CN112428161A - 一种前混合磨料射流磨料浓度监测系统及其监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种应用于混合磨料技术领域的前混合磨料射流磨料浓度监测系统，本发明还涉及一种前混合磨料射流磨料浓度监测方法，所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的磨料罐(8)一端连接纯水动力部件(25)，磨料罐(8)上方安装顶盖(9)和泄压阀(10)，磨料罐(8)下方安装磨料混合射流部件(26)，磨料浓度监测部件(24)包括测试管道(15)，测试管道(15)上安装超声波传感器(16)，超声波传感器(16)连接接线盒(17)，接线盒(17)连接变送器(18)，本发明所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统，能够根据需要实时准确实现前混合磨料射流磨料浓度监测，降低监测作业的强度，提高监测数值精度。

Description

一种前混合磨料射流磨料浓度监测系统及其监测方法
技术领域
本发明属于混合磨料技术领域，更具体地说，是涉及一种前混合磨料射流磨料浓度监测系统，本发明还涉及一种前混合磨料射流磨料浓度监测方法。
背景技术
磨料射流根据磨料的加入方式，被分为后混合磨料射流和前混合磨料射流。后混合磨料射流是将磨料直接加到水喷嘴和磨料喷嘴之间的混合腔内，此时射流已经形成。在后混合磨料射流中，磨料是利用自重和负压通过气力运输进入混合腔的，与水喷嘴喷出的高速射流混合，再通过磨料喷嘴喷出，形成磨料射流。由于磨料与水的混合时间较短，磨料在水流的作用下加速时间较短，因此磨料的速度较小，不能发挥磨料的最大能量。一般切割钢板至少需要200MPa的压力。
前混合磨料射流是先将磨料和水通过磨料罐提前混合，形成的磨料浆体在一定长度的耐高压的钢丝编织软管(高压胶管)中再次混合并加速，然后通过喷嘴形成高速射流。在这个过程中，由于磨料经过多次加速，因此射流具有较高的能量，前混合磨料射流可以在较低的压力下进行清洗和切割工作。切割钢材仅需20MPa的压力，清洗作业仅需10～15MPa即可。前混合磨料射流因其射流性能较好，应用较为广泛。影响射流性能的因素包括射流压力、喷嘴结构、磨料浓度等，其中磨料浓度指的是磨料在磨料与水的混合物中的比例(质量比例)。针对监测磨料浓度的问题，传统方法是采用人工进行测算，耗时费力，且数据精确度不高；也有学者提出使用浊度计，但效果并不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单，能够根据需要实时准确实现前混合磨料射流磨料浓度监测，从而不再需要人工测算，降低监测作业的强度，节省时间，最终提高监测数值精度和监测效率的前混合磨料射流磨料浓度监测系统。
要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
本发明为一种前混合磨料射流磨料浓度监测系统，包括磨料罐、磨料浓度监测部件，磨料罐一端连接纯水动力部件，纯水动力部件包括水箱、过滤器、水泵、压力表、安全阀、调压阀和单向阀，磨料罐上方安装顶盖和泄压阀，磨料罐下方安装磨料混合射流部件，磨料混合射流部件包括磨料截止阀、混合腔、高压胶管和喷头，磨料浓度监测部件包括测试管道，测试管道上安装超声波传感器，超声波传感器连接接线盒，接线盒连接变送器，测试管道通过法兰连接高压胶管。
所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的测试管道两端分别与高压胶管连通，测试管道端与高压胶管之间设置阀门a，测试管道另一端与高压胶管之间设置阀门b，阀门a和阀门b之间的高压胶管上设置阀门c，测试管道下方设置取样口。
所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的磨料浓度监测部件设置在混合腔和喷头之间的高压胶管上。
所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的超声波传感器包括两个，两个超声波传感器对称安装在测试管道内。
所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的混合腔通过管路与磨料罐下端连接，管路上设置磨料截止阀。
所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的高压胶管一端与混合腔连通，高压胶管另一端设置喷头。
所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的纯水动力部件的水箱通过供水管路与磨料罐下端连通，从水箱到磨料罐之间的供水管路上依次设置过滤器、水泵、压力表、单向阀，安全阀连通供水管路和水箱，调压阀连通供水管路和水箱。
本发明还涉及一种步骤简单，能够根据需要实时准确实现前混合磨料射流磨料浓度监测，从而不再需要人工测算，降低监测作业的强度，节省时间，最终提高监测数值精度和监测效率的前混合磨料射流磨料浓度监测方法。
所述的前混合磨料射流磨料浓度监测方法的监控步骤为：
1)往磨料罐中装入足量的磨料，拧紧顶盖和泄压阀，打开电源；
2)关闭阀门a和阀门b，打开阀门c，启动水泵；
3)待纯水从喷头喷出，且水流稳定时，打开磨料截止阀；
4)待纯水和磨料形成的磨料射流从喷头喷出，且射流稳定时，打开阀门a和阀门b，关闭阀门c；
5)待射流稳定后，启动变送器，测出磨料浓度数据；
6)关闭阀门a和阀门b，打开阀门c。
采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：
本发明所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统，通过设置超声波传感器，不影响设备的正常工作，而在需要实时获取浓度数值时，就可以方便快捷对测试管道内磨料射流中磨料浓度的监测，且提高数据精确度；通过设置阀门a、阀门b和阀门c，可以实现不影响磨料射流作业的情况下进行实时监测磨料浓度；通过设置取样口，有助于进行磨料浓度数据预标定。进行监测时，监测步骤是，往磨料罐中装入足量的磨料，拧紧顶盖和泄压阀，打开电源；关闭阀门a和阀门b，打开阀门c，启动水泵；待纯水从喷头喷出，且水流稳定时，打开磨料截止阀；待纯水和磨料形成的磨料射流从喷头喷出，且射流稳定时，打开阀门a21和阀门b，关闭阀门c；待射流稳定后，启动变送器，测出磨料浓度数据；关闭阀门a和阀门b，打开阀门c。本发明所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统，结构简单，能够根据需要实时准确实现前混合磨料射流磨料浓度监测，从而不再需要人工测算，降低监测作业的强度，节省时间，最终提高监测数值精度和监测效率。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
图1为本发明所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的结构示意图；
附图中标记分别为：1、水箱；2、过滤器；3、水泵；4、压力表；5、安全阀；6、调压阀；7、单向阀；8、磨料罐；9、顶盖；10、泄压阀；11、磨料截止阀；12、混合腔；13、高压胶管；14、喷头；15、测试管道；16、超声波传感器；17、接线盒；18、变送器；19、取样口；20、法兰；21、阀门a；22、阀门b；23、阀门c；24、磨料浓度监测部件；25、纯水动力部件；26、磨料混合射流部件；27、管路；28、供水管路。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
如附图1所示，本发明为一种前混合磨料射流磨料浓度监测系统，包括磨料罐8、磨料浓度监测部件24，磨料罐8一端连接纯水动力部件25，纯水动力部件25包括水箱1、过滤器2、水泵3、压力表4、安全阀5、调压阀6和单向阀7，磨料罐8上方安装顶盖9和泄压阀10，磨料罐8下方安装磨料混合射流部件26，磨料混合射流部件26包括磨料截止阀11、混合腔12、高压胶管13和喷头14，磨料浓度监测部件24包括测试管道15，测试管道15上安装超声波传感器16，超声波传感器16连接接线盒17，接线盒17连接变送器18，测试管道15通过法兰20连接高压胶管13。上述结构，通过设置超声波传感器，不影响设备的正常工作，而在需要实时获取浓度数值时，就可以方便快捷对测试管道内磨料射流中磨料浓度的监测，且提高数据精确度；通过设置阀门a、阀门b和阀门c，可以实现不影响磨料射流作业的情况下进行实时监测磨料浓度；通过设置取样口，有助于进行磨料浓度数据预标定。进行监测时，监测步骤是，往磨料罐8中装入足量的磨料，拧紧顶盖9和泄压阀10，打开电源；关闭阀门a21和阀门b22，打开阀门c23，启动水泵3；待纯水从喷头14喷出，且水流稳定时，打开磨料截止阀11；待纯水和磨料形成的磨料射流从喷头14喷出，且射流稳定时，打开阀门a21和阀门b22，关闭阀门c23；待射流稳定后，启动变送器18，测出磨料浓度数据；关闭阀门a21和阀门b22，打开阀门c23。操作方便，效率高。本发明所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统，结构简单，能够根据需要实时准确实现前混合磨料射流磨料浓度监测，从而不再需要人工测算，降低监测作业的强度，节省时间，最终提高监测数值精度和监测效率。
所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的测试管道15两端分别与高压胶管13连通，测试管道15一端与高压胶管13之间设置阀门a21，测试管道15另一端与高压胶管13之间设置阀门b22，阀门a21和阀门b22之间的高压胶管13上设置阀门c23，测试管道15下方设置取样口19。上述结构，阀门a21、阀门b22和阀门c23可以实现不影响磨料射流作业的情况下实时监测磨料浓度，测试管道15下方设有取样口19，通过取样口19，有助于进行磨料浓度数据预标定。
所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的磨料浓度监测部件24设置在混合腔12和喷头14之间的高压胶管13上。所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的超声波传感器16包括两个，两个超声波传感器16对称安装在测试管道15内。上述结构，超声波传感器16有助于对测试管道内磨料射流中磨料浓度监测，提高数据精确度。
所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的混合腔12通过管路27与磨料罐8下端连接，管路27上设置磨料截止阀11。所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的高压胶管13一端与混合腔12连通，高压胶管13另一端设置喷头14。所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的纯水动力部件25的水箱1通过供水管路28与磨料罐8下端连通，从水箱1到磨料罐8之间的供水管路28上依次设置过滤器2、水泵3、压力表4、单向阀7，安全阀5连通供水管路28和水箱1，调压阀6连通供水管路28和水箱1。
本发明还涉及一种步骤简单，能够根据需要实时准确实现前混合磨料射流磨料浓度监测，从而不再需要人工测算，降低监测作业的强度，节省时间，最终提高监测数值精度和监测效率的前混合磨料射流磨料浓度监测方法。
所述的前混合磨料射流磨料浓度监测方法的监控步骤为：
1)往磨料罐8中装入足量的磨料，拧紧顶盖9和泄压阀10，打开电源；
2)关闭阀门a21和阀门b22，打开阀门c23，启动水泵3；
3)待纯水从喷头14喷出，且水流稳定时，打开磨料截止阀11；
4)待纯水和磨料形成的磨料射流从喷头14喷出，且射流稳定时，打开阀门a21和阀门b22，关闭阀门c23；
5)待射流稳定后，启动变送器18，测出磨料浓度数据；
6)关闭阀门a21和阀门b22，打开阀门c23。
本发明所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统，通过设置超声波传感器，不影响设备的正常工作，而在需要实时获取浓度数值时，就可以方便快捷对测试管道内磨料射流中磨料浓度的监测，且提高数据精确度；通过设置阀门a、阀门b和阀门c，可以实现不影响磨料射流作业的情况下进行实时监测磨料浓度；通过设置取样口，有助于进行磨料浓度数据预标定。进行监测时，监测步骤是，往磨料罐中装入足量的磨料，拧紧顶盖和泄压阀，打开电源；关闭阀门a和阀门b，打开阀门c，启动水泵；待纯水从喷头喷出，且水流稳定时，打开磨料截止阀；待纯水和磨料形成的磨料射流从喷头喷出，且射流稳定时，打开阀门a21和阀门b，关闭阀门c；待射流稳定后，启动变送器，测出磨料浓度数据；关闭阀门a和阀门b，打开阀门c。本发明所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统，结构简单，能够根据需要实时准确实现前混合磨料射流磨料浓度监测，从而不再需要人工测算，降低监测作业的强度，节省时间，最终提高监测数值精度和监测效率。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种前混合磨料射流磨料浓度监测系统，其特征在于：包括磨料罐(8)、磨料浓度监测部件(24)，磨料罐(8)一端连接纯水动力部件(25)，纯水动力部件(25)包括水箱(1)、过滤器(2)、水泵(3)、压力表(4)、安全阀(5)、调压阀(6)和单向阀(7)，磨料罐(8)上方安装顶盖(9)和泄压阀(10)，磨料罐(8)下方安装磨料混合射流部件(26)，磨料混合射流部件(26)包括磨料截止阀(11)、混合腔(12)、高压胶管(13)和喷头(14)，磨料浓度监测部件(24)包括测试管道(15)，测试管道(15)上安装超声波传感器(16)，超声波传感器(16)连接接线盒(17)，接线盒(17)连接变送器(18)，测试管道(15)通过法兰(20)连接高压胶管(13)。
2.根据权利要求1所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统，其特征在于：所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的测试管道(15)两端分别与高压胶管(13)连通，测试管道(15)一端与高压胶管(13)之间设置阀门a(21)，测试管道(15)另一端与高压胶管(13)之间设置阀门b(22)，阀门a(21)和阀门b(22)之间的高压胶管(13)上设置阀门c(23)，测试管道(15)下方设置取样口(19)。
3.根据权利要求1或2所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统，其特征在于：所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的磨料浓度监测部件(24)设置在混合腔(12)和喷头(14)之间的高压胶管(13)上。
4.根据权利要求1或2所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统，其特征在于：所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的超声波传感器(16)包括两个，两个超声波传感器(16)对称安装在测试管道(15)内。
5.根据权利要求1或2所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统，其特征在于：所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的混合腔(12)通过管路(27)与磨料罐(8)下端连接，管路(27)上设置磨料截止阀(11)。
6.根据权利要求1或2所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统，其特征在于：所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的高压胶管(13)一端与混合腔(12)连通，高压胶管(13)另一端设置喷头(14)。
7.根据权利要求1或2所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统，其特征在于：所述的前混合磨料射流磨料浓度监测系统的纯水动力部件(25)的水箱(1)通过供水管路(28)与磨料罐(8)下端连通，从水箱(1)到磨料罐(8)之间的供水管路(28)上依次设置过滤器(2)、水泵(3)、压力表(4)、单向阀(7)，安全阀(5)连通供水管路(28)和水箱(1)，调压阀(6)连通供水管路(28)和水箱(1)。
8.一种前混合磨料射流磨料浓度监测方法，其特征在于：所述的前混合磨料射流磨料浓度监测方法的监控步骤为：
1)往磨料罐(8)中装入足量的磨料，拧紧顶盖(9)和泄压阀(10)，打开电源；
2)关闭阀门a(21)和阀门b(22)，打开阀门c(23)，启动水泵(3)；
3)待纯水从喷头(14)喷出，且水流稳定时，打开磨料截止阀(11)；
4)待纯水和磨料形成的磨料射流从喷头(14)喷出，且射流稳定时，打开阀门a(21)和阀门b(22)，关闭阀门c(23)；
5)待射流稳定后，启动变送器(18)，测出磨料浓度数据；
6)关闭阀门a(21)和阀门b(22)，打开阀门c(23)。
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