(57) Реферат / Формула:
Описывается компонент для использования в переработке минерального сырья, включающий в себя, по существу, электропроводящий слой эластомерного материала; и две или более точек измерения в виде электрических соединений обеспечены в разных местах электропроводящего слоя.
Евразийское (21) 201892613 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2019.04.30
(22) Дата подачи заявки 2017.05.13
(51) Int. Cl.
F16L 57/06 (2006.01) G01N27/20 (2006.01) G01N27/24 (2006.01)
F16L 11/12 (2006.01)
(54) КОМПОНЕНТ ИНДИКАЦИИ ИЗНОСА И СПОСОБ МОНИТОРИНГА ИЗНОСА
(31) 2016901782; 2016903110
(32) 2016.05.13; 2016.08.08
(33) AU
(71)
(72) (74)
(34) PCT/AU2017/050441
(35) WO 2017/193178 2017.11.16
Заявитель:
УЭЙР МИНЕРАЛЗ ОСТРЭЙЛИА ЛТД (AU)
Изобретатель:
Хамфриз Эдвард, Хэмбе Майкл (AU)
Представитель: Медведев В.Н. (RU)
(57) Описывается компонент для использования в переработке минерального сырья, включающий в себя, по существу, электропроводящий слой эла-стомерного материала; и две или более точек измерения в виде электрических соединений обеспечены в разных местах электропроводящего слоя.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
2420-553383ЕА/061 КОМПОНЕНТ ИНДИКАЦИИ ИЗНОСА И СПОСОБ МОНИТОРИНГА ИЗНОСА ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Это раскрытие относится в общем к компонентам для оборудования по переработке минерального сырья и, в частности, к компонентам индикации износа и способам мониторинга износа. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Различные детали оборудования по переработке минерального сырья включают в себя износостойкие компоненты, которые необходимо заменять время от времени. Примеры включают в себя износостойкие боковые вкладыши насоса, вкладыши циклона, вкладыши сопловой втулки насоса, гильзы клапана, вкладыши грузовой платформы и шланги. Главная проблема существующих вкладышей насоса и циклона в том, что срок их службы (до полного износа) может варьироваться вплоть до 30% при работе в одном и том же режиме. К этим вкладышам обычно нет доступа, пока оборудование в работе. Как правило, получить к ним доступ для осмотра или замены можно только после того, как часть оборудования, с которой они связаны, будет остановлена для обслуживания. В результате этого, об оставшемся сроке службы компонента можно лишь догадываться.
[0003] В рамках текущего технического обслуживания производится консервативная оценка срока службы компонента, что обычно приводит к замене компонента, когда он мог бы оставаться в эксплуатации в течение более длительного периода времени. Альтернативно, оборудование эксплуатируется до тех пор, пока компонент не выходит из строя, что приводит к незапланированной остановке для замены компонента. Остается необходимость в улучшении способности определять оставшийся срок службы изнашиваемого компонента.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] В качестве первого объекта для использования в переработке минерального сырья обеспечен компонент, включающий в себя по существу электропроводящий слой эластомерного материала; две или более точек измерения в виде электрических соединений
обеспечены в разных местах электропроводящего слоя.
[0005] Каждая точка измерения может включать в себя пару электрических соединений.
[ООО б] Компонент может дополнительно включать в себя по существу электроизоляционный слой.
[0007] Первый по существу электроизоляционный слой может быть выполнен из эластомерного материала.
[0008] Первый по существу электроизоляционный слой может быть выполнен из керамического материала.
[0009] Компонент может дополнительно включать в себя второй по существу электроизоляционный слой, при этом по существу электропроводящий слой, расположен между по существу электроизоляционным слоем из эластомерного материала и вторым по существу электроизоляционным слоем.
[0010] Второй по существу электроизоляционный слой может быть выполнен в виде покрытия.
[ООН] В качестве второго объекта обеспечен способ мониторинга износа компонента в соответствии с первым объектом изобретения, причем способ включает в себя этап, на котором: измеряют изменения электрических характеристик по существу электропроводящего слоя посредством точек измерения.
[0012] Электрические характеристики могут включать в себя напряжение.
[0013] Электрические характеристики могут включать в себя
ток.
[0014] Электрические характеристики могут включать в себя емкость.
[0015] Электрические характеристики могут включать в себя сопротивление.
[0016] Этот компонент может быть установлен в деталь оборудования для переработки минерального сырья, а среда, с которой работает оборудование, формирует часть электрической цепи.
[0017] Среда может включать в себя пульпу.
[0018] Другие аспекты, признаки и преимущества станут очевидными из нижеследующего подробного описания, взятого вместе
с прилагаемыми чертежами, которые являются частью настоящего раскрытия и которые иллюстрируют, в качестве примеров, принципы раскрываемых изобретений. ОПИСАНИЕ ФИГУР
[0019] Сопроводительные чертежи облегчают понимание различных вариантов выполнения.
[0020] На фиг. 1 показан вид в поперечном сечении предохранительной втулки в соответствии с этим раскрытием;
[0021] На фиг. 2 показан увеличенный вид детали А на фиг.
[0022] На фиг. 3 показано альтернативное электрическое устройство, использующее сопловую втулку на фигуре 1, где среда независима в измерении;
[0023] На фиг. 4 показано дополнительное альтернативное электрическое устройство, использующее сопловую втулку на фигуре 1, где среда является активным компонентом измерения;
[0024] Фиг. 5 показывает альтернативный вариант выполнения сопловой втулки;
[0025] Фиг. б представляет собой вид сзади сопловой втулки на фигуре 5;
[0026] На фиг. 7 показан вид в поперечном сечении дополнительного альтернативного варианта выполнения сопловой втулки; и
[0027] На фиг. 8 представлен подробный вид верхней области вида в поперечном сечении на фигуре 7. ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0028] На фигурах 1 и 2 показан компонент в виде сопловой втулки 10, предназначенный для использования в пульповом насосе. Сопловая втулка является частью вкладыша на стороне всасывания насоса и защищает внешний корпус насоса от абразивного износа, который в противном случае происходил бы на корпусе насоса при перекачивании пульпы. Со временем сопловая втулка изнашивается и подлежит замене.
[0029] Сопловая втулка 10 включает в себя вкладыш индикации износа, содержащий первый по существу электроизоляционный слоя в виде непроводящего резинового слоя 12, который соединен с по
существу электропроводящим слоем в виде проводящего резинового слоя 14. Проводящий слой 14 можно создать посредством, но не ограничиваясь, добавления традиционной эластомерной композиции с проводящей добавкой, такой как Ketjen Black ЕСббО от AzkoNobel. Другие проводящие добавки могут также быть использованы, например, проводящие металлические порошки и волокна. В примере с Ketjen Black ЕСббО добавление 10 его частей на сотню частей резины или более идеально подходит для воздействия на проводимость резиновой смеси.
[0030] Сопловая втулка 10 дополнительно включает в себя второй по существу электроизоляционный слой в виде слоя изоляционного покрытия 16 (показанного на фигуре 2), такого как непроводящий слой краски, изоляционного слоя фтороэластомерной резины или любого другого подходящего изоляционного материала.
[0031] Сопловая втулка также включает в себя металлический усиливающий сердечник 11.
[0032] Непроводящий резиновый слой 12 сформирован из стандартной, износостойкой, по существу непроводящей резины. Два слоя 12, 14 соединены вместе либо после вулканизации, как слоистый материал, либо во время вулканизации, как составная резиновая смесь. После соединения наружный открытый слой проводящей резины покрывают электроизоляционным покрытием 16, или изоляционное покрытие наносят на металлический сердечник 11, для защиты которого предназначена резина.
[0033] Когда Сопловая втулка 10 работает в насосе, напряжение или ток проходят через проводящий резиновый слой 14 через электрические клеммы. Когда резиновый слой 12 изнашивается и открывает доступ пульпе к проводящему слою 14, наблюдается падение напряжения или ток утечки, что может быть использовано для определения оставшегося срока службы резинового вкладыша и принятия решения о плановой замене сопловой втулки 10 до возникновения незапланированного сбоя.
[0034] На фигуре 3 показана сопловая втулка 10 в поперечном сечении во время эксплуатации и после периода эксплуатации в насосе. Непроводящий резиновый слой 12 показывает некоторый износ в результате абразивного действия пульпы 30, который
открыл некоторую область проводящего слоя 14. Клеммы 20, 22 проводов крепятся к проводящему слою 14 с противоположных сторон сопловой втулки 10. Источник 40 сигнала используется для того, чтобы обеспечить ток возбуждения, вместе с измерительным устройством 50, замыкающим цепь. При соприкосновении пульпы в насосе с проводящим слоем 14 измерительное устройство определяет это как изменение емкости в цепи. Степень изменения емкости пропорциональна величине площади проводящего слоя 14, который подвергся воздействию, и, таким образом, дает представление о величине износа вкладыша 100.
[0 035] В этом варианте выполнения проводящий резиновый слой 14 составляет наружные 20% от общей толщины вкладыша 10. Непроводящий резиновый слой 12 составляет внутренние 8 0% толщины вкладыша 10. Эти соотношения могут меняться в зависимости от коэффициента износа внутреннего изоляционного слоя и требуемого предупреждения об износе.
[0036] На фигуре 4 электрический контакт 22 реализован самой пульпой, которая замыкает электрическую цепь при контакте с проводящим индикатором 14. Индикаторная лампа 60 в этом варианте выполнения расположена между источником 4 0 сигнала и точкой 20 соединения и загорается, когда пульпа 30 замыкает электрическую цепь, вступая в контакт с электропроводящим слоем 14 .
[0 037] На фигурах 5 и б в данном варианте выполнения проводящий индикаторный слой 14 занимает полную толщину вкладыша сопловой втулки 100. Сигнал и обратная цепь применяются в сопловой втулке с помощью клемм 2 0 и 22, как показано на фигуре 3. Мониторинг износа вкладыша сопловой втулки достигается с помощью нескольких точек 7 0 измерения, каждая из которых включает в себя пару электрических соединений 71, 72. Как лучше всего видно на фигуре б, в общей сложности 12 точек измерения обеспечены в виде пар электрических соединений 71а, 72а-711, 721, которые распределены по сопловой втулке и электрически соединены в разных точках электропроводящего слоя. Каждое из электрических соединений 71, 72 обеспечено в виде электрической перемычки (очень похоже на свечу зажигания), которая изолирует
центральный проводник от металлического усилителя 11. Проводящий слой 14 затем формуют вокруг открытых центральных проводников.
[0038] Точки 70 измерения позволяют измерять электрические характеристики эластомерного материала 14 в различных местах слоя. В процессе эксплуатации ток подается через эластомерный материал 14 посредством электрических соединений 20, 22. Измеряется напряжение на каждой паре соединений 71, 72.
[0039] При вводе в эксплуатацию сопловой втулки 100 записывается карта падений напряжения в парах соединений 71а, 72а-711, 721, которая характеризует проводимость эластомерного слоя 14. После периода использования эластомерный материал 14 изнашивается, изменения на карте напряжения указывают на место и степень износа. Падения напряжения, записанные в каждой точке измерения, сравниваются друг с другом и с первоначальными показаниями, полученными во время ввода в эксплуатацию сопловой втулки, для того чтобы определить и положение, и степень износа. Для обнаружения точка 7 0 измерения не должна находиться непосредственно в месте износа.
[0040] Технология обеспечения нескольких точек измерения, показанная на фигурах 5 и б, может быть применена к другим вариантам выполнения, описанным здесь.
[0041] Цепь может быть создана любым из методов, показанных на фигурах 3, 4, 5 или б. Во время работы эти напряжение/ток могут периодически пульсировать с регулярными интервалами, для того чтобы обеспечить индикацию и при этом сохранить потребляемую мощность.
[0042] На фигурах 7 и 8 показан альтернативный вариант выполнения сопловой втулки 300. Этот вариант выполнения отличается от показанного на фигурах 1 и 2 тем, что сопловая втулка облицована керамикой.
[0043] Снова проводящий резиновый слой 314 действует как индикатор, который связан с металлическим усилителем 311 через изоляционный слой 316 (такой как краска). Электроизоляционная керамическая вставка 370 затем соединяется с проводящим резиновым слоем 314 соответствующим адгезивом.
[0044] Электропроводящий индикаторный слой 314
контролируется внешней схемой в соответствии с фигурами 5 и б.
[0045] Хотя изобретение было описано выше применительно к различным вариантам выполнения сопловой втулки, изобретение имеет применение и с другими типами компонентов для переработки минерального сырья, таких как вкладыши циклона, гильзы клапана, шланги и вкладыши грузовой платформы.
[0046] В этом описании материал считается проводящим, если он имеет удельное сопротивление менее 1х10Л4 Ом-м.
[0047] Можно видеть, что варианты выполнения в соответствии с раскрытием позволяют оценить оставшийся срок службы компонента. Местоположение и степень износа можно точно определить во время нормального функционирования оборудования, таким образом позволяя правильно планировать работы по обслуживанию.
[0048] В приведенном выше описании некоторых вариантов выполнения была использована конкретная терминология в целях обеспечения ясности. Однако раскрытие не должно ограничиваться выбранными конкретными терминами, и следует понимать, что каждый конкретный термин включает в себя другие технические эквиваленты, которые действуют аналогичным образом для достижения аналогичной технической цели. Такие термины, как "слева" и "справа", "спереди" и "сзади", "выше" и "ниже" и т.п., используются в качестве удобных слов для обозначения ориентиров и не должны толковаться как ограничивающие термины.
[0049] В этом описании слово "содержащий" следует понимать в его "открытом" смысле, то есть в смысле "включающий в себя", и, таким образом, не ограничиваться его "закрытым" смыслом, то есть смыслом "состоящий только из". Соответствующее значение следует придавать соответствующим словам "содержать", "содержащий" и "содержит" там, где они фигурируют.
[0050] Кроме того, вышеизложенное описывает только некоторые варианты выполнения изобретения(ий), и модификации, дополнения и/или изменения могут быть внесены в них без отклонения от объема охраны и сущности раскрытых вариантов выполнения, причем варианты выполнения являются иллюстративными,
а не ограничительными.
[0051] Кроме того, изобретение(я) , описано в соответствии с тем, что в настоящее время считается наиболее практичным и предпочтительным с точки зрения реализации, и следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться раскрытыми вариантами выполнения, а наоборот, должно охватывать различные модификации и эквивалентные механизмы, включенные в сущность и объем охраны изобретения(ий). Также, различные варианты выполнения, описанные выше, могут быть выполнены в сочетании с другими вариантами выполнения, например, аспекты одного варианта выполнения могут быть объединены с аспектами другого варианта выполнения для реализации еще других вариантов выполнения. Кроме того, каждый независимый признак или компонент любого указанного узла может создавать дополнительный вариант выполнения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Компонент для использования в переработке минерального
сырья, включающий в себя: по существу электропроводящий слой эластомерного материала;
две или более точек измерения в виде электрических соединений обеспечены в разных местах электропроводящего слоя.
2. Компонент по п. 1, в котором каждая точка измерения включает в себя пару электрических соединений.
3. Компонент по п. 1 или п. 2, дополнительно включающий в себя первый по существу электроизоляционный слой.
4. Компонент по п. 3, в котором первый по существу электроизоляционный слой образован из эластомерного материала.
5. Компонент по п. 3, в котором первый по существу электроизоляционный слой образован из керамического материала.
6. Компонент по любому из п.п. 3-5, дополнительно включающий в себя второй по существу электроизоляционный слой, причем по существу электропроводящий слой размещен между первым по существу электроизоляционным слоем и вторым по существу электроизоляционным слоем.
7. Компонент по п. б, в котором второй по существу электроизоляционный слой выполнен в виде покрытия.
8. Способ мониторинга износа компонента по любому из п.п. 1-7, включающий этапы, на которых:
измеряют изменения электрических характеристик по существу электропроводящего слоя с помощью точек измерения.
9. Способ по п. 8, в котором электрические характеристики включают в себя напряжение.
10. Способ по п. 8, в котором электрические характеристики включают в себя ток.
11. Способ по п. 8, в котором электрические характеристики включают в себя емкость.
12. Способ по п. 8, в котором электрические характеристики включают в себя сопротивление.
13. Способ по любому из п. п. 8-12, в котором компонент устанавливают в деталь оборудования для переработки минерального
10.
сырья, и среда, обрабатываемая с часть электрической цепи.
14. Способ по п. 13, в пульпу.
помощью оборудования, формирует
котором среда включает в себя
ФИГ.1
553383
ФИГ.2
ФИГ.З
ФИГ.4
ФИГ.5
100
ФИГ.7
ФИГ.8
(19)
(19)
(19)
(19)
(19)
1/8
1/8
3/8
4/8
4/8
7/8
7/8
8/8
8/8
