用于吸水辊的密封条系统以及用于操作吸水辊的密封条系统的方法与流程

用于例如造纸机的成片的脱水的吸水辊包括具有开口且设置在至少一个吸水箱内的辊壳。吸水箱被固定地布置在吸水辊内侧且吸水辊的多洞辊壳绕吸水箱旋转。为了从辊壳密封吸水箱，辊壳包括横向密封条，横向密封条优选地沿吸水辊的纵向方向相对于吸水辊的其余容积密封吸水箱的内侧。吸水箱在两端沿吸水辊的周向方向被定边器定界并且从辊壳被密封。

吸水辊的构造和/或操作期间的具体问题在于密封条的磨损以及密封条附近的噪声生成。

EP0943729 B1公开了一种密封条，当在吸水箱内建立真空时该密封条被压力软管形式的负载元件压在吸水辊的内壁上。

在操作期间，密封条被重置元件推离吸水辊的内壁少许，这导致定义的、可调整的密封间隙，其中重置元件也以压力软管的形式被提供。密封条与内壁之间沿周向方向的间隙逐渐变宽用于降低噪声。

EP1348805 B1公开了具有可调整密封间隙的密封条的实现，其中间隙通过压力软管经由垂直可调整条被调整，其中压力软管铰链地连接至密封条的后端。

EP1344865 B1示出了一种吸水辊，其中麦克风在吸水箱的后密封条的区域中被安装在吸水辊的内侧。如果测量的声级超过某一阈值，则实现一种对策，该对策可包括调整密封条与内壁之间的间隙和/或调整吸水条与内壁之间的条的张角。

DE102007027688 A1公开了将若干温度传感器集成到密封条中，其中若干温度传感器沿密封条的纵向方向即造纸机的横向方向被组装。一旦达到阈值温度，则增大密封条与辊壳之间的间隙。另外假设监视吸水箱内的负压。如果负压下降，则再朝内壁方向移回密封条。随后，调节温度阈值与压降阈值之间的区域中的密封条的间隙和/或接触压力和/或推进压力。不利地，这可能导致缓慢或失败的调整，和/或如果阈值在不忽视第二阈值的情况下不能达到，则可能无法实施合适的对策。

WO2013174573 A1公开了在密封条中提供带状电缆形式的若干导电体，导电体在密封条的整个长度上延伸以监视密封条的磨损。各个导体以变化的深度嵌入到密封条中，因此所述导体在密封条磨损之后被连续切割。不利地，仅磨损的最大值可知，密封条的不均匀磨损仍然无法检测。

DE102005048054 A1公开了调整密封条的控制设备的推进压力使得整体接触压力保持恒定。整体接触压力包括密封条的控制设备的推进压力以及吸水箱内的真空产生的成分，所述成分通过吸水辊的开口作用在密封条上。

不利地，现有技术没有提供吸水辊的令人满意的故障安全、低噪声和低资源操作的整体概念。

本发明的目标是尽可能简单的设备和提供使吸水辊的操作优化的方法。本发明的其它目标是首先优化润滑剂的量、其次减少和监视磨损、第三最小化噪声。

由于已经建议这些问题的解决方案是提供具有传感器和致动元件组合的设计的吸水辊，因而用本发明的控制方法确保优化的操作条件。

本发明设备由包含吸水箱的吸水辊构成，所述吸水箱被密封条横向定界。每个密封条被分配润滑水供应，从行进方向观看，所述润滑水供应朝所述吸水辊的多洞壳的内壁方向在所述密封条的前面插入润滑剂。每个密封条包括至少一个致动器，所述密封条的推进压力可通过所述至少一个致动器被调整至所述吸水辊的内壳表面。从行进方向观看，第二后密封条附加地包括第二致动器，密封条与吸水辊壳之间的间隙的张角可通过所述第二致动器被调整。从行进方向观看，所述第二后密封条包括电声换能器，所述电声换能器优选地被集成到所述密封条的安装件中因而防止受潮。所述密封条包括温度传感器，所述温度传感器优选地还用于测量磨损。根据本发明，设想传感器的数据在小型服务器中被处理，致动器可经由小型服务器被控制。小型服务器是具有输入和输出模块和数字通信(具体地与输入和输出装置以及网络中的其它数据处理单元无线通信)的能力的小型化数据处理单元。

本发明由若干子部分(具体地与允许用于操作表征设备的具体有利方法的这些子部分的组合)构成。

第一子部分由监视密封条的温度和磨损的组合构成。

第二子部分由调节地、优选地可测量地使用润滑剂构成。

第三子部分由最小化密封条的磨损构成。

第四子部分由最小化噪声发射构成。

根据本发明，建议测量密封条的温度用于润滑剂的优化使用并且基于测量的温度控制和/或调节润滑水使用和/或润滑水量。为此，可在密封条的一个或若干点测量温度并且沿密封条的长度插入的润滑剂的量可在密封条的每个区域中恒定。

如果在密封条的若干区域中测量密封条的温度，则可确定密封条的局部温度曲线。优选地，可在密封条的纵向范围的每个单独区域中分别控制和/或调节润滑剂的插入量，因而允许在密封条的局部生热的情况下仅向受影响区域插入润滑水。

由于作为吸水辊的内壳表面的摩擦结果的密封条生热和通过润滑水的摩擦减少，因而可精确插入所需的润滑水量，所述润滑水量是保持低摩擦因而保持低磨损所必需的。

对于上面描述的方法，必须确定密封条的温度(尽可能接近表面)，其中密封条与吸水辊的内壳表面摩擦。为了这个目的，根据DE102007027688 A1，优选地将温度传感器安装在密封条内侧。由此DE102007027688 A1的温度传感器与所述表面之间的距离足够高使得这些温度传感器仍然集成到密封条的材料中直到达到最大允许磨损。

本发明的改进推荐将若干温度传感器集成到密封条中且以变化的深度在密封条中实现和/或集成这些温度传感器。因此，更优选地，温度传感器还可用于监视和/或测量磨损。一旦温度传感器不再受密封条的材料保护并且在吸水辊处磨损，则通过温度传感器的破损监视和/或测量密封条的磨损。

若干这种温度传感器以在深度方向错开方式位移组合在传感器单元中且安装优选地沿密封条的纵向方向分布的若干传感器单元总是优选的。因此，密封条的局部温度曲线和密封条的局部磨损可被监视和/或此数据可被发送给控制或调节单元。

基于密封条温度和吸水箱内的压力调节密封条的位置和/或推进压力是现有技术已知的。

根据本发明，推荐仅基于吸水箱内的压力调节密封条的位置和/或推进压力，润滑剂的使用可经由温度的确定被调节。由于致动器可被更容易地执行以调整密封条的推进压力的事实，这是有利的，因为致动器施加到条长度的力可以是恒定的且由于负力导致推进压力的减小因而不需要向密封条施加负力。另外，不需要现有技术已知的在其它吸水辊中使用的夹紧设备来紧固密封条，以确定密封条与辊壳具有预定距离。另外，由于较高的温度和/或摩擦通过使用润滑剂而不通过调整导致减少真空的推进压力解决，所以降低了未授权的操作模式的风险。然而，由于无法在不减弱真空的情况下弥补温度上升，所以现有技术已知的方法要求维持一定的“保留的推进压力”。

通过本发明的调节将密封条的推进压力调节至此最小，这是将真空维持在确定的/可确定的强度所必需的。在此操作模式中，实现吸水辊的对应其它操作参数所需的最小磨损和/或达到对应其它操作参数可实现的最小磨损，由于磨损是基于摩擦因而基于推进压力。如果最小可实现磨损因例如不良操作参数、污染或任何其它故障的任何原因而过高，则通过使用润滑水减少摩擦。润滑水的附加使用能够从密封条移除污染例如纸纤维。

本发明通过将喷射管集成到密封条安装件中提供了对现有技术的改进。因而，润滑水可非常接近摩擦表面被插入，因此与安装在密封条安装件前面的喷射管相比，可降低密封条与辊壳摩擦的表面以及空间要求。与集成到密封条中的润滑水系统相比，存在导致未通过润滑水供应的开口减少的摩擦表面和密封条的更简单设计的优点。喷射管或通向喷射管的导管优选地包括流传感器，流传感器与小型服务器建立了数据连接以监视实时使用的喷射水量。流速率例如通过调整阀被控制或调节。

由于总是非常接近发生摩擦的表面测量温度因而可确保针对轻微的温度上升的非常快速反应，所以当上面描述的方法在上面描述的具有磨损检测的温度传感器的密封条的帮助下实现时尤其有利。另外，就像使用独立可控的润滑水喷嘴或在每个密封条系统上使用若干独立可用的喷射管，润滑水可仅被插入已经测量到局部温度上升的区域中。

进一步的发明方面涉及最小化在密封条处导致的噪声级。有时当来自吸水箱真空的吸水辊的壳经过第二密封条并且辊壳的开口中的真空突然崩解时出现非常大的噪声。根据现有技术通过密封条与吸水辊的壳之间的间隙的逐渐打开降低噪声来抵消突然的通风。从EP1344865 B1得知监视噪声级和在超过阈值的情况下实现对策。本发明旨在测量噪声级并且通过调整间隙的张角调节至最小。这是有利的，因为针对对应的操作参数实现可能最低噪声级。

为了为现有技术的间隙的张角建立改进的发明调整机构，基于CP1348805 B1推荐不是经由压力管而是经由电机(具体地步进电机或伺服电机)调整密封条的后端的位置，所述电机用于沿密封条的纵向方向移动包括至少一个倾斜表面且位于密封条下面的条以方便密封条沿倾斜表面的高度调整。有利地，可以高度精确度调整电机上面的间隙并且消除了使用夹紧元件和/或停止件(例如，压力管实施方式的情况)的必要性。因此与现有技术相比，本发明调整机构更容易且更精确，而密封条的后端的位置总是可经由步进电机的位置信息被确定。

所有子部分的优选组合的调节方法包括测量密封条的温度、测量吸水箱中的真空、测量第二密封条之后的声级、调节密封条的推进压力、调节的润滑水量以及调节第二密封条的张角，而密封条的推进压力被调节至将吸水箱内的真空维持在可预定值所需的最小值，基于密封条的温度调节每个密封条的润滑水量，并且调节第二密封条的张角以将声级保持为最小。

本发明提供附图用于说明性目的：

图1示出了具有磨损检测的发明温度传感器的发明密封条的设计；

图2示意性地示出了发明密封条系统的示例；

图3示意性地示出了降噪实施方式中的发明密封条系统的示例；以及

图4示意性地示出了吸水辊的尤其优选的发明密封装置。

图1示出了具有集成温度传感器6.1的发明密封条1.1、2.1。在此优选的实施方式中，若干传感器单元6被集成到密封条1.1、2.1中，而每个传感器单元6包括4个温度传感器6.1。关于上表面、即密封条1.1、2.1的摩擦表面，温度传感器6.1包括不同的距离。两个连续安装的温度传感器6.1之间的距离例如为2mm。传感器单元由电路板6.4、温度传感器6.1、具有集成的无线电模块的微芯片6.2、以及利用电池6.3的电源构成。紧挨着旋转辊壳3设置密封条1.1、2.1导致摩擦，从而导致密封条1.1、2.1的温度的上升。温度的上升引起被定位在电路板6.4上的温度传感器6.1的电阻的变化，而温度经由编程的微芯片6.2导致的电压变化被确定。如果温度传感器6.1被切割即损坏，则导致信号的中断。因而，微芯片6.2能够经由各个温度传感器6.1中的信号中断计算精确的密封条磨损。

具有无线电模块的小型服务器被定位在吸水辊的外面，小型服务器经由无线电从传感器单元6接收数据。小型服务器优选地连接至网络，数据可经由输出设备例如计算机、平板电脑、笔记本电脑或移动电话被可视化。

密封条1.2、2.1包括一个传感器单元6，优选地密封条1.1、2.1包括若干传感器单元6，以便于密封条1.1、2.1上的若干位置的温度测量。

图2示出了沿辊壳3的行进方向观看的发明密封条系统1，密封条系统1被优选地用作吸水箱4的第一密封条系统1。密封条系统1由密封条1.1构成，密封条1.1被可移动地容纳在密封条安装件1.2的槽中。被设计成压力管的推进管1.3被设置在槽中且位于密封条1.1下面。具有润滑水系统的密封条安装件1.2位于密封条1.1的前面，润滑水系统包括喷嘴1.4，润滑水经由集成到密封条安装件1.2中的优选的喷射管被插入喷嘴1.4。优选地，至少一个传感器单元6被集成和/或插入到密封条1.1中。将密封条1.1压在辊壳3的内壁上的推进压力可经由推进管1.3中的压力被调整。

图3示出了优选地沿吸水辊的行进方向观看的发明密封条系统2，该密封条系统2被用作吸水箱4的第二密封条系统2。密封条系统2由密封条2.1构成，密封条2.1包括沿下前缘的停止脊并且被可移动地容纳在密封条安装件2.2的槽中。槽包含位于密封条2.1的停止脊下面的推进管2.3。在密封条2.1的前面，密封条安装件2.2包括润滑水系统，润滑水系统具有喷嘴2.4，润滑水经由优选地集成到密封条安装件2.2中的喷射管2.5被插入喷嘴2.4中。优选地至少一个传感器单元6被集成和/或插入到密封条2.1中。将密封条2.1的前部区域压在辊壳3的内壁上的推进压力可经由推进管2.3中的压力被调整。密封条2.1包括弯曲的上表面，因而上表面的前部区域抵靠辊壳3并且其后部区域与辊壳3形成逐渐增大的间隙。此间隙的宽度可用高度可调条2.7调整，高度可调条2.7可移动密封条2.1的后端接近辊壳3或远离它。高度可调条2.7沿停止脊延伸，沿密封条2.1的纵向方向与滑动条2.6成一角度朝上延伸。滑动条2.6可被设计为经由电机供电的调整主轴滑动到密封条安装件2.2的槽中的滑动架。滑动条2.6的纵向位移导致高度可调条2.7沿槽的朝上位移。还能够固定地实现条2.6并且通过高度可调条2.7的纵向位移沿槽调整条2.6的高度。还存在将步进电机的旋转运动转化为致动元件的线性运动的若干可能性，应该注意到密封条2.1的后端与辊壳3之间的距离经由电机可调整并且可被保持在对应的位置。

密封条安装件2.2优选地包含象征性示出的声音传感器7和/或用于测量密封条2.1之上和/或之后的噪声级的拾音器。发明调节方法建议调节密封条2.1与辊壳3之间的间隙的张角使得噪声级降至最小。

一般地，应该注意到，取代压力管1.3、2.3，现有技术已知的其它调整设备可用于密封条1.1和密封条2.1的前端。因此，除了压力管以外，它可包括夹紧设备以暂时地或在实现稳定的优化操作模式之后将密封条固定就位。另外，如从EP0943729 B1得知，沿第一压力管(推进管)的相反方向作用在密封条上的附加的压力管可存在以能够“将其推离”辊壳。

根据本发明，还能够提供一种例如在密封条2.1的后部区域中使用以调整密封条1.1和密封条2.1的前部区域的调整机构。由此推进管的使用不是强制的。由于与密封条2.1的后端相反，其前部区域和密封条1.1可与辊壳3接触，所以有必要以可控或可调方式设计推进压力。因而推进压力可经由可调节的电机保持转矩或间接地经由位于调整元件与密封条之间的弹簧元件被调节。如果密封条已经与辊壳接触，则随弹簧元件的增加变形逐渐增大且将密封条压在辊壳上的力可经由致动元件的进一步调整被施加。有利地，致动元件被定位使得小间隙形成于密封条与辊壳之间。

图4示意性地示出了具有两个发明密封条系统1、2的吸水箱4的设计。辊壳3的行进方向由箭头指示。从行进方向观看的第一前密封条系统1根据图2实施，从行进方向观看的第二后密封条系统2根据图3被设计。图4示出了密封条系统1、2如何形成吸水箱4的横向定界。因而吸水箱4内形成区域4.1，区域4.1相对于吸水辊的其余内部空间被密封。

如象征性地示出，吸水箱4内包括压力传感器5以测量密封区域4.1中的负压和/或真空。替换地，吸水箱4中负压的确定还可在真空泵中或通过真空泵发生，其中真空泵用于在密封区域4.1中建立真空。第一密封条系统1包括温度传感器系统26以确定密封条2.1的温度，其中温度传感器系统26优选地存在于根据图1集成到密封条2.1中的若干传感器单元6的实施方式。第二密封条系统2进一步包括用于噪声检测的传感器，该传感器优选地存在于集成到密封条安装件2.2中的声音传感器7的实施方式。

第一密封条系统1包括调整机构以改变密封条1.1的位置，该调整机构优选地包含推进管1.3。密封条1.1的推进压力和/或密封条1.1与辊壳3之间的距离经由调整机构可控和/或可调。第一密封条系统1包括润滑水供应，而插入的润滑水的量可控和可调。润滑水供应优选地由集成有喷射管1.5的密封条安装件1.2的实施方式构成。第二密封条系统2包括调整机构以改变密封条2.1的优选地包含推进管的前部区域的位置。密封条2.1的前部区域的推进压力和/或密封条2.1的前部区域与辊壳3之间的距离经由调整机构可控和/或可调。第二密封条系统2包括第二调整机构以改变密封条2.1的优选地包括步进电机的后部区域的位置。密封条2.1的后部区域与辊壳3之间的张角经由第二调整机构可控和/或可调。

第二密封条系统2包括润滑水供应，而插入的润滑水的量可控和/或可调。润滑水供应优选地由集成到密封条安装件2.2中的喷射管2.5的实施方式构成。

发明调整方法在于确定吸水箱4中的负压或真空的第一实施方式，而第一密封条1.1的推进压力或至辊壳3的距离以及第二密封条2.1的前部区域的推进压力或至辊壳3的距离被调节使得最小推进压力或最大距离被设定，这是可允许的以在吸水箱4内将真空维持在期望水平。由此对于密封条1.1、2.1，推进压力或距离可例如通过将相同的压力施加于压力管1.3、2.3被一起改变。此发明调整方法的具体优点是归因于真空通过最小推进压力被维持，最小化辊的能耗，从而导致高节能。还能够通过为两个密封条1.1、2.1应用可确定的进一步控制标准(例如，通过向破损较少的条压较小的力)，分离地调节推进压力或任选地距离。

在调整方法的第一实施方式中，优选地进一步包括温度传感器系统16、26以检测每个密封条1.1、2.1的密封条温度。由此用于密封条1.1的润滑水的使用量基于温度传感器系统16的测量值被控制或调节，由此用于密封条2.1的润滑水的使用量基于温度传感器系统26的测量值被控制或调节。基于密封条1.1、2.1的温度调节润滑水量也可被应用或者也是优选的而不需要上面提到的推进压力的调节。

此发明控制和/或调节方法的具体优点是最小化水需求，因而与传统喷射管相比消耗低得多的水。

除了第一实施方式以外，本发明调节的第二实施方式进一步包括基于密封条2.1的后部区域至辊壳3的距离的测量值在第二密封条系统2之后或之上测量噪声级、调节密封条2.1与辊壳3之间的间隙的张角，从而导致最小噪声级。由于传统密封条上的高达110dBA因而构成可能健康危害的噪声发展，此方法还可优选地与上面描述的方法分离地被应用。恒定的噪声优化降低了此潜在风险，进一步优选地建立了可能最安静因而最舒适的工作环境。

优选地，间隙的张角还可被调节或控制使得噪声频率改变，具体地改变为较低频。噪声的可能干扰效果一般因其在用被加到测量值的附加音调建立评定等级时被考虑的音调而显著增加，间隙的张角还可优选地被调节或控制使得噪声频率根据预定模型或随机地被改变以降低音调。

造纸机一般包括各种吸水辊，因而所有吸水辊的噪声发射的调节或控制优选地由中央数据处理系统例如具体地小型服务器执行以防止两个或更多个吸水辊的噪声发射以防止两个或更多个吸水辊的噪声发射包含相同频率范围中的同时最大。

本发明提供了所有传感器的全部测量值被发送给小型服务器(优选地无线)，其中小型服务器中存储有可任选地由程序或用户修改的调节和控制标准。通过使用测量值，小型服务器计算用于控制致动器所需的调整变量。小型服务器优选地连接至显示器和输入设备(具体地无线)以显示操作参数和/或许可手动修改。

本发明的具体优点是智能系统确保最大可能的节能和无噪的操作并且方便用于控制吸水辊内的所有重要参数的预防性维护，其中所有重要参数优选地经由小型服务器被集中监视并且可由系统或用户依赖彼此被改变。系统基于具有传感器的部件，例如具体地密封条、压力管、密封条安装件和喷射管，所述部件优选地提供关于防止外部洞悉和/或外部控制的过程的恒定信息因而提供有关单数形式的吸水辊的操作的信息。