CN103292156A - 可逆转流体泵流体输送系统中包含供液槽液位反馈的时间控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可逆转流体泵流体输送系统的控制技术，具体涉及一种可逆转流体泵流体输送系统中包含供液槽液位反馈的时间控制方法。将传统RFD流体输送过程中抽吸过程和压冲过程由固定的换能筒液位限值取得的时间值，变为根据每个输送过程供液槽液位来确定换能筒液位限值，进而取得时间值，排空过程通过换能筒压力限值作为控制标准。本发明完全依靠时间参数进行控制，能实现系统的稳定输送；该控制方法消除了初始液位不同对系统运行的影响。

Description

可逆转流体泵流体输送系统中包含供液槽液位反馈的时间控制方法

技术领域

本发明涉及可逆转流体泵流体输送系统的控制技术，具体涉及一种可逆转流体泵流体输送系统中包含供液槽液位反馈的时间控制方法。

背景技术

可逆转流体泵系统（Reveres Fluidic Device以下简称RFD系统）作为一种免维修的流体输送系统应用于后处理中放射性流体的输送。

如图1所示，RFD系统工作原理及过程如下：装置启动瞬时，真空喷射器1吸气，在换能筒3内产生负压气体，汽液界面上升，可逆转流体泵（RFD）4从供液槽5吸入料液进入换能筒3蓄能，此时，系统无流量输出,真空喷射器1排出的气体经排气管进入通风系统；当液位到达设定值后,关闭真空喷射器1,同时打开压空喷射器2,系统进入压冲阶段，压空喷射器2向换能筒3输入正压气体，汽液界面逐渐下降,此时换能筒下游形成正压液体,并经由RFD直接进入出料管6出流；当换能筒3液位达到设定值后，关闭压空喷射器2，换能筒正压气体开始排气进入排气阶段，RFD由于失去动力，出流量逐渐减少直至整个系统流量为零，此时打开真空喷射器1进入下一个反吸蓄能阶段，系统依此周而复始形成间歇性出流。

传统的RFD流体输送系统的时间控制方法是将RFD流体输送过程中抽吸过程和压冲过程的液位信号转换为时间信号作为控制标准，排空过程通过换能筒压力限值作为控制的判断标准。在RFD系统运行过程，一方面由于供液槽初始液位不同，造成时间控制方法确定初始抽吸（或者压冲）时间有较大难度；另一方面由于供液槽液位不同，固定的换能筒液位限值对抽吸时间的确定有一定影响。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种可逆转流体泵流体输送系统中包含供液槽液位反馈的时间控制方法，将传统RFD流体输送过程中抽吸过程和压冲过程由固定的换能筒液位限值取得的时间值，变为根据每个输送过程供液槽液位来确定换能筒液位限值，进而取得时间值，排空过程通过换能筒压力限值作为控制标准。

本发明的技术方案如下：一种可逆转流体泵流体输送系统中包含供液槽液位反馈的时间控制方法，所述的可逆转流体泵流体输送系统包括与换能筒相连接的真空喷射器和压空喷射器，换能筒通过可逆转流体泵与供液槽连接；该方法包括如下步骤：

（1）分别设定换能筒高液位限差值△h₁、换能筒低液位限差值△h₂、换能筒压力限值P₀，将换能筒与供液槽等高设置，换能筒液位h与供液槽液位L的初始值相等；

（2）开启真空喷射器进行换能筒抽吸过程，当h-L=△h₁时，关闭真空喷射器，记录启动抽吸时间t_s0；

（3）开启压空喷射器进行换能筒压冲过程，当L-h=△h₂时，关闭压空喷射器，记录压冲时间t_P1；

（4）进行换能筒排空过程，当换能筒压力P=P₀时，排空过程结束；

（5）开启真空喷射器进行换能筒抽吸过程，当h-L=△h₁时，关闭真空喷射器，记录抽吸时间t_s1；

（6）返回步骤（3）；进行多次循环，并分别记录每次的压冲时间t_pi，抽吸时间t_si；

（7）计算得出多次循环的稳定运行平均抽吸时间

平均压冲时间

并记录启动抽吸时间t_s0；

（8）返回步骤（1），重新开始试验，并重复步骤（1）至步骤（7）;进行多次测量试验，得到多组测量试验的t_s0、

（9）将多组测量试验的对应数据再求和平均，得到可逆转流体泵流体输送系统的时间控制方法的时间参数t_S0、t_p、t_S，将其和设定的P₀一同作为控制换能筒初始抽吸过程以及稳定运行时压冲、抽吸、排空三个过程控制的判断标准，t_S0为启动抽吸时间，t_p为冲压时间，t_S为抽吸时间。

本发明的有益效果如下：本发明的换能筒无现场仪表，可实现远程控制；整个系统完全依靠时间参数进行控制，能实现系统的稳定输送；该控制方法消除了初始液位不同对系统运行的影响。

附图说明

图1为RFD系统结构及工作原理示意图；

图2为本发明的控制原理示意图；

图3为本发明RFD流体输送系统的初始液位关系示意图；

图4为本发明RFD流体输送系统的高限液位控制示意图；

图5为本发明RFD流体输送系统的低限液位控制示意图；

图6为本发明的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明的核心思想是将传统RFD流体输送过程中抽吸过程和压冲过程由固定的换能筒液位限值取得的时间值，变为根据每个输送过程供液槽液位来确定换能筒液位限值，进而取得时间值，排空过程通过换能筒压力限值作为控制标准。

如图2所示，RFD流体输送系统中包含供液槽液位反馈的控制方法的硬件组成包括与换能筒3相连接的真空喷射器1和压空喷射器2，换能筒3通过可逆转流体泵（RFD）4与供液槽5连接，RFD还与出料管6连接。供液槽5上设有液位测量仪表，换能筒上设置压力传感器7，压力传感器7与PLC可编程控制器8连接，PLC可编程控制器8还分别连接真空喷射器的抽吸电磁阀9，以及压空喷射器的压冲电磁阀10。PLC可编程控制器12还可与数据采集系统及工控机连接。

如图3所示，将换能筒3的放置高度与供液槽5等高，测量换能筒3的液位h，测量供液槽5的液位L，测量换能筒压力P。初始液位L=h。

如图4所示，本发明的高限液位控制方式如下：设定高液位限差值△h₁，启动系统，开启真空喷射器，抽吸过程开始，当h-L=△h₁时，关闭真空喷射器，抽吸过程结束，记录启动抽吸时间t_S0；同时开启压空喷射器，压冲过程开始。

如图5所示，本发明的低限液位控制方式如下：设定低液位限差值△h₂，当L-h=△h₂时，关闭压空喷射器，压冲过程结束，记录压冲时间t_P0；排空过程开始。

本发明的压力限制控制方式如下：设定换能筒压力限值P₀，启动排空过程，当换能筒内压力P=P₀时，启动真空喷射器，下一个循环抽吸过程开始。

在本实施例中，一个完整的RFD流体输送系统中包含供液槽液位反馈的时间控制过程如图6所示，包括如下步骤：

（1）分别设定换能筒高液位限差值△h₁、换能筒低液位限差值△h₂、换能筒压力限值P₀，将换能筒与供液槽等高设置，换能筒液位h与供液槽液位L的初始值相等；其中，0<△h₁<H-L，0<△h₂<L（H为换能筒高度，L为供液槽的液位），保证循环过程中换能筒内液位始终在换能筒高度范围内，而不被吸过顶部或被击穿；

（2）开启真空喷射器进行换能筒抽吸过程，当h-L=△h₁时，关闭真空喷射器，记录启动抽吸时间t_s0；

（3）开启压空喷射器进行换能筒压冲过程，当L-h=△h₂时，关闭压空喷射器，记录压冲时间t_P1；

（4）进行换能筒排空过程，当换能筒压力P=P₀时，排空过程结束；

（5）开启真空喷射器进行换能筒抽吸过程，当h-L=△h₁时，关闭真空喷射器，记录抽吸时间t_s1；

（6）返回步骤（3）；进行多次循环，并分别记录每次的压冲时间t_pi，抽吸时间t_si；i=2,3,…N;

（7）计算得出多次循环的稳定运行平均抽吸时间

平均压冲时间

并记录启动抽吸时间t_s0；

${\stackrel{\&OverBar;}{t}}_S=\frac{t_{s1}+t_{s2}+...+t_{\mathrm{sN}}}{N},$ ${\stackrel{\&OverBar;}{t}}_p=\frac{t_{p1}+t_{p2}+...+t_{\mathrm{pN}}}{N};$

（8）返回步骤（1），重新开始试验，并重复步骤（1）至步骤（7）;进行多次测量试验，得到多组测量试验的t_s0、

在进行多次试验的过程中，设定值△h₁、△h₂、P₀保持不变；

（9）将多组测量试验的对应数据再求和平均，得到可逆转流体泵流体输送系统的时间控制方法的时间参数t_S0、t_p、t_S，将其和设定的P₀一同作为控制换能筒初始抽吸过程以及稳定运行时压冲、抽吸、排空三个过程控制的判断标准，t_S0为启动抽吸时间，t_p为冲压时间，t_S为抽吸时间。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种可逆转流体泵流体输送系统中包含供液槽液位反馈的时间控制方法，所述的可逆转流体泵流体输送系统包括与换能筒相连接的真空喷射器和压空喷射器，换能筒通过可逆转流体泵与供液槽连接；其特征在于：该方法包括如下步骤：

（1）分别设定换能筒高液位限差值△h₁、换能筒低液位限差值△h₂、换能筒压力限值P₀，将换能筒与供液槽等高设置，换能筒液位h与供液槽液位L的初始值相等；

（2）开启真空喷射器进行换能筒抽吸过程，当h-L=△h₁时，关闭真空喷射器，记录启动抽吸时间t_s0；

（3）开启压空喷射器进行换能筒压冲过程，当L-h=△h₂时，关闭压空喷射器，记录压冲时间t_P1；

（4）进行换能筒排空过程，当换能筒压力P=P₀时，排空过程结束；

（5）开启真空喷射器进行换能筒抽吸过程，当h-L=△h₁时，关闭真空喷射器，记录抽吸时间t_s1；

（6）返回步骤（3）；进行多次循环，并分别记录每次的压冲时间t_pi，抽吸时间t_si；

（7）计算得出多次循环的稳定运行平均抽吸时间

平均压冲时间

并记录启动抽吸时间t_s0；

（8）返回步骤（1），重新开始试验，并重复步骤（1）至步骤（7）;进行多次测量试验，得到多组测量试验的t_s0、

（9）将多组测量试验的对应数据再求和平均，得到可逆转流体泵流体输送系统的时间控制方法的时间参数t_S0、t_p、t_S，将其和设定的P₀一同作为控制换能筒初始抽吸过程以及稳定运行时压冲、抽吸、排空三个过程控制的判断标准，t_S0为启动抽吸时间，t_p为冲压时间，t_S为抽吸时间。

2.如权利要求1所述的可逆转流体泵流体输送系统中包含供液槽液位反馈的时间控制方法，其特征在于：步骤（1）中，设定0<△h₁<H-L，0<△h₂<L，H为换能筒高度，L为供液槽的液位，保证循环过程中换能筒内液位始终在换能筒高度范围内，而不被吸过顶部或被击穿。

3.如权利要求1所述的可逆转流体泵流体输送系统中包含供液槽液位反馈的时间控制方法，其特征在于：步骤（4）中通过设置在换能筒上的压力传感器测量换能筒内压力，并将压力信号传输给PLC可编程控制器。

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