[发明专利]一种稳定控制搅拌桶内搅拌状态的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及射流清洗技术，特别涉及一种稳定控制搅拌桶内搅拌状态的方法与装置，主要用于实现对后混合射流系统中搅拌桶的砂量浓度进行有效控制，实现对不同种类的硬物颗粒物的不同浓度进行稳定控制，确保供砂系统能稳定的向外供应规定浓度的砂浆，保证供砂管路不发生砂浆浓度过大、过少等现象，由此实现对后混合射流特性的严格控制，有效提高后混合射流清洗效果的稳定性。

背景技术

后混合射流清洗技术是采用高压水射流带动细小的硬物颗粒，以高压水位载体将硬物颗粒加速至足够高的速度后，向目标靶物进行冲刷、轰击，从而实现对各类制品表面的腐蚀层(如锈蚀层、鳞皮)、油漆层、边角部加工毛刺等的有效清洗。

通常情况下，考虑到清洗操作的方便、快捷性，通常采用一种称为后混合射流的清洗技术，该技术是通过增压系统，如三柱塞泵将水压力增压至足够高的压力水平，如80MPa，同时将此高压水传递至后混合喷嘴处，后混合喷嘴依靠自身的特殊形腔，在通水喷射时自动产生一个对应的自吸力，该自吸力即为砂路供应的基本动力源，该自吸力通过一个插在搅拌桶中的管子将混合油高浓度砂粒的砂浆吸入喷嘴，并在喷嘴内的混合腔内完成混合后向外喷射，如此实现最终的后混合喷射，以此来实现清洗的目的。

之所以利用搅拌桶来实现供砂，主要是因为喷射的砂粒需要回收处理后再利用，这种回收再利用的砂粒进入喷射系统时，最方便的手段就是直接进入搅拌器，利用喷射系统的自吸力吸入喷射系统即可，如此即实现再利用。

这种再利用的供砂方案中的核心部件是搅拌桶，吸砂管直接插入搅拌桶，通常为了获得高浓度的砂浆，吸砂管通常直接插入至搅拌桶的底部。这种方式带来的优点是砂浆浓度极高，对喷射后的清洗效果具有很好的促进作用；然而，为实现砂量的循环利用，通常砂粒在进行一次表面喷射后，利用回收过滤系统会通过砂浆管路再次进入搅拌桶，搅拌桶作为一个供砂的关键系统，其内部的砂水浓度至关重要。当砂水浓度超标后，通常造成搅拌器负荷超限，容易造成搅拌器驱动电机过热烧损；当砂水浓度较低时，造成喷射系统的砂管中砂量不足，直接影响喷射系统的清洗效果。

基于此，为获取稳定的砂量供应，需要严格控制搅拌桶中的砂水浓度(可分为体积比浓度与质量比浓度)。通过对国内外相关领域内进行的详细调研发现，相关技术领域内的研究人员并没有提出一种针对性的有效解决方案，为此本发明基于搅拌桶内的二相流的重量特性，公开一种有效的浓度控制方案，以实现对搅拌桶中砂量的稳定控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定控制搅拌桶内搅拌状态的方法及装置，用于单一种类砂粒与液体介质的不同浓度值下的稳定控制，通过对搅拌桶特殊高度位置的浓度精确测量，实现对搅拌桶内注入介质量的精确控制，从而提高搅拌桶的砂浆浓度的稳定控制，杜绝砂浆浓度过高或过低的现象，出达到对后混合喷嘴清洗效果的有效控制。

为达到上述目的，本发明的主要技术方案是：

利用对搅拌桶内某个高度的浓度值进行精确的光学测量，由测量值对标来实现对搅拌桶内注入介质的精确控制，从而实现对搅拌桶内浓度分布的稳定控制，以此来实现对最终向外供应的砂浆浓度的控制。

具体地，本发明的一种稳定控制搅拌桶内搅拌状态的方法，包括如下步骤：

1)确定搅拌桶初始状态的参数：

搅拌桶容积为：V0=h·π·d24-V1]]>

式中：h-搅拌桶的有效容积深度，m；d-搅拌桶的有效容积直径，m；V₀-搅拌桶的最终有效容积，m³；V₁-搅拌器在搅拌桶有效容积深度内所占据的容积，m³；

搅拌桶内砂浆初始浓度值为N₀，该测量值N₀正是搅拌桶6在后续稳定供应期间需要保持的测量值，即桶内必须达到的目标浓度值；

搅拌桶初始加入介质即砂浆和水的平均体积比为Z₀：