用于监测喷射装置性能的系统和方法制造方法及图纸

用于喷射流体混合物的喷射装置受到监测，以确定其是否正确地起作用。喷射装置具有用于至少两种流体、例如水和空气的入口，以及将这些流体混合起来的混合室。混合物压力传感器安装在喷射装置上，以检测混合物的压力。同时还测量进入喷射装置的流体的输入压力。基于经验公式并利用流体的所测量到的输入压力来计算预测的混合物压力，所述经验公式具有在将喷射装置安装在其操作位置上时可推导出的参数。然后，将计算出的压力值和实际测量的混合物压力用于比较过程中，以确定喷射装置是否在正确地起作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 专利
本专利技术涉及喷射装置例如喷嘴，更具体地涉及用于监测喷射装 置性能的系统和方法。专利技术背景喷射装置例如喷嘴广泛地用于各种工业应用中。在许多应用中， 合适的喷射装置的性能对于使用喷雾的处理工艺是很关键的。喷射 装置的故障可能导致缺陷产品，并造成潜在的极大的经济损失。例如，在钢铁工业中，内部混合式喷嘴用于连续铸造工艺中的 钢冷却。用于这种铸造应用的内部混合式喷嘴提供了水和空气的混 合物，即薄雾喷雾。为此，喷嘴具有内部混合室，以及带校准孔的 水及空气的入口。水和空气经由入口孔而进入内部混合室中，在此 进行混合。混合物经由管道被传送到喷嘴孔中，所述喷嘴孔以所需 的喷流型式，例如扁平型式，来排放混合物。喷嘴所产生的喷雾是 输入的水和空气压力的函数，其可针对不同的应用，根据特殊的应 用要求而设置为不同的值。为使喷嘴正确地起作用，必须紧密地控 制输入的空气和压力。然而，这样做并不足以保证喷嘴正确的操作， 因为空气和水的入口孔以及喷嘴尖可能由于使用而磨损或:f支堵塞， 从而防止喷嘴产生所需的喷雾输出。这种内部混合式喷嘴的性能老 化或障可能随时间而逐渐地发展，并难以进行监测或检测。专利技术概要考虑到前面所述，本专利技术的一个目的是提供一种有效地监测喷 射装置，尤其是内部混合式喷雾嘴性能的可靠方法，从而确保其在 使用过程中正确地起作用。一个相关的目的是检测喷射装置，例如内部混合式喷雾嘴的任 何显著的性能老化或故障，从而可迅速地修理或更换喷射装置，以 便最大程度地减、任何潜在的经济损失。这些目的通过本专利技术的而 被有效地实现。所述喷射装置至少具有用于接受第一流体的第一入 口和用于接受第二流体的第二入口。喷射装置还包括内部的混合室， 第一及第二流体在此混合室内进行混合。混合物从混合室传送到喷嘴孔中，所述喷嘴孔排出混合物，以形成喷雾。根据本专利技术，将混合物压力传感器设置在位于混合室下游的喷 射装置上，以检测混合物的压力。同时还测量进入喷射装置的第一 及第二流体的输入压力。第一和第二流体的所测量压力用于计算基 于经验公式所预测的混合物压力。然后将混合物压力的计算值和测 量值用于比较过程中，以确定喷射装置是否在正确地起作用。以下将借助于图中所示的优选实施例来更详细地解释其它的特征和优势，其中附图简介附图说明图1是喷射系统的一个实施例的示意图，其中内部混合式喷射 装置的性能由控制器来进行监测；图2是图1中的喷射装置的截面顶视图；图3是上面安装有混合物压力传感器的喷射装置的截面侧^L图；和图4是显示了一种处理过程的流程图，所述处理过程可设置和 操作用于监测喷射装置性能的系统。实施例的详细描述 本专利技术提供了 一种，这种 喷射装置接受不同的流体，并以给定的喷流型式来产生流体混合物的喷雾。图.l显示了这种喷射系统的一个实施例，其包括喷射装置IO和控制器20,控制器20以下面将更详细地描述的方式来监测喷射装 置的性能。图1中所示的喷射装置10具有用于第一流体进入喷射装置的第 一入口 11，以及用于第二流体进入该装置的第二入口 12。这两种流 体在喷射装置的内部形成混合物，并且从喷射装置的输出喷嘴端14 中，以具有所需喷流型式的喷雾15的形式而排出混合物。喷射装置 10可用于例如金属铸造操作中，用于提供对铸造产品的冷却，并且 在这种应用中，第一和第二流体可以分别是水和空气。即使所示实 施例的喷射装置具有两个流体入口，但是应该懂得，可添加更多入专利技术可用于监测具有三个或更多个流体入口的喷射装置的操作。参看图2，入口 11,12装备了接头或连接器17,18，以接受运载 流体的管道。喷射装置10的内部是混合室22。第一入口 11通过第 一孔23而与混合室22流体流通，类似地，第二入口 12通过笫二孔 24而连接在混合室22上。第一和第二孔用于计量流体进入混合室的 流量，并且最好经过校准，以便可以更好地理解在进入喷射装置的 各流体的流速和流体压力之间的关系。进入入口 11,12的笫一和第二 流体流过相应的孔23,24,并汇流到混合室22中，在此处它们形成 混合物，并且混合物中的流体比例由进入喷嘴的流体的流速来确定。 混合物被管道31从混合室22携带至喷嘴端14处，在喷嘴端14处 将混合物通过喷嘴孔32排出而形成喷雾。根据本专利技术的一个特征，压力传感元件30用于检测在喷射装置 10中形成的混合物的压力，其直接设置在喷射装置10上，以容许进 行精密的压力测量。为此，在图2所示的实施例中，管道31上提供 了端口 34，其将混合室连接到喷嘴孔上。端口 34配置成可接受压力 传感器30，如图3中所示。作为备选，压力传感器30可安装在喷射 装置10的主体上，使得压力传感器直接与混合室22流体流通。所选择的压力传感器30能够承受喷射装置中的混合物的压力，并且具 有足以精确地读取混合物压力的灵敏度。例如，合适的压力传感器 可以是由德、国Klingenberg的WIKA Alexander Wiegand GmbH & Co. KG制造 的型号OT-I压力传感器。返回图1，为了提供流入到喷射装置10中的第一和第二流体的 压力的读数，将压力传感元件37,38设在用于将流体供给喷射装置10 的管线39，40中。压力传感器37,38最好定位在入口 11，12附近，以 便使其读数精确地反映进入喷射装置的流体的压力值。三个压力传 感元件37,38,30连接在控制器20上，使得控制器接受压力传感元件 的输出信号，其分别代表第 一和第二流体和喷射装置中的混合物的 所测量压力。根据本专利技术的一个特征，控制器20通过将实际测量的混合物的 压力值和预测的混合物压力进行比较，来监测喷射装置10的性能， 预测的混合物压力是利用测量的流体压力作为输入而被计算出来 的。预测的混合物压力利用经验公式来进行计算，所述经验公式描 述了在预测的混合物压力和流体的输入压力之间的关系。该爿>式的 确切形式或形状可基于对所涉及的流体动力学的理解，并通过寻求 测量数据和公式的最佳拟合来进行确定/选择。作为示例，在一个实施例中，以下具有几个线性参数的7>式用 于预测混合物压力尸威二 ^ +力2 . &r + ^ + ~ . (方程式1 )在这个公式中，P^是空气的测量压力，Pw^是水的测量压力，而p^是喷射装置中的混合物的预测压力。这个公式包含四个将凭经验确定的线性参数bp b2, 1)3和1)4。指数x是固定的数字，例如0.5。 已经发现，这个公式为基于给定的输入的液体压力而预测混合物压 力提供了相当良好的模型。然而，应该懂得，这个公式只是可使用 的方程式的其中 一个不同的形式，并且本专利技术并不局限于这个公式 的具体形式。另外，虽然使用线性公式具有计算效率的优势，但是， 如果非线性方程式可以更精确地预测混合物压力，并且如果控制器 具有足够的计算功率以执行操控非线性方程式所涉及的计算时，那 么，也可使用非线性方程式来建立喷射装置的混合性能的才莫型。根据本专利技术的一个方面，当喷射装置"在线"，即安装在其预期的 操作位置上时，控制器20可学习到用于计算混合物压力的方程式1 的公式中的参数。在学习过程中，流体的输入压力是变化的，并且 将第 一和第二流体以及混合物的压力测量值作为用于确定这些参数 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测喷射装置性能的方法，所述喷射装置接受至少第一流体和第二流体，并产生所述至少第一流体和第二流体的混合物的喷雾，所述方法包括：　　　　测量在所述喷射装置中形成的所述第一流体及第二流体的混合物的实际压力；　　　　测量用于进入所述喷射装置的第一液体的第一输入压力和第二液体的第二输入压力；　　　　基于经验公式从所述第一和第二输入压力中计算出用于所述混合物的预测压力；和　　　　基于所述混合物的所述预测压力与所述实际压力的比较过程，来确定所述喷射装置是否在正确地起作用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：利文伍尔特普特，赫尔曼拉蒙，简安东尼斯，巴特德凯特拉雷，
申请(专利权)人：喷洒系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]