再生式換熱器及控制再生式換熱器的密封間隙的方法
2023-10-04 10:49:14
專利名稱：再生式換熱器及控制再生式換熱器的密封間隙的方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1前序部分的用於氣態介質熱交換的再生式換熱器，一種如權利要求10前序部分的用於再生式換熱器的密封件調節設備，以及一種如權利要求11前序部分的用於監控密封件與再生式換熱器的加熱表面載體之間的密封間隙的測量設備。而且，本發明還涉及一種如權利要求前序部分12的用於確定密封件與再生式換熱器的加熱表面載體之間的密封間隙寬度的方法，以及一種如權利要求前序部分14的用於確定密封件與再生式換熱器的加熱表面載體之間的密封間隙寬度變化的方法。
背景技術：
已知的這種類型的再生式換熱器既用於空氣預熱(Luvos)也用於氣體氣體預熱(Gavos)。其中放熱的氣態介質由再生式換熱器的加熱表面載體引導。在所述加熱表面載體中設置有加熱表面或蓄熱器，它們被熱的放熱氣態介質加熱。然後這些被加熱的加熱表面又將熱釋放到一個或多個同樣流過所述加熱表面載體的吸熱氣態介質。所述加熱表面載體可以設計為靜態的(作為定子)或者也可以設計為繞縱軸旋轉(作為轉子)。
如果所述加熱表面載體設計為轉子，則冷的和熱的氣流輪流經過所述設置在轉子上的加熱表面以進行氣流間的熱交換。如果所述加熱表面載體設計為定子，則所述熱交換通過在所述定子前側設置旋轉氣道連接——所謂的旋轉罩(rotating hoods)而使得氣流輪流通過轉子來進行。
一般再生式換熱器中設置一個或多個不同類型的密封件(例如徑向密封件、軸向密封件、周向密封件等等)用於互相分隔氣流以及防止氣體從所述加熱表面載體洩漏。這些密封件通常由金屬製成，特別是鑄鐵。然而，也有些密封件由其它材料例如陶瓷製成。
由於放熱氣態介質的高溫，加熱表面載體在運行期間發生變形，特別是放熱氣態介質流經的區域。由於加熱表面載體的變形，密封件與加熱表面載體之間的密封間隙會增大，從而大大增加洩漏機率。為了緩解此問題，已知可以將密封件設計為可調節的，從而將其推向變形的加熱表面載體。
關於再生式換熱器密封系統的調節自動化，還已知可以將再生式換熱器設計為帶測量設備，其確定加熱表面載體的變形程度或者密封件與加熱表面載體的距離(密封間隙寬度)並將這些數據傳送到控制設備，啟動致動器根據所傳輸的數據調節密封件。
DE 4013 484 C2披露了一種再生式換熱器的例子，其中有一個非接觸感應器用於測量密封條與加熱表面載體的前表面之間的距離，設置在與密封條系統相對的前表面上，用於自動調節密封條系統。這種感應器可以是例如磁傳感器，測量磁阻的變化從而推斷出密封條與加熱表面載體之間的距離。其它已知的確定密封間隙寬度的方式的例子是安裝在加熱表面載體上並跨密封表面的感測槓。
所有已知的測量設備的共同特徵是它們的傳感器、感應器或者感測設備都因為接近密封件或者加熱表面載體而暴露在高溫下。這常常引起測量設備的損壞而使得使用壽命相對縮短。而且，測量設備會被氣態介質中部分存在的汙染物損壞。另一方面，設計更為耐高溫的測量設備也是非常費勁的。例如對於磁傳感器，這是通過採用冷卻系統實現的。但因此測量設備的製造、安裝以及維護都變得非常昂貴和費勁。為了維護的目的，測量設備還必須能從外部夠得著，因此又必須在再生式換熱器上設計額外的開口，以便維護人員接近所述傳感器、感測設備或感應器。
發明內容
因此本發明的目的是這樣的設備和方法，通過它們能可靠地監控密封件與加熱表面載體之間的密封間隙，能容易且經濟地製造所述設備或執行所述方法並且所述設備和方法中使用的測量設備具有長的使用壽命。
上述目的是通過獨立權利要求中的特徵實現的。本發明的優選實施例和進一步改進記載在從屬權利要求中。
所述目的是利用這樣一種用於氣態介質熱交換的再生式換熱器實現的，所述再生式換熱器包括用於密封換熱器的加熱表面載體的密封件，並包括用於監控密封件與加熱表面載體之間的密封間隙的測量設備，所述測量設備設計為氣動測量設備。而且在測量設備和加熱表面載體之間設置有由間隔元件橋接的距離，該距離的長度至少使得測量設備位於一溫度範圍之外，在沒有額外的用於降低溫度的設備的情況下，該溫度範圍對測量設備的功能來說是臨界的。因此所述測量設備運行在一範圍內，不會因加熱表面載體附近的溫度引起明顯的測量誤差。因此，不用特別防高溫措施的現有傳感器就能用於所述氣動測量設備。
「監控密封件與加熱表面載體之間的密封間隙」的表述在本發明的範圍內意味著密封件與加熱表面載體之間的距離，即密封間隙寬度，在運行期間被測量設備以規律的間隔監控。為此，首先可以周期性地確定密封間隙寬度的絕對值，並且在該值發生變化或者偏移於預定值的情況下，可以相應地調節所述密封件。其次，還可以僅確定密封間隙寬度的變化而不測量或確定密封間隙寬度的絕對值。因此可以根據加熱表面載體的變形調節所述密封件使得密封間隙寬度儘可能保持恆定或者持續處於預定的密封間隙寬度範圍內。所述密封件與加熱表面載體之間的距離是密封件內側與加熱表面外側之間的距離，所述外側與密封件的內側相對。
因此本發明的優點是測量設備設置得與加熱表面載體還有密封條保持一段距離而沒有暴露於高溫或者熱的氣體中。由此測量設備的使用壽命顯著增加，並且可以不需要諸如冷卻設備等用於使測量設備能在熱的環境下使用的費勁而昂貴的專門設備。測量設備處於氣流之外，因此氣流中的汙染物也無法對測量設備造成不良影響。而且，本發明能夠可靠地利用簡單經濟的設備確定密封間隙寬度或者密封間隙寬度的變化。而且，因為測量設備設置得與密封件有一段距離也使得操作維護人員更容易接近。因此，當設計再生式換熱器時，就不必專門去確保接近測量設備的方式，也使得整個再生式換熱器的結構簡單。
測量設備基本上可以安置在處於其功能的臨界溫度範圍之外的任何地方。測量部分優選設計為測量設備處於換熱器之外的形式。這確保了測量設備僅暴露於相對較低的溫度中。同時，這種方式也使操作維護人員特別容易接近測量設備。
測量部分的長度或者測量設備與加熱表面載體之間的距離基本上可以隨機地預先確定。測量設備優選與加熱表面載體相距50釐米到150釐米，特別優選是80釐米到100釐米。通過現場測試，申請人發現在常用的再生式換熱器中上述距離能獲得最好的效果。
測量設備優選地包括流體供給設備和流體壓力傳感器和/或體積流量傳感器。諸如空氣的流體因此可以供給到密封間隙內，相應的空氣壓力本身作為現有密封間隙寬度的函數加以調整。在大間隙寬度的情況下空氣壓力低，而在小空氣間隙寬度的情況下空氣壓力高。基本上也可以使用體積流量傳感器。原則是在大空氣間隙寬度的情況下，能夠通過空氣間隙傳輸大體積流量，反之亦然。進一步有利地，空氣供給到密封間隙內，以便防止灰塵沉積在壓力傳感器或體積傳感器上。因此，與現有技術已知的設備相比，這可以顯著地降低維護間隔。
測量設備和加熱表面載體之間的距離通過流體密封間隔元件橋接，該流體密封間隔元件特別是管道或管子，原則上可以使用任何線性的或彎曲的間隔元件。就此而言，有利地間隔元件的一端固定附接於密封件，並且間隔元件的另一端固定附接於測量設備。這確保所測量的值不會由於洩露和未察覺的空氣排出而失真。
測量設備可以以如下方式設計為了監測密封間隙，確定密封間隙寬度的絕對值，其中測量設備使用至少一個測量值來進行測量值和存儲在校準表中的值之間的比較。可以通過設置在測量設備內或其外部的評價單元來進行絕對測量值的比較。
而且，測量設備可以以如下方式設計為了監測密封間隙，確定密封間隙寬度的改變。在此情況下，以周期性的間隔記錄測量值並相互比較，其中例如由於偏移(offset)導致的確定絕對測量值過程中的誤差具有較低的影響。
根據本發明，該目的進一步通過再生式換熱器實現，該再生式換熱器包括用於調整密封件的致動器並且包括用於控制致動器的控制設備，連接有測量設備用於向控制設備傳輸數據。控制設備利用致動器作為由測量設備傳輸的數據的函數來調整密封件。這裡重要的是預定的密封間隙寬度範圍；如果由測量設備確定的測量值超出該預定的密封間隙寬度範圍，則由致動器調整密封件。
根據本發明，該目的進一步通過如權利要求10所述的用於氣態介質熱交換的再生式換熱器的密封件所用的調整設備實現，該調整設備包括用於調整密封件的致動器，用於控制致動器的控制設備，以及用於監測換熱器的密封件和加熱表面載體之間的密封間隙的測量設備。調整設備可以使用根據本發明的測量設備，該測量設備確定密封間隙寬度的絕對值和相對值，相對值表示密封間隙寬度的改變。
另外，根據本發明，該目的通過如權利要求13和15所述的方法實現。
而且，根據本發明，該目的通過用於氣態介質熱交換的再生式換熱器實現，所述再生式換熱器包括用於密封換熱器的加熱表面載體的密封件，並且包括用於監測密封件和加熱表面載體之間的密封間隙的測量設備，測量設備設計為用於電子測距並且包括發射/接收器。而且，在發射/接收器和加熱表面載體之間設置有測量部分，該測量部分至少足夠長以使測量設備位於就其功能而言是臨界溫度範圍之外。
因此本發明在於通過電子測距來監測密封件和加熱表面載體之間的間隙。術語「電子測距」隱含了利用信號傳輸確定距離的意思。用來電子測距的一種可能性例如是測量信號的行進時間。測量行進時間的測量設備至少包括發射器、接收器(如果必要，帶有放大器)、和計時器(間隔計數器)。發射器和接收器通常設計為一個整體。行進時間是信號通行經過發射器和目標物體之間的路徑並且再返回到發射/接收器所需的這樣一個時間周期。利用所測量的行進時間，可以結合信號的行進速度來計算所通過的路徑，然後將該路徑二等分以確定發射/接收器和目標物體之間的距離。用來電子測距的另一種可能性是幹涉測量或相位測量。這裡，比較發出的信號和返回的信號之間的相位，並且由此確定長度或線性改變。原則上，諸如三角測量法的用來利用信號進行電子測距的所有其他已知方法都可適用於本發明。
原則上，可以使用任何類型的波信號作為信號，例如光波、聲波、物質波或者甚至諸如水波的在流體中行進的波。但是，實際上，通常使用電磁波或聲波來進行電子測距。
發射/接收器優選地設計為一個整體，其可以發送信號以及接收返回的信號。但是，原則上，也可以是具有兩個獨立結構單元的設計。發射/接收器設置在測量部分的一端，而加熱表面載體設置在另一端。由發射/接收器發出的信號沿測量部分通行到達加熱表面載體，由後者反射並沿測量部分通行而返回到發射/接收器。基本上，可以預先確定任何的長度作為測量部分，但是必須保證該長度至少足夠長以使得發射/接收器並且因此測量設備位於這樣一個區域內，在該區域內的溫度對於測量設備的功能而言不是臨界溫度。臨界溫度取決於所使用的相應測量設備，從而必須針對各種情況下的應用來確定測量部分。最佳地，以如下方式預先確定測量部分發射/接收器的環境溫度大致對應於室溫。通常，處於50°到70°範圍內的環境溫度足以保證用於電子測距的普通測量設備的功能。但是，也可以使用在較高環境溫度下不受幹擾地工作的設備。基本上，測量部分可以具有任何臺階(progression)。但是，測量部分優選地大致線性。如果這不可能，例如由於構造上的原因，那麼可以很容易地不同地設計測量部分，並且在諸如反射面的合適設備的幫助下使波信號轉向，從而使波信號沿著測量部分的臺階行進。
由發射/接收器發出的波信號優選地是電磁波，特別是處於105Hz到1014Hz頻率範圍內的電磁波。可以特別優選地使用雷射束、紅外光束或白光束作為波信號。而且，申請人所進行的測試證明這些光束特別適於再生式換熱器中的電子測距。而且，產生或接收這些光束的發射/接收器單元在市場上作為標準單元提供並且因此較為成本有效。
為了保護波信號免受外界影響——這種外界影響會使測量結果失真，有利地測量部分置於管道內。就此而言，必須寬泛地理解術語「管道」，並且它還包括任何通道型結構及類似物，利用這種結構可以封裝測量部分。管道有利地至少在從發射/接收器到密封件的區域內封裝測量部分。
在本發明的一個優選實施例中，以確定密封件和加熱表面載體之間的距離的改變的方式設計測量設備。例如，這可以通過以規則的間隔測量發射/接收器和加熱表面載體之間的距離來實現。通過比較每一個所確定的結果，則可以確定密封間隙寬度隨時間的改變。比較測量值所需的評價單元可以設計為集成到測量設備內或者作為獨立結構單元，其接收由測量設備傳輸的測量數據。可選地，可以按照確定密封件到加熱表面載體的距離的絕對值的方式設計測量設備。例如這可以通過測量加熱表面載體和測量設備的發射/接收器之間的距離以及通過將該距離與發射/接收器和密封件(密封件內側)之間的恆定距離進行比較來實現。然後可以相應地作為所確定的密封間隙寬度的函數來調整密封件。
在另一個優選實施例中，測量設備設計為幹涉儀。可選地，測量設備設計為用於確定行進時間。其優點在於可以特別容易和成本有效地生產測量設備，因為測量行進時間所需的結構單元(單個的發射器、接收器和計時器)是標準單元並且因此較為成本有效。
如果為了監控密封間隙，測量設備設計為確定密封間隙寬度的絕對值，將發射/接收器有利地設置在距密封件恆定的距離處。可以實施為在整個操作期間因而當調節密封件時距離保持恆定。例如，這可以通過將發射/接收器設計為可調節的，並根據密封件的調節而在操作期間同樣地調節後者來實現。另一個可能性是通過一個支撐件或支承件將發射/接收器固定地連接密封件，從而當調節密封件時，也調節發射/接收器，因而距離保持恆定。在這樣做時必須確保在密封件和發射/接收器之間恆定地保持足夠的距離。從發射/接收器到密封件內側的距離有利地為恆定的距離以進行確定。特別優選地，為此目的使用一個管道，測量部分在該管道的內側延伸，該管道的一端固定地附連密封件，另一端固定地附連發射/接收器。該管可以嵌入密封件中或者安置在其上。一個開口有利地設置在該區域中的密封件上，在該區域中管道抵靠密封件從而從發射/接收器到加熱表面載體的測量部分不被密封件阻礙。此外，在此實施方式中可以設置一個評價單元，該評價單元將發射/接收器和加熱表面載體之間的測量距離與發射/接收器和密封件之間的恆定距離相比較，並因而確定密封間隙寬度。評價單元可以設計成與測量裝置一體或者作為一個分離的結構單元。
在本發明的另一個優選實施方式中，再生式換熱器設置有用於調節密封件的致動器和用於控制致動器的控制設備。測量設備設計用於向控制設備傳輸數據。此外，通過致動器根據由測量設備傳輸的數據調節密封件。通過可以設計在測量設備中、控制設備中或者作為一個單獨結構的單元的評價單元執行由測量設備測量的數據評價。此外，密封間隙寬度範圍被預先限定並存儲在控制設備中。如果確定的密封間隙寬度位於此密封間隙寬度範圍之外，控制設備設計為調節致動器從而將密封間隙寬度再次帶到預定的密封間隙寬度範圍之內。密封間隙寬度範圍可以隨機地預定。它優選地處於0.5mm到2mm的範圍內，特別優選地為0.5mm到1mm。該致動器可以包括電子驅動、氣動驅動或液壓驅動。
通過用於再生式換熱器的密封件的調節設備，進一步地實現根據本發明的目的，根據權利要求29所述調節設備包括致動器、控制設備和測量設備。調節設備可以與用作確定密封間隙寬度的絕對值的測量設備以及用作確定密封間隙寬度變化的測量設備兩者一同使用。測量設備以預定的、規則的間隔將數據傳輸到控制設備。
此外，根據權利要求30通過測量用於監控在密封件和再生式換熱器的加熱表面載體之間的密封間隙，實現根據本發明的目的。
此外，通過根據權利要求31以及權利要求33的方法實現根據本發明的目的。
參見附圖解釋本發明，附圖概略性地說明圖1是設有包括第一測量設備的調節設備的再生式換熱器的部分剖視圖；圖2是解釋在密封間隙寬度、流體壓力和體積流之間的關聯性的圖表；圖3是設有包括第二測量設備的調節設備的再生式換熱器的部分剖視圖；圖4是說明調節再生式換熱器的密封件的方法的流程圖；和圖5是說明調節再生式換熱器的密封件的另一個方法的流程圖。
具體實施例方式
圖1示出一部分再生式換熱器的剖視圖。再生式換熱器包括加熱表面載體11，在本示例中其設計成一個轉子。在加熱密封載體11的外側上設置一個密封件10，密封件10大致上平行於此外側延伸。在密封件10和加熱表面載體11之間設置密封間隙13。密封間隙13在整個長度和高度上(在此未示出)大致恆定。密封件10由兩個相互固定連接的金屬層組成。
一個局部開口21設置在密封件10中，該開口大致正交於密封平面並穿過該密封件延伸。間隔元件17，例如一個管道，其前側安置成在密封件10的側部的開口21的區域與密封件10齊平，所述密封件10的側部遠離(turn away)加熱表面載體11。所述間隔元件通過焊接與該密封件10固定連接。管道17以與開口21齊平的方式設置。管道17設計成線性地、大致垂直地位於密封件10上。在其進一步的情況中，管道穿過另一個設計在再生式換熱器15的壁上的開口22。此壁距密封件10一定的距離，並大致與其平行設置。開口22的直徑比管道17的直徑略大，從而導致在開口22的區域中繞管道17的環狀間隙。結果，管道17穿過外殼15沿著其縱向方向移動。密封件23抵靠開口22遠離密封件10的一側的外殼15。密封件23同樣地抵靠管道17，從而在開口22的區域中的繞管道17的環狀間隙朝向外側密封。密封件由附連到殼體15(在此未示出)上的支承件支承。
測量設備27設置在管道的另一個端部處、距加熱表面載體11一定距離14處，該端部遠離密封件10。測量設備27包括壓力傳感器25和流體供應設備26，例如鼓風機。流體供應設備26用於向管道17供應流體，例如空氣或者其他氣體。所供應的空氣然後沿著管道17推進至密封間隙13，所供應的空氣取決於密封間隙13的尺寸可以洩漏相應的量。如果密封間隙13相對較小，僅有少量的空氣從間隙13和管道17洩漏。在此情況下，在靜態下，管道17中的氣壓恆定，通過在測量設備27和加熱表面載體11之間的足夠距離14處的氣壓傳感器25檢測氣壓。如果密封間隙相對較大，從密封間隙13中排放較大的體積流量從而在管17中僅為相對較小的氣壓。
此氣動測量設備的優點在於由於它在所有情況下測量實際存在的間隙13，而不受參考物例如密封件10的磨損的影響。此外，由於溫度波動、材料破裂或者彼此相對移動的部件的消耗產生的變形導緻密封間隙13的改變，因而可靠地檢測出此改變。此外，如果使用流體供應設備26，在壓力傳感器25上的灰塵沉積通過高可靠性的流體供應而保持較低。自然地，還可能使用流體吸取設備取代流體供應設備26。然後並不將空氣壓出密封間隙13之外，而是將空氣吸入密封間隙13內，同樣地在密封間隙13和管道17的流體壓力之間存在相關性。
圖2基於測量值概略性地說明了密封間隙寬度13、流體壓力和流體體積流之間的相關性，流體供應設備26用於確定測量值。在密封間隙寬度s為例如s＝0.5mm的小密封間隙13的情況下，存在相對較高的流體壓力約p＝87毫巴(mbar)，從而僅有相對較小的體積流約V＝0.5m3/h通過管道17和密封間隙13朝外傳送，見點A。在大密封間隙寬度s為例如s＝3.8mm的大密封間隙13的情況下，僅達到相對較小的氣壓約p＝5mbar，體積流V＝5m3/h運輸到密封間隙13之外。數值通過示例的方式給定，並取決於工件的尺寸，對於不同尺寸的換熱器它們可以偏離上述值若干倍。
如果測量值由壓力傳感器25確定，(見上面)允許得出關於存在的密封間隙寬度的直接結論，然後此測量值可以用於改變密封間隙寬度。為此目的，將測量值提供給控制設備9，其中將其與仍然處於預定的密封間隙寬度範圍之中或者已經處於預定的密封間隙寬度範圍之外的值進行比較。如果該測量值分類為處於密封間隙寬度範圍之外，然後將信號發送給致動器20，致動器20通過致動器臂201調節密封件10的位置。如果在此調節運動期間再次測量密封間隙寬度，因而密封間隙13被設定為處於密封間隙寬度範圍之內的一個值。因此可以校準密封間隙的寬度。
用另一個測量設備還可以距一定的安全距離實現密封間隙的測量。圖3說明了一個大致對應於圖1所示的結構的結構。但是，區別在於用於電子測距的測量設備12設置為取代氣動測量設備27。測量設備12包括可以發射或者接收電磁波16(在此示例中為紅外光束)的發射/接收器121。紅外光束在管道17中大致在管的縱向方向行進，直到其最終穿過開口21並接觸加熱表面載體11。然後紅外光束16被反射。反射光束以大致相同的路徑11返回到發射/接收器121。由發射/接收器121和加熱表面載體11之間的紅外光束16覆蓋的路徑為距離或者測量部分14。雖然測量部分14可以自然地在管道17中延伸，為了清楚的原因在此示例中測量部分14示為在管道17之外。在此說明的實施方式中，由於測量設備12的環境溫度在任何時間點都不能達到對於測量設備12的功能來說為臨界的水平，因而測量設備12設置在距密封間隙13一定的距離處，甚至外殼15之外。
測量設備12還包括計時器123，其測量紅外光束16從發射/接收器121到達加熱表面載體11以及返回所需要的時間。所測量的時間由計時器123傳送到同樣設計作為測量設備12的一部分的評價單元122。基於計時器123所傳送的測量數據，評價單元122確定測量部分14的長度。在下一步驟中，評價單元將所確定的測量部分14的長度與測量設備12的發射/接收器121和密封件10的內側面之間的預定恆定距離18相比較。距離18同樣以雙箭頭示於圖3中。因為管道17固定地連接到密封件10以及測量設備12，進而在密封件10的位置通過調節而改變的情況下測量設備12被同時調節，因此，在再生式換熱器的整個操作過程中，距離18是恆定的。密封間隙13可通過比較所確定的測量部分14和恆定距離18而確定。
所確定的密封間隙寬度的值由測量設備12傳送到控制設備19。控制設備19中存儲有預定的密封間隙寬度範圍並立刻監控所確定的密封間隙寬度的實際值位於該預定的間隙寬度範圍之內還是在其之外。一旦實際值位於預定範圍之外，控制設備通過控制脈衝致動致動器20，由此，該致動器開始動作並調節密封件10。致動器20的調節設備在附圖中以雙箭頭示出。由此，可將密封件10朝向或遠離加熱表面載體11調節。致動器20固定地附裝於殼體15並包括可動致動器臂201，該可動致動器臂201可沿調節方向移動。密封件10的調節範圍通過控制設備19預先設定。控制設備19計算作為所確定的密封間隙寬度與預定密封間隙寬度範圍的偏差的函數的調節路徑。
圖4示出流程圖，其中說明了調節再生式換熱器的密封件的方法的步驟。在第一步驟中，測量設備發出紅外信號。計時器在同一時刻啟動。紅外信號沿著測量部分行進並由再生式換熱器的加熱表面載體反射而返回到測量設備並在該處被接收。一旦所反射的紅外信號被接收，計時器停止。基於所測量的時間，現在可通過確定信號的行進時間來確定紅外信號覆蓋的距離。在此，由於僅僅必須確定信號路徑，需要確保將整個所覆蓋的路徑分成一半。在下一步驟中，密封件和加熱表面載體之間的密封間隙的寬度的絕對值通過從所確定的距離中減去從密封件的內側面到測量設備的距離的預定恆定距離值而計算。在接下來的步驟中，評價單元監控所確定的密封間隙寬度值是否處於預定的範圍內。如果處於預定的範圍內，不發生密封件的調節且在此開始所執行的步驟的操作序列。即，發出新的紅外信號。另一方面，所確定的密封間隙寬度值處於預定範圍之外，則在下一步驟中確定相對預定範圍的確切偏差。同樣確立所確定的值是處於預定範圍之上還是其之下，因為這將影響密封件的調節方向。如果該值處於預定範圍之上，則將密封件朝向加熱表面載體調節，即，朝向加熱表面載體引導，而如果該值處於預定範圍之下，則將密封件引導遠離加熱表面載體。在確定該偏差之後，將密封件調節該偏差量。也可將密封件調節一略大於所確定偏差的量。例如，該調節以如下方式進行，即，將密封件調節這樣一個量，該量為偏差加上與預定範圍的端點差的一半相對應的量。這確保了在調節後密封間隙寬度的值基本位於預定範圍的中心。在調節後，在此開始所述步驟序列，進而再次發出紅外信號。在所示方法中，所述序列是步驟序列，其在再生式換熱器的操作過程中連續重複。在接通或關斷再生式換熱器時，分別開始和結束該步驟序列。
圖5示出流程圖，其說明了調節再生式換熱器的密封件的另一方法。在此方法中，同樣，在初始的第一步驟中發出紅外信號並接收所反射的紅外信號，通過計時器確定為此所花費的時間。在接下來的步驟中，類似於圖4示出的方法確定發出的信號或反射的信號所覆蓋的距離Di。在接下來的步驟中，存儲所確定的距離Di的值。此後，監控存儲器中是否存在較早值Di-1。該值Di-1是基於在先測量所確定的距離值。如果在存儲器中沒有較早的測量值可獲取，則再次開始該程序且發出新的紅外信號。否則，在下一步驟中，比較值Di和Di-1。如果在兩個值之間沒有偏差而由此這兩個值是相同的，則同樣再次開始步驟的操作序列。在此，也可對監控程序進行規定，以在偏差不大於預定量的情況下再次開始。如果存在偏差或偏差大於預定量，則在下一步驟中將密封件調節偏差量。隨後，存儲器中所存儲的值D1在下一步驟中被蓋寫或從存儲器中刪除並再次開始該程序。
權利要求
1.用於氣態介質的熱交換的再生式換熱器，所述再生式換熱器包括用於密封換熱器的加熱表面載體(11)的密封件(10)，並包括用於監控密封件(10)與加熱表面載體(11)之間的密封間隙(13)的測量設備(27)，所述再生式換熱器的特徵在於，所述測量設備(27)設計為氣動測量設備，在測量設備(27)和加熱表面載體(11)之間設置了由間隔元件(17)橋接的距離(14)，該距離的長度至少使得測量設備(27)位於一溫度範圍之外，在沒有額外的用於降低溫度的設備的情況下，該溫度範圍對測量設備(27)的功能來說是臨界的。
2.如權利要求1所述的再生式換熱器，包括換熱器殼體(15)，其特徵在於，所述測量設備(27)布置在所述換熱器殼體(15)的外面。
3.如權利要求1或2所述的再生式換熱器，其特徵在於，所述測量設備(27)布置在距離所述加熱表面載體(11)50釐米到150釐米的距離處，特別地布置在80釐米到100釐米的距離處。
4.如上述權利要求中任一項所述的再生式換熱器，其特徵在於，所述測量設備包括流體供應設備(26)以及流體壓力傳感器(25)和/或體積流量傳感器。
5.如上述權利要求中任一項所述的再生式換熱器，其特徵在於，所述距離(14)由液密封的間隔元件(17)、具體是管道或管子橋接。
6.如權利要求5所述的再生式換熱器，其特徵在於，所述間隔元件(17)的一端固定地附裝到所述密封件(10)，所述間隔元件(17)的另一端固定地附裝到所述測量設備(27)。
7.如上述權利要求中任一項所述的再生式換熱器，其特徵在於，為了監控所述密封間隙(13)，所述測量設備(27)設計為確定所述密封間隙寬度的變化。
8.如權利要求1至6中任一項所述的再生式換熱器，其特徵在於，為了監控所述密封間隙(13)，所述測量設備(27)設計為通過使用至少一個所測量的值來進行所測量的值與存儲在校準表中的值之間的比較而確定所述密封間隙寬度的絕對值。
9.如權利要求8所述的再生式換熱器，包括用於調節所述密封件(10)的致動器(20)並包括用於控制所述致動器(20)的控制設備(19)，所述測量設備(27)耦聯到所述控制設備(19)用於數據傳送，且所述控制設備(19)通過致動器(20)根據測量設備(27)所傳送的數據來調節所述密封件(10)，所述再生式換熱器的特徵在於，密封間隙寬度範圍預先設定，且控制設備(19)設計為在所述測量設備(27)所確定的密封間隙寬度位於所述預定的密封間隙寬度範圍之外的情況下通過致動器(20)調節密封件(10)。
10.用於為氣態介質的熱交換而設計的再生式換熱器的密封件(10)的調節設備，所述調節設備包括用於調節密封件(10)的致動器(20)、用於控制致動器(20)的控制設備(19)以及用於監控換熱器的密封件(10)與加熱表面載體(11)之間的密封間隙(13)的測量設備，所述測量設備(27)設計用於將數據傳送到控制設備(19)，所述控制設備(19)通過致動器(20)根據測量設備(12)所傳送的數據來調節密封件(10)，所述調節設備的特徵在於，所述測量設備(27)設計為氣動測量設備，在測量設備(27)和加熱表面載體(11)之間設置了由間隔元件(17)橋接的距離(14)，該距離至少長為使得測量設備(27)位於一溫度範圍之外，在沒有額外的用於降低溫度的設備的情況下，該溫度範圍對測量設備(27)的功能來說是臨界的。
11.用於監控為氣態介質的熱交換而設計的再生式換熱器的密封件(10)與加熱表面載體(11)之間的密封間隙(13)的測量設備，所述測量設備的特徵在於，所述測量設備(27)設計為氣動測量設備，在測量設備(27)和加熱表面載體(11)之間設置了由間隔元件(17)橋接的距離(14)，該距離至少長為使得測量設備(27)位於一溫度範圍之外，在沒有額外的用於降低溫度的設備的情況下，該溫度範圍對測量設備(27)的功能來說是臨界的。
12.用於確定再生式換熱器的加熱表面載體(11)與密封件(10)之間的密封間隙寬度的方法，該再生式換熱器用於氣態介質的熱交換，所述方法的特徵在於包括如下步驟藉助於間隔元件(17)在測量設備(27)和加熱表面載體(11)之間設置一距離(14)；特別地藉助於鼓風機(26)向所述間隔元件中供給流體體積流；藉助於壓力傳感器(25)測量與該流體體積流相關的流體壓力測量值，或藉助於體積流量傳感器測量體積流量測量值；通過將測量值與存儲在校準表中的值相比較而計算該密封間隙。
13.藉助於調節設備調節再生式換熱器的密封件(10)的方法，該再生式換熱器用於氣態介質的熱交換，該調節設備包括致動器(20)；控制設備(10)；測量設備(27)；所述方法的特徵在於包括如下步驟根據權利要求12的方法確定密封間隙的寬度；監控是否該確定值位於該預定的密封間隙寬度範圍之外，如必須通過測量設備(27)將信號(16)傳送到控制設備(19)；及啟動致動器(20)和調節該密封件(10)。
14.用於確定再生式換熱器的密封件(10)與加熱表面載體(11)之間的密封間隙寬度的改變的方法，該再生式換熱器用於氣態介質的熱交換，所述方法的特徵在於包括如下步驟藉助於間隔元件(17)在測量設備(27)和加熱表面載體(11)之間設置一距離(14)；特別地藉助於鼓風機(26)向所述間隔元件中供給流體體積流；藉助於壓力傳感器(25)測量與該流體體積流相關的流體壓力測量值，或藉助於體積流量傳感器測量體積流量測量值；以預定的時間間隔重複該測量；通過將該測量值與每一前次測量值相比較而計算該密封間隙寬度的改變。
15.藉助於調節設備調節再生式換熱器的密封件(10)的方法，所述調節設備包括致動器(20)；控制設備(10)；及測量設備(27)；所述方法的特徵在於包括如下步驟根據權利要求14的方法確定密封間隙寬度的改變；將該改變值傳送到控制設備(19)；以及啟動該致動器(20)並由該改變值調節該密封件(10)。
16.用於氣態介質熱交換的再生式換熱器，所述再生式換熱器包括用於密封該換熱器的加熱表面載體(11)的密封件(10)，並包括用於監控該密封件(10)和該加熱表面載體(11)之間的密封間隙(13)的測量設備，所述再生式換熱器的特徵在於，該測量設備(12)設計為用於電子測距並包括發射/接收器(121)、設置在該發射/接收器(121)和該加熱表面載體(11)之間的測量部(14)，該測量部的長度至少為使得該測量設備(12)位於溫度範圍之外，該溫度範圍對其功能來說是臨界的。
17.如權利要求16所述的再生式換熱器，其包括換熱器殼體(15)，其特徵在於，該測量設備(12)設置在該換熱器殼體(15)的外面。
18.如權利要求16或17所述的再生式換熱器，其特徵在於，該測量設備設置在距該加熱表面載體(11)50釐米到150釐米處，特別是80釐米到100釐米處。
19.如權利要求16到18中任一項所述的再生式換熱器，其特徵在於，該發射/接收器(121)發送波信號，特別是電磁波(16)。
20.如權利要求19所述的再生式換熱器，其特徵在於，該波信號(16)是雷射束、紅外光束或白光束。
21.如權利要求16到20中任一項所述的再生式換熱器，其特徵在於，該測量部(14)在管道(17)中延伸。
22.如權利要求16到21中任一項所述的再生式換熱器，其特徵在於，為了監控該密封間隙(13)，該測量設備(12)設計為確定該密封間隙寬度的改變。
23.如權利要求16到20中任一項所述的再生式換熱器，其特徵在於，為了監控該密封間隙(13)，該測量設備(12)設計為確定該密封間隙寬度的絕對值。
24.如權利要求16到23中任一項所述的再生式換熱器，其特徵在於，該測量設備(12)設計為一個幹涉計。
25.如權利要求16到23中任一項所述的再生式換熱器，其特徵在於，該測量設備(12)設計為通過確定該波信號(16)的行進時間來監控該密封間隙(13)。
26.如權利要求25所述的再生式換熱器，其特徵在於，為了監控該密封間隙(13)，該測量設備(12)設計為確定該密封間隙寬度的絕對值；該發射/接收器設置在距該密封件(10)恆定的距離(18)處；並且該測量設備(12)設計為通過將該發射/接收器(121)和該密封件(10)之間的恆定距離(18)與該該發射/接收器(121)和該密封件(10)之間的測量距離相比而確定該密封間隙。
27.如權利要求26所述的再生式換熱器，其特徵在於，該測量部(14)在管(17)內部延伸；並且該管(17)的一端固定地連接到該密封件(10)，該管(17)的另一端固定連接到該發射/接收器(121)。
28.如權利要求23到27中任一項所述的再生式換熱器，其包括用於調節該密封件(10)的致動器(20)，並且包括用於控制該致動器(20)的控制設備(19)，該測量設備(12)耦接到控制設備(19)用於數據傳輸，並且該控制設備(19)藉助於致動器(20)，依據該測量設備(12)傳送的數據來調節該密封件(10)，所述再生式換熱器的特徵在於預先設定了一個密封間隙寬度範圍，控制設備(19)設計為如果由該測量設備(12)確定的該密封間隙寬度位於該預定的密封間隙寬度範圍之外，其藉助於該致動器(20)調節該密封件(10)。
29.用於再生式換熱器的密封件(10)的調節設備，該再生式換熱器用於氣態介質的熱交換，所述調節設備包括用於調節該密封件(10)的致動器(20)，用於控制致動器(20)的控制設備(19)和用於監控該換熱器的密封件(10)和加熱表面載體(11)之間的密封間隙(13)，該測量設備(12)設計為將數據傳送到該控制設備(19)，該控制設備根據該測量設備(12)傳送的數據藉助於該致動器(20)調節該密封件(10)；所述調節設備的特徵在於，該測量設備(12)設計為電子測距，並包括發射/接收器(121)，在該發射/接收器(121)和該加熱表面載體(11)之間設置有測量部(14)，該測量部的長度至少為使得該測量設備(12)位於溫度範圍之外，該溫度範圍對於其功能是臨界的。
30.用於監控再生式換熱器的密封件(10)和加熱表面載體(11)之間的密封間隙(13)的測量設備，該再生式換熱器用於氣態介質的熱交換，所述測量設備的特徵在於，該測量設備(12)設計為電子測距並包括發射/接收器(11)；設置在該發射/接收器(121)和該加熱表面載體(11)之間的測量部(14)，該測量部的長度至少為使得該測量設備(12)位於溫度範圍之外，該溫度範圍對於其功能是臨界的。
31.用於確定再生式換熱器的密封件(10)和加熱表面載體(11)之間的密封間隙的方法，該再生式換熱器用於氣態介質的熱交換，所述方法的特徵在於下列步驟在發射/接收器(121)和加熱表面載體(11)之間設置一測量部(14)；藉助於該發射/接收器(121)產生和發射電磁波(16)；保持該發射/接收器(121)和該密封件(10)之間的預定距離恆定；通過確定該波(16)的行進時間來測量該測量部(14)的長度；以及通過將該測量值與該發射/接收器(121)和該密封件(10)之間的預定的恆定距離(18)相比較，而計算該密封間隙的寬度。
32.用於藉助於調節設備調節再生式換熱器的密封件(10)的方法，該再生式換熱器用於氣態介質的熱交換，致動器(20)；控制設備(19)；測量設備(12)，所述方法的特徵在於包括如下步驟根據權利要求31的方法確定該密封間隙的寬度；監控是否該確定值位於預定的密封間隙寬度範圍之外；如必要，由該測量設備(12)將信號(12)傳遞到控制設備(19)；以及啟動該致動器(20)和調節該密封件(10)。
33.用於確定再生式換熱器的密封件(10)和加熱表面載體(11)之間的密封件(10)的密封間隙寬度的改變的方法，該再生式換熱器用於氣態介質的熱交換，所述方法的特徵在於包括如下步驟在靜態發射/接收(121)和該加熱表面載體(11)之間提供測量部(14)；藉助於該發射/接收器(121)產生並發射電磁波(16)；通過確定該波(16)的行進時間來測量該測量部(14)的長度；以預定的時間間隔重複該測量；以及通過將該測量值與每個前次測量的測量值進行比較而計算密封間隙寬度的改變。
34.通過調節設備調節再生式換熱器的密封件(10)的方法，該再生式換熱器用於氣態介質的熱交換，該調節設備包括致動器(20)；控制設備(19)；和測量設備(12)，所述方法的特徵在於下列步驟根據權利要求33確定該密封間隙的改變；將該改變值傳送到該控制設備(19)；以及啟動該致動器(20)並由該改變值調節該密封件(10)。
全文摘要
本發明涉及一種用於氣態介質的熱交換的再生式換熱器，所述再生式換熱器包括用於密封換熱器的加熱表面載體的密封件，並包括用於監控密封件與加熱表面載體之間的密封間隙的測量設備。為了增加測量設備的使用壽命以及同時能夠可靠、容易且有成本效率地監控密封間隙，測量設備設計為氣動測量設備，在測量設備和加熱表面載體之間設置了通過間隔元件橋接的距離，該距離至少長為使得測量設備位於一溫度範圍之外，在沒有額外的用於降低溫度的設備的情況下，該溫度範圍對測量設備的功能來說是臨界的。此外，本發明涉及一種用於再生式換熱器的密封件的調節設備，一種用於監控再生式換熱器的密封件和加熱表面載體之間的密封間隙的測量設備。
文檔編號F28D17/00GK1975314SQ20061014251
公開日2007年6月6日 申請日期2006年10月19日 優先權日2005年10月19日
發明者米羅斯拉夫·波德霍爾斯基, 霍斯特·霍夫曼, 埃裡希·博恩 申請人:巴克杜爾有限責任公司