009]特别优选地，第一信息结构包括第一子结构和第二子结构，它们以在滑环的径向方向上不同的高度配置在旋转滑环的滑动表面上。进一步优选地，第二信息结构包括第三子结构和第四子结构，它们以在滑环的径向方向上不同的高度配置在静止滑环的滑动表面上。在这种情况下，子结构被配置成，在旋转时，第一子结构移动经过第三子结构，并且第二子结构移动经过第三子结构。
[0010]为了最准确地检测振荡和/或振动，传感器优选地直接配置在滑环之一上、特别是在静止滑环或静止部件上。进一步优选地，传感器直接配置在滑环之一的后侧上、特别是静止滑环的后侧上。
[0011]为了使信息结构不会极大妨碍滑动表面并因此妨碍滑环密封件的密封能力，信息结构优选地配置在于滑动表面中设置的凹槽中。凹槽例如是螺旋凹槽，其用于在机器启动时使滑环能够尽可能快地彼此脱离。替选地，信息结构被邻近在滑动表面中的凹槽地配置。
[0012]根据本专利技术的特别优选的实施方式，信息结构被配置在旋转滑环和静止滑环的滑动表面上，使得当信息结构移动经过彼此时产生特征性的信号或旋律。因此，例如，可以设置鸣唱的滑环密封件，并且可以通过改变特征性的信号或旋律可靠地检测滑环或滑动表面中的任何改变。
[0013]当评估单元优选地被配置为确定由信息结构产生的多个振幅的振幅比时，能提供一种特别快速且简单的方式来进行评估。这使得能够迅速评估检测到的声音信号和/或振动信号。
[0014]优选地，用于检测声音和/或振动的传感器是固体声传感器或加速度传感器。固体声传感器优选地配置在壳体或固定部件上。
[0015]本专利技术还涉及一种用于监测滑环密封件的方法，该滑环密封件包括旋转滑环和静止滑环，其中在滑环的每个滑动表面上存在至少一个信息结构。在工作期间，该方法包括以下步骤：记录由信息结构在移动经过彼此时产生的声音信号和/或振动信号，并将记录的声音信号和/或振动信号与存储的声音信号和/或振动信号进行比较以确定偏差。
[0016]优选地，滑环密封件的状态是从记录的声音信号和/或振动信号中推导出来的。
[0017]进一步优选地，当检测到声音信号和/或振动信号与存储的声音信号和/或振动信号的预定偏差时，发出维护消息。例如，该消息可以直接发送给滑环密封装置的制造商或负责维护的公司，从而可以立即开始滑环密封装置的可行更换的措施。
[0018]为了实现检测到的信号的最高可能的精确度，优选地在滑环中的一个滑环处、特别是静止滑环或滑环支架处直接检测声音和/或振动。
附图说明
[0019]下面将参考附图详细描述本专利技术的优选实施方式，在附图中：
[0020]图1示出了根据本专利技术的第一实施方式的滑环密封装置的示意图，
[0021]图2示出了图1的旋转滑环的滑动表面的示意性部分俯视图，
[0022]图3示出了图1的静止滑环的滑动表面的示意性部分平面图，
[0023]图4示出了表示由图2和图3的滑环上的信息结构产生的声压与时间的图表，
[0024]图5示出了根据本专利技术的第二实施方式的旋转滑环的滑动表面的示意性部分平面图，
[0025]图6示出了根据本专利技术的第二实施方式的静止滑环的滑动表面的示意性部分平面图，
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种滑环密封装置，包括：
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滑环密封件(2)，所述滑环密封件包括旋转滑环(3)和静止滑环(4)，在所述旋转滑环和所述静止滑环之间限定密封间隙(5)，
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其中所述旋转滑环(3)包括具有第一信息结构(6)的第一滑动表面(30)，
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其中所述静止滑环(4)包括具有第二信息结构(7)的第二滑动表面(40)，
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其中所述第一信息结构(6)和所述第二信息结构(7)在重叠区域(16)中至少部分地重叠，
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用于检测由所述第一信息结构(6)在移动经过所述第二信息结构(7)时产生的声音和/或振动的至少一个传感器(8)，以及
·
评估单元(10)，所述评估单元被配置为将检测到的所述声音和/或检测到的所述振动与设定值进行比较并且输出比较结果。2.根据权利要求1所述的滑环密封装置，其中所述第一信息结构(6)和所述第二信息结构(7)包括在所述滑动表面(30、40)中被限定的凹部。3.根据权利要求2所述的滑环密封装置，其中所述凹部是矩形凹部或相似物。4.根据前述权利要求中任一项所述的滑环密封装置，其中所述第一信息结构(6)包括第一子结构(61)和第二子结构(62、63、64)，所述第一子结构和所述第二子结构以在径向方向上不同的高度配置在所述旋转滑环(3)的所述滑动表面上，并且所述第二信息结构(7)包括第三子结构(71、72、73)和第四子结构(74)，所述第三子结构和所述第四子结构以在径向上不同的高度配置在所述静止滑环(4)的所述滑动表面上，使得所述第一子结构和所述第三子结构在第一半径R1上具有重叠区域(16)，并且所述第二子结构和所述第四子结构在第二半径R2上具有重叠区域(16)。5.根据前述权利要求中任一项所述的滑环密封装置，其中所述传感器(8)直接配置在所述滑环中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：伊格尔博格曼德国有限公司，
类型：发明
国别省市：