[发明专利]检测和诊断粉末流稳定性的方法

说明书

从粉末进料器(2,111,45)输送到处理设备(3,20)(例如热喷枪)的粉末流可能具有不稳定性，该不稳定性可以使用软管背压来检测和诊断。在粉末软管管线(7,17)中，在粉末管线(7,17)与进料器(2,111,45)的连接处，结合有压力换能器，这允许以高采样率实时测量背压，以检测不稳定性并帮助诊断不稳定性的原因。诊断包括识别软管(7,17)中的周期性振荡，例如声学振荡，以及检测软管堵塞和软管破裂条件。一旦检测到，可以建议适当的纠正措施来纠正不稳定性的原因。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年4月27日提交的美国临时申请第62/490,955号和2017年5月31日提交的美国专利申请第15/609,846号的优先权，这两份专利的公开内容全文以引用方式明确地并入本文中。

背景技术

使用输送软管的粉末进料通常使用飞行输送来完成，在飞行输送中，颗粒被夹带在载气流中，以将粉末递送到最终处理设备，例如喷枪。由于多种原因，流动可能产生不稳定性，导致可能影响喷涂效果的粉末流波动。

激光已被用来测量通过粉末流的光传输。然而，这种方法有几个缺点：

1. 必须改变输送粉末流的软管，以提供合适的位置，优选地靠近处理设备或最终用途，在该位置激光可以照射穿过粉末流。这种改变本身可以通过在流动中产生不连续性而引入不稳定性。

2. 激光光传输的信号衰减很高，尽管这提供了极好的灵敏度，但信号在高流量条件下可能很快变得饱和，从而妨碍正确诊断。在粉末与载气的质量流量比高的情况下尤其如此，在这种情况下，粉末流可能完全阻挡激光光传输。

3. 增加激光会给处理设备增加相当大的成本，同时也增加了必须精确进料和控制粉末流的已经复杂的系统的复杂性。

粉末进料器的两种主要类型是射流式和容积式。两种类型都可以进料尺寸范围从约150µm到小于5µm且粉末密度从约3g/cc到高达15g/cc的各种粉末。另外，这些进料器可以以从约1g/min到高达300g/min的宽范围进料速率进料粉末。这些粉末进料器可用于工业应用，例如制药、食品加工、热喷涂和其他合适的工业。

许多粉末进料器在粉末进料器出口处的粉末管线中结合有压力换能器，例如Oerlikon Metco 9MP-CL。该换能器用于定义软管压力反馈，该反馈进而用于计算料斗压差，该压差是使用重力设备控制射流式进料器中的进料速率所需的。在某些型式的粉末进料器中，软管背压也可用作安全检测，以便在突然或意外的高背压条件下隔离粉末料斗。该信号也作为经过严格滤波的信号显示在粉末进料器上，该信号每秒更新约一次。迄今为止，还没有进料器试图使用压力信号来确定软管中的粉末流是否稳定。

发明内容

在实施例中，从粉末进料器输送到处理设备(即热喷枪)的粉末流可能具有不稳定性，该不稳定性可以使用软管背压来检测和诊断。在粉末软管管线中，例如在粉末管线与进料器的连接处，结合有压力换能器，这允许以高采样率实时测量背压，以检测不稳定性并帮助诊断不稳定性的原因。诊断包括识别软管中的周期性振荡，例如声学振荡，以及检测软管堵塞和软管破裂条件。一旦检测到，可以建议、推荐和/或采取适当的纠正措施来纠正不稳定性的原因。

因此，实施例涉及检测粉末流波动并在它们发生时检测和诊断不稳定性的装置和方法。优选地，这些装置和方法不需要额外的仪器。

本发明的实施例涉及用于检测和/或诊断粉末输送问题的方法。载气中夹带的粉末通过粉末进料软管从料斗引导至最终处理设备，并且该方法包括监测粉末进料软管中的压力，并且基于监测的压力执行下列操作中的至少一项：检测缺失或损坏的粉末进料软管；检测粉末进料软管堵塞；以及检测和诊断进料不稳定性。