用于检测具有连续气流的过程中的阴燃的系统和方法技术方案

技术编号:18465400 阅读:40 留言:0更新日期:2018-07-18 15:42
一种使用分散的示踪气体传感器(44a,44b,44c)和中央控制元件(46)以检测具有连续气流(22,24,34)的特定材料处理设备(26)中的阴燃材料的系统(20)和方法(100)。第一和第二传感器(44a,44c)分别测量在空气入口(22)和空气出口(34)处的气体浓度。所述控制元件(46)同时接收来自所述传感器(44a,44c)的所述测量结果,同时考虑所述第一和第二浓度以确定在所述处理设备(26)中产生的气体的量,确定产生的气体的量是否超过指示阴燃的阈值,并且如果是,则激活警报。用户界面(48)允许用户与所述控制元件(46)交互,包括重置所述警报,查看当前和存储的传感器和系统信息,并且通过将所述传感器(44a,44b,44c)暴露于从气体储存器(50a,50b,50c)释放的气体以启动所述系统的测试。

System and method for detecting smoldering during continuous airflow

A system (20) and method (20) and method (100) are used to detect the smoldering material in a specific material processing device (26) with a continuous flow (22,24,34) using a dispersed tracer gas sensor (44a, 44B, 44c) and a central control element (46). The first and second sensors (44a, 44c) measure the gas concentration at the air inlet (22) and the air outlet (34) respectively. The control element (46) receives the measured result from the sensor (44a, 44c) at the same time, while considering the amount of the first and second concentrations to determine the amount of gas produced in the processing device (26), determines whether the amount of the generated gas exceeds the threshold value indicating the smoldering, and if so, the alarm is activated. The user interface (48) allows the user to interact with the control element (46), including the reset of the alerts, the current and stored sensors and system information, and the exposure of the sensor (44a, 44B, 44c) to the gas released from the gas storage (50a, 50B, 50c) to start the test of the system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测具有连续气流的过程中的阴燃的系统和方法
技术介绍

本专利技术广泛地涉及检测具有连续气流的处理设备中的阴燃火。更具体地,本专利技术涉及使用分散的一氧化碳或其他示踪气体检测器和集中式信号处理来检测喷雾干燥器、集尘器、研磨机和其它用连续气流操作的处理设备中的阴燃火。
技术介绍
在喷雾干燥器中,产品的液体或浆料被雾化成小液滴,然后通过突然与热空气接触而干燥成具有特定颗粒大小的粉末颗粒。喷雾干燥器可以被发现在食品和乳制品行业中(例如它们用于生产奶粉、可可、咖啡粉)以及制药和化工行业中。干燥腔室的热区中的粉末沉积物的缓慢放热反应可能在临界停留时间段内引起阴燃火,最终可以导致明火和/或粉尘爆炸。通过控制干燥温度并遵循彻底的清洁实践,可以减少这种事件的可能性。检测和防止阴燃火的一种方法涉及监测排气温度。这个解决方案存在若干问题和局限性,包括由于通过干燥系统的高气流量,在此类系统检测并试图扑灭火(通过例如,激活洒水器系统)之前需要与已经进行的大火相关的高热量。另一种方法涉及监测一氧化碳(CO)浓度,以试图在明火或爆炸发生之前检测到阴燃火。更具体地说,阴燃现象是放出CO气体、二氧化碳(CO2)气体、水(H2O)蒸气和热量的缓慢无焰燃烧。由于CO2和H2O在正常空气中更多地存在,CO是最有特色的反应产物。此外,阴燃粉末的一些固体有机物质由于加热而分解并蒸发,并且排出除CO以外的示踪气体。目前的阴燃检测系统基于CO测量并使用敏感但昂贵的红外或激光气体分析仪。由于这种分析仪的成本很高,因此多个采样点通常连接到单一集中式传感器,其可以按顺序分析样本。该解决方案还存在若干问题和局限性,包括长而易受损的气体采样管线,检测延迟以及过滤从外部进入系统的杂散气体的难度,使得,实际上未实现这种传感器的全部灵敏度。例如,快速气体分析仪可以具有大约十五秒的测量周期,所以如果顺序监测三个气流,则阴燃警报可能延迟高达四十五秒。其他涉及粉状材料和热量的处理设备会产生类似的阴燃火的危险。例如,研磨机通过磨碎、挤压、或切割将固体材料分裂成更小的块。由于机械摩擦或冲击的热量,研磨机中可以会产生类似的点燃或爆炸的风险,可以因热空气流而加剧,这可以导致沉积物开始阴燃。通常在干燥器和研磨机的下游使用的集尘器将灰尘颗粒与废气流分离,该集尘器也暴露在阴燃的风险之下。这种风险是由上游干燥器或研磨机产生的余烬产生的,这些余烬气动地输送至集尘器,沉降并吸入除尘器的料斗中收集的灰尘。
技术实现思路
本专利技术克服了上述问题并提供了一种使用分散的CO或其他示踪气体传感器和中央控制元件的系统和方法,该中央控制元件被配置成同时接收和处理来自传感器的数据信号以检测具有连续气流的处理设备中的阴燃,其中粉状材料可以暴露于足够的热量以导致阴燃火。在一个实施例中,本专利技术可以被表征为广泛地包括多个传感器、电子控制元件和用户界面的系统。多个传感器可以被配置成测量示踪气体的浓度,并且可以包括被配置成测量在气体入口处的示踪气体的第一浓度的第一传感器,以及被配置成测量在气体出口处的示踪气体的第二浓度的第二传感器。控制元件可以被配置成同时接收来自多个传感器的示踪气体的测量结果,同时考虑示踪气体的第一浓度和示踪气体的第二浓度以确定在处理设备中产生的示踪气体的量,确定在处理设备中产生的示踪气体的量是否超过指示阴燃的阈值,并且如果在处理设备中产生的示踪气体的量超过阈值则激活警报。用户界面可以被配置成允许用户与控制元件交互,包括重置警报。该实施例的各种实施可以包括以下特征中的任何一个或多个。材料可以从食品、煤、化学品、和药品中选择。处理设备可以是从喷雾干燥器、环式干燥器、和闪蒸干燥器中选择的干燥器,并且被配置成干燥浆料形式的材料以产生粉末形式的材料。处理设备可以是位于喷雾干燥器下游并被配置成进一步干燥粉状材料直到达到期望的湿度的流化床干燥器。处理设备可以是从锤式研磨机、滚压机、和切碎机中选择的并且被配置成将大块的材料分裂成更小块的材料的研磨机。处理设备可以是从旋风分离器、纤维过滤器、和静电除尘器中选择的并且被配置成从来自其他处理设备(诸如,干燥机或研磨机)的气流中分离出的灰尘颗粒的集尘器。示踪气体可以是CO并且多个传感器可以是电化学传感器,或者示踪气体可以是除CO以外的物质并且传感器可以是半导体传感器。当考虑到示踪气体的第一和第二浓度以确定在处理设备中产生的示踪气体的量时,控制元件可以考虑在第一传感器和第二传感器之间的移动通过处理设备的任何示踪气体的延迟、稀释和/或时间分布。系统可以被进一步配置成区分由于传感器漂移引起的示踪气体的第一和第二浓度的缓慢变化以及由于阴燃导致的示踪气体的第一和第二浓度的快速变化。系统可以进一步包括第二空气入口和被配置成在第二空气入口测量示踪气体的第三浓度的第三传感器,并且控制元件可以被进一步配置成考虑示踪气体的第三浓度和示踪气体的第二浓度以确定在处理设备中产生的示踪气体的第二量,确定在处理设备中产生的示踪气体的第二量是否超过指示阴燃的阈值,并且如果在处理设备中产生的示踪气体的第二量超过阈值则激活警报。在确定在处理设备中产生的示踪气体的量是否超过指示阴燃的阈值中,控制元件可以考虑处理设备的设备概况,其中设备概况可以将示踪气体浓度与处理设备的多个不同气流量相关联。在确定在处理设备中产生的示踪气体的量是否超过指示阴燃的阈值时,控制元件可以考虑材料的阴燃概况,其中阴燃概况将示踪气体浓度与材料的时间和温度相关联。可以存在多个阈值,并且每个阈值可以与特定的警报等级相关联,并且控制元件可以进一步被配置成激活与已经超过的阈值相关联的特定警报等级。控制元件可以被进一步配置成确定在处理设备中产生的示踪气体的浓度的变化率。用户界面可以被进一步配置成允许用户查看当前和过去的一氧化碳的测量结果,并且查看与控制元件激活警报相关联的信息。系统可以进一步包括可以由控制元件访问的存储元件,该存储元件被配置成存储来自多个传感器的示踪气体的测量结果,并且存储与控制元件激活警报相关联的信息。系统可以进一步包括示踪气体的气体瓶或其他储存器和阀,并且控制元件可以被配置成通过打开阀并在传感器处或传感器附近从储存器释放示踪气体到系统以便传感器进行测量。附图说明图1是示例性两阶段喷雾干燥器系统的示意图;图2是诸如在图1的示例性两阶段喷雾干燥器系统中可以发生的在过热期间经历自燃的奶粉的时间对温度的曲线图,其中曲线图包括与发展为自燃的阴燃相关联的CO浓度;图3是在图1的示例性两阶段喷雾干燥器系统中安装的阴燃检测系统的实施例的示意图;图4在诸如在切碎机系统中可以发生的过热期间经历自燃的甲基纤维素的时间对温度的曲线图,其中曲线图包括与发展为自燃的阴燃相关联的CO和示踪气体的浓度;并且图5是涉及图4的阴燃检测系统的功能的步骤的高级流程图。优选实施例的详细描述广义地说,本专利技术提供了一种使用分散的CO或其他示踪气体传感器和中央控制元件的系统和方法,该中央控制元件被配置成同时处理从传感器接收的数据信号以检测具有连续气流的处理设备中的阴燃,其中粉状材料可能暴露于足够的热量以导致阴燃。这种处理设备可以包括干燥器(例如,喷雾干燥器、环式干燥器、闪蒸干燥器、或流化床干燥器),集尘器(例如,旋风集尘器、纤维过滤器、静电除尘器),或研磨机(例如,锤式研磨本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于检测在处理设备中的材料的阴燃的系统,所述处理设备具有第一空气入口和空气出口,所述系统包括:多个传感器,被配置成测量示踪气体的浓度,所述多个传感器包括被配置成测量在所述第一气体入口处的所述示踪气体的第一浓度的第一传感器,以及被配置成测量在所述气体出口处的所述示踪气体的第二浓度的第二传感器;电子控制元件,被配置成同时接收来自所述多个传感器的所述示踪气体的测量结果,同时考虑所述示踪气体的所述第一浓度和所述示踪气体的所述第二浓度以确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的量,确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的量是否超过指示阴燃的阈值,并且如果在所述处理设备中产生的所述示踪气体的量超过所述阈值则激活警报;以及用户界面,被配置成允许用户与所述电子控制元件交互,包括重置所述警报。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.17 US 14/856,8331.一种用于检测在处理设备中的材料的阴燃的系统,所述处理设备具有第一空气入口和空气出口,所述系统包括:多个传感器,被配置成测量示踪气体的浓度,所述多个传感器包括被配置成测量在所述第一气体入口处的所述示踪气体的第一浓度的第一传感器,以及被配置成测量在所述气体出口处的所述示踪气体的第二浓度的第二传感器;电子控制元件,被配置成同时接收来自所述多个传感器的所述示踪气体的测量结果,同时考虑所述示踪气体的所述第一浓度和所述示踪气体的所述第二浓度以确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的量,确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的量是否超过指示阴燃的阈值,并且如果在所述处理设备中产生的所述示踪气体的量超过所述阈值则激活警报;以及用户界面,被配置成允许用户与所述电子控制元件交互,包括重置所述警报。2.如权利要求1所述的系统,其中,所述材料选自由食品、煤、化学品和药品组成的组。3.如权利要求1所述的系统,其中,所述处理设备包括选自由喷雾干燥器、环形干燥器、闪蒸干燥器组成的组的干燥器,并且其中,所述干燥器被配置成干燥浆料形式的材料以产生粉末形式的所述材料。4.如权利要求1所述的系统,其中,所述处理设备包括流化床干燥器,所述流化床干燥器位于喷雾干燥器下游并被配置成进一步干燥粉状材料直到达到期望的湿度。5.如权利要求1所述的系统,其中,所述处理设备包括研磨机,所述研磨机选自由锤式研磨机、滚压机、和切碎机组成的组并且被配置成将较大块的材料分割成较小块的材料。6.如权利要求1所述的系统,其中,所述处理设备包括集尘器,所述集尘器选自由旋风分离器、纤维过滤器、和静电除尘器组成的组并且被配置成从源自诸如干燥器和研磨机的其他处理设备的气流中分离出灰尘颗粒。7.如权利要求1所述的系统,其中,所述示踪气体是一氧化碳并且所述多个传感器是电化学传感器。8.如权利要求1所述的系统,其中,所述多个传感器是半导体传感器。9.如权利要求1所述的系统,其中,当同时考虑所述示踪气体的所述第一和第二浓度以确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的量时,所述电子控制元件考虑在所述第一传感器和所述第二传感器之间移动通过所述处理设备的任何所述示踪气体的延迟、稀释和/或时间扩散。10.如权利要求1所述的系统,其中,所述系统被进一步配置成在由于传感器漂移引起的所述示踪气体的所述第一和第二浓度的缓慢变化以及由于阴燃导致的所述示踪气体的所述第一和第二浓度的快速变化之间作出区分。11.如权利要求1所述的系统,进一步包括第二空气入口和被配置成在所述第二空气入口处测量所述示踪气体的第三浓度的第三传感器,并且其中所述电子控制元件被进一步配置成同时考虑所述示踪气体的所述第三浓度和所述示踪气体的所述第二浓度以确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的第二量,确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的所述第二量是否超过指示阴燃的所述阈值,并且如果在所述处理设备中产生的所述示踪气体的所述第二量超过所述阈值则激活警报。12.如权利要求1所述的系统,其中,在确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的所述量是否超过指示阴燃的所述阈值中,所述电子控制元件考虑所述处理设备的设备概况,其中所述设备概况将所述示踪气体浓度与所述处理设备的不同气流量相关联。13.如权利要求1所述的系统,其中,在确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的量是否超过指示阴燃的所述阈值时,所述电子控制元件考虑所述材料的阴燃概况,其中所述阴燃概况将示踪气体浓度与所述材料的时间和温度相关联。14.如权利要求1所述的系统,其中,存在多个阈值,并且每个阈值与特定警报等级相关联,并且所述电子控制元件进一步被配置成激活与已经超过的所述阈值相关联的...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·威戈尔兹JB·西莫蒂尔G·雅各布森A·塞赫斯泰德
申请(专利权)人:法克有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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