操作水力旋流器的方法
[0044]控制器，其被配置成将所述测量结果与所述水力旋流器的一个或多个预定的相关稳定性参数进行比较，该预定的相关稳定性参数指示稳定运行，所述控制器还被配置成响应于根据比较结果确定所述测量结果指示偏离所述稳定运行，而对所述水力旋流器的操作参数进行调节。
[0045]在第六方面，公开了稳定性控制系统的实施方式，其可包括第二或第五方面的稳定性传感器。
[0046]在第七方面，公开了计算机程序，其包括至少一个指令，其在被计算机系统执行时被配置成执行根据第一或第四方面所述的方法。
[0047]在第八方面，公开了存储第七方面的计算机代码的计算机可读介质的实施方式。
[0048]在参考作为本公开的一部分且以示意的方式示出了所公开的本发明的原理的附图的情况下，根据下文的具体说明，其他方面、特征和优点将更加明显。
【附图说明】
[0049]附图有助于对多个实施方式的理解。
[0050]图1A和IB是根据第一实施方式的水力旋流器的剖视示意图，其包括稳定性传感器系统的安装传感器。
[0051]图2A和2B是根据第二实施方式的水力旋流器的剖视示意图，包括稳定性传感器系统的安装传感器。
[0052]图3A和3B是根据第三实施方式的水力旋流器的剖视示意图，包括稳定性传感器系统的安装传感器。
[0053]图4是根据一个实施方式的稳定性传感器系统的控制器的示意图。
【具体实施方式】
[0054]本申请涉及一种用于水力旋流器的稳定性控制系统，其有助于将液体或半液体材料混合物分离为两种预期相(phases of interest)。稳定性控制系统被设置成允许在较早阶段检测水力旋流器(关于分离过程)的不稳定操作，且进行适当的调节以将水力旋流器返回至稳定运行。
[0055]参考图1A，示出了常规设计的水力旋流器10的剖视示意图，水力旋流器10包括在其中限定有腔室13的主本体12。腔室13包括入口部分14和锥形分离部分15。水力旋流器还包括供给入口(未示出)，其用于将颗粒浆形式的带颗粒混合物供给至腔13的入口部分14。溢流出口(在下文中称为“上出口”)18居中地设置在腔13的上壁20中以排出第一相。下溢出口(在下文中称为“下出口”)22居中地设置在腔13的另一端，以排出第二相。水力旋流器10被设置成产生内部空气心(air core)，泥浆围绕该内部空气心而旋转。在稳定运行中，水力旋流器10运行使得浆的较轻的固体相经由上出口 18被排出，而较重固体相通过下出口 22被排出。这在图1B中最佳地示出，其中以虚线表示的内部地产生的气体心在本体12的长度上延伸。
[0056]水力旋流器10设置有包括一个或多个振动传感器(或换能器)的稳定性控制系统，该振动传感器被设置成测量主本体12的振动参数。在说明书的上下文中，应该理解术语振动的应广泛地解释为且在其范围内包括任何振动位移或移动，且这样可与作为时间的函数的位移变化(取决于大小)和/或速度和/或加速度相对应。在所示的实施方式中，稳定性控制系统包括多个低频振动传感器24，其安装在主本体12的腔室13的外壁上，且被配置成测量水力旋流器10的操作谐振频率(即，在浆围绕空气心循环的时候通过与内壁接触的浆产生的)的变化。应该理解，振动传感器24可有利地检测分离过程流体力学的小变动，其可指示从稳定的操作情况的偏离。
[0057]稳定性控制系统还包括至少一个传感器26，其被配置成测量本体12中产生的空气心的稳定性参数。该传感器26居中设置在本体12中，使得其与空气心流体连通。例如，传感器26可被安装在支撑结构上，该支撑结构连接至上入口 18的轴环部分(collarport1n)。在一个实施方式中，传感器26可以是被配置成测量空气心中的压力的压力传感器的形式。在可选实施方式中，传感器26可被配置成测量空气心的几何尺寸。例如，传感器26可以是近程传感器，其被配置成测量围绕空气心循环的浆的邻近程度(因此可测量空气心的尺寸)。在另一个实施方式中，近程传感器和压力传感器可均被使用。该压力和/或几何尺寸测量有利地提供对空气心产生的小变化的指示，该小变化可能不会被振动传感器检测到，且提供稳定性的另一较早指示。
[0058]参考图4，稳定性控制系统还包括微处理器30形式的控制器。如图4中所示，该微处理器30包括多个模块，其包括通信模块32，该通信模块32被配置成与传感器24、26通信，以接收在水力旋流器10的操作中不断采集的多种参数的测量结果。比较模块34将测量结果与相应的预定参数比较，该预定参数指示水力旋流器10的稳定的或优选的运行。预定参数被储存在存储器36中。控制模块38被配置成根据比较模块34的输出而执行不同的控制动作，以保持或者恢复水力旋流器分离过程的稳定性。在一个实施方式中，控制模块38被配置成控制一个或多个致动器，或类似装置以控制输入浆的压力，供给入口的尺寸，上溢流出口 18的尺寸和下溢出口 22的尺寸。例如，在输入浆的压力可调节的情况下，控制模块38可控制具有可变转子速度的栗和/或被配置成减少或增加供给入口的横截面的装置。应该理解，控制器30可被配置成控制任何所需的可操作参数以调节系统的流体动力从而保持或者恢复稳定的分离过程。
[0059]在图2A中示出了可选的水力旋流器传感器配置。根据该实施方式，水力旋流器10’包括辅助的上腔室40，其被设置成与旋流器本体12的上壁20相邻。该辅助上腔室40与分离腔室13在竖直方向上对齐，且经由辅助出口 42与分离腔室13连通。上溢流出口 18被设置在辅助腔室40的区域中，辅助腔室40被设置成径向地远离辅助出口 42。根据该可选的实施方式，传感器26被连接至固定在辅助腔室40的上部分的支撑件(即，其横断水力旋流器10’的中央轴线)。图2B示出了浆在通过图2A的水力旋流器10’时的移动。应该注意，上溢流出口 18与辅助腔室40切线地对齐，该特征有助于空气心的稳定性。除了提供更稳定的空气心以外，根据第二实施方式，浆与传感器26所固定至的辅助腔室40的上部分不具有或具有较少的剧烈(rigorous)接触，从而延长了传感器26的可操作寿命。
[0060]图3A示出了水力旋流器传感器配置的另一个实施方式。根据该实施方式，水力旋流器10”辅助腔室40包括空气管44，其与分离腔室13中产生的空气心对齐并流体接触。该传感器26可以是与管44流体地连通的压力传感器的形式，且控制模块38被配置成调节空气管44中的空气压力，从而间接地调节所述空气心中的压力(即，为了保持或恢复稳定性)。图3B示出了浆在通过水力旋流器10”时的运动。
[0061]用于操作稳定性控制系统的方法包括使用前文所述的传感器/换能器24、26在水力旋流器的运行过程中测量分离腔室的振动参数和内部空气心的稳定性参数。接着将测量结果传递至控制器30，该控制器30将测量结果与预定的相应参数比较，该预定相应参数指示水力旋流器的稳定运行。接着如果根据比较结果确定测量结果表示偏离了水力旋流器的稳定操作，该控制器30而调节水力旋流器的一个或更多的操作参数。
[0062]例如，响应于确定出振动参数相对于预定参数增大且空气心的直径减小，进行对操作参数的第一调节。这样的比较结果可指示群集(roping)，且因此例如第一调节可减小输入浆速度或压力(或调节另一个已知的操作参数以补偿群集不稳定性情况)。可选地，在传感器26被配置成测量压力的情况下，可响应于确定出振动和空气心压力的增加而进行第一调节。
[0063]在比较结果指示过多的细颗粒分流(bypass)经过下出口 22 ( S卩，振动的相对减少和几何尺寸的增加或压力的降低)的不稳定情况时，控制器30可进行第二调节。第二调节可以是与第一调节相反的(例如，增大供给速度、压力，或者调节已知的其他操作参数以补偿细颗粒分流通过的不稳定情况)。
[0064]应该理解，上述实施方式可操作以通过同时检测流体动力学的情况(即，通过振动传感器)以及空气心的特征而在较早的阶段检测到水力旋流器分离过程的不稳定性。换言之，在实施方式基于的实现方式中，最佳的操作情况不排它地取决于浆的流体动力学特征，或者排他地取决于空气心的几何尺寸，而是取决于两者的结合。实际上，对于一些流体动力学情况，存在一个范围，其中空气心的特性可改变而不偏离最佳运行。然而，对于不同的流体动力学情况，空气心的特性可改变而不偏离最佳运行的范围是不一样的。以另一种方式来说，振动传感器允许检测分离过程流体动力学的小变动(与从最佳操作点的最后偏离相关)，其在空气心中不是一定能观察到，而压力和/或空气心几何形状传感器允许检测到分离过程的小变动(与从最佳操作点的最后偏离相关)，其在振动中不是一定能观察到。
[0065]所说明的至少一个实施方式的另一个优点在于稳定性控制系统能够迅速地检测到水力旋流器中的异物的存在，例如研磨球或棒(即，来自上游研磨过程)，其可影响水力旋流器的内部几何形状，且因此严重地损坏水力旋流器的分离能力和/或其完整性。
[00
文档序号 :
【 9337923 】
技术研发人员：E.F.O.卡斯特罗
技术所有人：乌尔可公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
技术研发人员：E.F.O.卡斯特罗
技术所有人：乌尔可公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除