專利名稱：用于水力旋流器的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及用于水力旋流器的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，且更具體地但不排他地涉及適用于礦物和化學(xué)處理工業(yè)中的水力旋流器的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水力旋流器通常用于將流體中帶有的懸 浮物質(zhì)分離為兩種排出流或者不同密度的“相”。在采礦業(yè)中，例如，水力旋流器通常為了分粒的目的而用于將泥漿中的分離顆粒分離為較重的(“較粗大的”)固相和較輕的(“較細的”)固相。在通常的“穩(wěn)定”運行中，泥漿通過倒錐形的水力旋流器分離腔室的上入口而進入，其中較重的固相經(jīng)由下出口而被排出，且較輕的固相經(jīng)由上出口而被排出。然而，在該運行過程中所述水力旋流器的穩(wěn)定性可容易地被破壞，導(dǎo)致低效的分離過程且從而過量的細顆粒經(jīng)由下出口而排出或者較粗大的顆粒經(jīng)由上出口而排出。不穩(wěn)定運行的一種形式已知為“群集(roping)”，從而經(jīng)由下出口的固體排出速率增加至一程度，其中流動被影響。如果不及時采取糾正措施，則通過出口的固體累積將在分離腔室中堵塞，內(nèi)部空氣心(air core)將崩潰且下出口將排出粗大固體的粗大繩狀流。群集還可導(dǎo)致較重相的相當(dāng)一部分經(jīng)由上出口排出。多個不同的操作情況可導(dǎo)致群集，其中一些包括改變漿的組成和黏度，增大漿的供給速度。另一種不穩(wěn)定運行的形式是其中經(jīng)由下出口排出的細微材料的比例逐漸地增大至不能接受的水平。例如，該不穩(wěn)定運行的形式可能是由于輸入漿的組成和黏度的改變以及泥漿供給速度的降低導(dǎo)致的。上述不穩(wěn)定操作情況對下游處理均可具有嚴重影響，通常需要進行額外的處理(其可理解為對效益有較大影響)且還導(dǎo)致機械磨損加速。多種技術(shù)被提出以確定并糾正不穩(wěn)定的水力旋流器運行。所述技術(shù)的大部分利用穩(wěn)定的水力旋流器運行的顯著特征；即，在穩(wěn)定運行過程中較重的固體相將在它從下出口的頂點排出時具有恒定的傘形噴流型式。在美國專利第5，132，024號中說明了一種這樣的技術(shù)，該專利公開了安裝在水力旋流器頂點的內(nèi)壁上的傳感器，且該傳感器被配置成在正常運行過程中與排出流體接觸。該系統(tǒng)在傳感器不能檢測到流體時(即，這表示群集)，輸出警告。然而，應(yīng)該理解該技術(shù)僅僅能夠在其發(fā)生之后檢測到群集，其可能不能夠為操作者提供充足的時間來補救該情況。此外，由于其與排出的粗大泥漿直接接觸，所述傳感器趨于加速磨損。另一個缺點是傳感器不能檢測上述不穩(wěn)定操作的另一種模式，其中包括細顆粒從下出口分流通過。在美國專利第6，983，850中示出了另一種技術(shù)，其中振動傳感器被設(shè)置在水力旋流器的下出口的外壁上且被配置成檢測在壁中的可能指示群集的振動變化。盡管在美國專利第6，983，850中公開的振動傳感器不被磨損，且可能能夠在美國專利第5，132，024之前檢測到群集，然而其仍然具有多個缺點。例如，振動傳感器僅被配置成測量在群集發(fā)生之后下出口幾何尺寸的顯著變化。此外，振動傳感器讀數(shù)可能被周圍設(shè)備的噪音干擾。該振動傳感器還不能夠檢測細顆粒從下出口的通過。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面，公開了操作水力旋流器的方法的實施方式，其中所述水力旋流器包括分離腔室，其在使用中被配置成產(chǎn)生內(nèi)部空氣心，以實現(xiàn)材料分離操作，該方法包括在所述水力旋流器的運行過程中測量所述分離腔室的振動參數(shù)和所述內(nèi)部空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)；將測量結(jié)果與所述水力旋流器的預(yù)定相應(yīng)參數(shù)進行比較，該預(yù)定相應(yīng)參數(shù)指示其穩(wěn)定和/或不穩(wěn)定運行；根據(jù)所述比較調(diào)節(jié)所述水力旋流器的運行參數(shù)?！?br> 在一些實施方式中，該方法還包括從所述內(nèi)部空氣心中獲取所述穩(wěn)定性參數(shù)的測量結(jié)果。在一些實施方式中，所述內(nèi)部空氣心的所述穩(wěn)定性參數(shù)與所述內(nèi)部空氣心的幾何尺寸相關(guān)，例如，所述內(nèi)部空氣心的直徑。在另一些實施方式中，該內(nèi)部空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)可以是空氣心中的壓力。在一些實施方式中，調(diào)節(jié)步驟可包括對以下操作參數(shù)的任何一個或多個的調(diào)節(jié)輸入材料的壓力；材料在進入所述分離腔室之前所通過的入口的尺寸；用于排出第一相的上出口的尺寸；以及用于排出第二相的下出口的尺寸。在一些實施方式中，所述調(diào)節(jié)步驟還包括響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于所述預(yù)定參數(shù)增大且所述空氣心的直徑減小，而對所述操作參數(shù)進行第一調(diào)節(jié)。在一些實施方式中，所述方法還包括響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于所述預(yù)定參數(shù)增大且所述空氣心的壓力增大，而對所述操作參數(shù)進行第一調(diào)節(jié)。在一些實施方式中，所述方法還包括響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于所述預(yù)定參數(shù)減小且所述空氣心的直徑增大，而對所述操作參數(shù)進行第二調(diào)節(jié)。在一些實施方式中，所述方法還包括響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于所述預(yù)定參數(shù)減小且所述空氣心的壓力減小，而對所述操作參數(shù)進行第二調(diào)節(jié)。在一些實施方式中，所述第一調(diào)節(jié)以與所述第二調(diào)節(jié)相反的方式調(diào)節(jié)所述操作參數(shù)。在一些實施方式中，所述方法還包括獲取所述分離腔室的外壁上的振動參數(shù)的測
量結(jié)果。在第二方面，公開了用于水力旋流器的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的實施方式，水力旋流器包括分離腔室，分離腔室在使用中被配置成產(chǎn)生內(nèi)部空氣心以實現(xiàn)材料分離操作，所述控制系統(tǒng)包括傳感器系統(tǒng)，其被配置成在所述水力旋流器的運行過程中測量所述分離腔室的振動參數(shù)和所述內(nèi)部空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)；控制器，其被配置成將測量結(jié)果與所述水力旋流器的預(yù)定相應(yīng)參數(shù)比較，該預(yù)定相應(yīng)參數(shù)指示其穩(wěn)定和不穩(wěn)定運行的至少一種狀態(tài)，所述控制器還被配置成根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述水力旋流器的操作參數(shù)。在一些實施方式中，所述系統(tǒng)包括第一傳感器，其被配置成從所述內(nèi)部空氣心獲取所述穩(wěn)定性參數(shù)的測量結(jié)果。
在一些實施方式中，所述第一傳感器是近程傳感器，其被居中地設(shè)置在所述分離腔室中且被配置成根據(jù)圍繞所述內(nèi)部空氣心循環(huán)的固體材料的鄰近程度(proximity)而測量所述內(nèi)部空氣心的直徑。在一些實施方式中，所述第一傳感器是壓力傳感器，其居中地安裝在所述分離腔室中，且被配置成測量所述內(nèi)部空氣心中的壓力。在一些實施方式中，所述傳感器系統(tǒng)包括振動傳感器，其被配置成測量所述振動參數(shù)。在一些實施方式中，所述振動傳感器被安裝在所述分離腔室的壁上。在一些實施方式中，所述控制器被配置成調(diào)節(jié)以下操作參數(shù)中的任何一個或多個輸入材料的壓力；材料在進入所述分離腔室之前通過的入口的尺寸；排出第一相的上出口的尺寸；以及排出第二相的下出口的尺寸。在一些實施方式中，所述水力旋流器包括輔助上出口腔室，其中限定有空氣管，且
其中另一個可調(diào)節(jié)參數(shù)是所述空氣管中的壓力和/或其幾何尺寸。在一些實施方式中，所述控制器被配置成響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于預(yù)定參數(shù)增大以及所述空氣心的直徑減小，而對操作參數(shù)進行第一調(diào)節(jié)。在一些實施方式中，所述控制器被配置成響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于預(yù)定參數(shù)增大以及所述空氣心的壓力增大，而對操作參數(shù)進行第一調(diào)節(jié)。在一些實施方式中，所述控制器被配置成響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于所述預(yù)定參數(shù)減小以及所述空氣心的直徑增大，而對操作參數(shù)進行第二調(diào)節(jié)。在一些實施方式中，所述控制器被配置成響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于所述預(yù)定參數(shù)減小以及所述空氣心的壓力減小，而對操作參數(shù)進行第二調(diào)節(jié)。在一些實施方式中，所述第一調(diào)節(jié)以與所述第二調(diào)節(jié)相反的方式對所述操作參數(shù)進行調(diào)節(jié)。在第三方面，公開了應(yīng)用根據(jù)第二方面的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的水力旋流器。在第四方面，公開了水力旋流器的方法的實施方式，其中所述水力旋流器包括分離腔室，其在使用中被配置成產(chǎn)生內(nèi)部空氣心以實現(xiàn)材料分離操作，該方法包括在所述水力旋流器的運行過程中測量所述內(nèi)部空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)；將所述測量結(jié)果與所述水力旋流器的一個或多個預(yù)定的相關(guān)穩(wěn)定性參數(shù)進行比較，該預(yù)定的相關(guān)穩(wěn)定性參數(shù)指示所述水力旋流器的穩(wěn)定運行；以及響應(yīng)于根據(jù)比較結(jié)果確定所述測量結(jié)果指示偏離所述穩(wěn)定運行，則調(diào)節(jié)所述水力旋流器的操作參數(shù)。在第五方面，公開了用于水力旋流器的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的實施方式，其中水力旋流器包括分離腔室，其在使用中被配置成產(chǎn)生內(nèi)部空氣心以實現(xiàn)材料分離操作，所述控制系統(tǒng)包括傳感器系統(tǒng)，其被配置成在所述水力旋流器的運行過程中測量所述內(nèi)部空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)；和控制器，其被配置成將所述測量結(jié)果與所述水力旋流器的一個或多個預(yù)定的相關(guān)穩(wěn)定性參數(shù)進行比較，該預(yù)定的相關(guān)穩(wěn)定性參數(shù)指示穩(wěn)定運行，所述控制器還被配置成響應(yīng)于根據(jù)比較結(jié)果確定所述測量結(jié)果指示偏離所述穩(wěn)定運行，而對所述水力旋流器的操作參數(shù)進行調(diào)節(jié)。
在第六方面，公開了穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的實施方式，其可包括第二或第五方面的穩(wěn)定性傳感器。在第七方面，公開了計算機程序，其包括至少一個指令，其在被計算機系統(tǒng)執(zhí)行時被配置成執(zhí)行根據(jù)第一或第四方面所述的方法。在第八方面，公開了存儲第七方面的計算機代碼的計算機可讀介質(zhì)的實施方式。在參考作為本公開的一部分且以示意的方式示出了所公開的本發(fā)明的原理的附圖的情況下，根據(jù)下文的具體說明，其他方面、特征和優(yōu)點將更加明顯。


附圖有助于對多個實施方式的理解。圖IA和IB是根據(jù)第一實施方式的水力旋流器的剖視示意圖，其包括穩(wěn)定性傳感器系統(tǒng)的安裝傳感器。圖2A和2B是根據(jù)第二實施方式的水力旋流器的剖視示意圖，包括穩(wěn)定性傳感器系統(tǒng)的安裝傳感器。圖3A和3B是根據(jù)第三實施方式的水力旋流器的剖視示意圖，包括穩(wěn)定性傳感器 系統(tǒng)的安裝傳感器。圖4是根據(jù)一個實施方式的穩(wěn)定性傳感器系統(tǒng)的控制器的示意圖。
具體實施例方式本申請涉及一種用于水力旋流器的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，其有助于將液體或半液體材料混合物分離為兩種預(yù)期相(phases of interest)。穩(wěn)定性控制系統(tǒng)被設(shè)置成允許在較早階段檢測水力旋流器(關(guān)于分離過程)的不穩(wěn)定操作，且進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)以將水力旋流器返回至穩(wěn)定運行。參考圖1A，示出了常規(guī)設(shè)計的水力旋流器10的剖視示意圖，水力旋流器10包括在其中限定有腔室13的主本體12。腔室13包括入口部分14和錐形分離部分15。水力旋流器還包括供給入口(未示出)，其用于將顆粒漿形式的帶顆粒混合物供給至腔13的入口部分
14。溢流出口(在下文中稱為“上出口”)18居中地設(shè)置在腔13的上壁20中以排出第一相。下溢出口(在下文中稱為“下出口 ”)22居中地設(shè)置在腔13的另一端，以排出第二相。水力旋流器10被設(shè)置成產(chǎn)生內(nèi)部空氣心(air core)，泥漿圍繞該內(nèi)部空氣心而旋轉(zhuǎn)。在穩(wěn)定運行中，水力旋流器10運行使得漿的較輕的固體相經(jīng)由上出口 18被排出，而較重固體相通過下出口 22被排出。這在圖IB中最佳地示出，其中以虛線表示的內(nèi)部地產(chǎn)生的氣體心在本體12的長度上延伸。水力旋流器10設(shè)置有包括一個或多個振動傳感器(或換能器)的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，該振動傳感器被設(shè)置成測量主本體12的振動參數(shù)。在說明書的上下文中，應(yīng)該理解術(shù)語振動的應(yīng)廣泛地解釋為且在其范圍內(nèi)包括任何振動位移或移動，且這樣可與作為時間的函數(shù)的位移變化(取決于大小)和/或速度和/或加速度相對應(yīng)。在所示的實施方式中，穩(wěn)定性控制系統(tǒng)包括多個低頻振動傳感器12，其安裝在主本體12的腔室的外壁上，且被配置成測量水力旋流器10的操作諧振頻率(即，在漿圍繞空氣心循環(huán)的時候通過與內(nèi)壁接觸的漿產(chǎn)生的)的變化。應(yīng)該理解，振動傳感器12可有利地檢測分離過程流體力學(xué)的小變動，其可指示從穩(wěn)定的操作情況的偏離。穩(wěn)定性控制系統(tǒng)還包括至少一個傳感器26，其被配置成測量本體12中產(chǎn)生的空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)。該傳感器26居中設(shè)置在本體12中，使得其與空氣心流體連通。例如，傳感器26可被安裝在支撐結(jié)構(gòu)上，該支撐結(jié)構(gòu)連接至上入口 18的軸環(huán)部分(collarportion)。在一個實施方式中，傳感器26可以是被配置成測量空氣心中的壓力的壓力傳感器的形式。在可選實施方式中，傳感器26可被配置成測量空氣心的幾何尺寸。例如，傳感器26可以是近程傳感器，其被配置成測量圍繞空氣心循環(huán)的漿的鄰近程度(因此可測量空氣心的尺寸)。在另一個實施方式中，近程傳感器和壓力傳感器可均被使用。該壓力和/或幾何尺寸測量有利地提供對空氣心產(chǎn)生的小變化的指示，該小變化可能不會被振動傳感器檢測到，且提供穩(wěn)定性的另一較早指示。參考圖4，穩(wěn)定性控制系統(tǒng)還包括微處理器30形式的控制器。如圖4中所示，該微 處理器30包括多個模塊，其包括通信模塊32，該通信模塊32被配置成與傳感器24、26通信，以接收在水力旋流器10的操作中不斷采集的多種參數(shù)的測量結(jié)果。比較模塊34將測量結(jié)果與相應(yīng)的預(yù)定參數(shù)比較，該預(yù)定參數(shù)指示水力旋流器10的穩(wěn)定的或優(yōu)選的運行。預(yù)定參數(shù)被儲存在存儲器36中?？刂颇K38被配置成根據(jù)比較模塊34的輸出而執(zhí)行不同的控制動作，以保持或者恢復(fù)水力旋流器分離過程的穩(wěn)定性。在一個實施方式中，控制模塊38被配置成控制一個或多個致動器，或類似裝置以控制輸入漿的壓力，供給入口的尺寸，上溢流出口 18的尺寸和下溢出口 22的尺寸。例如，在輸入漿的壓力可調(diào)節(jié)的情況下，控制模塊38可控制具有可變轉(zhuǎn)子速度的泵和/或被配置成減少或增加供給入口的橫截面的裝置。應(yīng)該理解，控制器30可被配置成控制任何所需的可操作參數(shù)以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的流體動力從而保持或者恢復(fù)穩(wěn)定的分離過程。在圖2A中示出了可選的水力旋流器傳感器配置。根據(jù)該實施方式，水力旋流器10’包括輔助的上腔室40，其被設(shè)置成與旋流器本體12的上壁20相鄰。該輔助上腔室40與分離腔室13在豎直方向上對齊，且經(jīng)由輔助出口 42與分離腔室13連通。上溢流出口 44被設(shè)置在輔助腔室40的區(qū)域中，輔助腔室40被設(shè)置成徑向地遠離輔助出口 42。根據(jù)該可選的實施方式，傳感器26被連接至固定在輔助腔室40的上部分的支撐件(B卩，其橫斷水力旋流器10’的中央軸線)。圖2B示出了漿在通過圖2A的水力旋流器10’時的移動。應(yīng)該注意，上溢流出口 44與輔助腔室40切線地對齊，該特征有助于空氣心的穩(wěn)定性。除了提供更穩(wěn)定的空氣心以外，根據(jù)第二實施方式，漿與傳感器26所固定至的輔助腔室40的上部分不具有或具有較少的劇烈(rigorous)接觸,從而延長了傳感器26的可操作壽命。圖3A示出了水力旋流器傳感器配置的另一個實施方式。根據(jù)該實施方式，水力旋流器10”輔助腔室40包括空氣管44，其與分離腔室13中產(chǎn)生的空氣心對齊并流體接觸。該傳感器26可以是與管44流體地連通的壓力傳感器的形式，且控制模塊38被配置成調(diào)節(jié)空氣管44中的空氣壓力，從而間接地調(diào)節(jié)所述空氣心中的壓力(S卩，為了保持或恢復(fù)穩(wěn)定性)。圖3B示出了漿在通過水力旋流器10”時的運動。用于操作穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的方法包括使用前文所述的傳感器/換能器24、26在水力旋流器的運行過程中測量分離腔室的振動參數(shù)和內(nèi)部空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)。接著將測量結(jié)果傳遞至控制器30，該控制器30將測量結(jié)果與預(yù)定的相應(yīng)參數(shù)比較，該預(yù)定相應(yīng)參數(shù)指示水力旋流器的穩(wěn)定運行。接著如果根據(jù)比較結(jié)果確定測量結(jié)果表示偏離了水力旋流器的穩(wěn)定操作，該控制器30而調(diào)節(jié)水力旋流器的一個或更多的操作參數(shù)。例如，響應(yīng)于確定出振動參數(shù)相對于預(yù)定參數(shù)增大且空氣心的直徑減小，進行對操作參數(shù)的第一調(diào)節(jié)。這樣的比較結(jié)果可指示群集(roping)，且因此例如第一調(diào)節(jié)可減小輸入漿速度或壓力(或調(diào)節(jié)另一個已知的操作參數(shù)以補償群集不穩(wěn)定性情況)。可選地，在傳感器26被配置成測量壓力的情況下，可響應(yīng)于確定出振動和空氣心壓力的增加而進行第一調(diào)節(jié)。在比較結(jié)果指示過多的細顆粒分流(bypass)經(jīng)過下出口 22 (即，振動的相對減少和幾何尺寸的增加或壓力的降低)的不穩(wěn)定情況時，控制器30可進行第二調(diào)節(jié)。第二調(diào)節(jié)可以是與第一調(diào)節(jié)相反的(例如，增大供給速度、壓力，或者調(diào) 節(jié)已知的其他操作參數(shù)以補償細顆粒分流通過的不穩(wěn)定情況)。
應(yīng)該理解，上述實施方式可操作以通過同時檢測流體動力學(xué)的情況(B卩，通過振動傳感器)以及空氣心的特征而在較早的階段檢測到水力旋流器分離過程的不穩(wěn)定性。換言之，在實施方式基于的實現(xiàn)方式中，最佳的操作情況不排它地取決于漿的流體動力學(xué)特征，或者排他地取決于空氣心的幾何尺寸，而是取決于兩者的結(jié)合。實際上，對于一些流體動力學(xué)情況，存在一個范圍，其中空氣心的特性可改變而不偏離最佳運行。然而，對于不同的流體動力學(xué)情況，空氣心的特性可改變而不偏離最佳運行的范圍是不一樣的。以另一種方式來說，振動傳感器允許檢測分離過程流體動力學(xué)的小變動(與從最佳操作點的最后偏離相關(guān))，其在空氣心中不是一定能觀察到，而壓力和/或空氣心幾何形狀傳感器允許檢測到分離過程的小變動(與從最佳操作點的最后偏離相關(guān))，其在振動中不是一定能觀察到。所說明的至少一個實施方式的另一個優(yōu)點在于穩(wěn)定性控制系統(tǒng)能夠迅速地檢測到水力旋流器中的異物的存在，例如研磨球或棒(即，來自上游研磨過程)，其可影響水力旋流器的內(nèi)部幾何形狀，且因此嚴重地損壞水力旋流器的分離能力和/或其完整性。在可選的實施方式中，控制器可被配置成存儲預(yù)定的測量參數(shù)，其指示穩(wěn)定的運行和不穩(wěn)定的運行，且將從傳感器獲得的測量結(jié)果與預(yù)定測量結(jié)果比較以確定群集(roping)的開始或細顆粒的分流通過。可選地，控制器可僅存儲指示不穩(wěn)定運行的預(yù)定測量結(jié)果，其中確定僅取決于這些結(jié)果(即，直到測量結(jié)果與預(yù)定不穩(wěn)定測量結(jié)果相應(yīng)才進行調(diào)節(jié))。在可選實施方式中，穩(wěn)定性控制系統(tǒng)可僅包括用于空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)傳感器(即，壓力或近程傳感器)，其中測量結(jié)果與相應(yīng)的穩(wěn)定性參數(shù)比較，指示穩(wěn)定或不穩(wěn)定運行以確定從穩(wěn)定運行情況的偏離。在對一些實施方式的上述說明中，為了清楚的目的使用特定的術(shù)語。然而，本發(fā)明不限于所選擇的特定術(shù)語，且應(yīng)該理解各特定術(shù)語包括以類似的方式實現(xiàn)類似的技術(shù)目的進行操作的其它等同的技術(shù)術(shù)語。諸如“上”和“下”，“上方”和“下方”等的術(shù)語用作便于提供參考位置的詞語，而不構(gòu)成限制性術(shù)語。在本說明中，詞“包括”被理解為“開放”的意思，即“包含”的意思，且因此不限于其“封閉”意思，即“僅包括”的意思。相應(yīng)的意思也適用于相應(yīng)的詞“包括”，“具有”和“包含”。關(guān)于具有共同特征和特點的幾個實施方式提供了前述的說明。應(yīng)該理解，任何一個實施方式的一個或多個特征可與其它實施方式的一個或多個特征結(jié)合。此外，在任何實施方式中的任何單個特征或特征的結(jié)合可構(gòu)成另外的實施方式。另外，前文僅僅說明了本發(fā)明的一些實施方式，可對其進行改變、修改、增加和/或變化而不偏離所公開的實施方式的范圍和實質(zhì)，示出了實施方式而不對其進行限制。此外，還結(jié)合當(dāng)前作為最實用和優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明進行說明，應(yīng)該理解本發(fā)明不限于所公開的實施方式，而是相反地覆蓋包括在本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi)的多種修改和等同的設(shè)置。此外，上文中所說明的多種實施方式可與其它實施方式結(jié)合，例如一個實施方式的特征可與另一個實施方式的特征結(jié)合以實現(xiàn)另一個實施方式。此 外，所列出的組件的各獨立的特征或者構(gòu)件可構(gòu)成另外的實施方式。
權(quán)利要求
1.一種操作水力旋流器的方法，其中所述水力旋流器包括分離腔室，在使用中所述分離腔室被配置成產(chǎn)生內(nèi)部空氣心以實現(xiàn)材料分離處理，所述方法包括 在所述水力旋流器的運行過程中測量所述分離腔室的振動參數(shù)和所述內(nèi)部空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)； 將測量結(jié)果與所述水力旋流器的預(yù)定相應(yīng)參數(shù)進行比較，所述預(yù)定相應(yīng)參數(shù)指示所述水力旋流器的穩(wěn)定和/或不穩(wěn)定運行； 根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述水力旋流器的運行參數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的操作水力旋流器的方法，還包括從所述內(nèi)部空氣心內(nèi)部獲取所述穩(wěn)定性參數(shù)的測量結(jié)果。
3.如權(quán)利要求I或2所述的操作水力旋流器的方法，其中所述內(nèi)部空氣心的所述穩(wěn)定性參數(shù)與所述內(nèi)部空氣心的幾何形狀相關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的操作水力旋流器的方法，其中所述內(nèi)部空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)是所述內(nèi)部空氣心的直徑。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的操作水力旋流器的方法，其中所述內(nèi)部空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)是所述空氣心中的壓力。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的操作水力旋流器的方法，其中所述調(diào)節(jié)可包括對以下操作參數(shù)的任何一個或多個的調(diào)節(jié)輸入材料的壓力；材料在進入所述分離腔室之前所通過的入口的尺寸；用于排出第一相的上出口的尺寸；以及用于排出第二相的下出口的尺寸。
7.根據(jù)從屬于權(quán)利要求3或4時的權(quán)利要求6所述的操作水力旋流器的方法，還包括響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于所述預(yù)定參數(shù)增大且所述空氣心的直徑減小，而對所述操作參數(shù)進行第一調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)從屬于權(quán)利要求5時的權(quán)利要求6所述的操作水力旋流器的方法，還包括響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于所述預(yù)定參數(shù)增大且所述空氣心的壓力增大，而對所述操作參數(shù)進行第一調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，還包括響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于所述預(yù)定參數(shù)減小且所述空氣心的直徑增加，而對所述操作參數(shù)進行第二調(diào)節(jié)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，還包括響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于所述預(yù)定參數(shù)減小且所述空氣心的壓力減小，而對所述操作參數(shù)進行第二調(diào)節(jié)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中所述第一調(diào)節(jié)以與所述第二調(diào)節(jié)相反的方式調(diào)節(jié)所述操作參數(shù)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，還包括獲取所述分離腔室的外壁上的振動參數(shù)的測量結(jié)果。
13.一種用于水力旋流器的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，包括分離腔室，在使用中所述分離腔室被配置成產(chǎn)生內(nèi)部空氣心以實現(xiàn)材料分離處理，所述控制系統(tǒng)包括 傳感器系統(tǒng)，其被配置成在所述水力旋流器的運行過程中測量所述分離腔室的振動參數(shù)和所述內(nèi)部空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)； 控制器，其被配置成將測量結(jié)果與所述水力旋流器的預(yù)定相應(yīng)參數(shù)比較，所述預(yù)定相應(yīng)參數(shù)指示所述水力旋流器的穩(wěn)定和不穩(wěn)定運行中的至少一種，所述控制器還被配置成根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述水力旋流器的操作參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器系統(tǒng)包括第一傳感器，所述第一傳感器被配置成從所述內(nèi)部空氣心內(nèi)部獲取所述穩(wěn)定性參數(shù)的測量結(jié)果。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述第一傳感器是近程傳感器，所述近程傳感器居中地設(shè)置在所述分離腔室中且被配置成根據(jù)圍繞所述內(nèi)部空氣心環(huán)流的固體材料的鄰近程度而測量所述內(nèi)部空氣心的直徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述第一傳感器是壓力傳感器，所述壓力傳感器居中地安裝在所述分離腔室中，且被配置成測量所述內(nèi)部空氣心內(nèi)的壓力。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器系統(tǒng)包括振動傳感器，所述振動傳感器被配置成測量所述振動參數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述振動傳感器被安裝在所述分離腔室的壁上。
19.根據(jù)權(quán)利要求13至18中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被配置成調(diào)節(jié)以下操作參數(shù)中的任何一個或多個輸入材料的壓力；材料在進入所述分離腔室之前所通過的入口的尺寸；排出第一相的上出口的尺寸；以及排出第二相的下出口的尺寸。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述水力旋流器包括其中限定有空氣管的輔助上出口腔室，且其中另一個可調(diào)節(jié)參數(shù)是所述空氣管中的壓力和/或其幾何形狀。
21.根據(jù)從屬于權(quán)利要求14至18中任一項時的權(quán)利要求19或20所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被配置成響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于預(yù)定參數(shù)增大以及所述空氣心的直徑減小，而對操作參數(shù)進行第一調(diào)節(jié)。
22.根據(jù)從屬于權(quán)利要求14至18中任一項時的權(quán)利要求19或20所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被配置成響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于預(yù)定參數(shù)增大以及所述空氣心的壓力增大，而對操作參數(shù)進行第一調(diào)節(jié)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被配置成響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于所述預(yù)定參數(shù)減小以及所述空氣心的直徑增大，而對操作參數(shù)進行第二調(diào)節(jié)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被配置成響應(yīng)于確定所述振動參數(shù)相對于所述預(yù)定參數(shù)減小以及所述空氣心的壓力減小，而對操作參數(shù)進行第二調(diào)節(jié)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的系統(tǒng)，其中所述第一調(diào)節(jié)以與所述第二調(diào)節(jié)相反的方式對所述操作參數(shù)進行調(diào)節(jié)。
26.一種水力旋流器，包括根據(jù)權(quán)利要求13至25中任一項所述的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)。
27.一種操作水力旋流器的方法，所述水力旋流器包括分離腔室，在使用中所述分離腔室被配置成產(chǎn)生內(nèi)部空氣心以實現(xiàn)材料分離處理，所述方法包括 在所述水力旋流器的運行過程中測量所述內(nèi)部空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)； 將所述測量結(jié)果與所述水力旋流器的一個或多個預(yù)定相關(guān)穩(wěn)定性參數(shù)進行比較，該一個或多個預(yù)定相關(guān)穩(wěn)定性參數(shù)指示所述水力旋流器的穩(wěn)定運行；以及 響應(yīng)于根據(jù)比較結(jié)果確定所述測量結(jié)果指示偏離所述穩(wěn)定運行，而調(diào)節(jié)所述水力旋流器的操作參數(shù)。
28.一種用于水力旋流器的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，所述水力旋流器包括分離腔室，在使用中所述分離腔室被配置成產(chǎn)生內(nèi)部空氣心以實現(xiàn)材料分離處理，所述控制系統(tǒng)包括傳感器系統(tǒng)，其被配置成在所述水力旋流器的運行過程中測量所述內(nèi)部空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)；和 控制器，其被配置成將測量結(jié)果與所述水力旋流器的一個或多個預(yù)定相關(guān)穩(wěn)定性參數(shù)進行比較，所述一個或多個預(yù)定相關(guān)穩(wěn)定性參數(shù)指示所述水力旋流器的穩(wěn)定運行，所述控制器還被配置成響應(yīng)于根據(jù)比較結(jié)果確定所述測量結(jié)果指示偏離所述穩(wěn)定運行，而對所述水力旋流器的操作參數(shù)進行調(diào)節(jié)。
29.一種穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，其中所述傳感器系統(tǒng)包括如權(quán)利要求14至16中任一項所述的穩(wěn)定性傳感器。
30.一種計算機程序，包括至少一個指令，所述至少一個指令被配置成在被計算機系統(tǒng)執(zhí)行時執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求I至12或27中任一項所述的方法。
31.一種計算機可讀介質(zhì)，其存儲根據(jù)權(quán)利要求30所述的計算機代碼。
全文摘要
一種操作水力旋流器的方法，水力旋流器包括分離腔室，分離腔室在使用中被配置成產(chǎn)生內(nèi)部空氣心以實現(xiàn)材料分離操作，所述方法包括在水力旋流器的運行過程中測量分離腔室的振動參數(shù)和內(nèi)部空氣心的穩(wěn)定性參數(shù)。將測量結(jié)果與預(yù)定相關(guān)參數(shù)進行比較，該預(yù)定相關(guān)參數(shù)指示液壓旋流器的穩(wěn)定運行，以及根據(jù)比較結(jié)果對水力旋流器的操作參數(shù)進行調(diào)節(jié)。
文檔編號B04C11/00GK102947006SQ201180031127
公開日2013年2月27日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者E.F.O.卡斯特羅 申請人:烏爾可公司