CN105102356B - 利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统及其控制方法 - Google Patents

利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105102356B
CN105102356B CN201480001010.5A CN201480001010A CN105102356B CN 105102356 B CN105102356 B CN 105102356B CN 201480001010 A CN201480001010 A CN 201480001010A CN 105102356 B CN105102356 B CN 105102356B
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid phase
phase portion
waveform
flow velocity
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480001010.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105102356A (zh
Inventor
尹吉林
金裕承
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Institute of Ocean Science and Technology KIOST
Original Assignee
Korea Institute of Ocean Science and Technology KIOST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korea Institute of Ocean Science and Technology KIOST filed Critical Korea Institute of Ocean Science and Technology KIOST
Publication of CN105102356A publication Critical patent/CN105102356A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105102356B publication Critical patent/CN105102356B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G54/00Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
    • B65G54/02Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G53/00Conveying materials in bulk through troughs, pipes or tubes by floating the materials or by flow of gas, liquid or foam
    • B65G53/04Conveying materials in bulk pneumatically through pipes or tubes; Air slides
    • B65G53/06Gas pressure systems operating without fluidisation of the materials
    • B65G53/10Gas pressure systems operating without fluidisation of the materials with pneumatic injection of the materials by the propelling gas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G53/00Conveying materials in bulk through troughs, pipes or tubes by floating the materials or by flow of gas, liquid or foam
    • B65G53/30Conveying materials in bulk through pipes or tubes by liquid pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G53/00Conveying materials in bulk through troughs, pipes or tubes by floating the materials or by flow of gas, liquid or foam
    • B65G53/34Details
    • B65G53/52Adaptations of pipes or tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G53/00Conveying materials in bulk through troughs, pipes or tubes by floating the materials or by flow of gas, liquid or foam
    • B65G53/34Details
    • B65G53/52Adaptations of pipes or tubes
    • B65G53/525Adaptations of pipes or tubes for conveyance in plug-form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G53/00Conveying materials in bulk through troughs, pipes or tubes by floating the materials or by flow of gas, liquid or foam
    • B65G53/34Details
    • B65G53/52Adaptations of pipes or tubes
    • B65G53/526Adaptations of pipes or tubes with means for special treatment to facilitate transport
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17DPIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00Pipe-line systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2201/00Indexing codes relating to handling devices, e.g. conveyors, characterised by the type of product or load being conveyed or handled
    • B65G2201/04Bulk
    • B65G2201/045Sand, soil and mineral ore
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2207/00Indexing codes relating to constructional details, configuration and additional features of a handling device, e.g. Conveyors
    • B65G2207/14Combination of conveyors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Transport Of Granular Materials (AREA)
  • Non-Mechanical Conveyors (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

本发明提供一种疏浚土运输系统及其控制方法,其中所述疏浚土运输系统包括:水泵模块,包括用于生成压缩空气的水泵,连通至输送管的一侧面而将所述生成的压缩空气流入所输送管内部,所述输送管内部的形状分为气相部和液相部,产生流动的活塞流;管道模块,其缠绕有向所述液相部施加电磁波的线圈,并包括多个输送管;数据库,其存储有关于根据液相部的物性的流速及波形的流动信息;控制模块,其通过有线/无线与所述管道模块、水泵模块及数据库进行通信,并向所述线圈施加与在所述输送管内运输的液相部的流动波形相同的波形的电流。

Description

利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统及其 控制方法
技术领域
本发明涉及利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统及其控制方法,具体地涉及一种生成活塞流,并利用电磁场来减少疏浚土的运输压力而提高疏浚土运输效率的疏浚土运输系统及其控制方法。
背景技术
疏浚土是指为了确保建设施工现场所需的土、沙子而堆积于河川或海中的土壤。河川中的疏浚土虽然质量好,但数量有限,而且在疏浚时有可能污染河川或破坏生态系统,因此,主要采用在海洋中采挖疏浚土的技术。
采挖该疏浚土并运输至目的地的方法大致分为:利用输送管的运输方法、利用传送带(conveyor)的运输方法、以及利用自卸货车的运输方法等。
在此,利用传送带的运输方法适合于疏浚土的长距离运输,但运输设备及安装成本高,且不容易维护。
虽然主要采用利用自卸货车的方法,但长距离运输时容易产生噪音、粉尘等,且不利于经济性。
现在普遍采用利用水泵的运输方法,但是在进行30Km以上的长距离疏浚土运输时,存在许多技术上待解决的问题。
虽然在长距离运输疏浚土时,考虑利用增压机(booster)线的中 继水泵方式及利用虹吸管(siphon)的运输方式等,但存在安装上述装置而增加疏浚费用的问题。
具体而言,由于在长距离运输疏浚土时,在许多站点,即在运输途中,需要在对流体进行加压而确保流速的每一位置处安装高性能水泵,因此,水泵的安装费用及用于水泵的燃料费成倍增长。
另外,由于输送管内为高压状态,因此输送管的材料费及安装费用大幅增加。这是因为,当前通用的输送管为铸铁管,其在高压下的效率较低。
另外,由于需要高压,因此包括水泵在内的附加机械装置的损伤或因输送管的磨损而导致的更换周期加快,从而最终导致整体费用的增加。
另外,在进行长距离运输时,因疏浚土堵塞输送管时,难以找到输送管中堵塞的位置,尤其是,对于埋设于地下的输送管的情况,在出现了穿孔或堵塞时,修理变得更加困难。
因此,迫切需要开发出能够有效地运输疏浚土的运输系统。
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是为了解决上述各种问题点而研发,本发明的目的在于提供一种疏浚土运输系统及其控制方法,通过掌握运输疏浚土时的流动状况,并生成活塞流而将具有符合当前状况的波形的电磁场施加至输送管,由此减少对输送管内疏浚土的流动的阻力,从而实现高效率的疏浚土的运输。
用于解决课题的方法
为了实现上述目的,本发明提供一种利用电磁场和龙卷风涡 流技术的长距离疏浚土运输系统,包括:水泵模块,包含用于生成压缩空气的水泵,并连通至输送管的一侧面,使所述生成的压缩空气流入至所述输送管内部,将所述输送管内部的形状分为气相部和液相部,生成流动的活塞流;管道模块,其缠绕有向所述液相部施加电磁波的线圈,并包括多个输送管;数据库,其存储有关于根据液相部的物性而形成的流速及波形的流动信息;控制模块,其通过有线/无线与所述管道模块、水泵模块及数据库进行通信,并向所述线圈施加与在所述输送管内运输的液相部的流动波形一致的波形的电流。
优选地,所述水泵模块包括水泵压力传感器部,该水泵压力传感器部掌握所述水泵的冲程周期,并将所掌握的所述水泵的冲程周期转换成电压信号,所述管道模块包括管道压力传感器部,该管道压力传感器部掌握在输送管内运输的液相部的流速及波形,并将所掌握的液相部的流速及波形转换成电压信号。
优选地,所述管道压力传感器部为在各输送管内相互隔开设置的第一压力传感器和第二压力传感器。
优选地,所述控制模块,包括:中央运算部,其对从所述数据库接收的根据液相部的物性而形成的流速及波形与在所述输送管内运输的液相部的实际流速及波形进行比较,从而生成用于控制液相部运输的流动信号;函数生成部,其从所述中央运算部接收流动信号,并将所述流动信号转换成函数;脉冲生成部,其从所述管道压力传感器部接收电压信号,并从所述函数生成部接收函数,从而利用所述函数将从所述管道压力传感器部接收的电压信号转换成脉冲信号;桥接电路部,其从所述脉冲生成部接收脉冲信号,从而将由外部供应的电流转换成具有所述脉冲信号的电流,并施加至所述线圈。
优选地,所述脉冲生成部包括:脉冲检测单元,其从所述管道压力传感器部接收电压信号,而对所述电压信号的脉冲的振幅及周期进行检测;积分电路单元,其接收在所述脉冲检测单元检测出的脉冲的振幅及大小,而将与脉冲波形周期成比例的压力波形能量转换成电压信号;PWM(脉冲宽度调制)生成单元,其从所述积分电路单元接收电压信号,并生成对应脉冲波形周期的PWM周期脉冲;脉冲生成单元,其利用从所述函数生成部接收的函数,来转换从所述PWM生成单元接收的PWM周期脉冲,并将经转换的PWM周期脉冲变形为所述桥接电路部的栅极电压。
优选地,还包括状态测量单元,所述状态测量单元用于监控所述输送管内的液相部流动的流速及压力变化。
优选地,所述状态测量单元利用如下方程式,对液相部流动的流速及压力变化进行监控:
方程式
在此,f为摩擦系数,L为第一压力传感器和第二压力传感器之间的距离,D为输送管的直径,ρ为液相部的密度,v为通过水泵压力传感器得到的流速。
优选地,可对保存于所述数据库的液相部的流动信息进行更新、添加、变更或修改。
另外,本发明提供一种疏浚土运输系统控制方法,是一种用于运输疏浚土并包括管道模块、水泵模块、数据库及控制模块的疏浚土运输系统的控制方法,包括如下步骤:第1步骤,对于分开流向根据所述水泵模块而生成的气相部和液相部中的活塞流的液相部,由具备于所述管道模块及水泵模块上的压力传感器来检 测所述液相部的流速及波形;第2步骤,然后控制模块接收在所述第1步骤中检测出的液相部的流速及波形、及来自上述数据库的根据液相部物性而形成的流速及波形;第3步骤,然后对从所述数据库接收的根据液相部的物性而形成的流速及波形与在所述第1步骤中检测出的液相部的流速及波形进行比较,从而生成与在所述输送管内运输的液相部的流动波形一致的波形的电流;第4步骤,然后将上述所生成的电流施加于缠绕在上述管道模块的输送管的线圈。
优选地,所述第3步骤包括:第3-1步骤,基于在所述第1步骤中检测出的液相部的实际流速及波形而生成用于控制液相部运输的流动信号;第3-2步骤,然后基于从所述数据库接收的根据液相部物性而形成的流速及波形而生成函数;第3-3步骤,然后利用所述函数而将流动信号转换成脉冲信号;第3-4步骤,然后将由外部供应的电流转换成具有上述脉冲信号的电流。
发明的效果
本发明在长距离运输疏浚土时,能够用较小规模的水泵容量来进行运输,从而具有节省运输费用的效果。
另外,由于本发明能够在输送管内的运输压力较小的环境下进行运输,因此,输送管的更换周期变长,并能够降低压力而减少所引起的各种疏浚设备的损伤。
因此,能够减少疏浚土运输系统的整体费用。
附图说明
图1为输送管内的疏浚土流动的概略示意图;
图2为根据流体混合物的物性而形成的波形的概略示意图;
图3为根据本发明的一实施例的疏浚土运输系统而引起的疏 浚土流动的变化的概略示意图;
图4为本发明的一实施例的疏浚土运输系统的概略示意图;
图5为利用本发明的一实施例的电磁场和龙卷风涡流技术的长距离的疏浚土运输系统的控制模块的概略示意图;
图6为显示用于施加利用本发明的一实施例的电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统的电磁场的整体运转流程的附图;
图7为显示用于对利用本发明的一实施例的电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统进行状态测量的整体动作流程的附图;
图8为利用本发明的一实施例的电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统的控制方法的概略流程图;
图9为图8步骤S300的具体流程图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
在除了有特殊定义的之外,本发明的所有术语的意思与本领域技术人员所理解的术语的一般意思相同,当本说明书中所使用的术语与该术语的一般意义发生冲突时,以本说明书的定义为准。
但是,下面将要叙述的发明只是用于说明本发明的实施例,而非用于限定本发明的权利要求范围,并且在整个说明书中,相同的附图标记表示相同的结构要素。
图1为输送管内的疏浚土的流动的概略示意图、图2为根据流体混合物的物性而形成的波形的概略示意图、图3为疏浚土的流速对比波形变化的概略示意图。
对于在输送管内流动中受到粘性支配的牛顿流体而言,在输 送管的壁表面,粘性成为主导的力,但越向输送管的中心,惯性力成为主导的力。此时,流速将发展成对应输送管半径的函数。
但是,对于疏浚土,其表现出非牛顿流体的特性,此时,与流体的粘性一起形成流动的屈服应力成为重要的因素。
图2为显示在该牛顿流体中的非牛顿流体的波形变化,其中,(a)为粘性较低的纯水的波形,(c)为疏浚土或砂浆的波形,(b)为具有(a)和(c)的中间粘性的流体的波形,(d)为混凝土等高粘性流体的波形。
因受所述屈服应力和粘性的作用,在流动时,流速表现出与牛顿流体不同的其他形式,尤其是,对于疏浚土等混合物,其流速特性显示为图1所示形式。
参照图1,在输送管的内表面,存在受到粘性影响而产生流动的滑动层或润滑层(滑动层区),且越往输送管的中心层,则越表现出类似于刚体运动的流速形式(活塞流区Plug flow zone)。
对于疏浚土等混合物,若因受到惯性和粘性的影响而以压力增大的方式进行流动,则质量较大的成分流向输送管的中心,而水和淤泥等质量较小的粒子流向输送管的表面的润滑层。
因该流动特性,输送管中的摩擦大致分为三个部分而进行作用。由输送管和流体的摩擦、混合层中的粘性摩擦、以及润滑层和中心层的摩擦构成,若能控制这些摩擦,则可整体上减少输送管的摩擦。
减少该输送管内的摩擦力的方法,可考虑增加所述润滑层的流速,或降低所述润滑层的形成成分的粘性,或增加所述润滑层的厚度。
对于减少输送管的摩擦,因在输送管内减少流体的压力下降量,从而能够增加流动速度,并且通过减少该压力下降量而引起 的流动速度的增加,从而能够减少产生用于压力输送所需的压力的动力消耗。
图3为显示因利用本发明的一实施例的电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统而引起的疏浚土流动变化的概略示意图。
本发明为通过水泵模块100而将压缩空气注入输送管205,在流体形成分开流向液相部10和气相部20的活塞流(Plug Flow)之后,通过将电磁场206施加至输送管205,而在活塞流式的流体形成龙卷风,由此,减少流动摩擦阻力,从而控制疏浚土的流动。
即,本发明最重要的核心技术如下所示。
利用普通的压缩空气的运输方法具有添加水才可进行运输的问题,但在本发明中生成活塞流,通过将输送管内的环境形成为气相部和液相部,并向所述液相部施加电磁场而生成龙卷风。
即,本发明不是单纯施加电磁场,而是将所运输的流体分至液相部10和气相部20,在润滑层形成流体薄膜,由此,生成引导流动线。并且,产生适用所述液相部10的成分和流动参数(流量/流速、压力)等信息的电磁波而液相部法相为龙卷风形状,而显著降低流体摩擦力而使得运输疏浚土的控制技术。
该本发明的运输疏浚土的系统的疏浚土的流动为根据液相部10的流动情况而施加适当的电磁波,生成为图3所示的最右侧的波形等龙卷风流动。
因此,对利用用于实现本发明的技术思想的电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统作如下详细地说明。
图4为利用本发明的一实施例的电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统的概略示意图,图5为利用本发明的一实施例电磁场和龙卷风涡流技术的长距离的疏浚土运输系统的控制 模块300的概略示意图,图6为显示用于施加利用本发明的一实施例的电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统的电磁场的整体运转流程的附图。
参照图5,根据本发明的一实施例的疏浚土运输系统大致包括:水泵模块100、管道模块200、控制模块300、数据库400及状态测量单元500。
参照图3及图5,所述水泵模块100包括用于生成压缩空气的水泵(未图示),连通至输送管的一侧面而使所述生成的压缩空气流入至所述输送管的内部,将所述输送管内部状态分为气相部20和液相部10,而产生流动的活塞流。即,优选地,所述水泵模块100向所述管道模块200提供用于液相部10运输的运输压力。该水泵模块100以预定间距位于管道模块200的输送管,在各个区间施加流体而确保流速。
并且,参照图7,所述水泵模块100包括水泵压力传感器部110,该水泵压力传感器部110,掌握水泵的冲程周期,将所掌握的冲程周期转换为电压信号。
所述管道模块200上缠绕有向所述液相部10施加电磁波的线圈206(参考图3),并包括多个输送管205。
具体而言,所述线圈206(参考图4)由铜等导电性材质形成,而且,考虑到法拉第右手定律,而沿沿着液相部10的流动方向缠绕于输送管205。
考虑到疏浚土的长距离运输,所述输送管205连接有多个输送管205,并且,为了疏浚土的有效运输,优选地,输送管205的直径为0.5m,但该直径可根据疏浚土量和工程时间等进行变更。
另外,参照图7,所述管道模块200包括管道压力传感器部210,所述管道压力传感器部210掌握在输送管205内运输的液相部10的流速及波形,并将所掌握的液相部10的流速及波形转换成电压信号。所述管道压力传感器部210可以是在各个输送管205内相互隔开设置的第一压力传感器210a和第二压力传感器210b。
所述数据库400存储有关于根据液相部10的物性而形成的流速及波形的流动信息。优选地,该数据库400,用户可以通过有线或无线方式连接而对所存储的液相部10的流动信息进行更新、增加、变更或删除。
所述控制模块300通过有线/无线与所述管道模块200、水泵模块100及数据库400进行通信,而将与在所述输送管205内运输的液相部10的流动波形相同的波形的电流施加至所述线圈206(参考图3)。
具体而言,参照图6,本发明的一实施例的控制模块300包括:中央运算部310、函数生成部320、脉冲生成部330以及桥接电路部340。
所述中央运算部310对从所述数据库400接收的根据液相部10土的物性而形成的流速及波形与在所述输送管205内运输的液相部10的实际流速及波形进行比较,从而生成用于控制液相部10运输的流动信号。
所述函数生成部320从所述中央运算部310接收流动信号,而将所述流动信号转换成函数。
所述脉冲生成部330从所述管道压力传感器部210接收电压信号,并从所述函数生成部320接收函数,从而将从所述管道压力传感器部210接收的电压信号通过所述函数转换成脉冲信号。
具体而言,参照图6,所述脉冲生成部330,包括:脉冲检测单元331,其从所述管道压力传感器部210接收电压信号,而对所述电压信号的脉冲的振幅及周期进行检测;积分电路单元332,其接收在所述脉冲检测单元331中检测出的脉冲的振幅及大小,而将与脉冲波形周期成比例的压力波形能量转换成电压信号;PWM生成单元334,其从所述积分电路单元332接收电压信号,生成对应脉冲波形周期的PWM周期脉冲;脉冲生成单元335,其利用从所述函数生成部320接收的函数,来转换从所述PWM生成单元334接收的PWM周期脉冲,并将所转换的PWM周期脉冲变形为所述桥接电路部340的栅极电压。
所述桥接电路部340从所述脉冲生成部330接收脉冲信号,而将由外部供应的电流转换成具有所述脉冲信号的电流,从而施加至所述线圈(参考图3)206。
如图7所示,本发明的一实施例的疏浚土运输系统的运行如下:
本发明的一实施例的疏浚土运输系统对于分开流向根据水泵模块100生成的气相部20和液相部10中的活塞流的液相部10,从通过具备于水泵模块100中的水泵压力传感器部110检测出的冲程周期来掌握液相部10的流速,并通过具备于管道模块200中的管道压力传感器部210来检测实际流动中的液相部10的波形及周期并转换成电压信号。
在控制模块300中,利用该液相部10的实际流动信息和从数据库400接收的根据液相部10物性的信息,来生成用于有效流动的最佳的电磁场,从而向缠绕在输送管205上的线圈206(参考图3)施加根据情况而改变的特殊形式的波形。
另外,本发明的疏浚土运输系统还包括状态测量单元500,所述状态测量单元500对控制模块300和水泵模块进行控制,并对所述输送管205内的疏浚土流动的流速及压力变化进行监控。
图7为显示用于对利用本发明的一实施例的电磁场和龙卷风 涡流技术的长距离疏浚土运输系统进行状态测量的整体动作流程的附图。
参照图8,本发明的一实施例的状态测量单元500包含于控制模块300的中央运算部310。
该状态测量单元500可以利用如下方程式,来对液相部10流动的流速及压力变化进行监控。
<方程式>
在此,f为摩擦系数,L为第一压力传感器210a和第二压力传感器210b之间的距离,D为输送管205的直径,ρ为液相部10的密度,v为通过水泵压力传感器得到的流速。
所述状态测量单元500可以通过上述方式来测量压力变化,而中央运算部310可以参考所测量的状态而对所述水泵模块100和管道模块200进行控制。即,中央运算部310对水泵的冲程进行控制,而对施加于缠绕在输送管205上的线圈206(参考图3)的电磁场进行控制。
上述本发明的一实施例的疏浚土运输系统的控制方法如下:
图8为利用本发明的一实施例的疏浚土运输系统的控制方法的概略流程图,图9为图8步骤S300的具体流程图。
参照图9,首先,对于分开流向根据所述水泵模块100而生成的气相部20和液相部10中的活塞流的液相部10,通过具备于所述管道模块200及水泵模块100的压力传感器110、210a、210b对运输的液相部10的流速及波形进行检测(S100)。
然后,控制模块300接收在上述第1步骤中检测到的液相部10的流速及波形、和来自所述数据库400的根据液相部10物性而 形成的流速及波形(S200)。
然后,对从所述数据库400接收的根据液相部10物性而形成的流速及波形与在上述第1步骤中检测到的液相部10的流速及波形进行比较,从而生成与在所述输送管205内运输的液相部10的流动波形一致的波形电流(S300)。
然后,上述所生成的电流施加于缠绕在所述管道模块200的输送管205的线圈206(参考图3)(S400)。
具体而言,上述步骤S300以如下流程进行控制。
基于液相部10的实际流速及波形而生成用于控制液相部10运输的流动信号(S310)。
然后,基于从所述数据库400接收的根据液相部10物性而形成的流速及波形而生成函数(S320)。
然后,利用所述函数而将流动信号转换成脉冲信号(S330)。
然后,将由外部供应的电流转换成具有所述脉冲信号的电流(S340)。
由此,本发明首先生成分别流向根据所述水泵模块100生成的气相部20和液相部10的活塞流,实时检测实际在输送管205流动的液相部10的流速及波形,并与存储于数据库400的物性的信息进行比较来控制疏浚土的运输,从而能够以较少的能量来有效地运输疏浚土,并且,通过该有效的运输,能够提高辅助设备的耐久性。
综上,通过上述说明,本领域的普通技术人员应当理解,在不脱离本发明的技术思想的范围内,可以对本发明进行多种变形以及修改,并且,本发明的技术范围并不限定于实施例中所记载的内容,而根据权利要求范围及其均等的范围限定。

Claims (10)

1.一种利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统,包括:
水泵模块,包括用于生成压缩空气的水泵,连通至输送管的一侧面而使所述生成的压缩空气流入所述输送管内部,所述输送管内部的形状分为气相部和液相部,而产生流动的活塞流;
管道模块,其缠绕有向所述液相部施加电磁波的线圈,并包括多个输送管;
数据库,其存储有关于根据液相部物性而形成的流速及波形的流动信息;
控制模块,其通过有线/无线与所述管道模块、水泵模块及数据库进行通信,并将与在所述输送管内运输的液相部的流动波形相同的波形的电流施加至所述线圈。
2.根据权利要求1所述的利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统,其特征在于:
所述水泵模块包括水泵压力传感器部,所述水泵压力传感器部掌握所述水泵的冲程周期,并将所掌握的水泵的冲程周期转换成电压信号,
所述管道模块包括管道压力传感器部,所述管道压力传感器部掌握在输送管内运输的液相部的流速及波形,并将所掌握的液相部的流速及波形转换成电压信号。
3.根据权利要求2所述的利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统,其特征在于:
所述管道压力传感器部为在各输送管内相互隔开设置的第一压力传感器和第二压力传感器。
4.根据权利要求2所述的利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统,其特征在于:
所述控制模块,包括:
中央运算部,其对从所述数据库接收的根据液相部的物性而形成的流速及波形与在所述输送管内运输的液相部的实际流速及波形进行比较,从而生成用于控制液相部运输的流动信号;
函数生成部,其从所述中央运算部接收流动信号,并将所述流动信号转换成函数;
脉冲生成部,其从所述管道压力传感器部接收电压信号,并从所述函数生成部接收函数,从而利用所述函数将从所述管道压力传感器部接收的电压信号转换成脉冲信号;及
桥接电路部,其从所述脉冲生成部接收脉冲信号,从而将由外部供应的电流转换成具有所述脉冲信号的电流,并施加至所述线圈。
5.根据权利要求4所述的利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统,其特征在于:
所述脉冲生成部包括:
脉冲检测单元,其从所述管道压力传感器部接收电压信号,而对所述电压信号的脉冲的振幅及周期进行检测;
积分电路单元,其接收在所述脉冲检测单元中检测出的脉冲的振幅及大小,而将与脉冲波形周期成比例的压力波形能量转换成电压信号;
脉冲宽度调制生成单元,其从所述积分电路单元接收电压信号,生成对应脉冲波形周期的脉冲宽度调制周期脉冲;及
脉冲生成单元,其利用从所述函数生成部接收的函数,来转换从所述脉冲宽度调制生成单元接收的脉冲宽度调制周期脉冲,并将所转换的脉冲宽度调制周期脉冲变形为所述桥接电路部的栅极电压。
6.根据权利要求3所述的利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统,其特征在于:
还包括状态测量单元,所述状态测量单元用于监控所述输送管内的液相部流动的流速及压力变化。
7.根据权利要求6所述的利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统,其特征在于:
所述状态测量单元利用如下方程式,对液相部流动的流速及压力变化进行监控:
方程式:
在此,f为摩擦系数,L为第一压力传感器和第二压力传感器之间的距离,D为输送管的直径,ρ为液相部的密度,v为通过水泵压力传感器得到的流速。
8.根据权利要求1所述的利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统,其特征在于:
能够对存储于所述数据库的液相部的流动信息进行更新、增加、变更或删除。
9.一种利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统的控制方法,是一种用于运输疏浚土并包括管道模块、水泵模块、数据库及控制模块的疏浚土运输系统的控制方法,包括如下步骤:
第1步骤,对于分别流向根据所述水泵模块生成的气相部和液相部中的活塞流的液相部,通过具备于所述管道模块及水泵模块的压力传感器检测所述液相部的流速及波形;
第2步骤,然后控制模块接收在上述第1步骤中检测出的液相部的流速及波形、与来自上述数据库的根据液相部的物性而形成的流速及波形;
第3步骤,然后对从所述数据库接收的根据液相部的物性而形成的流速及波形与在上述第1步骤中检测出的液相部的流速及波形进行比较,从而生成与在所述输送管内运输的液相部的流动波形一致的电流;
第4步骤,然后将上述所生成的电流施加于缠绕在上述管道模块的输送管上的线圈。
10.根据权利要求9所述的利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统的控制方法,其特征在于:
上述第3步骤包括:
第3-1步骤,基于在上述第1步骤中检测出的液相部的实际流速及波形而生成用于控制液相部运输的流动信号;
第3-2步骤,然后基于从所述数据库接收的根据液相部物性而形成的流速及波形而生成函数;
第3-3步骤,然后利用所述函数而将流动信号转换成脉冲信号;
第3-4步骤,然后将由外部供应的电流转换成具有所述脉冲信号的电流。
CN201480001010.5A 2014-01-29 2014-05-29 利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统及其控制方法 Active CN105102356B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140011285A KR101602172B1 (ko) 2014-01-29 2014-01-29 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템 및 그 제어방법
KR10-2014-0011285 2014-01-29
PCT/KR2014/004779 WO2015115703A1 (ko) 2014-01-29 2014-05-29 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템 및 그 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105102356A CN105102356A (zh) 2015-11-25
CN105102356B true CN105102356B (zh) 2017-08-11

Family

ID=53757260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480001010.5A Active CN105102356B (zh) 2014-01-29 2014-05-29 利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统及其控制方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9517900B2 (zh)
EP (1) EP3100967B1 (zh)
JP (1) JP5945890B2 (zh)
KR (1) KR101602172B1 (zh)
CN (1) CN105102356B (zh)
AU (1) AU2014227445B9 (zh)
SG (1) SG11201408117WA (zh)
WO (1) WO2015115703A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101514269B1 (ko) * 2013-04-09 2015-04-22 한국해양과학기술원 준설토 운송 시스템 및 그 제어방법
CN106436803B (zh) * 2016-10-21 2018-07-31 长江水利委员会长江科学院 水下封闭式渠道淤沙高效输移装备
US10233952B1 (en) * 2017-09-18 2019-03-19 Ion Marta Method of profiling openings of elements of mechanical system for generating optimal pressure waves in elastic fluids
CN110255019B (zh) * 2019-06-12 2022-06-07 中南大学 一种垃圾站的垃圾转运系统
CN111088981B (zh) * 2020-01-10 2020-12-22 中南大学 一种深海采矿设备
CN115614669A (zh) * 2021-07-13 2023-01-17 中国石油化工股份有限公司 一种智能油气混输接转设备
CN115539841A (zh) * 2022-10-18 2022-12-30 中煤科工集团淮北爆破技术研究院有限公司 高粘度流体的磁性液环管道输送装置及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4557636A (en) * 1982-11-08 1985-12-10 Conoco Inc. Injection of solids into a high pressure slurry stream
JPH0543050A (ja) * 1991-08-13 1993-02-23 Dam Suigenchi Kankyo Seibi Center 土砂の混気圧送装置
CN1154335A (zh) * 1995-10-31 1997-07-16 东芝株式会社 输送装置和可移动工作装置的运行机构
JPH10167472A (ja) * 1996-12-06 1998-06-23 Saeki Kensetsu Kogyo Kk 空気圧送方法およびそのシステム
JP2003003515A (ja) * 2001-06-21 2003-01-08 Saeki Kensetsu Kogyo Co Ltd 空気圧送用ブースタおよびその配置方法
KR101249911B1 (ko) * 2012-10-29 2013-04-02 (주)대우건설 콘크리트 압송 배관의 압력 감소 장치
KR20130139203A (ko) * 2013-11-21 2013-12-20 김용기 고압펌프와 인력발생장치(引力發生裝置) 및 와류발생장치(渦流發生裝置)를 이용한 습식 모래이송장치 및 그 방법

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1931674B2 (de) * 1969-06-21 1971-04-15 Aeg Elotherm Gmbh Verfahren zum betrieb einer elektromagnetischen foerder rinne
US3760245A (en) * 1971-11-12 1973-09-18 H Halvorsen Magnetic conveyer system
US4092086A (en) * 1976-05-14 1978-05-30 Aeg-Elotherm, G.M.B.H. Electromagnetic conveyer trough for the conveyance of molten metals
US4443030A (en) * 1981-11-04 1984-04-17 Mobile Pulley & Machine Works (A Division Of Lehigh Valley Industries, Inc.) Ball joint
US4534856A (en) * 1983-08-30 1985-08-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Electrodynamic method for separating components
JPH01239232A (ja) * 1988-03-18 1989-09-25 Takenaka Komuten Co Ltd 浚渫装置
JPH0489718A (ja) * 1990-08-02 1992-03-23 Taisei Corp リニア誘導モータを利用した土砂類の運搬方法
JPH1050519A (ja) * 1996-08-03 1998-02-20 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 搬送装置
JPH1157527A (ja) * 1997-08-27 1999-03-02 Jipangu:Kk 砂金掘削分別方法及び掘削分別システム
AU9792098A (en) * 1997-10-06 1999-04-27 California Institute Of Technology Electrostatic particle transportation
JPH11229429A (ja) * 1998-02-17 1999-08-24 Tekken Constr Co Ltd 掘削土砂の搬送方法および搬送装置
US6029519A (en) * 1998-06-29 2000-02-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus and method for manipulating a body in a fluid
JP2001049694A (ja) * 1999-08-10 2001-02-20 Honmagumi:Kk 浚渫土砂移送装置
JP2005053604A (ja) * 2003-08-05 2005-03-03 Chubu Regional Bureau Ministry Of Land Infrastructure & Transport 水蒸気を主体としたガスによる物体輸送装置及び物体輸送方法
JP5342101B2 (ja) * 2006-06-13 2013-11-13 株式会社小島組 スラリ状土砂の空気圧式輸送システム
WO2009031290A1 (ja) * 2007-09-03 2009-03-12 National University Corporation Shizuoka University 弾性波デバイス
US8166819B2 (en) * 2008-07-24 2012-05-01 Northrop Grumman Systems Corporation Standing wave field induced force
GB0900745D0 (en) * 2009-01-16 2009-03-04 Isis Innovation Acoustic oscillator
US8704626B2 (en) * 2010-05-10 2014-04-22 Correlated Magnetics Research, Llc System and method for moving an object
EP2480333A2 (en) * 2009-09-21 2012-08-01 University Of Dundee Apparatus and method for the manipulation of objects using ultrasound
KR101514269B1 (ko) * 2013-04-09 2015-04-22 한국해양과학기술원 준설토 운송 시스템 및 그 제어방법
US9694196B2 (en) * 2013-04-10 2017-07-04 Weinberg Medical Physics Inc System, method and equipment for implementing temporary diamagnetic propulsive focusing effect with transient applied magnetic field pulses

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4557636A (en) * 1982-11-08 1985-12-10 Conoco Inc. Injection of solids into a high pressure slurry stream
JPH0543050A (ja) * 1991-08-13 1993-02-23 Dam Suigenchi Kankyo Seibi Center 土砂の混気圧送装置
CN1154335A (zh) * 1995-10-31 1997-07-16 东芝株式会社 输送装置和可移动工作装置的运行机构
JPH10167472A (ja) * 1996-12-06 1998-06-23 Saeki Kensetsu Kogyo Kk 空気圧送方法およびそのシステム
JP2003003515A (ja) * 2001-06-21 2003-01-08 Saeki Kensetsu Kogyo Co Ltd 空気圧送用ブースタおよびその配置方法
KR101249911B1 (ko) * 2012-10-29 2013-04-02 (주)대우건설 콘크리트 압송 배관의 압력 감소 장치
KR20130139203A (ko) * 2013-11-21 2013-12-20 김용기 고압펌프와 인력발생장치(引力發生裝置) 및 와류발생장치(渦流發生裝置)를 이용한 습식 모래이송장치 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN105102356A (zh) 2015-11-25
KR101602172B1 (ko) 2016-03-10
EP3100967A4 (en) 2017-08-30
SG11201408117WA (en) 2015-09-29
AU2014227445B9 (en) 2016-11-10
KR20150090532A (ko) 2015-08-06
US9517900B2 (en) 2016-12-13
EP3100967A1 (en) 2016-12-07
JP2016515172A (ja) 2016-05-26
US20160325948A1 (en) 2016-11-10
JP5945890B2 (ja) 2016-07-05
AU2014227445A1 (en) 2015-08-27
AU2014227445B2 (en) 2016-06-16
EP3100967B1 (en) 2019-01-09
WO2015115703A1 (ko) 2015-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105102356B (zh) 利用电磁场和龙卷风涡流技术的长距离疏浚土运输系统及其控制方法
CN104099966B (zh) 疏浚土运输系统及其控制方法
Liu Pipeline engineering
CN106276256A (zh) 一种长距离输水隧洞运输系统和方法
CN104229480A (zh) 固液全分离的新型固体管道输送装置及其输送方法
CN208672667U (zh) 一种分布式声学多普勒流量监测装置
CN108626579A (zh) 一种基于压力波法的输油管道结蜡量测定方法
CN107944163A (zh) 一种粉煤灰膏体管道输送水力坡度模型的建立方法
CN204265002U (zh) 固液全分离的新型固体管道输送装置
Kim et al. Test Study about Electro magnetic force effect to apply dredging soil transport
Okeke et al. Experimental study on the effect of undulating pipeline on sand transport in multiphase flow
KR20180006039A (ko) 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치
KR20190103663A (ko) 압송 콘크리트 이송상태 평가 및 유지관리 시스템
CN206486287U (zh) 一种沿海成品油库铁路装卸区发油系统
Liu Pipeline Engineering (2004)
CN208858334U (zh) 一种用于采气井的螺旋导流装置
Shounda et al. Double-averaged Turbulence Characteristics Over Hemispherical Rough Bed
Datta et al. A new design approach for of pneumatic conveying
CN208531418U (zh) 一种传送机传送带
RU19897U1 (ru) Трубопровод
CN203363511U (zh) 限流弯管
Dezhina et al. The study of the surface texture of pipes with the purpose of increasing their transporting capacity
Long et al. Research on inhibition effect of vortex-induced vibration of submarine pipeline with horizontal spoilers
Shrivastava Determination of Optimum Particle Size for Economical Hydrotransport
Liu et al. Flow Resistance Characteristics Analysis of Horizontal Shrinked Pipe in Dense Phase Pneumatic Conveying

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant