用于监测滑环密封组件的方法和滑环密封组件与流程

本发明涉及一种用于基于单独的滑环密封组件的测试台数据和运行数据来监测滑环密封组件的方法，以及一种具有用于实施该方法的计算机单元的滑环密封组件和一种具有这种滑环密封组件的机器、尤其是压缩机。

背景技术：

1、由现有技术已知滑环密封组件的不同的设计方案。滑环密封组件在此承担在不同的机器和设备处的重要的密封功能，其中尤其地需要对危及环境的介质进行密封。因此，在滑环密封组件的使用寿命内，安全密封是必要的。在这种情况下，应具有对滑环密封组件进行监测的能力，尤其要提前识别滑环密封组件的可能发生的失效并在必要时执行相应的对策、例如缩短维护间隔等。在此例如已知，将温度传感器尽可能靠近滑环密封组件的滑环地安装，以监测滑环密封件的构件的温度。当达到临界温度时，这可能表明滑环密封组件可能具有技术问题。然而在此的一个问题是，滑环密封组件通常不是批量构件，而是在例如关于滑环的直径的几何方面以及在关于压力、温度、各种介质的各种应用条件方面针对相应的应用目的而单独的设计的。因此，对滑环密封组件的通用的温度监测并不能总是足以对滑环密封组件的状态进行有说服力地评估。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种用于监测滑环密封组件的方法、一种滑环密封组件和一种机器，其能够以简单的构造和简单的、经济高效的制造实现对滑环密封组件的改善的监测。

2、该目的通过具有权利要求1的特征的方法、具有权利要求12的特征的滑环密封组件和具有权利要求15的特征的机器来实现。从属权利要求分别示出了本发明的优选的改进方案。

3、根据本发明的具有权利要求1的特征的用于监测滑环密封组件的方法的优点是，可以实现各个滑环密封组件的精确且单独的监测。由此明显改善了单独地针对相应的滑环密封组件的获取的数据的说服力。因此根据本发明，对于每个单独的滑环密封组件使用单独的数据用于监测。根据本发明，这是通过以下方式实现的，即在密封系统中的实际运行之前，滑环密封组件单独地在测试台上运行并在此获取测试台数据，该测试台数据被限定为标称数据。因此，可以在测试台上生成单个滑环密封组件的单独的标称数据。随后，以这种方式检验的滑环密封组件安装密封系统中，并且然后获取在安装状态下在密封系统中安装的单独的滑环密封组件的运行数据，其中获取的数据被限定为实际数据。随后，执行标称数据与实际数据的标称-实际比较，以监测滑环密封组件。因此可以获得用于每个滑环密封组件的单独的数据，并且因此也可以限定单独的阈值和/或指示单独的滑环密封组件可能的失效或问题的其他数据。

4、单独的滑环密封组件的测试台数据和/或运行数据例如包括温度、压力、泄漏、转速、间隙高度、振动和/或结构噪声。附加地，环境数据、例如待密封的介质的温度、环境温度、待密封的介质的压力、待密封的介质的类型等可以包含在监测中。

5、因此，通过本发明的方法可以在最短的时间内以最高的精确度执行涉及滑环密封组件的监测的单独的表述(aussagen)。尤其地，监测的计算复杂程度低，使得可以在无需长计算时间的情况下进行实时监测。标称-实际比较在此尤其可以在单独的滑环密封组件的任何运行点执行。

6、优选地，在确认标称数据与实际数据之间的偏差高于预定的阈值时，根据本发明的方法执行对策和/或输出警告。作为对策，例如可以降低滑环密封组件的转速或例如通过提高阻隔流体的流动速度来加强冷却。此外，也可以改变介质的压力和/或供应介质的压力。

7、进一步优选地，实际数据被应用在所安装的单独的滑环密封组件的数字孪生体中，以在数字孪生体上执行单独的滑环密封组件的模拟。数字孪生体在此形成需监测的真实的滑环密封组件的数字图像。数字孪生体在此基于数学计算方法以及滑环密封组件的单独的几何量和物理量并且基于获取的单独的运行数据和/或获取的单独的环境数据和/或基于过去的运行数据和/或环境数据实施模拟。

8、优选地，在数字孪生体中生成的模拟数据与测试台的标称数据进行比较。

9、进一步优选地，针对在数字孪生体中的模拟，使用与要监测的滑环密封组件相同的结构序列的滑环密封组件的其他单独的标称数据和/或实际数据。由此可以显著地扩大用于监测的数据池，从而在监测方面实现更好的结果。

10、优选地，在测试台上获取单独的滑环密封组件的运行数据时，仅点状地针对滑环密封组件的不同的运行状态获取标称数据。然后借助插值(interpolation)来确定在点状的被获取的运行状态之间的中间数据，其处于各个点状的数据之间。因此，在测试台上在短的测量时间内可以获得标称数据的完整的标称数据序列。由此然后在运行中，即在单独的滑环密封组件的安装状态下，可以在滑环密封组件的每个任意的运行点进行监测。

11、特别优选地，当在数字孪生体中进行单独的滑环密封组件的模拟时确定滑环密封组件的泄漏值，并将该泄漏值用作用于控制在密封系统中的滑环密封组件的控制变量。如果滑环密封组件的单独的泄漏例如超过预定的泄漏阈值，这表明可能存在问题。在此，单独地针对每个单个滑环密封组件单独地确定单独的泄漏阈值。

12、进一步优选地，由测试台获取的标称数据随时间与过去的实际数据进行适配(anpassen)。由此在标称-实际比较时也可以考虑滑环密封组件随时间的一定磨损。

13、优选地，单独的滑环密封组件的获取的运行数据选自以下数据：温度、压力、转速、经由滑环密封件的泄漏、滑环密封件的间隙高度、滑环密封件的滑环处的振动、结构噪声、表面噪声、滑环的应力和/或变形、滑环的滑动面处发生接触和/或滑环密封件的滑环处的磨损。

14、数字孪生体优选地被配置成学习系统，使得通过在单独的滑环密封组件的运行中的经验和/或附加地还通过相同结构序列的其他的滑环密封组件的运行中的经验进行数字孪生体的持续调整和升级。

15、进一步优选地，计算机单元将标称数据与实际数据比较的比较结果供给至机器控制部。机器控制部被设置用于控制机器、尤其是压缩机。机器控制部在此基于标称-实际比较的比较结果将控制指令传输至机器。由此例如可以调整机器的转速，从而自动地调整滑环密封组件的转速，这是因为具有旋转滑环的滑环密封组件布置在机器的轴上。由此可以改变例如产品区域中的压力，使得滑环密封组件的密封参数相应地改变，滑环密封组件在该产品区域处密封。例如，在机器转速的转速降低的情况下，通过滑环密封组件处的同时的转速降低可以降低引入到滑环密封组件中的热量。

16、根据本发明的另一种优选设计方案，滑环密封组件包括供应系统，该供应系统向滑环密封件供应阻隔流体。机器控制部在此被配置用于，将控制指令输出至供应系统，该控制指令基于来自测试台的标称数据与滑环密封组件的实际数据的标称-实际比较的比较结果。例如可以将传输至供应系统的控制指令设置成，使得改变阻隔流体的温度、阻隔流体的压力和/或阻隔流体的体积流量。供应系统在此优选地包括加热器件和/或冷却器件及自身的循环装置、例如自身的压缩机，以改变阻隔流体的压力和/或质量流量。

17、特别优选地，供应系统的测量数据被传输至机器控制部，其中机器控制部被配置用于，基于测量数据将控制指令输出至供应系统和/或机器。例如，涉及供给至滑环密封件的阻隔流体的状态和/或从滑环密封件被引导回的阻隔流体的状态的测量数据可以被获取并被传输至机器控制部。测量数据例如可以是阻隔流体的温度、阻隔流体的压力、阻隔流体的质量流量和被引导回的阻隔流体的污染。此外，本发明涉及一种滑环密封组件，包括具有旋转滑环和静止滑环的滑环密封件，旋转滑环和静止滑环在其滑动面之间限定密封间隙。滑环密封件在此包括多个传感器，以获取滑环密封件的不同的运行数据和/或环境数据。此外，滑环密封组件包括计算机单元，计算机单元被配置用于，执行单独的标称数据与被传输至计算机单元的单独的实际数据的比较。

18、优选地，计算机单元包括单独的滑环密封组件的数字孪生体，其中计算机单元被配置用于，在数字孪生体上基于获取的运行数据和/或环境数据以及滑环密封组件的已存在的单独的数据和/或滑环密封组件的相同结构序列的数据来模拟真实的滑环密封组件的运行。由此可以实时地实现对滑环密封组件的精确监测。

19、进一步优选地，计算机单元被配置用于，在测试台处获取在多个单个的支撑点(stützpunkt)处的标称数据并在相邻的控制点之间实施数据的插值，以确定标称数据的连续数据的序列。由此可以在最短的时间内在测试台上执行标称数据的获取，并且也还可以降低计算机单元所需的计算能力。

20、进一步优选地，计算机单元被配置用于，针对模拟，使用与待监测的滑环密封组件相同结构序列的滑环密封组件的其他单独的标称数据和/或实际数据。由此可以改进监测的精确性并且尤其基于单独的滑环密封件的泄漏值的监测尤其也能够实现在滑环密封组件的未来的失效可能性方面的表述。

21、根据本发明的滑环密封组件优选是气体润滑的滑环密封组件，并且进一步优选地应用在压缩机中。

22、此外，本发明涉及一种机器、尤其是压缩机，其包括根据本发明的滑环密封组件以及机器控制部，该机器控制部被配置用于，操控机器和/或滑环密封件的供应系统。特别优选地，机器控制部在此被配置用于，基于供应系统的测量数据、尤其是供应系统的阻隔流体的压力、温度、质量流量和/或被引导回的阻隔流体的污染来控制(verarbeiten)供应系统并输出相应的控制指令。