偏心螺杆泵上的状态检测制造技术

本发明专利技术涉及一种偏心螺杆泵，所述偏心螺杆泵具有布置在泵壳体中的定子(10)、布置在定子(10)中的转子(20)、包括驱动马达(40)和将驱动马达与转子连接以传输转矩的驱动轴(30)的驱动单元，其中，所述转子在所述定子中被引导以围绕旋转轴线旋转运动，偏心螺杆泵具有用于检测所述偏心螺杆泵的状态参量的状态传感器(101)，其中，所述状态传感器布置在所述转子(20)或所述驱动轴(30)上或者借助于信号线路与所述转子或所述驱动轴处于连接中并且间隔开地布置，以用于检测所述转子或所述驱动轴上的状态参量。的状态参量。的状态参量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】偏心螺杆泵上的状态检测


[0001]本专利技术涉及一种偏心螺杆泵，包括具有泵入口和泵出口的泵壳体、布置在泵壳体中的定子、布置在定子中的转子、驱动单元，该驱动单元包括驱动马达和为了传输转矩而将驱动马达与转子连接的驱动轴，其中，所述转子在所述定子中被引导以围绕旋转轴线旋转运动，并且偏心螺杆泵具有用于检测所述偏心螺杆泵的状态参量的状态传感器。

技术介绍

[0002]偏心螺杆泵用于在大量应用情况中输送不同的介质。偏心螺杆泵按照容积排量泵的原理工作并且为此具有转子，所述转子被驱动成在定子中围绕其自身的转子纵轴线旋转，其中，该转子纵轴线本身围绕与其间隔开距离的、通常平行延伸的定子纵轴线旋转，从而转子围绕定子纵轴线的旋转和转子围绕转子纵轴线的旋转作为偏心的旋转在此导致转子在定子中的叠加运动。偏心螺杆泵可以用于确定的且可计划的体积输送，办法是：实施确定数量的周转，该周转与所期望的输送体积成比例。偏心螺杆泵经常用于设备工程中并且经常用于供应含有异物的液体。尤其是在设备工程中的应用领域中，但也通常地，偏心螺杆泵的失效通常与整个设备的较长的停机时间意义相同，这对于用户来说与显著的缺点关联。
[0003]偏心螺杆泵的失效可能是由于许多原因。常见的失效原因是定子的过度磨损，所述定子在多种结构类型的偏心螺杆泵中作为护套结构由橡胶材料或其他弹性体制成，并且由金属制成的转子处于所述定子中，从而在转子和定子之间出现的磨损通常主要对定子侧产生影响。然而，通过偏心运动引起的摆动运动形式也要求相应的支承并且在驱动侧要求通过摆动轴进行相应的转矩传输，所述摆动轴通常构造有两个万向节。此外，在偏心螺杆泵的许多结构形式中，这些万向节处于定子的入口区域中并且由此被所输送的介质环流，从而使得这些万向节的负荷和万向节的密封件的可能出现的不密封性也会导致铰链磨损或轴承的损坏，这同样可能导致偏心螺杆泵的失效。
[0004]为了解决这些问题，已经提出了各种解决方案。例如在偏心螺杆泵具有小偏心率的情况下，将摆动轴实施为弯曲扭杆，由此可以省去在传动系中的两个万向节并且由此可以避免磨损和故障原因。然而，这种结构方式不适合于具有高流量体积的泵，因为在此较大的偏心率是有利的并且因此局限于较小的泵结构类型。
[0005]由EP 2 944 819 B1已知一种偏心螺杆泵结构形式，所述偏心螺杆泵结构形式能够实现用于更换偏心螺杆泵的转子或定子的大幅缩短的维修时间。这通过特定的定子凸缘构型实现，所述定子凸缘构型实现了定子连同布置在其中的转子一起枢转出来，而为此不必拆卸另外的连接到偏心螺杆泵上的管道或者不需要其他的拆卸步骤。在此，将转子从摆动轴上拆卸所需的用于拆卸转子的解决方案可以通过转子本身中的空腔来进行，从而使得也不需要进入到入口室中以用于从布置在那里的凸缘拆卸。利用这种易于维护的偏心螺杆泵结构，虽然在维护情况下实现了显著的优点，然而还期望预测需要维护，以便更好地将这种维护过程安排在常规的设备运行中。
[0006]为此，长期以来采用不同的方案来识别在偏心螺杆泵处需要维护的运行状态。
[0007]因此，根据DE 100 63 953 A1规定监控偏心螺杆泵的特定运行参数，办法是：压力测量转换器、温度感应器和振动传感器布置在铰链或轴承的区域中或者布置在转子或定子的区域中。该测量原理遵循一种方案，该方案对于其他泵结构类型、即例如由JP 60
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150491 A或DE 19 649 766 A已知的状态监控的原理通过评估温度或振动值来获得关于泵的磨损状态的结论。然而，该方案在于，由于在偏心螺杆泵中通过偏心运动引起的特定的振动状态，设置多个不同的传感器的布置，以便能够从偏心螺杆泵的正常运行状态充分可靠地探测表明磨损的运行状态。然而，这在该方案中导致了许多不同传感器的不利布置，以便实现磨损状态的检测。除了由此显著增加了偏心螺杆泵的安装和拆卸的难度、提高偏心螺杆泵的成本的缺点外，此外还已显示，即使利用多个不同传感器的这种耗费也不能可靠地识别出实际上为了维护所需的磨损状态，或者只有当出现明显损坏时才能识别出该磨损状态。尤其是不可能可靠地预防性地识别出导致提高的磨损的运行状态。
[0008]从DE 10 2005 019 063 B3中已知，在偏心螺杆泵的外部安装唯一的振动传感器并且评估其测量结果，以便由此推断出特定的运行状态或磨损状态。因此虽然消除了由于大量传感器而使拆卸变困难和成本提高的缺点，但是利用该现有技术也不能实现可靠地识别磨损状态和导致磨损提高的运行状态。
[0009]由DE 10 2018 113 347 A1已知一种新的更年轻的方案，其中，在偏心螺杆泵上借助于在偏心螺杆泵的输出端中的压力检测应当监控泵的运行压力或转矩形式的运行参数。在监控运行压力/转矩时，通过借助于傅里叶变换的信号评估来得到关于所述特定的运行参数的结论。原则上，虽然通过在泵输出端中的该传感器布置同样实现了比在已知的解决方案中可实现更容易的安装和拆卸，然而，传感器的布置具有的缺点是，借助特定评估方式并且通过与校准的比较值进行比较，可以得出泵的运行压力的结论，并且间接地从中得出转矩的结论，该结论在很大程度上取决于泵送介质和泵输出端处的管线网络中的影响。磨损状态，尤其是需要维护的磨损状态，或者在未来计划的时间点需要维护的磨损状态，不能利用测量值检测和评估可靠地探测到。
[0010]现有的方案尤其旨在探测直接需要维护的状态。但是，原则上根据专利技术人的认识也有利的是，可以这样控制偏心螺杆泵，使得预防性地避免尤其引起磨损的运行状态。然而，为此需要不仅检测已经需要维护的磨损状态，而且检测一方面导致增加的磨损并且另一方面可以通过改变偏心螺杆泵的操控被避免的运行状态，从而降低磨损效应。根据专利技术人的认识，这例如可以在泵的起动特性方面表现出来，办法是：在那里例如随着转速的特定的升高实现泵的低磨损的加速运行，这可以根据所输送的介质而有所不同。此外，通过实时地识别所输送的介质的缺失并且随后使泵停止或者以明显降低的转速运行，能够避免干式运行状态。
[0011]此外，由源于本专利申请人的WO 2018/130718 A1预先已知具有转子和定子的锥形构型的偏心螺杆泵，所述偏心螺杆泵设置转子和定子之间的轴向调节可能性并且由此能够实现转子和定子之间的间隙的设定。在该偏心螺杆泵结构形式中，通过转子至定子的轴向进给，泵的起动特性和停止特性可以通过控制轴向进给来设计，并且当存在对泵的磨损状态和运行状态的认识时，可以通过转子和定子之间的这种轴向调节，只要检测到磨损状态，就能通过非常快速的控制，在一定程度上实时地，有针对性地以控制特性或调节回路的
形式避免磨损密集的运行状态。
[0012]因此存在对偏心螺杆泵进行状态监控的需要，利用该状态监控克服了偏心螺杆泵的运行参数的已知检测方式的缺点，并且允许更自发且更精确地控制偏心螺杆泵以避免磨损状态。

技术实现思路

[0013]根据本专利技术，该任务利用先前所描述的结构形式的偏心螺杆泵来解决，其中，所述状态传感器布置在所述转子或所述驱动轴上或者借助于信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种偏心螺杆泵，所述偏心螺杆泵具有：
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泵壳体，所述泵壳体具有泵入口和泵出口，
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布置在泵壳体中的定子，
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布置在定子中的转子，
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驱动单元，所述驱动单元包括驱动马达和驱动轴，所述驱动轴将驱动马达与转子连接以用于传输转矩，
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其中，转子在定子内被引导以围绕旋转轴线进行旋转运动，
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状态传感器，用于检测偏心螺杆泵的状态参量，其特征在于，所述状态传感器
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布置在转子或驱动轴上，或者
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借助于信号线路与转子或驱动轴连接，并且与转子或驱动轴间隔开距离地布置，以用于检测转子上或驱动轴上的状态参量。2.根据权利要求1所述的偏心螺杆泵，其特征在于，所述状态传感器布置在转子的内部或布置在驱动轴的内部。3.根据权利要求1或2所述的偏心螺杆泵，其特征在于，所述状态传感器通过传感器电缆以电缆连接的方式与电子评估单元连接，并且
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传感器电缆在驱动轴的区段内和/或在转子的区段内延伸，或者
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传感器电缆穿过驱动轴并且必要时穿过转子的区段延伸。4.根据前述权利要求中任一项所述的偏心螺杆泵，其特征在于，所述驱动轴是摆动轴，所述摆动轴
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在所述摆动轴的指向驱动马达的端部处与驱动马达连接，以用于围绕驱动轴线旋转，并且
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在所述摆动轴的指向转子的端部上与转子连接，以用于围绕转子轴线旋转，并且以用于与转子轴线重叠地围绕与转子轴线间隔开距离的定子轴线旋转。5.根据权利要求4所述的偏心螺杆泵，其特征在于，所述摆动轴具有摆动轴中部区段、第一万向节和第二万向节，并且第一万向节插入摆动轴中部区段与驱动马达之间，并且第二万向节插入摆动轴中部区段与转子之间。6.根据权利要求5所述的偏心螺杆泵，其特征在于，所述传感器电缆
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引入到第一万向节和/或第二万向节中，或者
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穿过第一万向节并且必要时穿过第二万向节被引导，或者
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围绕第一万向节和/或第二万向节被引导。7.根据权利要求5或6所述的偏心螺杆泵，其特征在于，所述第一万向节被第一密封护套包封，并且所述第二万向节被第二密封护套包围，或者所述第一万向节和所述第二万向节和所述摆动轴被密封罩包封，并且
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在第一密封护套和/或第二密封护套中或者在密封罩中布置有压力传感器，或者
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压力管路被引入到第一密封护套和/或第二密封护套中或者被引入到密封罩中，并且压力传感器与压力管路处于流体连接中，
以用于检测在第一密封护套和/或第二密封护套中的或者在密封罩中的压力，并且
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压力传感器按照信号技术与评估装置连接，所述评估装置被构造成用于，借助于压力传感器检测在第一密封护套和/或第二密封护套内部或在密封罩内部的压力，优选地，压力传感器检测经由被引导到第一密封护套和/或第二密封护套中或被引导到密封罩中的压力管路或经由所述压力管路被供应的压力介质的压力。8.根据前述权利要求中任一项所述的偏心螺杆泵，其特征在于，所述状态传感器与用于信号传送的电子评估单元连接，并且所述电子评估单元被构造成用于求取利用状态传感器根据状态传感器数据来检测的实际状态与预定的额定状态的偏差，将所求取的偏差与预定的允许偏差进行比较，并且随后当所确定的偏差超过允许偏差时，输出警报信号。9.根据权利要求8所述的偏心螺杆泵，其特征在于，所述电子评估单元被构造成用于
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接收状态传感器信号作为实际状态，
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将状态传感器信号与作为额定状态的所存储的正常状态传感器信号进行比较，以及ο计算所求取的偏差作为状态传感器信号与正常状态传感器信号的差值，ο将预定的允许偏差值用作为预定的允许偏差，并且ο将值警报信号作为警报信号输出。10.根据权利要求8或9所述的偏心螺杆泵，其特征在于，所述电子评估单元被构造成用于
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接收状态传感器信号，
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从至少两个时间上相继的状态传感器信号中求取状态变化值作为实际状态，并且
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将状态变化值与作为额定状态的所存储的正常状态变化值进行比较ο计算所求取的偏差作为状态变化值与正常状态变化值的差值，ο将预定的允许偏差变化值用作为预定的允许偏差，并且ο将变化警报信号作为警报信号输出。11.根据权利要求8至10中任一项所述的偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：福格申有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：