專(zhuān)利名稱(chēng)：影響傳送材料流變性能的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)傳送材料尤其是一種可澆注的或漿狀產(chǎn)品或一種疏松材料的流變性能產(chǎn)生影響的系統(tǒng)，該系統(tǒng)定位或能夠定位在用于對(duì)傳送材料進(jìn)行加工或處理的設(shè)備上，其中傳送材料沿著傳送方向進(jìn)行傳送。
背景技術(shù)：
對(duì)于粘性的或漿狀物質(zhì)的傳送和加工/處理，以及對(duì)于疏松材料的傳送而言，需要大量能源和部分相應(yīng)的大型設(shè)備。另外，在這種物質(zhì)或疏松材料傳送過(guò)程中，內(nèi)壁的摩擦引起材料在設(shè)備中或在傳送管線(xiàn)中滯留時(shí)間的變化，從而降低了最后得到的加工/處理材料的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明目的是，設(shè)備中的粘性或漿狀材料在加工/處理和主要是傳送過(guò)程中，一方面實(shí)現(xiàn)相對(duì)于能量和/或設(shè)備尺寸方面的節(jié)約，另一方面使得對(duì)設(shè)備中物質(zhì)的流變性能進(jìn)行監(jiān)控和評(píng)價(jià)成為可能。
本發(fā)明目的可通過(guò)最初提到的本發(fā)明系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)可控制的碰撞系統(tǒng)，其用于使位于所述設(shè)備的至少一個(gè)加工部分內(nèi)的材料產(chǎn)生并引起機(jī)械振動(dòng)，以及至少一個(gè)探測(cè)系統(tǒng)，其用于獲取材料的流變性能；其中，將已經(jīng)得到的流變性能作為用來(lái)使碰撞系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)作的基礎(chǔ)，而所述碰撞系統(tǒng)用于產(chǎn)生和引起機(jī)械振動(dòng)。
借助于至少一個(gè)探測(cè)系統(tǒng)得到的材料流變性能，至少一個(gè)可控制的碰撞系統(tǒng)可據(jù)此使位于所述設(shè)備的至少一個(gè)加工部分內(nèi)的材料的流變性能產(chǎn)生特定的影響。
可優(yōu)選的是，所述探測(cè)系統(tǒng)設(shè)有一第一裝置，其用于確定在材料區(qū)域內(nèi)橫向于傳送方向的速度場(chǎng)；以及一第二裝置，其用于確定在該材料區(qū)域內(nèi)傳送方向上的壓差和/或材料區(qū)域之邊緣處的壓差。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述探測(cè)系統(tǒng)還設(shè)有一其用于確定材料區(qū)域內(nèi)橫向于傳送方向的速度場(chǎng)的裝置，以及一第二裝置，其用于確定在該材料區(qū)域內(nèi)傳送方向上的壓差和/或材料區(qū)域之邊緣處的壓差。
可優(yōu)選的是，所述探測(cè)系統(tǒng)還設(shè)有一其用于確定在材料區(qū)域內(nèi)橫向于傳送方向的速度場(chǎng)的裝置；以及一第二裝置，其用于確定在該材料區(qū)域內(nèi)傳送方向上的壓差和/或材料區(qū)域之邊緣處的壓差。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述探測(cè)系統(tǒng)還設(shè)有一用于確定材料區(qū)域內(nèi)橫向于傳送方向的速度場(chǎng)的裝置，以及一第二裝置，其用于確定材料區(qū)域內(nèi)和/或材料區(qū)域的邊緣處沿著傳送方向的剪應(yīng)力。
當(dāng)材料的速度場(chǎng)和作用在材料上的壓力差已知時(shí)，使用壓力差和使用剪應(yīng)力都能夠確定材料的剪切粘度函數(shù)。這種非破壞性的方法尤其適合用于工業(yè)生產(chǎn)。
本發(fā)明的系統(tǒng)設(shè)有幾個(gè)用于機(jī)械振動(dòng)的碰撞系統(tǒng)，其中至少一個(gè)用于機(jī)械振動(dòng)的碰撞系統(tǒng)能夠獨(dú)立于設(shè)備的操作狀態(tài)受到驅(qū)動(dòng)。進(jìn)而，幾個(gè)用于機(jī)械振動(dòng)的碰撞系統(tǒng)能夠相互獨(dú)立受到驅(qū)動(dòng)。這樣，如果在設(shè)備的不同加工部分需要不同的方式，就可以使待處理、加工或傳送的材料獲得特定的影響作用。
在本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在加工部分的下游設(shè)置一個(gè)用于獲取傳送材料流變性能的第一探測(cè)系統(tǒng)，以便產(chǎn)生以物理化學(xué)性，尤其是位于加工部分下游的材料的流變性能為特征的第一信號(hào)。這樣，就可以連續(xù)監(jiān)測(cè)對(duì)加工部分材料的影響效力，從而按照需要調(diào)節(jié)施加的影響強(qiáng)度。
更可取的是，在加工部分上游設(shè)置一用于獲取傳送材料的流變性能的第二探測(cè)系統(tǒng)，以便產(chǎn)生以物理化學(xué)性，尤其是位于加工部分上游的材料的流變性能為特征的第二信號(hào)。
第一和第二探測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)⑺龅谝恍盘?hào)和/或第二信號(hào)分別與以特定流變性能為特征的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，而且在控制電路中產(chǎn)生一個(gè)反饋信息，該反饋信息是對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行比較后得出的結(jié)果的函數(shù)，從而驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)用于機(jī)械振動(dòng)的碰撞系統(tǒng)。
另外或可替換地，第一信號(hào)和第二信號(hào)也能相互比較，而且在控制電路中產(chǎn)生一個(gè)反饋信息，該反饋信息是對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行比較后得出的結(jié)果的函數(shù)，從而驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)用于機(jī)械振動(dòng)的碰撞系統(tǒng)。


結(jié)合附圖，在本發(fā)明下述實(shí)施例的描述中說(shuō)明本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和可能的應(yīng)用，而且這些描述并不用于限制本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的示意性方框圖；圖2是可控制碰撞系統(tǒng)沿著材料傳送方向在橫斷面上的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖；以及圖3是探測(cè)系統(tǒng)沿著材料傳送方向在橫斷面上的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。
其中1 碰撞系統(tǒng)2 加工部分3 第一探測(cè)系統(tǒng)4 第二探測(cè)系統(tǒng)5 閉環(huán)或開(kāi)環(huán)控制電路10 縫模11 第一超聲波源12 第二超聲波源13 第三超聲波源14 第一壓力傳感器15 第二壓力傳感器10a 進(jìn)口部10b 狹長(zhǎng)部10c 出口部F 送方向G 殼體部P 速度變化圖M 材料S11到S1n 第一信號(hào)S21到S2n 第二信號(hào)
R11到R1n 基準(zhǔn)值21 超聲波發(fā)射器/接收器22 第一壓力傳感器23 第二壓力傳感器具體實(shí)施方式
圖1是本發(fā)明系統(tǒng)作為示意性方框圖。流變性能受本發(fā)明系統(tǒng)影響的傳送材料沿著傳送方向F流過(guò)帶有殼體部G的設(shè)備部分。在其一端上，可控制碰撞系統(tǒng)1設(shè)置在位于設(shè)備加工部分2的區(qū)域內(nèi)的加工部分的殼體部G上。相對(duì)設(shè)備的加工部分2而言，將第一探測(cè)系統(tǒng)3和第二探測(cè)系統(tǒng)4分別設(shè)置在殼體部G的上游和下游。第一和第二探測(cè)系統(tǒng)3，4用于獲取加工部分2的上游和下游處傳送材料的流變性能。第一探測(cè)系統(tǒng)3用于產(chǎn)生以物理化學(xué)性，尤其是加工部分2下游材料的流變性能為特征的第一信號(hào)S11，S12，......S1n。第二探測(cè)系統(tǒng)4用于產(chǎn)生以物理化學(xué)性，尤其是加工部分2上游材料的流變性能為特征的第二信號(hào)S21，S22，......S2n。
來(lái)自第一探測(cè)系統(tǒng)3的第一信號(hào)S11，S12，......S1n沿著規(guī)定路線(xiàn)到達(dá)閉環(huán)或開(kāi)環(huán)的控制電路5。同樣地，來(lái)自第二探測(cè)系統(tǒng)4的第二信號(hào)S21，S22，......S2n沿著規(guī)定路線(xiàn)到達(dá)閉環(huán)或開(kāi)環(huán)的控制電路5。在該閉環(huán)或開(kāi)環(huán)控制電路5中處理分別來(lái)自第一探測(cè)系統(tǒng)3和第二探測(cè)系統(tǒng)4的第一和第二信號(hào)。當(dāng)處理這些信號(hào)時(shí)，例如，第一信號(hào)S11，S12，......S1n和/或第二信號(hào)S21，S22，......S2n與各自的基準(zhǔn)值R11，R12，......R1n進(jìn)行比較。另外或作為替代，第一信號(hào)和第二信號(hào)也能夠相互比較。作為第一和第二信號(hào)與基準(zhǔn)值比較以及第一信號(hào)與第二信號(hào)相互比較的函數(shù)，閉環(huán)或開(kāi)環(huán)控制電路5發(fā)出對(duì)碰撞系統(tǒng)1的驅(qū)動(dòng)(S31，S32，......S3n)，并產(chǎn)生了對(duì)影響傳送材料流變性能所必需的機(jī)械振動(dòng)。
圖2是可控制碰撞系統(tǒng)沿著材料傳送方向F在橫斷面上的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖?？p模(slit die)10設(shè)置在殼體部G上。沿著流動(dòng)方向F，縫模10的通道區(qū)域包括錐形進(jìn)口部10a，該進(jìn)口部鄰接狹長(zhǎng)部10b，該狹長(zhǎng)部又鄰接擴(kuò)展出口部10c?？p模還包括第一超聲波源11，并與第二和第三超聲波源12，13連接。第一超聲波源11用于在狹長(zhǎng)部10b處引起高強(qiáng)度超聲波，其振動(dòng)方向主要垂直于流動(dòng)方向F。第二和第三超聲波源12，13也用于在縫模10處引起超聲波，其振動(dòng)方向主要平行于流動(dòng)方向F。第一壓力傳感器14和第二壓力傳感器15位于狹長(zhǎng)部10b的上游和下游端。以這種方式得到的第一壓力傳感器14和第二壓力傳感器15之間的壓力差，能夠與通過(guò)殼體部G的容積流量的信息協(xié)同作用來(lái)測(cè)定材料M的剪切粘度。
圖3是探測(cè)系統(tǒng)沿著材料傳送方向F在橫斷面上的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。超聲波發(fā)射器/接收器21測(cè)定速度變化圖P或來(lái)自超聲波回波的流動(dòng)材料M的速率作為徑向坐標(biāo)的一個(gè)函數(shù)。處于超聲波發(fā)射器/接收器上游的第一壓力傳感器22和處于超聲波發(fā)射器/接收器下游的第二壓力傳感器23可以用于測(cè)量沿著套管壁G的壓力差，從而測(cè)量壁面張力。假設(shè)在管子橫截面上有線(xiàn)性剪應(yīng)力分布，則就能把剪切粘度作為局部速度斜率以及測(cè)定的速度變化圖的一個(gè)函數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)傳送材料尤其是一種可澆注的或漿狀產(chǎn)品或一種疏松材料的流變性能產(chǎn)生影響的系統(tǒng)(1，3，4)，該系統(tǒng)定位或能夠定位在用于對(duì)傳送材料(M)進(jìn)行加工或處理的設(shè)備上，其中傳送材料沿著傳送方向(F)進(jìn)行傳送，其特征在于，該系統(tǒng)包括a)至少一個(gè)可控制的碰撞系統(tǒng)(1；11，12，13)，其用于使位于所述設(shè)備的至少一個(gè)加工部分(2)內(nèi)的材料(M)產(chǎn)生并引起機(jī)械振動(dòng)，以及b)至少一個(gè)探測(cè)系統(tǒng)(3；4；14，15；21，22，23)，其用于獲取材料(M)的流變性能；其中c)將已經(jīng)得到的流變性能作為用來(lái)使碰撞系統(tǒng)(1；11，12，13)產(chǎn)生動(dòng)作的基礎(chǔ)，而所述碰撞系統(tǒng)用于產(chǎn)生和引起機(jī)械振動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述探測(cè)系統(tǒng)設(shè)有一第一裝置(21)，其用于確定在材料區(qū)域內(nèi)橫向于傳送方向(F)的速度場(chǎng)；以及一第二裝置(22，23)，其用于確定在該材料區(qū)域內(nèi)傳送方向(F)上的壓差和/或材料區(qū)域之邊緣處的壓差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述探測(cè)系統(tǒng)設(shè)有一第一裝置(21)，其用于確定材料區(qū)域內(nèi)橫向于傳送方向(F)的速度場(chǎng)，以及一第二裝置(24)，其用于確定材料區(qū)域內(nèi)和/或材料區(qū)域的邊緣處沿著傳送方向(F)的剪應(yīng)力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)設(shè)有幾個(gè)用于機(jī)械振動(dòng)的碰撞系統(tǒng)(1；11，12，13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)用于機(jī)械振動(dòng)的碰撞系統(tǒng)(1；11，12，13)能夠獨(dú)立于設(shè)備的操作狀態(tài)受到驅(qū)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，幾個(gè)用于機(jī)械振動(dòng)的碰撞系統(tǒng)(1；11，12，13)能夠相互獨(dú)立受到驅(qū)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，在加工部分(2)的下游設(shè)置一個(gè)用于獲取傳送材料流變性能的第一探測(cè)系統(tǒng)(3)，以便產(chǎn)生以物理化學(xué)性，尤其是位于加工部分(2)下游的材料的流變性能為特征的第一信號(hào)(S11，S12，......S1n)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，在加工部分(2)上游設(shè)置一用于獲取傳送材料的流變性能的第二探測(cè)系統(tǒng)(4)，以便產(chǎn)生以物理化學(xué)性，尤其是位于加工部分(2)上游的材料的流變性能為特征的第二信號(hào)(S21，S22，......S2n)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8之一所述的設(shè)備，其特征在于，將所述第一信號(hào)(S11，S12，......S1n)和/或第二信號(hào)(S21，S22，......S2n)分別與以特定流變性能為特征的基準(zhǔn)值(R11，R12，......R1n)進(jìn)行比較，在控制電路(5)中產(chǎn)生一個(gè)反饋信息，該反饋信息是對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行比較后得出的結(jié)果的函數(shù)，從而驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)用于機(jī)械振動(dòng)的碰撞系統(tǒng)(1；11，12，13)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7，8或9之一所述的設(shè)備，其特征在于對(duì)第一信號(hào)(S11，S12，......S1n)和/或第二信號(hào)(S21，S22，......S2n)進(jìn)行相互比較，在控制電路(5)中產(chǎn)生一個(gè)反饋信息，該反饋信息是對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行比較后得出的結(jié)果的函數(shù)，從而驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)用于機(jī)械振動(dòng)的碰撞系統(tǒng)(1；11，12，13)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)傳送材料尤其是一種可澆注的或漿狀產(chǎn)品或一種疏松材料的流變性能產(chǎn)生影響的系統(tǒng)(1，3，4)，該系統(tǒng)定位或能夠定位在用于對(duì)傳送材料(M)進(jìn)行加工或處理的設(shè)備上，其中傳送材料沿著傳送方向(F)進(jìn)行傳送。本發(fā)明系統(tǒng)包括至少一個(gè)可控制碰撞系統(tǒng)(1；11，12，13)，其用于使位于所述設(shè)備的至少一個(gè)加工部分(2)內(nèi)的材料(M)產(chǎn)生并引起機(jī)械振動(dòng)，以及至少一個(gè)探測(cè)系統(tǒng)(3；4；14；15；21，22，23；21，24)，用于獲取材料(M)的流變性能。將已經(jīng)獲得到的流變性能作為用來(lái)使碰撞系統(tǒng)(1；11，12，13)產(chǎn)生動(dòng)作的基礎(chǔ)，而所述碰撞系統(tǒng)用于產(chǎn)生和引起機(jī)械振動(dòng)。
文檔編號(hào)B65G53/58GK1620397SQ03802542
公開(kāi)日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2003年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月21日
發(fā)明者鮑里斯·烏里埃夫 申請(qǐng)人:布勒股份公司