用于均質(zhì)機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般性地涉及到狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域，也稱為內(nèi)聯(lián)診斷。更具體地說，它涉及的是用于均質(zhì)機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了使食品加工業(yè)中的公司保持具有競爭力，最重要的是確保食品加工設(shè)備工作正常以及將由于設(shè)備故障而導(dǎo)致的停機(jī)時間保持在最低水平。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，絕大多數(shù)公司定期維修他們的設(shè)備，以確保設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)被保持在低水平。
[0003]然而，經(jīng)常維護(hù)設(shè)備特別是替換易損部件以減少由于設(shè)備故障而導(dǎo)致的停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)的潛在缺點(diǎn)是:諸如閥或軸承的易損件比所需更早被替換，從而增加了備件的成本。在許多情況下，增加的備件成本通過降低由設(shè)備故障所造成的停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)而成為合理性的，但仍有很多易損件被替換得太早，帶來了成本提高和不必要的環(huán)境影響的效果。
[0004]為了確保部件替換在合適的時間進(jìn)行，在不同的領(lǐng)域已使用被稱為狀態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)。在液體食品加工領(lǐng)域，已使用基于振動分析的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，以便檢測離心式分離器何時由于例如破損的軸承而不能正常工作。
[0005]對于栗，特別是產(chǎn)生10-25兆帕(100-250巴)的壓力的高壓栗以及包括這樣的高壓栗的均質(zhì)機(jī)，有必要能夠以成本有效和可靠的方式來監(jiān)測狀況。此外，除了能夠監(jiān)測狀況夕卜，還需要有基于經(jīng)由不同的傳感器收集的信息的、用于確定狀況的方法和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明優(yōu)選尋求通過提供如下所述的方面以單獨(dú)使用或以任何組合來緩和、減輕或者消除一個或多個本領(lǐng)域中的上述指定的缺陷和缺點(diǎn)，并解決至少上述問題。
[0007]根據(jù)第一方面，提供了監(jiān)測均質(zhì)機(jī)的狀態(tài)的方法，所述方法包括:從第一壓力傳感器接收第一壓力數(shù)據(jù)，所述第一壓力數(shù)據(jù)指示均質(zhì)設(shè)備上游的產(chǎn)品壓力，并將所述第一壓力數(shù)據(jù)與第一壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
[0008]該方法還可以包括從第二壓力傳感器接收第二壓力數(shù)據(jù)，所述第二壓力數(shù)據(jù)指示用于支撐所述均質(zhì)設(shè)備中的蝸桿壓榨機(jī)的反向壓力，將所述第一壓力數(shù)據(jù)和所述第二壓力數(shù)據(jù)與第一壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和第二壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
[0009]所述第二壓力數(shù)據(jù)可以與由液壓栗形成的液壓相關(guān)。
[0010]將所述第一壓力數(shù)據(jù)和所述第二壓力數(shù)據(jù)與第一壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和第二壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的步驟還包括:確定所述第一壓力數(shù)據(jù)和所述第二壓力數(shù)據(jù)之間的壓力比，確定所述壓力比和壓力基準(zhǔn)比之間的偏差比，所述壓力基準(zhǔn)比即所述第一壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和所述第二壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的比。
[0011]如果所述偏差比小于0.85，該方法可以進(jìn)一步包括發(fā)送指示非最優(yōu)狀況的通知信號。
[0012]如果所述偏差比大于1.15，該方法可以進(jìn)一步包括發(fā)送指示非最優(yōu)狀況的通知信號。
[0013]該方法可進(jìn)一步包括從第三壓力傳感器接收第三壓力數(shù)據(jù)，所述第三壓力數(shù)據(jù)指示所述均質(zhì)設(shè)備下游和附加的均質(zhì)設(shè)備上游的產(chǎn)品壓力，其中比較所述第一壓力數(shù)據(jù)和所述第一壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的步驟還包括比較所述第三壓力數(shù)據(jù)和第三壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
[0014]該方法還可以包括從第四壓力傳感器接收第四壓力數(shù)據(jù)，所述第四壓力數(shù)據(jù)指示用于支撐附加的均質(zhì)設(shè)備中的附加的蝸桿壓榨機(jī)的反向壓力，其中比較所述第一壓力數(shù)據(jù)和所述第一壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的步驟還包括比較所述第四壓力數(shù)據(jù)和第四壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
[0015]該方法還可以包括從位置傳感器接收偏心軸位置數(shù)據(jù)，其中比較所述第一壓力數(shù)據(jù)和所述第二壓力數(shù)據(jù)與所述第一壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和所述第二壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的步驟還包括考慮所述偏心軸的位置以為補(bǔ)償根據(jù)偏心軸位置的差異而做準(zhǔn)備。
[0016]該方法還可以包括接收指示自最近的停機(jī)以來的運(yùn)行時間的運(yùn)行時間數(shù)據(jù)，其中比較所述第一壓力數(shù)據(jù)和所述第二壓力數(shù)據(jù)與所述第一壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和所述第二壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的步驟還包括考慮所述運(yùn)行時間數(shù)據(jù)以為補(bǔ)償根據(jù)自最近的停機(jī)以來的運(yùn)行時間的差異而做準(zhǔn)備。
[0017]該方法還可以包括接收指示所述均質(zhì)機(jī)的溫度的溫度數(shù)據(jù)，其中比較所述第一壓力數(shù)據(jù)與所述第一壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的步驟還包括考慮所述溫度數(shù)據(jù)以為補(bǔ)償根據(jù)所述均質(zhì)機(jī)的所述溫度的差異而做準(zhǔn)備。
[0018]比較所述第一壓力數(shù)據(jù)與第一壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的步驟可以包括確定所述第一壓力數(shù)據(jù)的變化，并比較所述第一壓力數(shù)據(jù)的所述變化與所述第一壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的所述變化。
[0019]根據(jù)第二方面，提供了一種用于均質(zhì)機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于捕捉第一壓力數(shù)據(jù)的第一壓力傳感器以及用于比較所述第一壓力數(shù)據(jù)與第一壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理裝置，所述第一壓力數(shù)據(jù)指示均質(zhì)設(shè)備上游的產(chǎn)品壓力。
[0020]該系統(tǒng)還可以包括用于捕捉第二壓力數(shù)據(jù)的第二壓力傳感器，所述第二壓力數(shù)據(jù)指示用于支撐所述均質(zhì)設(shè)備中的蝸桿壓榨機(jī)的反向壓力，所述數(shù)據(jù)處理裝置被配置成將所述第一壓力數(shù)據(jù)和所述第二壓力數(shù)據(jù)與第一壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和第二壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
[0021]該系統(tǒng)還可以包括用于捕捉指示所述均質(zhì)設(shè)備下游和附加的均質(zhì)設(shè)備上游的附加的產(chǎn)品壓力的第三壓力數(shù)據(jù)的第三壓力傳感器，所述數(shù)據(jù)處理裝置被配置成將所述第三壓力數(shù)據(jù)與第三壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
[0022]該系統(tǒng)還可以包括用于捕捉指示用于支撐附加的均質(zhì)設(shè)備中的附加的蝸桿壓榨機(jī)的反向壓力的第四壓力數(shù)據(jù)的第四壓力傳感器，所述數(shù)據(jù)處理裝置被配置成將所述第三壓力數(shù)據(jù)和所述第四壓力數(shù)據(jù)與第三壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和第四壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
[0023]該系統(tǒng)還可以包括用于確定偏心軸的位置的位置傳感器，以及所述數(shù)據(jù)處理裝置被配置成在比較所述第一壓力數(shù)據(jù)與所述第一壓力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)時考慮所述偏心軸的位置。
[0024]根據(jù)第三方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序，其包括當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時適于執(zhí)行第一方面的計(jì)算機(jī)程序代碼。
【附圖說明】
[0025]通過對參考所附附圖的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的以下說明性而非限制性的詳細(xì)說明，本發(fā)明的以上的以及額外的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將得到更好地理解，在附圖中:
[0026]圖1示出了一種均質(zhì)機(jī)，更具體地說，是由利樂公司銷售的均質(zhì)機(jī)。
[0027]圖2示出了第一均質(zhì)設(shè)備和第二均質(zhì)設(shè)備。
[0028]圖3示出了具有第一壓力傳感器的均質(zhì)機(jī)的一部分。
[0029]圖4示出了用于形成反向壓力的液壓栗。
詳細(xì)說明
[0030]圖1 一般性地示出了一種均質(zhì)機(jī)100，更具體地說，是由利樂公司以Tetra Alex?的品名銷售的均質(zhì)機(jī)。一般說來，均質(zhì)機(jī)100包括兩個主要部分，高壓栗和均質(zhì)設(shè)備。高壓栗形成高壓，均質(zhì)設(shè)備提供一個或幾個間隙，通過間隙，產(chǎn)品被強(qiáng)制具有形成較小的脂肪球的效果。同質(zhì)化的進(jìn)一步的效果是更美味可口的顏色、對脂肪氧化的敏感性更小、更濃郁的味道和酸乳產(chǎn)品的更好的穩(wěn)定性。
[0031]在本例中，高壓栗是活塞栗，通過經(jīng)由皮帶傳動102和齒輪箱103連接到放置在曲軸箱104中的曲軸的主驅(qū)動馬達(dá)101驅(qū)動。通過使用曲軸，回轉(zhuǎn)運(yùn)動被轉(zhuǎn)換為驅(qū)動活塞栗105來回運(yùn)動的往復(fù)運(yùn)動。如今，常見的是有三到五個栗活塞。
[0032]栗活塞105在空腔中運(yùn)行，空腔形成于栗塊106內(nèi)，以承受由栗活塞所產(chǎn)生的高壓。如今，常見的是將壓力從300千帕(3巴)提高到約10-25兆帕(100-250巴)，但也可使用更高的壓力。
[0033]通過在栗塊106中的空腔，產(chǎn)品進(jìn)入第一均質(zhì)設(shè)備107，此后，在許多情況下，進(jìn)入第二均質(zhì)化設(shè)備108。如上所述，通過迫使產(chǎn)品通過一個或幾個間隙，產(chǎn)品的性能可以被改變。
[0034]栗活塞105的往復(fù)運(yùn)動產(chǎn)生脈動。為了減少脈動，如今常見的做法是將一個入口阻尼器109放置在均質(zhì)機(jī)的入口上。另外，為了減少振動和噪音，常見的做法是將一個出口阻尼器110放置在出口上。
[0035]圖2示出了具有放置在下部部分的第一均質(zhì)設(shè)備和放置在上部部分中的第二均質(zhì)設(shè)備的兩級均質(zhì)機(jī)的一個例子。
[0036]第一均質(zhì)設(shè)備包括第一級蝸桿壓榨機(jī)202和提供來形成間隙206的座204。液壓致動器208可以用于確保第一級蝸桿壓榨機(jī)202被推向座204。
[0037]置于第一均質(zhì)設(shè)備的下游的第二均質(zhì)設(shè)備包括第二級蝸桿壓榨機(jī)210和提供來形成間隙214的座212。液壓致動器216可以用于確保第二級蝸桿壓榨機(jī)210被推向座212。
[0038]在如今的二級均化機(jī)中，均化是在第一級中發(fā)生。第二級用于向第一級提供恒定的和受控的背壓。此外，第二級可用于打破在均化后直接形成的群聚。
[0039]為了準(zhǔn)備好在正確的時間(不太早以增加不必要的零部件成本，也不太晚以免出現(xiàn)設(shè)備故障)更換損壞件，可以跟蹤壓力變化。更具體地說，通過測量在第一級蝸桿壓榨機(jī)之前的、在產(chǎn)品側(cè)的壓力(也稱作產(chǎn)品壓力)和液壓反壓力(即用于第一級蝸桿壓榨機(jī)被保持的壓力)，可以確定均化機(jī)的狀況。
[0040]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以通過形成在產(chǎn)品壓力和液壓反壓力之間的比率并將該比率與由基準(zhǔn)產(chǎn)品壓力和基準(zhǔn)液壓反壓力形成的基準(zhǔn)比率比較來確定均質(zhì)設(shè)備的狀況。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果該比率在基準(zhǔn)比率的85-1