CN109154413A - 磨损指示组件和监控磨损的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于矿物加工的组件，其包括弹性材料的基本导电层，以及在导电层的不同点处具有电连接形式的两个或多个测量点。

Description

磨损指示组件和监控磨损的方法

技术领域

本公开一般涉及用于矿物加工设备的组件，尤其涉及磨损指示组件和监控磨损的方法。

背景技术

各种类型的矿物加工设备都包括耐磨损组件，其必须不时地更换。实例包括耐磨损泵侧衬里、气旋衬里、泵喉部衬套衬里(pump throatbush liner)、阀套、车床衬里和软管。现有的泵和气旋衬里存在的主要问题是在同一工作的运动之间，他们的磨损寿命的改变可能高达30％。这些衬里在使用时通常是不可触及的。它们通常只能在与其相关联的设备件关闭进行维护时才能被接近来检查或更换。因此只能对组件的剩余寿命进行猜测。

作为正在进行的维护计划的一部分，要么对组件的使用寿命进行保守估计，这通常导致组件在其可在更长的时间段内保持使用时被更换。备选地，设备操作直到组件发生故障，导致意外停机而更换组件。在此仍然需要改进功能来确定磨损组件的剩余寿命。

发明内容

第一方面，提供了一种在矿物加工中使用的组件，其包括弹性材料的基本导电层；在导电层的不同点处提供两个或更多个具有电连接形式的测量点。

每个测量点可包括一对电连接。

该组件还可包括第一基本电绝缘层。

第一基本电绝缘层可以由弹性材料形成。

第一基本电绝缘层可以由陶瓷材料形成。

该组件还可包括第二基本电绝缘层、设置在弹性材料的基本电绝缘层和第二基本电绝缘层之间的基本导电的层。

第二基本电绝缘层可以是涂层的形式。

第二方面，提供了一种监测根据第一方面的组件的磨损的方法，该方法包括以下步骤：通过测量点测量基本导电层的电特性的变化。

该电特性可包括电压。

该电特性可包括电流。

该电特性可包括电容。

该电特性可包括阻抗。

该组件可以安装在矿物加工设备的项目中，并且由该设备处理的介质形成电路的一部分。

该介质可包括浆料。

通过以下结合附图的详细描述，其他的方面、特征和优点将变得显而易见，附图是本公开的一部分并且通过示例的方式示出了所公开的本发明的原理。

附图说明

附图有助于理解各种实施例。

图1显示了根据本公开的喉部衬套(throatbush)的剖视图；

图2是图1的细节A的放大视图；

图3示出了利用图1的喉部衬套的备选性电气布置，其中介质在测量中是独立的；

图4示出了利用图1的喉部衬套的另一备选性电气布置，其中介质是测量的有源组件；

图5示出了喉部衬套的另一个实施例；

图6是图5的喉部衬套的后视图；

图7示出了喉部衬套的另一备选性实施例的剖视图；和

图8是图7的横截面图的上部区域的详细视图。

具体实施方式

参考图1和图2，示出了在浆料泵中使用的形成喉部衬套10的组件。喉部衬套是泵的吸入侧衬里的部件并保护泵外壳免受磨料磨蚀，否则磨料磨蚀会被泵送的浆料施加到泵外壳上。随着时间的推移，喉部衬套会磨损掉并且导致需要更换。

喉部衬套10包括磨损指示衬里，该磨损指示衬里包括具有非导电橡胶层12的形式的第一基本电绝缘层，该第一基本电绝缘层被结合到具有导电橡胶层14的形式的基本导电层。导电层14可以例如通过但不限于掺杂传统弹性配方与导电添加剂(例如来自AzkoNobel的Ketjen Black EC660)的方法来产生。也可以使用其他导电添加剂，例如导电金属粉末和纤维。在Ketjen Black EC660的例子中，每100份橡胶或更多橡胶装载10份的装载量被发现是较理想的以能够在橡胶化合物中实现导电性。

喉部衬套10还包括第二基本电绝缘的层，其具有隔离涂层16(图2中所示)的形式，例如非导电涂料层、氟橡胶绝缘层，或可能适合的任意其他绝缘材料。

喉部衬套还包括金属加强芯11。

非导电橡胶层12由标准的、耐磨的、基本非导电橡胶形成。两个层12、14在硫化后粘合在一起成为层压料或在硫化期间粘合在一起成为双复合橡胶复合材料。在粘合之后，暴露的导电橡胶外层涂覆有电绝缘涂层16，或者将绝缘涂层施加到橡胶要保护的金属芯11上。

当喉部衬套10在泵中起作用时，电压或电流通过电端子穿过导电橡胶层14。当橡胶层12磨损并将导电层14暴露于浆料时，观察到的电压降或电流泄漏可用于推断橡胶衬里的剩余磨损寿命并提供触发以计划在意外故障发生之前更换喉部衬套10。

参考图3，示出了喉部衬套10在泵中使用中以及使用一段时间后的横截面。由于浆料30的研磨作用而使非导电橡胶层12显示出一些磨损，已经暴露了导电层14的区域。导电线端子20、22在喉部衬套10的相对侧处附接到导电层14，信号源40用于提供激励，由测量装置50完成电路。当泵中的浆料与导电层14接触时，测量装置将检测到电路中的电容变化。电容的变化程度与已经暴露的导电层14的面积的程度成比例，并因此提供了对衬里100的磨损的量的指示。

在该实施例中，导电橡胶层14构成衬里10的总厚度的外部20％。非导电橡胶层12构成衬里10的厚度的内部80％。这些比率可以根据内绝缘层的磨损率和所需的警告量而改变。

参考图4，电触点22由浆料本身实现，其在与导电指示器14接触时完成电路。该实施例中的指示灯60位于信号源40和连接点20之间，当浆料30通过与导电层14接触而完成电路时指示灯60发光。

参考图5和图6，在该实施例中，导电指示器层14占据了喉部衬套100的衬里的整个厚度。如图3所示，信号和返回路径通过端子20和22施加于喉部衬套上。通过多个测量点70实现对喉部衬套衬里的磨损的监测，每个测量点70包括一对电连接71、72。在图6中能更易看出，以成对的电连接71a、72a至71l、72l的形式提供了总共12个测量点，这些测量点围绕喉部衬套分布，并且电连接在导电层的不同点处。电连接71、72每个都以电馈通(很像火花塞)的形式提供，其使中心导体与金属加强件11绝缘。然后，导电层14围绕暴露的中心导体模制。

测量点70使得能够测量层中不同位置处的弹性材料14的电特性。在使用中，电流通过电连接20、22馈送通过弹性材料14，测量每对连接71、72上的电压。

在启用喉部衬套100时，记录连接对71a、72a到71l、72l两端的电压降图，其表征弹性层14的导电性。在使用一段时间后，随着弹性材料14磨损而失去，电压图中出现变化表明磨损的位置和严重程度。每个测量点记录的电压降相互比较，并与启用喉部衬套时的原始读数比较以确定两者的磨损的位置和严重程度。测量点70不需要直接在磨损事件下进行检测。

如图5和图6中所示的提供多个测量点的技术可以应用于本文描述的其他实施例。

可以通过图3、图4、图5或图6中所示的任意方式来形成电路。在操作期间，可以以规则的间隔周期性地以脉冲施加该电压/电流以提供指示，从而节省功率需求。

参考图7和图8，示出了喉部衬套300的替代实施例。该实施例与图1和图2所示的实施例的不同之处在于喉部衬套是陶瓷衬里的。

导电橡胶层314再次用作指示器，其通过绝缘层316(例如涂料)粘合到金属加强件311上。然后用适当的粘合剂将电绝缘陶瓷插件370粘合到导电橡胶层314上。

根据图5和图6，通过外部电路监测导电指示器层314。

尽管上面已经关于喉部衬套的各种实施例描述了本发明，但是本发明可应用于其他类型的矿物加工组件，例如气旋衬里、阀套、软管和车床衬里。

在本说明书中，如果材料具有小于1×10⁴欧姆·米的电阻率，则认为该材料是导电的。

可以看出，根据本公开的实施例允许评估组件的剩余使用寿命。在设备的正常操作期间可以精确地确定磨损的位置和严重程度，从而能够适当地安排维护工作。

在前述对某些实施例的描述中，为了清楚起见采用了特定术语。然而，本公开不意图限于如此选择的特定术语，并且应理解，每个特定术语包括以类似方式操作以实现类似技术目的的其他技术等同物。诸如“左”和“右”、“前”和“后”、“上方”和“下方”等术语用作方便的词语以提供参考点，而不应被解释为限制性术语。

在本说明书中，词语“包含”应以其“开放式”的意义理解，也就是说具有“包括的”的意义，因而不限于其“封闭式”意义，即“仅由......组成”。相应的含义应归于它们出现的相应词语“包括”、“被包含”和“包含”。

另外，前面仅描述了本发明的一些实施例，并且可以对其进行替换、修改、添加和/或改变而不脱离所公开实施例的范围和精神，这些实施例是说明性的，并且不是限制性的。

此外，本发明已经结合目前被认为是最实用和优选的实施例进行了描述，应该理解本发明并不限于所公开的实施例，而是相反，本发明旨在涵盖包括在本发明的精神和范围内的各种修改和等同布置。而且，上面描述的各种实施例可以结合其他实施例来实现，例如，一个实施例的各方面可以与另一个实施例的各方面组合以实现其他实施例。此外，任何给定组件的每个独立特征或组件可以构成另外的实施例。

Claims (14)

1.一种用于矿物加工的组件，包括：

弹性材料的基本导电层；和

在所述导电层的不同点处提供的两个或更多个电连接形式的测量点。

2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述测量点包括一对电连接。

3.根据权利要求1或2所述的组件，还包括第一基本电绝缘层。

4.根据权利要求3所述的组件，其中所述第一基本电绝缘层由弹性材料形成。

5.根据权利要求3所述的组件，其中所述第一基本电绝缘层由陶瓷材料形成。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的组件，还包括第二基本电绝缘层，所述基本导电层设置在所述第一基本电绝缘层和所述第二基本电绝缘层之间。

7.根据权利要求6所述的组件，其中所述第二基本电绝缘层具有涂层的形式。

8.一种监测根据权利要求1至7中任一项所述的组件的磨损的方法，包括以下步骤：

通过测量点测量所述基本导电层的电特性的变化。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述电特性包括电压。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述电特性包括电流。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述电特性包括电容。

12.根据权利要求8所述的方法，其中所述电特性包括阻抗。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其中，所述组件安装在矿物加工设备的项目中，并且由所述设备处理的介质形成电路的一部分。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述介质包括浆料。