用于控制位于泵上游的容器内的材料柱高度的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于控制位于泵上游的容器内的材料柱的高度的方法和设备，在该方法中：材料输送到容器的上部内；通过利用设置在容器上部的第一测定高度处的第一传感器组和设置在容器下部的第二测定高度处的第二传感器组，基于容器的预定测定高度处的材料的存在，提供电信号；以及材料由泵以受控流速从容器的下部处排出；其中，提供的电信号用于推断测定高度存在函数的加权因子；以及基于测定高度存在函数的加权因子控制流速。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于控制位于泵上游的容器内的材料柱高度的方法和设备。根据本发 明的方法和设备尤其适于与位于用于泵送中等浓度的浆料的泵上游的落浆腿(drop leg) 一起使用，但本专利技术当然也适用于其它相应应用中，例如化学和机械的木材加工工业中。
技术介绍
纸浆厂中的落浆腿通常具有大于4米的高度和从600到1000毫米的直径。通常， 落浆腿的高度/直径比至少为5。当通过设置于泵上游的落浆腿从诸如洗浆机(washer)或 浓縮机(thickener)等处输送中等浓度的浆料即具有介于8至18%之间的干固体含量的纤 维/气体/水的悬浮液时，浆料进给到落浆腿的上部，并在落浆腿的下部处引导到泵。浆料 通常高速进给到落浆腿，使得材料通过落浆腿的流通时间相对较短，导致浆料高度紊乱，即 在落浆腿内浆料的高度非常不均匀和不稳定。浆料通常是很黏的材料，这可使落浆腿内的 材料粘连(bridging)、以及浆料中的较小和较大飞溅物(splash)瞬时粘到落浆腿的内壁 上。 在很多泵送应用中，重要的是将位于泵上游的容器内的材料柱的高度保持为相对 恒定的或在某些限度内。尤其，当通过落浆腿和泵将中等浓度的浆料输送到后续加工阶段 时，需要控制落浆腿内的浆料高度，以不使该高度降得太低或者进入诸如洗浆机等前述装 备。由此，能在该过程中实现稳定操作。然而，由于落浆腿内浆料的特性，如前所述，控制落 浆腿内的浆料高度是一项难度较大的任务。 材料柱高度控制器通常包括用于测定容器内的材料高度的装置、以及用于调整来 自容器的流速以将高度保持在所需限度内的装置。通过位于容器下游的泵的流速可通过不 同方法进行调整，包括调节控制阀、改变泵的速率、以及应用这两种方法的组合方法。 传统上，借助于利用伽玛射线的基于放射现象的方法、通过压力变送器、通过称 重、或通过电容或其它电学测定方式，测得落浆腿内的材料高度。放射物测定方法的用途由 于严格的安全规则而受到限制。流体静压读数(hydrostatic pressure reading)在落浆 腿内的材料粘连的情况下可导致错误结论。称重方法需要挠性连接的测定容器，其可能在 很多应用中不实用。基于利用竖直排列的电容式传感器的传统电容测定方法可能由于材料 溅落到各个传感器的位置而出现错误的高度指示。 在电容式材料高度测定方法中，通常在电容器的两个电极之间连接射频电压，并 监测电流，所述电流依赖于位于两个电极之间和位于就在电极邻近处的材料的介电常量或 电容率。在电极环境中，变化材料表面使得有效电容率e发生变化，并因此能被观察到。如 果待监测材料的介电常量接近材料上方的蒸汽相的介电常量，则待观察的信号变化可能相 当小。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供控制位于泵上游的容器内的材料柱——尤其是黏性材料柱——的高度的方法和设备。 本专利技术的另一目的是提供用于测定位于泵上游的容器内的不稳定或不均匀材料 柱的有效高度的方法和设备，以控制容器内的材料高度。 为了实现本专利技术的这些及其它目的，提供如所附权利要求中所述的方法。尤其， 根据本专利技术一方面，提供一种用于控制位于泵上游的容器内的材料柱的高度的方法，在该 方法中(a)材料输送到容器的上部内；(b)通过利用设置在容器上部的第一测定高度处 的第一传感器组和设置在容器下部的第二测定高度处的第二传感器组，基于在容器的预定 测定高度处材料的存在，提供电信号；(C)材料由泵以受控流速从容器的下部处排出；其 中，在步骤(b)中提供的电信号用于推断测定高度存在函数(measuringlevel presence function)的加权因子(weighting factor);以及在步骤(c)中，基于测定高度存在函数的 加权因子控制流速。 根据本专利技术另一方面，提供一种用于控制位于泵上游的容器内的材料柱的高度的 设备，该设备包括用于将材料输送到容器的上部内的装置；多个传感器，其基于容器的预 定测定高度处的材料的存在提供电信号，并设置为位于容器上部的第一测定高度处的第一 传感器组和位于容器下部的第二测定高度处的第二传感器组；以及用于通过泵将材料从容 器的下部处排出的装置；以及控制单元，其用于基于从电信号推得的测定高度存在函数的 加权因子控制通过泵将材料排出容器的速率。 根据本专利技术，对材料的存在灵敏的传感器安装在容器内的多个高度即所谓的测定 高度处。根据本专利技术的第一优选实施方式，传感器组安装在容器内的两个测定高度处。在 这种情况下，传感器组定位在分别代表容器内的材料柱的希望高度的上限和下限的测定高 度处。 根据本专利技术另一优选实施方式，传感器组安装在容器内的四个测定高度处。在这 种情况下，通常两个最外部的测定高度表示希望高度的上限和下限，其余两个测定高度位 于最外部测定高度的附近，即位于最外部测定高度的约容器高度的5%之内。通过也在这 种附加测定高度处设有传感器组，可以在材料的表面接近或靠近容器内的希望材料高度的 极限之一时进行指示。测定高度的数量可有利地甚至大于4个。根据本专利技术的优选实施方 式，测定高度的数量是6个，由此三个测定高度接近希望材料高度的下限，且三个测定高度 相应地接近希望高度的上限。也可以在甚至更多的测定高度处设置传感器组，举例而言，以 获得对容器内的材料高度的更连续或不太连续指示。 本专利技术尤其致力于用于控制容器内的黏性或粘附性材料柱的高度、或材料的高度 不稳定和不均匀的上表面的高度。因此，通过在各个测定高度处设有在单个位置处或在小 区域内——例如在比容器的水平横截面的5%还小的区域内——测定材料存在的单个传感 器，往往不足以监测材料柱的高度。 根据本专利技术一方面，通过在各个测定高度处设有传感器组而有利地进行对容器内材料柱高度的监测，其中所述传感器组具有累积的感测区域，即多个传感器能够揭示正在讨论的材料是否存在的区域，该区域在容器的横截面的大部分中延伸。优选地，各测定高度处的感测区域涵盖容器的水平横截面的至少10%。更优选地，位于各测定高度处的传感器的组合感测区域涵盖容器的水平横截面的至少20%、极优选地为至少40%。 根据本专利技术另一方面，位于各测定高度处的传感器组可有利地包括多个传感器，这些传感器可具有相对较小的感测区域，例如小于测定高度的横截面面积的1 % 。在各个检 测高度处具有相对较小感测区域的传感器的数量优选地为三个，但它也可有利地为四个或 五个、甚至更多个。当材料高度测定系统包括互相邻近的多个测定高度时，位于测定高度处 并具有相对较小感测区域的传感器的数量在一些情况下可小于三个，但有利地其为至少两 个。在本说明书中，如果多个传感器实际安装在相同的竖直高度处、或者彼此接近——通常 位于容器高度的约2%之内——的水平高度处，则限定该多个传感器位于相同测定高度上。 传感器可有利地为电阻式传感器，其与容器内的材料电接触，并测定传感器的一 对电极之间或电极紧邻处的电导率的变化。替代地，传感器可为电容式传感器，其可从材料 电绝缘并测定传感器的两个电极之间或电极紧邻处的电容率的变化。电阻式传感器可仅用 于监测导电性材料柱的高度，但电容式传感器既可用于导电性材料也可用于介电材料。传 感器也可为其它已知的传感器类型，例如热传感器，热传感器基于因与传感器接触的材料 的存在而使得所提供的传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制位于泵上游的容器内的材料柱的高度的方法，在所述方法中：ａ）材料输送到所述容器的上部内；ｂ）通过利用设置在所述容器上部的第一测定高度处的第一传感器组和设置在所述容器下部的第二测定高度处的第二传感器组，基于在所述容器的预定测定高度处材料的存在，提供电信号；以及ｃ）材料由所述泵以受控流速从所述容器的下部处排出；其特征在于，在所述步骤（ｂ）中提供的所述电信号用于推断测定高度存在函数的加权因子；以及在所述步骤（ｃ）中，基于所述测定高度存在函数的加权因子控制所述流速。

【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：K莱诺南，
申请(专利权)人：苏舍泵有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]