CN114857100A - 一种适用于固体悬浮颗粒调控的引射器装置 - Google Patents

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CN114857100A CN202210331753.5A CN202210331753A CN114857100A CN 114857100 A CN114857100 A CN 114857100A CN 202210331753 A CN202210331753 A CN 202210331753A CN 114857100 A CN114857100 A CN 114857100A
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韦禹
李忠盛
黄安畏
吴道勋
林禹
赵新
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Abstract

本发明提供一种适用于固体悬浮颗粒调控的引射器装置,包括引射泵主体(10)、引射喷嘴(20)及固体颗粒悬浮浓度稳定装置(30);固体颗粒悬浮浓度稳定装置(30)包括悬浮浓度测量装置(31)、悬浮浓度决策装置(32)及悬浮浓度调节装置(33);悬浮浓度测量装置(31)包括平行单射光发射器(311)、光强度接收器(312)及浓度计算器(313)。该装置能够自动监测引射粒子量浓度,从而实现对引射粒子量的自动化调控,避免造成映引射装置堵塞、引射装置或流体设备整体功能差的问题。

Description

一种适用于固体悬浮颗粒调控的引射器装置
技术领域
本发明涉及流体运输设备技术领域,具体涉及一种适用于固体悬浮颗粒调控的引射器装置。
背景技术
引射泵也称引射器、喷射器、射流泵,通常由引射喷嘴、供料口、吸收室、混合管、扩压段等组成。引射器广泛地应用于各种流体设备中,其利用具有一定压力的流体作为工作流体来引射或抽吸具有较低压力或无压力的流体,从而将后者泵送至期望的容器或装置中。
然而,现有引射固体颗粒的引射装置在引射过程中由于负压不足或引射粒子量过多,导致引射力不足,容易出现引射装置堵塞,从而导致输送效果降低,极大的影响固体颗粒的布撒和施放,进而影响引射装置或流体设备的整体功能。
发明内容
针对以上现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种适用于固体悬浮颗粒调控的引射器装置,该装置能够自动监测引射粒子量浓度,从而实现对引射粒子量的自动化调控,避免造成映引射装置堵塞、引射装置或流体设备整体功能差的问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种适用于固体悬浮颗粒调控的引射器装置,其特征在于:包括引射泵主体、引射喷嘴以及固体颗粒悬浮浓度稳定装置;
所述固体颗粒悬浮浓度稳定装置用于自动调节固体颗粒的悬浮浓度,包括悬浮浓度测量装置、悬浮浓度决策装置以及悬浮浓度调节装置;
所述悬浮浓度测量装置的主体安装在引射泵主体内、用于测量固体颗粒的悬浮浓度,包括平行单射光发射器、光强度接收器以及浓度计算器;所述单射光发射器与光强度接收器平行设置,所述浓度计算器设置在引射泵主体外壁且分别与单射光发射器、光强度接收器电连接;
所述悬浮浓度决策装置设置在引射泵主体外壁,其分别与悬浮浓度测量装置(具体为浓度计算器)、悬浮浓度调节装置电连接,用于接收固体颗粒悬浮浓度值,悬浮浓度决策装置采用浓度稳定方法,获得固体颗粒悬浮浓度的调整方法与调整值;
所述悬浮浓度调节装置安装在引射泵主体内且悬浮浓度测量装置位于引射喷嘴与悬浮浓度调节装置之间,悬浮浓度调节装置用于接收悬浮浓度决策装置输出的固体颗粒悬浮浓度调整方法与调整值,进行流化粒子浓度的调节。
作进一步优化,所述引射泵主体包括物料入口、混合室以及物料出口,所述物料入口与悬浮浓度调节装置连通且悬浮浓度调节装置与混合室连通,所述物料出口包括平直段与扩压段,所述平直段一端与混合室连通、另一端与扩压段连通;所述引射喷嘴与混合室连通,用于向混合室输入高压气流、以使得混合室内的物料向物料出口方向引射。
优选的,所述物料入口设置单向导通阀。
作进一步优化,所述悬浮浓度调节装置采用流化装置。
作进一步优化,所述浓度计算器通过透过光强度及光路行程获得固体颗粒悬浮浓度,具体为:
Figure BDA0003575314270000021
式中,C表示固体颗粒悬浮浓度;L表示光路行程、即平行单射光发射器到光强度接收器的直线距离;I1表示待测固体颗粒(即引射泵主体的物料入口通入的固体颗粒)的透过光强度(由光强度接收器测量得到);I2表示固体颗粒悬浮浓度为0(即固体颗粒为纯气体)时的透过光强度(可由经验或实验测试获得)。
作进一步优化,所述悬浮浓度决策装置的浓度稳定方法为通过固体颗粒悬浮浓度的测量值与目标值之间的差值判别悬浮浓度调节装置需要增加或减少粒子的流化浓度;具体为:
首先,在悬浮浓度决策装置中预设引射器在正常工作时固体颗粒的浓度值、即目标值ρ(目标值根据前期大量实验获得,不同引射器、不同的固体颗粒,其目标值不同);然后,通过悬浮浓度测试装置实时监测固体颗粒悬浮浓度值、并将不同时刻下的固体颗粒悬浮浓度值记为f(t);
当f(t)-ρ>0时,即实时监测的固体颗粒悬浮浓度大于目标值,此时悬浮浓度调节装置降低固体颗粒的流化速度、降低值为vl,从而减少固体颗粒悬浮浓度值;
当f(t)-ρ<0时,即实时监测的固体颗粒悬浮浓度小于目标值,此时悬浮浓度调节装置升高固体颗粒的流化速度、升高值为vh,从而增加固体颗粒悬浮浓度值。
作进一步优化,由于固体颗粒悬浮浓度调节具有滞后性,使得调控固体颗粒悬浮浓度在目标值浓度附近形成较大幅度的往复振荡,进而导致调控值不够精确,每次调节均出现一定偏差、长时间累积后造成引射器仍出现堵塞等问题;所述悬浮浓度决策装置的浓度稳定方法还包括固体颗粒悬浮浓度参数调控,具体为:
首先,预估当前时刻t0后的第T个时刻(即t0+T时刻)与第2T个时刻(即t0+2T时刻)下的固体颗粒悬浮浓度测试值与目标值的差值
Figure BDA0003575314270000031
Figure BDA0003575314270000032
分别为:
Figure BDA0003575314270000033
Figure BDA0003575314270000034
式中,f(t0)表示当前时刻t0下的固体颗粒悬浮浓度值;
f′(t)表示f(t)在时间上的一阶导数,即固体颗粒悬浮浓度值的变化率(可通过实时监测t0-2T时间段的固体颗粒悬浮浓度实测值与对应时间点拟合固体颗粒悬浮浓度与时间之间的关系函数,从而获得固定粒子悬浮浓度值在时间上的一阶导数;以下二阶导数同理);
f″(t)表示f(t)在时间上的二阶导数,即固体颗粒悬浮浓度值变化率的变化情况;
则f′(t0)、f″(t0)分别为t0时刻时,固体颗粒悬浮浓度的一阶导数值与二阶导数值;
T为固体颗粒悬浮浓度第一个调控周期;2T为固体颗粒悬浮浓度第二个调控周期(调控周期的选择根据悬浮浓度测量装置和悬浮浓度调节装置共同确定);
当f(t)-ρ>0且
Figure BDA0003575314270000041
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度大于目标值,且第一个调控周期后的固体离子浓度将低于目标值(即第一个调控周期内调控过大),则悬浮浓度调节装置在降低固体颗粒流化速度vl的基础上,适当升高当前流化速度vl、升高值为Δv1,从而使得当前固体颗粒悬浮浓度减少的趋势减缓(Δv1具体升高值,根据实际情况的大量经验与试验数据获得);
当f(t)-ρ>0且
Figure BDA0003575314270000042
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度大于目标值,且第一个调控周期后的固体离子浓度高于目标值、第二个调控周期后的固体离子浓度低于目标值,则悬浮浓度调节装置保持以流化速度vl进行固体颗粒悬浮浓度的减少;
当f(t)-ρ>0且
Figure BDA0003575314270000043
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度大于目标值,且第一个调控周期与第二个调控周期后的固体离子浓度仍高于目标值(即第一个调控周期内调控过小),则悬浮浓度调节装置在降低固体颗粒流化速度vl的基础上,适当降低当前流化速度vl、降低值为Δv2,从而使得当前固体颗粒悬浮浓度减少的趋势提升(Δv2具体降低值,根据实际情况的大量经验与试验数据获得);
当f(t)-ρ<0且
Figure BDA0003575314270000051
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度小于目标值,且第一个调控周期与第二个调控周期后的固体离子浓度仍低于目标值(即第一个调控周期内调控过小),则悬浮浓度调节装置在升高固体颗粒流化速度vh的基础上,适当升高当前流化速度vh、升高值为Δv3,从而使得当前固体颗粒悬浮浓度增加的趋势提升(Δv3具体升高值,根据实际情况的大量经验与试验数据获得);
当f(t)-ρ<0且
Figure BDA0003575314270000052
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度小于目标值,且第一个调控周期后的固体离子浓度低于目标值、第二个调控周期后的固体离子浓度高于目标值,则悬浮浓度调节装置保持以流化速度vh进行固体颗粒悬浮浓度的增加;
当f(t)-ρ<0且
Figure BDA0003575314270000053
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度小于目标值,且第一个调控周期后的固体离子浓度将高于目标值(即第一个调控周期内调控过大),则悬浮浓度调节装置在升高固体颗粒流化速度vh的基础上,适当降低当前流化速度vh、降低值为Δv4,从而使得当前固体颗粒悬浮浓度增加的趋势减缓(Δv4具体降低值,根据实际情况的大量经验与试验数据获得)。
本发明具有如下技术效果:
本申请通过悬浮浓度测量装置、悬浮浓度决策装置以及悬浮浓度调节装置的配合,能够实现对引射固体颗粒量实时、准确的监测,从而实现对固体颗粒量的精确调控,有效避免由于负压不足或引射粒子量过多而导致的引射装置堵塞的问题。通过引入固体颗粒悬浮浓度变化率以及对固体颗粒悬浮浓度变化率的变化更新,采用两个调节周期对固体颗粒悬浮浓度值进行预测,从而实现了跟稳定的固体颗粒悬浮浓度的调控,避免调控力度过大或过小而造成的固体颗粒流化量不准确,从而避免累积误差、造成引射器堵塞。
本申请自动化程度高、调控精确,有效确保引射器的正常运行,从而保证流体设备的正常功能。
附图说明
图1为本发明实施例中引射器自动调控***的结构示意图。
其中,10、引射泵主体;11、物料入口;110、单向导通阀;12、混合室;13、物料出口;131、平直段;132、扩压段;20、引射喷嘴;30、固体颗粒悬浮浓度稳定装置;31、悬浮浓度测量装置;311、平行单射光发射器;312、光强度接收器;313、浓度计算器;32、悬浮浓度决策装置;33、悬浮浓度调节装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例:
如图1所示,一种适用于固体悬浮颗粒调控的引射器装置,其特征在于:包括引射泵主体10、引射喷嘴20以及固体颗粒悬浮浓度稳定装置30;
固体颗粒悬浮浓度稳定装置30用于自动调节固体颗粒的悬浮浓度,包括悬浮浓度测量装置31、悬浮浓度决策装置32以及悬浮浓度调节装置33;
引射泵主体10包括物料入口11、混合室12以及物料出口13,物料入口11与悬浮浓度调节装置33连通且悬浮浓度调节装置33与混合室12连通,物料出口13包括平直段131与扩压段132,平直段131一端与混合室12连通、另一端与扩压段132连通;引射喷嘴20与混合室12连通,用于向混合室12输入高压气流、以使得混合室12内的物料向物料出口13方向引射。物料入口11设置单向导通阀110(如图1所示)。
悬浮浓度测量装置31的主体(即平行单射光发射器311与光强度接收器312,如图1所示)安装在引射泵主体10(即混合室12)内、用于测量固体颗粒的悬浮浓度,包括平行单射光发射器311、光强度接收器312以及浓度计算器313;单射光发射器311与光强度接收器312平行设置,浓度计算器313设置在引射泵主体10(具体为混合室12)外壁且分别与单射光发射器311、光强度接收器312电连接;
浓度计算器313通过透过光强度及光路行程获得固体颗粒悬浮浓度,具体为:
Figure BDA0003575314270000071
式中,C表示固体颗粒悬浮浓度;L表示光路行程、即平行单射光发射器311到光强度接收器312的直线距离;I1表示待测固体颗粒(即引射泵主体10的物料入口11通入的固体颗粒)的透过光强度(由光强度接收器312测量得到);I2表示固体颗粒悬浮浓度为0(即固体颗粒为纯气体)时的透过光强度(可由经验或实验测试获得)。
悬浮浓度决策装置32设置在引射泵主体10(具体为位于悬浮浓度调节装置33处的引射泵主体10,如图1所示)外壁,其分别与悬浮浓度测量装置31(具体为浓度计算器313)、悬浮浓度调节装置33电连接,用于接收固体颗粒悬浮浓度值,悬浮浓度决策装置32采用浓度稳定方法,获得固体颗粒悬浮浓度的调整方法与调整值;
悬浮浓度调节装置33安装在引射泵主体10内且悬浮浓度测量装置31位于引射喷嘴20与悬浮浓度调节装置33之间(如图1所示),悬浮浓度调节装置33用于接收接收悬浮浓度决策装置32输出的固体颗粒悬浮浓度调整方法与调整值,进行流化粒子浓度的调节。悬浮浓度调节装置33采用流化装置(可采用现有常规的流化装置)。
悬浮浓度决策装置32的浓度稳定方法为通过固体颗粒悬浮浓度的测量值与目标值之间的差值判别悬浮浓度调节装置33需要增加或减少粒子的流化浓度;具体为:
首先,在悬浮浓度决策装置32中预设引射器在正常工作时固体颗粒的浓度值、即目标值ρ(目标值根据前期大量实验获得,不同引射器、不同的固体颗粒,其目标值不同);然后,通过悬浮浓度测试装置31实时监测固体颗粒悬浮浓度值、并将不同时刻下的固体颗粒悬浮浓度值记为f(t);
当f(t)-ρ>0时,即实时监测的固体颗粒悬浮浓度大于目标值,此时悬浮浓度调节装置33降低固体颗粒的的流化速度、降低值为vl,从而减少固体颗粒悬浮浓度值;
当f(t)-ρ<0时,即实时监测的固体颗粒悬浮浓度小于目标值,此时悬浮浓度调节装置33升高固体颗粒的流化速度、升高值为vh,从而增加固体颗粒悬浮浓度值。
减缓的流化速度vl、增加的流化速度vh可根据当前时刻到第二个调控周期需要控制的固体颗粒流化浓度的具体量确定,例如:当前时刻t0到第二个调控周期时刻(t0+2T)需要控制的固体颗粒硫化浓度为N,N=|f(t0+2T)-f(t0)|,那么减缓或增加的速度
Figure BDA0003575314270000081
可进行事先标定从而预先设定减缓的流化速度vl与增加的流化速度vh
由于固体颗粒悬浮浓度调节具有滞后性,使得调控固体颗粒悬浮浓度在目标值浓度附近形成较大幅度的往复振荡,进而导致调控值不够精确,每次调节均出现一定偏差、长时间累积后造成引射器仍出现堵塞等问题;悬浮浓度决策装置32的浓度稳定方法还包括固体颗粒悬浮浓度参数调控,具体为:
首先,预估当前时刻t0后的第T个时刻(即t0+T时刻)与第2T个时刻(即t0+2T时刻)下的固体颗粒悬浮浓度测试值与目标值的差值
Figure BDA0003575314270000082
Figure BDA0003575314270000083
分别为:
Figure BDA0003575314270000091
Figure BDA0003575314270000092
式中,f(t0)表示当前时刻t0下的固体颗粒悬浮浓度值;
f′(t)表示f(t)在时间上的一阶导数,即固体颗粒悬浮浓度值的变化率(可通过实时监测t0-2T时间段的固体颗粒悬浮浓度实测值与对应时间点拟合固体颗粒悬浮浓度与时间之间的关系函数,从而获得固定粒子悬浮浓度值在时间上的一阶导数;以下二阶导数同理;此处采用本领域的公知常识,本领域技术人员能够理解);
f″(t)表示f(t)在时间上的二阶导数,即固体颗粒悬浮浓度值变化率的变化情况;
则f′(t0)、f″(t0)分别为t0时刻时,固体颗粒悬浮浓度的一阶导数值与二阶导数值;
T为固体颗粒悬浮浓度第一个调控周期;2T为固体颗粒悬浮浓度第二个调控周期(调控周期的选择根据悬浮浓度测量装置31和悬浮浓度调节装置33共同确定);
当f(t)-ρ>0且
Figure BDA0003575314270000093
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度大于目标值,且第一个调控周期后的固体离子浓度将低于目标值(即第一个调控周期内调控过大),则悬浮浓度调节装置33在降低固体颗粒流化速度vl的基础上,适当升高当前流化速度vl、升高值为Δv1(即此时的流化速度值为vl1=-vl+Δv1;若vl1为负数,则悬浮浓度调节装置33在此时间段为以流化速度vl1的值进行降低,若vl1为正数,则悬浮浓度调节装置33在此时间段为以流化速度vl1的值进行升高),从而使得当前固体颗粒悬浮浓度减少的趋势减缓(Δv1具体升高值,根据实际情况的大量经验与试验数据获得。第一个调控周期内调控过大,表明以vl的流化速度对固体颗粒悬浮浓度进行减少时、固体颗粒悬浮浓度减少得太快;因此,对vl的流化速度进行提升、从而使得固体颗粒悬浮浓度减少的趋势减缓,以此对第一个调控周期进行修正);
当f(t)-ρ>0且
Figure BDA0003575314270000101
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度大于目标值,且第一个调控周期后的固体离子浓度高于目标值、第二个调控周期后的固体离子浓度低于目标值,则悬浮浓度调节装置33保持以流化速度vl进行固体颗粒悬浮浓度的减少;
当f(t)-ρ>0且
Figure BDA0003575314270000102
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度大于目标值,且第一个调控周期与第二个调控周期后的固体离子浓度仍高于目标值(即第一个调控周期内调控过小),则悬浮浓度调节装置33在降低固体颗粒流化速度vl的基础上,适当降低当前流化速度vl、降低值为Δv2(即此时的流化速度值为vl2=-vl-Δv2;即悬浮浓度调节装置33在此时间段为以流化速度vl2的值进行降低),从而使得当前固体颗粒悬浮浓度减少的趋势提升(Δv2具体降低值,根据实际情况的大量经验与试验数据获得。第一个调控周期内调控过小,表明以vl的流化速度对固体颗粒悬浮浓度进行减少时、固体颗粒悬浮浓度减少得太慢;因此,对vl的流化速度继续进行下降、从而使得固体颗粒悬浮浓度减少的趋势增加,以此对第一个调控周期进行修正);
当f(t)-ρ<0且
Figure BDA0003575314270000103
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度小于目标值,且第一个调控周期与第二个调控周期后的固体离子浓度仍低于目标值(即第一个调控周期内调控过小),则悬浮浓度调节装置在升高固体颗粒流化速度vh的基础上,适当升高当前流化速度vh、升高值为Δv3(即此时的流化速度值为vh1=vh+Δv3;即悬浮浓度调节装置33在此时间段为以流化速度vh1的值进行升高),从而使得当前固体颗粒悬浮浓度增加的趋势提升(Δv3具体升高值,根据实际情况的大量经验与试验数据获得。第一个调控周期内调控过小,表明以vh的流化速度对固体颗粒悬浮浓度进行增加时、固体颗粒悬浮浓度增加得太慢;因此,对vl的流化速度继续进行升高、从而使得固体颗粒悬浮浓度增加的趋势升高,以此对第一个调控周期进行修正);
当f(t)-ρ<0且
Figure BDA0003575314270000111
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度小于目标值,且第一个调控周期后的固体离子浓度低于目标值、第二个调控周期后的固体离子浓度高于目标值,则悬浮浓度调节装置33保持以流化速度vh进行固体颗粒悬浮浓度的增加;
当f(t)-ρ<0且
Figure BDA0003575314270000112
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度小于目标值,且第一个调控周期后的固体离子浓度将高于目标值(即第一个调控周期内调控过大),则悬浮浓度调节装置在升高固体颗粒流化速度vh的基础上,适当降低当前流化速度vh、降低值为Δv4(即此时的流化速度值为vh2=vh-Δv4;若vh2为负数,则悬浮浓度调节装置33在此时间段为以流化速度vh2的值进行降低,若vh2为正数,则悬浮浓度调节装置33在此时间段为以流化速度vh2的值进行升高),从而使得当前固体颗粒悬浮浓度增加的趋势减缓(Δv4具体降低值,根据实际情况的大量经验与试验数据获得。第一个调控周期内调控过大,表明以的流化速度对固体颗粒悬浮浓度进行升高时、固体颗粒悬浮浓度增加得太快;因此,对vh的流化速度进行降低、从而使得固体悬浮浓度增加的趋势减缓,以此对第一个调控周期进行修正)。
上文中,Δv1、Δv2、Δv3、Δv4以及vl、vh均为正数。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种适用于固体悬浮颗粒调控的引射器装置,其特征在于:包括引射泵主体(10)、引射喷嘴(20)以及固体颗粒悬浮浓度稳定装置(30);
所述固体颗粒悬浮浓度稳定装置(30)用于自动调节固体颗粒的悬浮浓度,包括悬浮浓度测量装置(31)、悬浮浓度决策装置(32)以及悬浮浓度调节装置(33);
所述悬浮浓度测量装置(31)的主体安装在引射泵主体(10)内、用于测量固体颗粒的悬浮浓度,包括平行单射光发射器(311)、光强度接收器(312)以及浓度计算器(313);所述单射光发射器与光强度接收器(312)平行设置,所述浓度计算器(313)设置在引射泵主体(10)外壁且分别与单射光发射器、光强度接收器(312)电连接;
所述悬浮浓度决策装置(32)设置在引射泵主体(10)外壁,其分别与悬浮浓度测量装置(31)、悬浮浓度调节装置(33)电连接,用于接收固体颗粒悬浮浓度值,悬浮浓度决策装置(32)采用浓度稳定方法,获得固体颗粒悬浮浓度的调整方法与调整值;
所述悬浮浓度调节装置(33)安装在引射泵主体(10)内且悬浮浓度测量装置(31)位于引射喷嘴(20)与悬浮浓度调节装置(33)之间,悬浮浓度调节装置(33)用于接收接收悬浮浓度决策装置(32)输出的固体颗粒悬浮浓度调整方法与调整值,进行流化粒子浓度的调节。
2.根据权利要求1所述的一种适用于固体悬浮颗粒调控的引射器装置,其特征在于:所述引射泵主体(10)包括物料入口(11)、混合室(12)以及物料出口(13),所述物料入口(11)与悬浮浓度调节装置(33)连通且悬浮浓度调节装置(33)与混合室(12)连通,所述物料出口(13)包括平直段(131)与扩压段(132),所述平直段(131)一端与混合室(12)连通、另一端与扩压段(132)连通;所述引射喷嘴(20)与混合室(12)连通。
3.根据权利要求1或2任一项所述的一种适用于固体悬浮颗粒调控的引射器装置,其特征在于:所述浓度计算器(313)通过透过光强度及光路行程获得固体颗粒悬浮浓度,具体为:
Figure FDA0003575314260000021
式中,C表示固体颗粒悬浮浓度;L表示光路行程、即平行单射光发射器(311)到光强度接收器(312)的直线距离;I1表示待测固体颗粒的透过光强度;I2表示固体颗粒悬浮浓度为0时的透过光强度。
4.根据权利要求1~3任一项所述的一种适用于固体悬浮颗粒调控的引射器装置,其特征在于:所述悬浮浓度决策装置(32)的浓度稳定方法为通过固体颗粒悬浮浓度的测量值与目标值之间的差值判别悬浮浓度调节装置(33)需要增加或减少粒子的流化浓度;具体为:
首先,在悬浮浓度决策装置(32)中预设引射器在正常工作时固体颗粒的浓度值、即目标值ρ;然后,通过悬浮浓度测试装置实时监测固体颗粒悬浮浓度值、并将不同时刻下的固体颗粒悬浮浓度值记为f(t);
当f(t)-ρ>0时,即实时监测的固体颗粒悬浮浓度大于目标值,此时悬浮浓度调节装置(33)降低固体颗粒的流化速度、降低值为vl,从而减少固体颗粒悬浮浓度值;
当f(t)-ρ<0时,即实时监测的固体颗粒悬浮浓度小于目标值,此时悬浮浓度调节装置(33)升高固体颗粒的流化速度、升高值为vh,从而增加固体颗粒悬浮浓度值。
5.根据权利要求4所述的一种适用于固体悬浮颗粒调控的引射器装置,其特征在于:所述悬浮浓度决策装置(32)的浓度稳定方法还包括固体颗粒悬浮浓度参数调控,具体为:
首先,预估当前时刻t0后的第T个时刻与第2T个时刻下的固体颗粒悬浮浓度测试值与目标值的差值
Figure FDA0003575314260000022
Figure FDA0003575314260000023
分别为:
Figure FDA0003575314260000031
Figure FDA0003575314260000032
式中,f(t0)表示当前时刻t0下的固体颗粒悬浮浓度值;
f′(t)表示f(t)在时间上的一阶导数,即固体颗粒悬浮浓度值的变化率;
f″(t)表示f(t)在时间上的二阶导数,即固体颗粒悬浮浓度值变化率的变化情况;
则f′(t0)、f″(t0)分别为t0时刻时,固体颗粒悬浮浓度的一阶导数值与二阶导数值;
T为固体颗粒悬浮浓度第一个调控周期;2T为固体颗粒悬浮浓度第二个调控周期;
当f(t)-ρ>0且
Figure FDA0003575314260000033
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度大于目标值,且第一个调控周期后的固体离子浓度将低于目标值,则悬浮浓度调节装置(33)在降低固体颗粒流化速度vl的基础上,适当升高当前流化速度vl、升高值为Δv1,从而使得当前固体颗粒悬浮浓度减少的趋势减缓;
当f(t)-ρ>0且
Figure FDA0003575314260000034
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度大于目标值,且第一个调控周期后的固体离子浓度高于目标值、第二个调控周期后的固体离子浓度低于目标值,则悬浮浓度调节装置(33)保持以流化速度vl进行固体颗粒悬浮浓度的减少;
当f(t)-ρ>0且
Figure FDA0003575314260000035
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度大于目标值,且第一个调控周期与第二个调控周期后的固体离子浓度仍高于目标值,则悬浮浓度调节装置(33)在减缓固体颗粒流化速度vl的基础上,适当降低当前流化速度vl、降低值为Δv2,从而使得当前固体颗粒悬浮浓度减少的趋势提升;
当f(t)-ρ<0且
Figure FDA0003575314260000041
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度小于目标值,且第一个调控周期与第二个调控周期后的固体离子浓度仍低于目标值,则悬浮浓度调节装置(33)在升高固体颗粒流化速度vh的基础上,适当升高当前流化速度vh、升高值为Δv3,从而使得当前固体颗粒悬浮浓度增加的趋势提升;
当f(t)-ρ<0且
Figure FDA0003575314260000042
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度小于目标值,且第一个调控周期后的固体离子浓度低于目标值、第二个调控周期后的固体离子浓度高于目标值,则悬浮浓度调节装置(33)保持以流化速度vh进行固体颗粒悬浮浓度的增加;
当f(t)-ρ<0且
Figure FDA0003575314260000043
时,表明当前时刻固体颗粒悬浮浓度小于目标值,且第一个调控周期后的固体离子浓度将高于目标值,则悬浮浓度调节装置(33)在升高固体颗粒流化速度vh的基础上,适当降低当前流化速度vh、降低值为Δv4,从而使得当前固体颗粒悬浮浓度增加的趋势减缓。
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