DE10157143B4 - Maintenance interval display for pumps - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Anzeige von Wartungsintervallen bzw. Restbetriebsdauern von Pumpen (3), umfassend Sensoren zur Erfassung von relevanten Betriebsparametern sowie eine Steuer- bzw. Auswerteeinheit zur Auswertung der Sensorsignale, wobei die Steuer- bzw. Auswerteeinheit derart gestaltet ist, daß sie unter Einbeziehung von Sensorsignalen 6, 7, 8, 9, 10 einen zu erwartenden Wert der Betriebsdauer bzw. von Betriebszyklen bis zur Fälligkeit der nächsten Wartung bzw. dem Austausch von bestimmten Teilen ermittelt, wozu sie den zeitlichen Verlauf von Sensorsignalen in der Vergangenheit heranzieht, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Auswerteeinheit (4) zur Ermittlung der zu erwartenden Betriebsdauer bzw. der Anzahl zu erwartender Betriebszyklen eine Extrapolation aus den in der Vergangenheit gemessenen Sensorsignalen und ein zeitliches Integral einer Funktion der Betriebstemperatur heranzieht.contraption for displaying maintenance intervals or remaining service lives of Pumps (3), comprising sensors for recording relevant operating parameters and a control or evaluation unit for evaluating the sensor signals, wherein the control or evaluation unit is designed such that it under Inclusion of sensor signals 6, 7, 8, 9, 10 to be expected Value of the operating time or of operating cycles until maturity the next Maintenance or replacement of certain parts, including what the temporal course of sensor signals in the past attracted, characterized in that the control or evaluation (4) to determine the expected service life or the number expected operating cycles an extrapolation from in the Past measured sensor signals and a temporal integral a function of the operating temperature.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige der Lebensdauer von Pumpen, insbesondere von Schneckenpumpen.The The invention relates to a device for indicating the service life of pumps, in particular screw pumps.
Beim Einsatz von Pumpen in Industrieanlagen und anderen kritischen Anwendungen ist eine hohe Zuverlässigkeit besonders wichtig. Um die Betriebstüchtigkeit zu gewährleisten und die geforderte Leistung der Pumpen sicherzustellen, ist eine Wartung in bestimmten Zeiträumen notwendig. Entsprechend dem Einsatz bzw. dem Verschleiß der Pumpen erstrecken sich die Wartungsarbeiten von einfachen Reinigungsvorgängen bis hin zum Austausch verschlissener bzw. beschädigter Teile oder sogar der ganzen Pumpen. Diese Wartungsarbeiten verursachen Kosten durch Zeitaufwand des Personals, Materialaufwand und insbesondere durch den Stillstand der Anlage. Daher ist es das Ziel, die Wartungsarbeiten nur dann durchzuführen, wenn dies unbedingt notwendig ist, ohne jedoch die Zuverlässigkeit der Pumpen herabzusetzen.At the Use of pumps in industrial plants and other critical applications is a high reliability particularly important. To ensure the operability and ensuring the required performance of the pumps is one Maintenance in certain periods necessary. Extend according to the use or wear of the pumps The maintenance works from simple cleaning operations to towards the replacement of worn or damaged parts or even the whole Pump. These maintenance jobs cost you time of staff, materials and in particular by the stoppage of Investment. Therefore, the goal is to do the maintenance only if this is absolutely necessary, but without the reliability reduce the pumps.
Es sind verschiedene Verfahren zur Verschleißerkennung von Pumpen bekannt. Wird durch ein solches Verfahren ein Verschleiß angezeigt, beziehungsweise ein bestimmter Grenzwerte überschritten, so können entsprechende Wartungs- bzw. Austauscharbeiten durchgeführt werden.It Various methods for detecting wear of pumps are known. If wear is indicated by such a method, or exceeded a certain limit, so can appropriate maintenance or replacement work can be performed.
Ein
solches Verfahren ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift
Ein
anderes Verfahren, welches in der deutschen Patentschrift
Die
Aus
der
Die hier vorgestellten Verfahren haben den Nachteil, dass nur der aktuelle Verschleißgrad einer Pumpe festgestellt und angezeigt werden kann, aber keinerlei Hinweise auf zukünftige Wartungsarbeiten geliefert werden. Daher kann hier nur dem Stand der Technik entsprechend eine Wartung in festen Zeitintervallen, nach einer bestimmten Anzahl von Betriebsstunden bzw. nach der Einschätzung von Mitarbeitern, welche die Pumpen bedienen bzw. warten, erfolgen. So wird es häufig der Fall sein, dass ein Bediener der Pumpe aus seiner Erfahrung heraus nach dem Ansprechen einer Verschleißanzeige für den speziellen Einsatzfall grob die noch verbliebene Restlaufzeit abschätzen kann. Wie die Erfahrung zeigt, sind derartige Abschätzungen oft mit großen Unsicherheiten und damit mit dem hohen Risiko eines vorzeitigen Ausfalls der Pumpe behaftet.The Here presented procedures have the disadvantage that only the current one degree of wear a pump can be detected and displayed, but no Indications of future Maintenance work to be delivered. Therefore, here only the state according to the technique, a maintenance at fixed time intervals, after a certain number of operating hours or according to the assessment of Employees who operate and maintain the pumps, take place. That's how it gets Be the case that an operator of the pump from his experience after the response of a wear indicator for the special application roughly estimate the remaining time remaining. As experience shows are such estimates often with great uncertainties and thus with the high risk of premature failure of the pump afflicted.
Es stellt sich die Aufgabe, eine Pumpe derart zu gestalten, dass langfristig vor dem Anfall von Wartungsarbeiten erkennbar ist, wann die nächste Wartung der Pumpe auf Grund von Alterung beziehungsweise Verschleiß der Pumpe tatsächlich notwendig ist.It The task is to design a pump in such a way that the long term before the onset of maintenance work is recognizable when the next maintenance the pump due to aging or wear of the pump indeed necessary is.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Mitteln gelöst. Vorteilhafte Weiterbildung in der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen weiteren Ansprüche.The The object is achieved with the in the independent one Claim specified means solved. Advantageous development in the invention are the subject of dependent further claims.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anzeige von Wartungsintervalle bzw. Restbetriebsdauer von Pumpen umfasst Sensoren zur Erfassung von verschleißrelevanten Betriebsparametern. Weiterhin ist eine Steuer- bzw. Auswerteeinheit zur Auswertung der Sensorsignale vorgesehen. Diese Steuer- bzw. Auswerteeinheit ist derart gestaltet, dass sie unter Einbeziehung von Sensorsignalen einen zu erwartenden Wert der Betriebsdauer bzw. eine zu erwartende Anzahl von Betriebszyklen bis zur Fälligkeit der nächsten Wartung bzw. dem Austausch von bestimmten Teilen ermittelt. Wobei hier der Begriff des Austauschs von bestimmten Teilen auch den Austausch der gesamten Pumpe umfasst. Der Begriff der Pumpe bzw, gesamten Pumpe umfasst in dieser Darstellung der Pumpe ein System, bestehend aus Antrieb (Motor), Antriebsstrang (Wellen, Lager, Getriebe), Pumpe (Rotor, Stator) sowie die weiteren zum Betrieb benötigten Komponenten. In diesen Ausführungen wird auch nicht im Einzelnen zwischen den Begriffen des Wartungsintervalls, der Restlaufzeit, der Betriebsdauer etc. unterschieden. Alle diese Begriffe kennzeichnen das Ende eines Zeitraums, nach dem zumindest ein Eingriff zur Wartung, Reparatur oder dem Austausch von Teilen notwendig ist. Weiterhin wird in dieser Schrift der Begriff der Betriebszyklen verwendet. Er bezieht sich auf beliebige Zyklen im Einsatz der Pumpen, wie diese beispielsweise bei einem getakteten Betrieb oder diskontinuierlichen Verfahren vorkommen. Gerade bei solchen Prozessen ist die Angaben der noch verbleibenden Betriebszyklen wesentlich hilfreicher als die Angabe von Restbetriebsdauern. Dies soll an einem Beispiel verdeutlicht werden. Läuft eine Pumpe beispielsweise in einem diskontinuierlichen chemischen Prozess, in dem jeden Tag ein Behälter in ca. einer Stunde gefüllt werden soll, so ist eine Angabe von hundert Zyklen und damit 100 Tagen wesentlich hilfreicher, als die Angabe einer Restbetriebsdauer von 100 Stunden. Die Sensorsignale, welche hier beispielsweise ausgewertet werden, können Signale sein, welche verschleißrelevante Größen wie beispielsweise die oben zitierte Temperaturdifferenz, Absoluttemperatur, Druckdifferenzen, absoluter Druck, absoluter Gegendruck, absoluter Saugdruck, Strömungsgeschwindigkeiten, Drehzahl, Drehmoment, Durchfluss oder auch elektrische Größen wie Strom, Spannung, Leistungsaufnahme, Phasenverschiebung widerspiegeln. In den folgenden Ausführungen bezieht sich der Begriff Druck immer auf zumindest einen der hier genannten Drücke. Ebenso können auch andere mechanische Größen wie Wellendurchmesser, Rotordurchmesser oder Schwingungsamplituden herangezogen werden. Dadurch wird durch die Steuer- bzw. Auswerteeinheit dem Bediener einer Pumpe bzw. dem Servicetechniker eine zuverlässige Größe zur Abschätzung der noch bis zu Wartung verbliebenen Betriebsdauer übermittelt. So kann mittelfristig bzw. langfristig ein entsprechender Wartungsvorgang eingeplant werden. Weiterhin werden über flüssige Wartungsarbeiten bzw. der überflüssige Austausch von Teilen vermieden. Hierdurch lassen sich die Betriebskosten wesentlich reduzieren.A device according to the invention for displaying maintenance intervals or residual service life of pumps comprises sensors for detecting wear-relevant operating parameters. Furthermore, a control or evaluation unit is provided for evaluating the sensor signals. This control or evaluation unit is designed such that it determines an expected value of the operating time or an expected number of operating cycles to the due date of the next maintenance or the replacement of certain parts, including sensor signals. Where the term of the exchange of certain parts also includes the replacement of the entire pump. The term pump or entire pump in this illustration of the pump comprises a system consisting of An drive (motor), drive train (shafts, bearings, gearbox), pump (rotor, stator) and the other components required for operation. In these embodiments, no distinction is made in detail between the terms of the maintenance interval, the remaining time, the operating time, etc. All these terms mark the end of a period of time after which at least one intervention is required for the maintenance, repair or replacement of parts. Furthermore, the term of the operating cycles is used in this document. It refers to any cycles in the use of the pumps, as they occur for example in a pulsed operation or batch processes. Especially in such processes, the information of the remaining operating cycles is much more helpful than the indication of residual operating periods. This will be illustrated by an example. For example, if a pump runs in a discontinuous chemical process in which a container is to be filled every day in about an hour, an indication of one hundred cycles, or 100 days, is much more helpful than specifying a remaining operating time of 100 hours. The sensor signals, which are evaluated here for example, may be signals which are wear-relevant variables such as the above-cited temperature difference, absolute temperature, pressure differences, absolute pressure, absolute backpressure, absolute suction pressure, flow velocities, speed, torque, flow or even electrical variables such as current, Voltage, power consumption, phase shift reflect. In the following statements, the term pressure always refers to at least one of the pressures mentioned here. Likewise, other mechanical parameters such as shaft diameter, rotor diameter or vibration amplitudes can be used. As a result, the control or evaluation unit transmits to the operator of a pump or the service technician a reliable quantity for estimating the remaining service life until maintenance. Thus, in the medium term or long term, a corresponding maintenance process can be scheduled. Furthermore, liquid maintenance or unnecessary replacement of parts is avoided. As a result, the operating costs can be significantly reduced.
Die Steuer- bzw. Auswerteeinheit ist derart gestaltet, dass sie zur Ermittlung der zu erwartenden Betriebsdauer bzw. der Anzahl zu erwartende Betriebszyklen zusätzlich den zeitlichen Verlauf von Sensorsignalen in der Vergangenheit heranzieht. Durch Auswertung der Signalverläufe in der Vergangenheit kann mit höherer Genauigkeit auf die zukünftige Entwicklung geschlossen werden. Wird beispielsweise eine Pumpe bei besonders hohen Temperaturen, hohen Drehzahlen bzw. unter hohen Drücken betrieben, so wird diese schneller verschleißen als eine Pumpe, welche bei niedrigen Temperaturen, niedrigen Drehzahlen bzw. unter niedrigen Drücken betrieben wird. Hierbei wird auf den absoluten Druck, aber insbesondere auf den Differenzdruck der Pumpe Bezug genommen. Ebenso hat auch das Drehmoment einen wesentlichen Einfluss auf den Verschleiß. Bei höherem Drehmoment wird der gesamte rotierende Kraftstrang höher belastet und unterliegt damit einem höheren Verschleiß. Ein nachlassendes Drehmoment ist ein Indiz für den Verschleiß von Rotor bzw. Stator. Somit kann beispielsweise durch die zeitliche Verfolgung von Temperatur- bzw. Druckprofilen eine hohe Belastung und damit ein hoher Verschleiß in der Vergangenheit erkannt und damit auch eine verkürzte Wartungsintervalldauer ermittelt werden.The Control or evaluation unit is designed such that it for Determination of the expected service life or the number of expected Operating cycles in addition the temporal course of sensor signals in the past. By Evaluation of the signal curves in the past can with higher Accuracy to the future Development to be closed. For example, if a pump at particularly high temperatures, high speeds or high To press operated, it will wear faster than a pump, which at low temperatures, low speeds or under low Pressed becomes. This is based on the absolute pressure, but especially on the differential pressure of the pump reference. Likewise, that too has Torque has a significant impact on wear. At higher torque the entire rotating power train is loaded higher and subject thus a higher one Wear. A decreasing torque is an indication of the wear of the rotor or Stator. Thus, for example, by the temporal tracking of temperature and pressure profiles a high load and thus a high wear in recognized the past and thus a shortened maintenance interval be determined.
Die Steuer- bzw. Auswerteeinheit ist ferner derart gestal tet, dass sie die zu erwartende Betriebsdauer bzw. die Anzahl der zu erwartenden Betriebszyklen unter Zuhilfenahme einer Extrapolation der Werte vergangener Messungen und eines zeitlichen Integrals einer Funktion der Betriebs temperatur ermittelt. Bei einer Extrapolation wird zunächst angenommen, dass ähnliche Betriebszustände, welche in der Vergangenheit ermittelt wurden auch in der Zukunft bestehen werden. Damit lässt sich die Vorhersagegenauigkeit zumindest unter näherungsweise konstanten Betriebsbedingungen wesentlich verbessern.The The control or evaluation unit is also designed such that it the expected operating time or the number of expected ones Operating cycles with the help of extrapolation of the values past measurements and a temporal integral of a function the operating temperature determined. In an extrapolation will first assumed that similar Operating conditions, which were determined in the past also in the future exist. Leave it the prediction accuracy is at least under approximately constant operating conditions improve significantly.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuer- bzw. Auswerteeinheit derart gestaltet, dass sie die zu erwartende Betriebsdauer bzw. die Anzahl der zu erwartenden Betriebszyklen unter Zuhilfenahme einer exponentiell von der Betriebstemperatur abhängigen Funktion ermittelt.In In an advantageous embodiment of the invention, the control or evaluation unit designed such that it can be expected Operating time or the number of expected operating cycles under Using an exponentially dependent on the operating temperature function determined.
Dem Einsatz einer solchen Funktion liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei chemischen Reaktionen und Alterungsvorgängen diese bei einer Temperaturerhöhung von ca. 10 Grad Celsius mit doppelter Geschwindigkeit ablaufen. Damit kann ausgehend von einem aktuellen Verschleißwert (welcher im Neuzustand auch null sein kann) unter weiterer Annahme einer konstanten Betriebstemperatur bzw. eines bekannten Betriebstemperaturverlaufs, welcher sich beispielsweise durch Extrapolation aus der vorhergehenden Messwerten ergibt, die zukünftige Verschleißentwicklung abgeschätzt werden.the Use of such a function is based on the knowledge that in chemical reactions and aging processes at a temperature increase of Approximately 10 degrees Celsius with double speed expire. In order to can be based on a current wear value (which in new condition can also be zero), assuming a constant operating temperature or a known operating temperature curve, which for example by extrapolation from the previous readings, the future wear development estimated become.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zieht die Steuer- bzw. Auswerteeinheit ein zeitliches Integral von weiteren Messgrößen oder Funktionen der Messgrößen heran.In In another embodiment of the invention, the control or Evaluation unit a temporal integral of other parameters or Functions of the measured variables zoom.
Besonders
vorteilhaft ist hier die Berechnung eines Temperaturabhängigen Verschleißwertes durch
Integration der Temperatur über
die Zeit. So kann beispielsweise ein allgemeiner Verschleißwert T
durch folgende Funktion als integral über die Zeit t ausgedrückt werden 
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuer- bzw. Auswerteeinheit mit einem Speicher zur Speicherung von Messwerten insbesondere Temperaturen ausgestattet, welcher die Verläufe wichtige Messwerte, insbesondere Betriebstemperaturen über einen längeren Zeitraum speichert. Weiterhin ermittelt die Steuer- bzw. Auswerteeinheit mittels dieser Werte eine zu erwartende Betriebsdauer bzw. Anzahl zu erwartender Betriebszyklen, indem sie im Falle eines näherungsweise linearen Messwerte- bzw. Temperaturverlaufs diesen in die Zukunft extrapoliert und im Falle von periodischen Messwerte- bzw. Temperaturverläufen eine periodische Fortsetzung dieser Messwerte- bzw. Temperaturverläufe berücksichtigt.In a further advantageous embodiment of the invention is the Control or evaluation unit with a memory for storage Of measured values in particular temperatures equipped, which the courses important measured values, in particular operating temperatures over one longer Period stores. Furthermore, the control or evaluation unit determines by means of these values an expected operating time or number expected operating cycles, in the case of an approximate linear measured value or temperature course this into the future extrapolated and in the case of periodic measured value or temperature curves a periodic Continuation of these measured value or temperature profiles taken into account.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Steuer- bzw. Auswerteeinheit vorprogrammierte Werte über zukünftige Betriebszyklen enthält bzw. diese von einer externen Steuereinheit zur Steuerung der Pumpe signalisiert bekommt. Sind zu erwartende Betriebszyklen bekannt, so kann unter Abschätzung der hierfür notwendigen Pumpenleistung und anderer verschleißrelevanter Werte hierfür einige genauere Abschätzung zu der zu erwartenden Wartungsintervalldauer erreicht werden.A Another embodiment of the invention is that the control or evaluation unit contains preprogrammed values for future operating cycles or this signaled by an external control unit to control the pump gets. Are expected operating cycles known, it can under appraisal the one for this necessary pump performance and other wear-related values for this some more accurate estimate be reached to the expected maintenance interval duration.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird in bestimmten Intervallen die aktuelle Wartungsdauervorhersage mit aktuell gemessenen Verschleißwerten verglichen. Entsprechend der Differenz wird dann die Wartungsdauervorhersage korrigiert und gegebenenfalls die Korrekturfaktoren, welche zur Berechnung der Wartungsdauervorhersage, beispielsweise aus dem Temperaturverlauf, eingesetzt werden, entsprechend angepasst.In a further advantageous embodiment of the invention is in certain intervals with the current maintenance period prediction currently measured wear values compared. The maintenance duration prediction is then corrected according to the difference and optionally the correction factors used for the calculation the service life prediction, for example from the temperature profile, be used, adjusted accordingly.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, das mit Hilfe von Sensorsignalen ein Verschleißwert ermittelt wird, welcher dem aktuellen Verschleiß der Pumpe oder bestimmter Teile der Pumpe entspricht. Ein solcher Wert kann beispielsweise linear von 0 bis 1 skaliert sein, wobei ein Wert von 0 einer neuen Pumpe und ein Wert von 1 einer funktionsunfähigen, defekten Pumpe entspricht. Aus dem zeitlichen Verlauf dieses Verschleißwertes wird dann eine Ableitung nach der Zeit gebildet. Mit Hilfe dieser Ableitung kann nun die noch verbleibende Betriebsdauer beziehungsweise die Zeit bis zum erreichen eines vorgegebenen Verschleißwertes ermittelt werden.A further advantageous embodiment of the invention is that a wear value is determined with the aid of sensor signals, which the current wear of the Pump or certain parts of the pump corresponds. Such a value For example, it can be scaled linearly from 0 to 1, with a value 0 of a new pump and a value of 1 of a malfunctioning, defective one Pump corresponds. From the time course of this wear value is then formed a derivative by the time. With the help of this derivation can now the remaining operating time or the Time to reach a given wear value be determined.
Zusätzlich kann zu diesem Wert der ersten Ableitung noch die zweite Ableitung nach der Zeit berechnet werden. Mit Hilfe dieser zweiten Ableitung kann ein bereits ermittelter Wert (Verschleißwerte oder. Zeit) korrigiert werden. Liefert die zweite Ableitung Werte nahe Null so bedeutet dies, dass die erste Ableitung einen nahezu konstanten Wert besitzt. So kann in diesem Fall davon ausgegangen werden, dass eine Extrapolation zuverlässige Werte liefert. Besitzt nun die zweite Ableitung größere positive oder negative Werte, so bedeutet dies, dass sich die erste Ableitung entsprechend ändert. Daher wäre eine Extrapolation fehlerbehaftet. Somit muss entsprechend der berechnete Wert der Restzeit korrigiert werden. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn gegen das Ende der Lebensdauer einer Pumpe, welche schon deutliche Verschleißerscheinungen aufweist der Verschleiß zunehmend schneller fortschreitet. Hier besitzt dann die zweite Ableitung von Null verschiedene positive Werte. In diesem Fall muss die Zeitabschätzung nach unten korrigiert werden.In addition, can to this value of the first derivative nor the second derivative after the time will be calculated. With the help of this second derivative can an already determined value (wear values or time) is corrected become. Returns the second derivative values close to zero so means this is because the first derivative has a nearly constant value. So in this case it can be assumed that an extrapolation reliable Delivers values. Now has the second derivative larger positive or negative values, this means that the first derivative changes accordingly. Therefore, one would be Extrapolation errored. Thus, according to the calculated Value of the remaining time to be corrected. This can, for example, the Be case when against the end of the life of a pump, which already shows significant signs of wear the wear is increasing progresses faster. Here then has the second derivative nonzero positive values. In this case, the time estimate must after be corrected below.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besitzt die Steuer- bzw. Auswerteeinheit einen Speicher, welcher verschiedene Werte zur Berechnung der Betriebsdauer auf Grund verschiedener Betriebsparameter enthält. Mit Hilfe eines solchen Speichers können mit Hilfe der zugeordneten Sensorwerte präzisere Betriebsdau ervorhersagen gemacht werden. So sind die Betriebsdauern von Pumpen nicht nur linear von einzelnen Parametern abhängig, vielmehr sind die Abhängigkeiten äußerst komplex und häufig von mehreren Parametern gleichzeitig abhängig. Um diesem Verhalten Rechenschaft zu tragen ist es am günstigsten, eine Datenbasis zur Verfügung zu stellen, in der eine Vielzahl von zu erwartenden Betriebsdauerwerten in Abhängigkeit von verschiedenen Kombinationen der Parameter enthalten sind.In a further advantageous embodiment of the invention has the control or evaluation unit a memory, which various Values for calculating the operating time based on various operating parameters contains. With the help of such a memory can with the help of the assigned sensor values precise Betriebsdau predictions are made. Such are the operating lives of pumps not only linearly dependent on individual parameters, but rather the dependencies are extremely complex and often depends on several parameters simultaneously. To account for this behavior it is best to wear a database available in which a variety of expected operating life values in dependence of different combinations of parameters are included.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden kritische Systemzustände ermittelt. Diese können beispielsweise bei zu hoher Temperatur des Mediums, zu hohem Differenzdruck, zu hohem Gegendruck, zu niedrigem Saugdruck oder auch zu hohem Drehmoment auftreten. In einem Speicher werden wesentliche Parameter zur Charakterisierung dieser kritischen Systemzustände abgespeichert. Diese sind beispielsweise Datum bzw. Uhrzeit des Auftretens solcher kritischen Zustände, Anzahl der kritischen Zustände, Messwerte wie Höhe der kritischen Werte bzw. die Dauer der kritischen Zustände.In a further advantageous embodiment of the invention, critical system conditions are determined. These can be, for example, too high a temperature of the medium, too high a differential pressure, too high a back pressure, a low suction pressure or too high torque occur. In a memory essential parameters for characterizing these critical system states are stored. These are, for example, the date or time of occurrence of such critical states, the number of critical states, measured values such as the height of the critical values or the duration of the critical states.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung werden die ermittelten Werte über kritische Zustände mit in die Berechnung der Lebensdauer bzw. Wartungsintervalldauer einbezogen. Sodass bei vermehrtem Auftreten dieser kritischen Zustände die Wartungsintervalldauer verkürzt wird.In another embodiment of the invention will be determined Values over critical states into the calculation of the service life or maintenance interval duration included. Thus, with increased occurrence of these critical conditions, the maintenance interval duration shortened becomes.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Anzeigeeinheit zur Anzeige der ermittelten Werte der Steuer- unter Auswerteeinheit vor. Eine solche Anzeigeeinheit kann beispielsweise ein numerisches Display oder auch ein Balkendiagramm sein. Hier ist insbesondere eine farbige Kodierung sinnvoll, wobei beispielsweise bei voller verfügbarer Betriebsdauer, grüne Farben und gegen Ende rote Farben eingesetzt werden.A Another embodiment of the invention provides a display unit for Display of the determined values of the control and evaluation unit in front. Such a display unit may be, for example, a numeric Display or a bar chart. Here is in particular a colored coding makes sense, for example, at full available operating time, green colors and red colors are used towards the end.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zusätzliche Sensoren zur Erfassung physikalischer Parameter des zu fördernden Mediums vorgesehen. Diese Sensoren können beispielsweise Viskosität oder Dichte des Mediums erfassen. Derartige Sensoren können beispielsweise mit Ultraschallwandlern aufgebaut sein.In Another embodiment of the invention are additional Sensors for detecting physical parameters of the to be conveyed Medium provided. These sensors may be, for example, viscosity or density of the medium. Such sensors can, for example, with ultrasonic transducers be constructed.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die physikalischen Parameter des zu fördernden Mediums zur Steuerung des Betriebspunktes der Pumpe herangezogen werden. Werden mit einer Pumpe verschiedene Medien gefördert bzw. verändert das Medium während des Prozesses, insbesondere während des Pumpprozesses, seine charakteristischen Eigenschaften, so lässt sich eine Regelung nur noch unter Einbeziehung der physikalischen Eigenschaften des Mediums realisieren. Hierzu werden bevorzugt zwei Sensoren im Zulauf der Pumpe und auf der Druckseite der Pumpe installiert. Somit kann der Einfluss des Pumpvorganges auf das Medium detektiert werden.A Another embodiment of the invention provides that the physical Parameters of the to be promoted Medium used to control the operating point of the pump become. Are promoted with a pump different media or changed the Medium during of the process, especially during the pumping process, its characteristic properties, it is a regulation only with the inclusion of the physical properties realize the medium. For this purpose, preferably two sensors in Inlet of the pump and installed on the discharge side of the pump. Consequently the influence of the pumping process on the medium can be detected.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass Mittel zur Datenfernübertragung vorgesehen sind, mit denen die Steuer- und Auswerteeinheit auf eine Datenbasis zugreifen kann. Somit kann diese Einheit auch auf eine weit entfernte Datenbasis eines externen Rechners zugreifen, wobei die Datenbasis auf diesem Rechner wesentlich größer sein kann als die Steuer- und Auswerteeinheit an internem Speicher zur Verfügung hat. Weiterhin können auf diese Weise eine Vielzahl unterschiedlicher Steuer- und Auswerteeinheiten auf eine gleiche Datenbasis zugreifen.A Another embodiment of the invention is that means for Remote data transmission provided are with which the control and evaluation unit on a database can access. Thus, this unit can also be on a far away Database of an external computer access, using the database be much larger on this machine can be used as the control and evaluation unit for internal storage disposal Has. Furthermore you can in this way, a variety of different control and evaluation access the same database.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Steuer- und Auswerteeinheit derart ausgebildet, dass sie auch eigene Messwerte und die Ergebnisse eigener Betriebsdauerabschätzungen einer Datenbasis übermitteln können.In Another embodiment of the invention are the control and Evaluation unit designed such that it also own measured values and submit the results of their own lifetime estimates to a database can.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass zusätzliche Mittel zur Identifikation von Pumpenteilen, insbesondere Ersatzteilen, vorhanden sind. Gerade die Ausführungsform bzw. Güte bestimmter Pumpenteile hat einen entscheidenden Einfluss auf die Lebensdauer bzw. die Wartungsintervalle. So kann beispielsweise mit speziellen gehärteten Rotoren eine wesentlich höhere Lebensdauer als mit Standardausführungen erzielt werden. Häufig sind auch nicht lizenzierte Nachbauten von Ersatzteilen in schlechter Qualität gefertigt, so dass diese eine niedrigere Lebensdauererwartung haben. Um diese Einflussgrößen zu berücksichtigen, wird nun von mindestens einem zusätzlichen Mittel zur Identifikation Typ, Art oder andere charakteristische Merkmale der Teile, insbesondere der Rotoren, Statoren, Gelenke, Kuppelstangen, Biegestäbe, Antriebswelle identifiziert. Die Identifikation kann dem Stand der Technik entsprechend, beispielsweise durch Mikrocontroller, Magnetstreifen, Barcodes etc. erfolgen. Entsprechend den erkannten Teilen kann die Berechnung der Lebensdauer beziehungsweise Wartungsintervalle korrigiert werden. Ebenso kann bei nicht lizenzierten Nachbauten ein Hinweis darauf erfolgen bzw. eine absichtliche Berechnung zu kurzer Betriebsdauern oder sogar ein Abbruch der Berechnungen vorgenommen werden.A Another embodiment of the invention is that additional Means for identifying pump parts, in particular spare parts available are. Just the embodiment or quality certain pump parts has a decisive influence on the Service life or maintenance intervals. So, for example with special hardened Rotors a much higher Lifespan as with standard designs be achieved. Often are also unlicensed replicas of spare parts in worse quality manufactured, so that they have a lower life expectancy. In order to take these influencing factors into consideration, now of at least one additional Means of identification type, type or other characteristic Features of the parts, in particular the rotors, stators, joints, Coupling rods, bending rods, Drive shaft identified. The identification can be up to date Technology accordingly, for example by microcontroller, magnetic strip, Barcodes etc. take place. According to the recognized parts, the Calculation of service life or maintenance intervals corrected become. Likewise, in case of unlicensed replicas, a hint or intentional calculation for short operating periods or even canceling the calculations.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Merkmale zur Identifikation, insbesondere bei Rotoren, an mindestens einer Stelle am Umfang angebracht und werden mit entsprechenden optischen bzw. magnetischen Sensoren erkannt. Die Abtastung entlang des Umfangs erfolgt automatisch bei Drehung des Rotors. Hier können beispielsweise Sensoren, welche zur Erkennung von Durchmessertoleranzen als Verschleißkriterium eingesetzt werden, gleichzeitig als Mittel zur Identifikation eingesetzt werden. Ebenso sind die Merkmale zur Identifikation auch an Statoren, Gelenken, Kuppelstangen, Biegestäben, Dichtungen, Manschetten bzw. Antriebswellen anbringbar.In a further advantageous embodiment of the invention are the Identification features, in particular for rotors, at least a place attached to the circumference and are with appropriate detected optical or magnetic sensors. The scan along the circumference takes place automatically upon rotation of the rotor. Here, for example Sensors, which for the detection of diameter tolerances as a wear criterion be used, at the same time used as a means of identification become. Likewise, the identification features are also on stators, Joints, coupling rods, bending bars, Seals, sleeves or drive shafts attachable.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält die Steuer- bzw. Auswerteeinheit einen WEB-Server bzw. ist mit einem solchen WEB-Server verbunden, sodass eine Steuerung bzw. Abfrage der Betriebsdauer über Intranet oder sogar Internet ermöglicht wird.In In another advantageous embodiment of the invention, the control or evaluation unit a WEB server or is connected to such a WEB server, so that a controller or Query the operating time via Intranet or even Internet allows becomes.
Beschreibung der Zeichnungendescription the drawings
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben.The Invention will be described below without limiting the general inventive concept of exemplary embodiments described by way of example with reference to the drawings.
In
In
Ebenso besteht die Möglichkeit, den Rotorkopf mit einer farbigen Markierung zu versehen, bei der der Sensor unterschiedliche Lichtreflexionen auswertet.As well it is possible, to provide the rotor head with a colored marking, in which the sensor evaluates different light reflections.
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