带有传感器装置的离心分离器的制作方法

本发明大体涉及对离心分离器的操作的监控，该离心分离器具有喷嘴以用于产物（诸如液体，其例如包括淤渣或由淤渣组成）的排放。更准确地，本发明涉及一种具有固定壳体和离心机转子的离心分离器，该离心机转子设在固定壳体中且布置成以旋转速度围绕旋转轴线旋转，且该离心机转子包括多个喷嘴以用于来自离心机转子的产物沿方向的排放，其中该离心分离器包括传感器装置，该传感器装置包括：传输元件，该传输元件具有第一部分和第二部分，且该传输元件构造成以这样的方式安装，使得第一部分位于固定壳体内侧和离心机转子外侧且第二部分位于固定壳体外侧，其中至少传输元件的第一部分具有伸长的形状；接收头，其由传输元件的第一部分所包括；传感器元件，其安装至传输元件的第二部分且其构造成感测从接收头传送至传感器元件的振动和/或冲击脉冲；以及评估单元，其与传感器元件通信以用于将信号从传感器元件传递到评估单元。

本发明的概要

本发明的目标在于提供一种传感器装置，其具有高可靠性且其适于提供关于离心分离器的各种参数和条件中的多个的信息。此外，目标在于一种对干扰和缺陷具有低灵敏度的传感器装置。

此目标通过最初限定的传感器装置达成，其特征在于，传输元件安装在固定壳体中，且导向成使得接收头的端面在转子的旋转期间面向来自喷嘴的通过的射流。

当来自喷嘴的产物（例如，液体或淤渣）撞击接收头时，振动将在接收头和传输元件中产生。这些振动可具有从1-600hz直到数百khz的各种频率。此类振动将以安全且可靠的方式在传输元件的材料中传送到传感器元件，该传感器元件设在固定壳体外侧且因此不直接地经受存在于固定壳体内侧的极端环境。根据本发明的传感器装置可用于感测产物通过喷嘴排放的准确时间点以用于识别哪个喷嘴或哪些喷嘴具有减少的功能且可能用于确定离心机转子的旋转速度，以及在喷嘴可间歇地打开且因此通常关闭的情况下，喷嘴中是否有任何喷嘴存在小的泄漏。根据本发明的传感器装置提供振动的很灵敏的感测，且因此可能的泄漏可在该泄漏对离心分离器的功能和性能具有任何严重影响之前在很早的阶段检测到。

根据本发明的进一步的实施例，传输元件可导向成使得在旋转期间接收头的端面以基本上直角面向某一喷嘴的开口。因此，来自喷嘴的射流将使振动和/或冲击脉冲基本上直地传递到传输元件中，且从而向传感器元件提供强信号以记录。

根据本发明的进一步的实施例，传感器元件可附接至传输元件的第二部分的端部。

根据本发明的进一步的实施例，传输元件可由构造成允许振动从接收头到传感器元件的所述传送的材料制造。

根据本发明的进一步的实施例，传感器元件包括带有加速度计（优选地线性加速度计或带有一条轴线的加速度计）的冲击脉冲变换器。借助于此类加速度计，带有上文限定的频率的振动可以以安全的方式被感测，且提供合适的信号以用于到评估单元的进一步传输。线性加速度计在确定可能泄漏的方向时特别有利。

根据本发明的进一步的实施例，评估单元经由包括齐纳防爆栅的导管与传感器元件通信。

根据本发明的进一步的实施例，评估单元构造成借助于所述信号计算离心机转子的旋转速度。

根据本发明的进一步的实施例，评估单元构造成借助于所述信号确定来自喷嘴的可能泄漏。

根据本发明的进一步的实施例，传输元件的包络表面除接收头之外的部分由保护管包绕，该保护管保护传输元件的第一部分免受不是从接收头生成的飞溅和振动。

根据本发明的进一步的实施例，保护管由保护管与传输元件的第一部分之间的第一橡胶衬套靠近接收头悬置。

根据本发明的进一步的实施例，保护管旋拧在它的外表面上以安装在固定壳体中的对应螺纹孔中。

根据本发明的进一步的实施例，可选长度的圆柱形间隔套筒旋拧在传输元件上且在传输元件的第二部分处利用它的第一端部抵靠保护管上的止挡部，且当传输元件安装在固定壳体的孔中时它的第二端部靠置在固定壳体的外壁上，从而限定传输元件和其接收头的位置。

根据本发明的进一步的实施例，离心机转子的所述喷嘴持久地打开。此类离心分离器中特别重要的优点是可能确定通过喷嘴排放的产物的流量的大小。这可为有利的，以便检测例如喷嘴中的一个或多个是否堵塞或喷嘴的堵塞的程度。根据上文的定义，还可能确定喷嘴中的哪一个具有某一程度的堵塞。持久打开的喷嘴的磨损也可根据上文已限定的内容来确定。

根据本发明的进一步的实施例，所述喷嘴可间歇地打开。在此类离心分离器中，发明的传感器装置特别有利于借助于评估单元确定来自喷嘴的可能泄漏。传感器装置也可根据此实施例用于确定离心机转子的旋转速度。

附图的简要描述

现在将通过各种实施例的描述且参照附于此的附图来更紧密地解释本发明。

图1公开具有根据本发明的传感器装置的离心分离器的示意性截面图。

图2公开从离心分离器的上方的示意性截面图。

图3公开根据本发明的传感器装置的一部分的局部截面侧视图。

本发明的各种实施例的详细描述

图1公开具有固定壳体2和离心机转子3的离心分离器1，该离心机转子3设置成在固定壳体2中围绕旋转轴线x旋转。离心机转子3由示意性地指示的驱动马达5经由心轴4驱动。离心分离器1包括入口和出口导管，其在6处示意性地指示且其以本身已知的方式构造。

此外，离心机转子3包括多个喷嘴7以用于产物（诸如液体，其例如可包括淤渣或由淤渣组成）的排放。喷嘴7可为持久打开的喷嘴。备选地，喷嘴7可为可间歇地打开的喷嘴，其可借助于设在离心机转子3内的示意性地指示的阀盘8以本身已知的方式打开。喷嘴7沿着离心机转子3的外围分布或优选地均匀分布。引导元件9设在喷嘴7的外侧。引导元件9构造成以合适的方式接收和引导通过喷嘴7排放到固定壳体7和离心分离器1外的产物。

用于感测振动和冲击脉冲的传感器装置还设置成与离心分离器1连接或是离心分离器1的一部分。传感器装置包括传输元件21，其由合适的材料（例如金属材料）制造。

传输元件21具有第一部分21'（具有内端部）和第二部分21''（具有外端部），见图2，且构造成以这样的方式安装至离心分离器1，使得第一部分21'和内端部位于固定壳体2内侧和离心机转子3外侧，且第二部分21''和外端部位于固定壳体2外侧。

在公开的实施例中，传输元件21（即，第一部分21'和第二部分21''两者）具有共同的伸长或杆状的形状。传输元件21沿纵向方向x'延伸。纵向方向x'可平行于或基本上平行于旋转轴线x。纵向方向x'可允许形成关于旋转轴线x的角度。根据图3中的实施例，传输元件21可改为沿与通过传输元件21的喷嘴射流基本上相同的方向x''水平地延伸。然而，可能仅使第一部分21'具有所述伸长的形状。位于固定壳体外侧的第二部分21''可具有任何其他合适的形状且例如成角度。因此，传输元件21附接至离心分离器1，且更准确地在固定壳体2中。

如图3中可看到的那样，传输元件21包括接收头23，其由第一部分21'所包括且因此设在传输元件21的内端部处，且更准确地直接地在离心机转子3的喷嘴7外侧但在固定壳体2和引导元件9内侧。根据图3中的实施例，接收头23是传输元件21的第一部分21'的末端。除接收头23之外，传输元件21的包络表面的部分可由保护管24包绕，该保护管24保护传输元件21的第一部分21'免受不是从接收头23生成的飞溅和振动。因此，保护管24可由其与传输元件21的第一部分21'之间的第一橡胶衬套25靠近接收头23悬置。保护管24还由其与传输元件21的第二部分21''之间的第二橡胶衬套26悬置。传输元件21由所述第二橡胶衬套26与在所述传输元件21和圆柱形保持器部件22之间的第三衬套27一起悬置。这将增大通过传输元件21的冲击脉冲的传输且产生通过传输元件21的较强的信号。

为了将传输元件21安装在离心分离器1的固定壳体2中，保护管24旋拧在它的外表面上，这使得其可能安装在固定壳体2中的对应螺纹孔中。为了使接收头23的位置适于喷嘴射流，可选长度的圆柱形间隔套筒28可旋拧在传输元件21上，且在传输元件21的第二部分21''处利用它的第一端部28a抵靠保护管24上的止挡部29。当传输元件21安装在固定壳体2的孔中时，圆柱形间隔套筒28的第二端部28b将靠置在固定壳体2的外壁上，从而限定传输元件21和其接收头23的位置。

传输元件21可改为直接地安装在固定壳体中，而没有衬套的悬置。

如图2中公开的那样，在带有喷嘴的离心分离器中，喷嘴7通常以这样的方式安装在离心转子3中，使得它们的开口在转子3的旋转方向上导向。该方向可基本上是切向的，但如果喷嘴7的开口具有稍微向外的角度，则是优选的，因为射流在其他方面可能撞击转子壁且导致磨损损坏。

传输元件21在与喷嘴7相同的水平处水平地安装在固定壳体2中，导向成使得接收头23的端面在转子的旋转期间面向来自喷嘴7的通过的射流。特别地，传输元件21可导向成使得在旋转期间接收头23的端面以基本上直角面向某一喷嘴7的开口。

传输元件21将经受来自喷嘴射流的侵蚀。因此，它可由耐磨材料制造或由此类材料涂布或为表面硬化的。

传感器装置还包括传感器元件30，其安装到传输元件21的第二部分21''，且在公开的实施例中接近于传输元件21的外端部。传感器元件30可包括带有加速度计（优选地线性加速度计）的冲击脉冲变换器或由其组成。加速度计可包括压电元件或由其组成。此类压电元件在其（例如，由于振动或冲击脉冲）变形时生成呈电压的形式的信号。传感器可利用法拉第屏蔽在内部隔离，且具有600m/s²的振动测量范围和-12至75db的冲击脉冲测量范围。

传感器装置还包括评估单元31，其与传感器元件30通信（例如，无线地或经由导管32）以用于将信号从传感器元件30传输到评估单元31。评估单元31包括处理器33且构造成解析由传感器元件30生成的信号。评估单元31还包括显示器，其例如可包括示波器。导管32包括齐纳防爆栅34。

传感器元件30构造成感测从接收头23经由传输元件21传送到传感器元件30的振动。该振动在传输元件21的材料中传送。

在喷嘴7可间歇地打开时的情况下，传感器装置可以以这样的方式操作，使得当喷嘴7在短时间段期间打开时，产物以高的速度从离心机转子3排放。此产物将撞击传输元件21（且更准确地接收头23）。然后，振动将在传输元件21中生成，且这些传送到传感器元件30。然后由传感器元件30生成的信号传达至评估单元31且由处理器33处理。评估单元31构造成分析来自传感器元件30的信号且确定各种参数和状态中的多个。例如，获得的信号可包括以下参数：

峰值

上升时间

下降时间

宽度

表面。

借助于这些参数，可获得关于产物的排放的知识。例如，可提到的是，可假定表面与流量（即，通过喷嘴7排放的产物的量）成比例。评估单元31还可适于检测喷嘴7中的一个或数个是否泄漏。如果此类泄漏出现，较少量的产物将或多或少连续排放且撞击传输元件21的接收头23。再次，振动然后将生成且传送到传感器元件30，该传感器元件30将对应的信号输送至评估单元31。评估单元31然后可构造成给予用户关于当前泄漏的信息（例如，通过任何类型的警报）。应注意的是，传感器装置很灵敏，且泄漏可在很早的阶段检测到，其中可采取合适的修复措施。

此外，传感器装置可用于检测用于控制阀盘8的位置的操作液体的可能泄漏。

还应注意的是，传感器装置和评估单元31可构造成借助于来自传感器元件30的信号计算离心机转子的旋转速度。与旋转速度的确定、泄漏的检测以及可能还有喷嘴7的位置结合，可能借助于评估单元31的处理器33计算喷嘴7中的哪个可能泄漏。在喷嘴7持久打开的情况下，传感器装置和评估单元31可构造成借助于来自传感器元件30的信号计算离心机转子3的旋转速度。在此情况下还可能借助于来自传感器元件30的信号获得关于排放产物的信息和知识（例如，产物的排放方向以及来自喷嘴7的产物的位置或路径）。在此情况下，传感器装置也可用于通过排放的产物的流量的确定来检测喷嘴7中是否有任何喷嘴堵塞或开始堵塞。

最后，还应注意的是，传感器装置和评估单元31可检测从除喷嘴7外的其他源（例如，离心分离器1中的各种缺陷，诸如，轴承等中的游隙）发出的振动。可假定此类缺陷将导致带有除在产物的泄漏和排放处出现的那些频率外的其他频率的振动，且因此可能检测到这些缺陷。

本发明不限于公开的实施例，而是可在以下权利要求的范围内修改和变化。