KR890001302B1 - 유체처리를 위한 초음파 발생 및 자동제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유체처리를 위한 초음파 발생 및 자동제어장치

첨부된 도면은 분석기(7)와 발진기(8)가 관련된 송수관에서의 동작을 설명하기 위한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 송수관 3 : 변환기

4 : 원판 5 : 수신기

6A,6B : 케이블 7 : 분석기

8 : 발진기

본 발명은 전치파라미터를 근거로 초음파 흐름의 발생, 변환, 유도, 검파 정류 및 제어를 행하는 전기기계장치 시스템에 관한 것이다.

이 기계장치는 많은 화학적 성분들로 구성된 유체의 처리 과정에서 사용되며, 산업공정에 있어서는, 공정말기에 화학량론 상태에 가장 접근한 포화상태를 이루는 것이 필요하다. 여기에 관한 응용의 실례로서는, 하기와 같은 공정이 있으며, 이에만 국한되는 것은 아니다 : 로보트에 의한 산업 페인트의 사용, 첨가제와 윤활유의 혼합물, 석유의 여러가지 혼합물, 석유화학 제품 화학분야의 식품산업, 공업수처리, 연소, 여러가지 재료의 건조.

초음파가 과학분야 뿐만 아니라 산업분야에서도 이용된다는 사실은 잘 알려져 있다. 1968년 밀라노 탬부리니 편집자 질리아노 살비교수에 의해서 발간된 라컴뷰선(La combustione) 책의 240 페이지에는 알루미늄 장치와 연결된 압전기판을 사용하여 등유를 액체 연료로서 분사시키는 제이. 지. 마트너 씨의 분무기가 기술되어 있으며, 1973년 지오바니 볼페니의 "라 테르모테크니카(La termotecnica)"27권 n. 4의 179페이지 내지 191페이지까지에는 "초음파 가스의 흐름에서 음속에 의해 온도를 측정하기 위한 실험분석"을 예시하고 있다. 본 발명의 장치는 유체를 균질하게 할 목적으로 송수관내에 흐르는 많은 화학적 성분들로 구성된 유체를 처리한다.

본 발명은 새로운 초음파 발생기와 새로운 변환- 수신기로 이루어지는 장치로 구성되며, 이 장치는 송수관내에서 흐르는 유체를 규질하게 처리하는데 적합하다. 상기 두 부속장치는 공동으로 동작한다. 변환수신기에서 나오는 신호를 정교하게 하는 초음파 발생기는 방사를 자체적으로 실제시간내에 조정할수 있으며, 이것은 송수관에서 흐르는 유체를 균질하게 처리하는데 가장 적합한 주파수를 끊임없이 발생시키는 것을 목적으로 하는데, 그 이유는 유체의 흐름가속도가 변화하거나 유체의 점성이 변화될 때마다, 유체는 실제 시간내에 처리 주파수의 즉각적인 조정을 필요로 하기 때문이다.

본 발며의 장치는, 점성과 속도의 수치가 변할 수 있는 가동 유체를 사용하는 산업공정에 저용될때, 전에는 결코 얻지 못하였던 대략 뉴우톤의 조건에서, 전에는 결코 얻지 못하였던 공정의 이론적 결과로서 놀랄만한 액체의 균질화를 제공하는바, 이것은 실제 시간에서 주파수의 조정을 정확하게 하기 때문이다.

송수관 내부에서 변환 작용이 발생되면, 서로 다른 밀도를 갖는 많은 성분들로 구성된 유체는 다음과 같은 공지의 여러가지 현상을 일으킨다 : 교란과 마찰이 최소인 위치, 즉 유체관의 중심에서의 유체중 가장 무거운 입자들의 밀지. 송수관이 유체의 흐름 방향을 변화시킬때 원심력에 의한 무거운 입자들의 돌출, 유체의 속도가 감소될 때 배관의 안쪽 혹은 송수관의 흐름이 없는 영역에서 가장 무거운 입자들의 축적, 여러산업공정중 한 공정에서, 반응개시 순간에 송수관 내에서 운송말기에 유체를 구성하는 성분들 사이에서의 집합 상태의 변형.

지금까지, 여러가지 수단에 의해 유체를 처리하기 위한 초음파를 사용하는 기계장치가 알려져 있었다. 처리하고자 하는 유체를 밀폐 용기내에 두고, 장치는 수동으로 쉽게 조정할 수 있는 주파수 범위를 이용하는것을 사용한다. 이 장치에 의하면, 소량의 유체를 처리할 수 있으며 그 시스템은 연속 공정으로 행 할수 없다.

유체의 온도, 점도 및 속도가 일정한 공장에서 가동 유체를 처리하기 위해 초음파를 이용하는 장치로 알려져 있다. 이들 기계장치는 공정이 개시될때 수동으로 조정해야 한다. 그리고, 유체의 물리적인 변수가 변할 때마다, 담당기술자는 기계장치의 동작 주파수를 다시 조정해야 한다.

경우에 따라서는, 온도조절기, 점도계 및 개량 플랜지에 의해 일정치의 시스템자가 제어를 성취하였다. 이들 부품은 초음파 발생기의 자가 제어기구에 적합한 신호를 변환시켜야 하는 응답을 느리게 제공한다. 이 이중지연은 유체를 부분적으로만 처리하게 된다. 또한, 운반된 유체는 그들간의 대립 상태에서 물리적 변수가 변화한다는 사실은 잘 알려져 있다. 이러한 경우에 신호번역기는 한계점에 도달도고 조정작업을 하지 못하게 된다. 이때, 전처리 시스템을 수정하기 위해서 1인 이상의 기술자가 투입되어야 한다. 한정된 유체처리량, 부분적 처리효율, 기술자들의 계속적인 작업등의 완전 종래 기술이 가진 불편함은 다량의 유체를 처리함은 물론 총처리효율을 높인 본 발명의 장치에 의해 완전 해소되며, 상기 장치는 개시후에 상기의 모든 조건이 완전히 자가 제어된다. 이와 같은 잇점들은 발진기의 처리 및 자가정류의 이중 기능을 특이한 시스템으로 조합하고, 작동자 없이도 스스로 전치파라미터와 비교하는 연속검출을 행하는 본 발명에 의해 제공된다. 상기 기능이 특이하게 조합된 고신뢰도의 시스템은 종래 기술로는 얻지 못하였던 양적 및 질적 결과를 얻을 수 있다.

제1도에서, FF는 송수관(2)내의 처리하고자 하는 유체의 흐름방향이다. 장치(9)는 처리하고자 하는 유체에 적합하도록 선택된 다른 범위의 주파수를 가진 초음파 발생기이다. 장치(9)는 저전압, 220V, 50cys, 혹은 60cys의 단상전기 어너지가 공급되는 것이 바람직하다. 초음파를 발생하는데 적합한 전류는 필요에 따라 다양한 주파수를 가진 전류를 발생하도록 수정 크리스탈, 콘덴서, 저항, 다이리스터, 반도체 및 콘넥터로 구성된 발진기(8)에 의해 발생되며, 처리하고자 하는 유체의 속도 및 점도변수가 다르면 최적처리 주파수도 다르다.

케이블 6A-6B는 일정치의 저항을 가지며 공축 시일드를 구비한 부분의 도체로 구성되며 금속도관내에 설치된다. 케이블6A는 다른 섹터의 벌브로 구성되며, 두개의 개별 부분을 형성하도록 미리 설정되어 지정된 파의 개별 비임을 방사하는 변환기(3)을 발진기(8)과 접속시킨다. TZ처리 영역에 영향을 미치는 초음파의 역할은 전유체에서 성분 분자들이 균일하게 분산되도록 하여 유체흐름의 어느 위치에서나 점도가 일정하게 되도록 도달되는 유체를 처리한다. 도착하는 유체의 속도 또는 점성 변수가 소정치로 변화했다는 것은 이미 완전히 균질하게 되었다는 것을 나타낸다. 이러한 변화는 처리된 유체의 일부를 지나는 SA파에 의해 신호화된다. SA파는 원판(4)에 의해서 6B를 통해 이들을 분석기(7)로 보내는 수신기(5)를 향해 적당히 반사된다. TZ파에 의해 일정조건의 속도 및 점도로 유체의 정확한 처리가 개시되면, SA파는 이들의 통과 및 굴절에 대해 일정한 저항을 갖는 유체를 통과한다. 이들 신호는 일정하게 규칙적으로 분석기(7)에 도달되며 이와 같은 일정한 조건은 잘 균형을 이룬 상태를 분석기(7)와 발진기(8) 사이의 상호작용 시스템으로 유지시킴으로서, 결국 동일 주파수의 전류를 계속 발생시킨다. 도착유체의 점성 또는 속도치가 변하는 경우에, TZ파의 주파수도 변해야하기 때문에 균질 조건이 변화할때 TZ파 의 주파수도 변해야 한다. 유체상태의 이러한 변화는 더이상 일정한 저항치를 가지지않는 유체의 흐름이 SA파에 의해 검파되고, 수신기(5)에 의한 주사는 신호에서 불연속성을 나타내며, 이 불연속성은 음극선오실로스코프에 의해 주사된다.

분석기(7)는 수신신호의 순도를 바탕으로 신호를 수신 또는 거부하는 2진 회로를 포함하며, 신호를 받았다는 것은 발진기(8)의 주파수가 도착되는 유체를 계속처리하는데 적합하다는 것을 의미한다. 분석기(7)는 불규칙하고, 왜곡된 신호가 도착되는것을 차단하며 동작 주파수가 TZ영역에서 최적치가 될 때까지 다른 크리스탈과 관련회로를 고주파수로 활성화시킨다. 이것은 유체에 도착되는 성분들의 집적상태가 증가하거나 흐름속도가 증가함으로 인하여 동작 주파수를 증가시켜야하는 경우이다. 도착 유체의 속도 또는 점성이 감소하는경우에, TZ파의 주파수도 감소시켜야한다. 유체횡단시에 저항이 감소하는 SA파의 비임은 반사파의 비임이 수신기(5)에 잘 모아지도록 원판(4)로부터 하향되는 투사각을 가진다. 즉, 원판(4)에서의 반사대신에 상기 원판의 앞면에서 산란되도록 SA신호를 더욱 많이 굴곡시킨다. 마찰이 거의 없는 상태에서, 수신기(5)에 의해 검파된 신호들은 분석기(7)와 발진기(8)간의 상호작용 시스템의 균형이 잘 유지되도록 하는데 충분하지 못하므로 분석기(7)는 유체흐름이 정지하는 경우에 발진기(8)로 부터의 방사가 정지할 때까지 낮은 주파수 특성을 가지는 크리스탈과 관련회로를 동작시킨다. 발생-출력-수신-분석-정류-발생 신호간의 경과시간은 극히 짧기 때문에, 유체는 상황에 따라 즉각적으로 실제시간내에 처리된다.

Claims (3)

1. 다수의 화학성분들로 구성된 유체를 초음파에 의해 처리하여 균질화시키는 초음파 발생장치에 있어서, 초음파 발진기와, 처리하고자 하는 유체를 통과시키는 송수관과, 상기 송수관내에 초음파를 방출하여 상기 도관내에 흐르는 유체를 처리하는 상기 발진기에 접속된 변환기와, 상기 송수관내에 흐르는 유체를 통과하는 초음파를 검파하여 검파신호를 방출하는 상기 변환기에 인접한 수신기로 구성되고, 상기 발전기는 유체처리를 위한 특정 초음파 신호를 발생하고 처리하고자 하는 유체의 점도 또는 유속에 따라 상기 초음파신호의 주파수를 제어하는 형태이며, 상기 변환기는 상기 송수관내에 돌출된 단일 벌브체와 상기 발진기에 의해 발생된 상기 초음파의 두 개별 비임을 방출시키기 위한 두 개의 개구부를 구비하고, 상기 송수관은 초음파의 제 1비임이 송수관내에 흐르는 유체를 처리하여 균질화시키는 제1 처리영역과 상기 제1처리 영역의 하측에 위치하며 제 2비임이 처리유체의 균질성을 제어하기 위해 상기 수신기로부터 수신되는 제2처리영역을 구획하는 초음파 발생장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제2 비임의 통로에 중첩배열되어 유체의 유속 또는 점도에 따라 다른 반사각을 가지도록 상기 제2 비임을 상기 수신기를 향해 반사시키는 원판을 구비하는 초음파 발생장치.
3. 제1항에 있어서, 신호분석기, 상기 수신기와 상기 발진기를 상기 신호분석기에 접속시키는 제1 및 제2 케이블을 구비하고, 상기 신호 분석기는 상기 수신기로부터 상기 검파신호를 수신하는 2진회로 시스템을 포함하고, 검파신호의 순도에 따라 검파 신호를 수신 또는 거부하며, 실제시간내의 적당한 균질화 처리에 필요한 최적 초음파 주파수에 이르도록 상기 검파 신호와 발진기에 의해 발신된 상기 초음파 신호간의 균형을 유지 또는 변화시키는 초음파 발생장치.

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