喷雾监控系统和喷雾监控方法
【专利摘要】一种喷雾监控系统(100)包括壳体(102)，所述壳体(102)具有外罩(104)和内罩(106)并在其间形成环形空隙。所述内罩限定筒形腔且窗体(112)覆盖所述壳体的近端。摄像头组件(130)被布置在所述筒形腔中且被配置来通过所述窗体(112)成像，并且有冷却液入口(108)和冷却液出口(110)以允许所述空隙中的冷却液流。
【专利说明】
喷雾监控系统和喷雾监控方法
技术领域
[0001]本发明涉及用于监控喷雾的方法和系统，且特别涉及相对于喷雾干燥器可用的这种系统和方法。
【背景技术】
[0002]—般在食品工业中，特别是在乳品工业中，会使用喷雾干燥器。在这种喷雾干燥器中，液体食物产品受迫通过喷雾喷嘴或以其他方式雾化、与干燥室的热空气混合(或夹带到热空气的急流中)并注入干燥室中。任何残留水被蒸发并且所得的粉末被收集在干燥室的底部。该所得物可以是干粉末，例如奶粉。虽然仅以寥寥数语进行描述，但对使产品干燥的整个工艺的性能而言，喷嘴的性能是关键的。喷雾喷嘴的性能和特征还可对颗粒尺寸产生影响。进给量、温度和压力等是容易由标准传感器装置(例如，质量流量计、热电耦、压力传感器)控制和监控的参数，但喷雾的性能不那么容易控制和监控。干燥室内部的气氛是严酷的，具有高温、高速流和潜在的研磨颗粒。
[0003]一种这样的系统在US2012287285中被公开，而本公开建议了一种用于喷雾形成工艺的控制的改进的系统。
【发明内容】
[0004]为了消除或减轻现有技术的缺点，本公开关注一种喷雾监控系统，所述喷雾监控系统包括:壳体，所述壳体具有外罩和内罩并在其间形成环形空隙，其中所述内罩限定筒形腔;窗体，所述窗体覆盖所述壳体的近端;摄像头组件，所述摄像头组件被布置在所述筒形腔中且被配置来通过所述窗体成像;其中有冷却液入口和冷却液出口以允许所述空隙中的冷却液流，从而允许所述系统被布置在喷雾系统的恶劣环境中。
[0005]根据一或多种实施方式，所述系统包括具有近端和远端的插件且其中所述摄像头组件被布置在所述插件的近端。
[0006]在一或若干实施方式中，所述插件在其近端具有端部底座，所述端部底座被配置来与所述筒形腔的近端配合。
[0007]在进一步的或相关的实施方式中，所述插件的直径向着近端逐渐减小，在所述近端赋予它截头圆锥形的整体形状。
[0008]在一或多种实施方式中，所述筒形腔的近端具有与所述插件的近端配对安装的形状。
[0009]在一或若干实施方式中，所述端部底座可包括至少两个部件，在所述至少两个部件之间布置有空隙，允许所述端部底座的直径有变化弹性，在其他的或相关的实施方式中，杆可在所述端部底座和位于远端的端部配件之间延伸，其中所述端部配件被配置来密封所述筒形腔。
[0010]照明装置可被布置在所述插件的远端，以发射通过所述窗体的照明光线，所述照明装置优选地由LED装置形成，以及甚至更优选地由环形LED装置形成。[0011 ]根据上文或下文所述的系统可被配置来用于喷雾干燥器的高温环境中。
[0012]根据另一方面，本公开提供了一种用于使用根据前面的或后续的描述所述的系统进行喷雾监控的方法，包括:在喷雾干燥器中布置所述系统，通过一或多个喷雾的同时成像从所述系统获取喷雾数据，评估从所述系统获取的喷雾数据。
[0013]为了充分利用所述系统的特征，可将其布置在喷雾干燥器的热空气入口中，在其他实施方式中，可将其布置在空气分配器文丘里管中。
【附图说明】
[0014]图1是根据本发明第一实施方式的系统的示意性纵向剖视图。
[0015]图2是图1的设备的透视剖视图。
[0016]图3是根据本发明第二实施方式的系统的部件的示意性平面图。
【具体实施方式】
[0017]图1示出了根据本发明第一实施方式的系统100。系统100包括壳体102，壳体102具有外罩104和内罩106，在外罩104和内罩106之间形成环形空隙以形成冷却套管。壳体102包括连接件108、110，用于引导冷却液进出所述环形空隙。所述冷却液主要是水，但并不应当排除其他液体。在所述系统的近端布置有圆形的玻璃板112。玻璃板112可由禁得起就温度和化学品而言相当严酷的环境、同时还提供令人满意的光谱透射率的熔融石英制成。其他替代选择可包括蓝宝石玻璃或硼硅酸盐玻璃，具体取决于应用。扣环114将玻璃板112保持在恰当的位置。虽然在图1中不是完全可见，一或多个垫片116、118确保玻璃板112和其与壳体102的接触之间的紧密连接(垫片116)，同时还在扣环和玻璃板之间分配力(垫片118)。每个垫片建议性地由一体形成并沿着玻璃板的周界在外径内延伸。
[0018]在壳体102中，在径向上，在内罩106的内部形成筒形腔。所述筒形腔在近端由玻璃板112定界，同时，远端是开放的。
[0019]现在为止所公开的系统的部分可形成壳体单元。出于服务目的拆除该单元是可行的，而且在本实施方式中便是如此。在其他实施方式中，使用焊接、粘合或其他较不可逆的接合不同结构部件的方法也是可行的。
[0020]系统100的第二部分是在其近端具有照明装置的插件。在本实施方式中，照明装置包括由布置在环形构造中的若干LED光源形成的LED环IHLED环119被布置来发射通过玻璃板112的光(或更一般地说“辐射”(如果在可见光谱之外))。在本实施方式中，LED环包括两个同心圆，每一个由若干LED光源制成。LED环被布置在端部底座120上。三条杆122从端部底座120向远端延伸。在远端，所述杆被安装到端部配件124。端部配件124执行若干结构功能，其中一个是密封所述筒形腔的开放的远端。在本实施方式中，端部配件124具有被布置为邻接远端的凸缘126，而垫片128被定位在中间。机械螺丝130可被用于固定端部配件124以密封筒形腔的远端。从图1可知，显而易见的是，端部配件124可包括用于其他目的的其他部件，比如电缆压盖140。显而易见的还有，可以有多于或少于三条的杆122，且所述杆的功能可通过其他技术方案解决。
[0021]回到所述插件的近端，摄像头组件130被布置在自端部底座120延伸的摄像头底座132上，且由于摄像头130被布置来通过玻璃板112成像，所以端部底座120具有中央开口，从而端部底座120可具有整体上的环形状。可以有布置来改善成像的成像组件131(比如，透镜/滤镜组合)。摄像头130可由外部电源供电，且发送给该摄像头的信号和来自该摄像头的信号可被存储在内部，或如在本实施方式中，摄像头130与(能量或控制参数的)外部源直接或经由以附图标记134表示的内部控制单元(比如，印刷电路板)连通。在本实施方式中，所述系统利用以太网连接来以高速率传送数据。
[0022]端部底座120可具有朝着远端变窄的锥形部分136。锥形部分136被布置来与内罩106的配对的锥形部分138配合，以比如在所述插件被布置在所述壳体单元中时提供定中心功能。在图1中，附图标记136和138已被设置为指向两者之间的交界面。在其他实施方式中，端部底座120可由两个弓形部件形成，该两个弓形部件一起形成端部底座120。在该两个弓形部件之间可以有狭槽或小缝，其中由于该两个弓形部件因所述空隙可被布置为更靠近在一起或进一步分离，所以端部底座120可允许其直径的一些结构弹性。通过这种方式，端部底座120可在无需在轴向方向上具有绝对的端部位置的情况下提供定中心功能。在端部底座的尺寸和材料使得它可提供一些内部弹性的相关实施方式中，实现预期的功能用单一缝已足够。
[0023]在图2的剖视图中，图1的系统被透视地不出。与图1相同的附图标记代表相同的部件，但透视图可添加关于本实施方式的一些结构信息。
[0024]当根据本发明的实施方式构造设备时，必然会是很具体的。这并不是说，细节量应当被解释为本发明本身的限制性限定。这仅仅意味着，就预期使用领域中的实践性实施方式而言，有许多构造上的细节要考虑，比如，所使用的材料、垫片和螺丝的位置等，而且由本领域技术人员鉴于本发明的细节而建议的构造可与图1和图2所呈现的解决方案不同，但依然在由所附权利要求限定的本发明的范围内。
[0025]当被布置在工业规模的喷雾干燥器中时，所述系统会被布置来监控高压喷嘴。根据一个构思，所述系统应当被布置在空气分配器文丘里管中，被布置在此处的是所述系统的近端。这具有至少两个有益效果。第一个是近端会被布置在空气入口中，然后空气与粉末混合。环境是严酷的，具有高空气流速和高温，但相关益处是成像系统不会被粉末弄脏。第二个有益效果是成像系统具有对大部分或所有的喷雾喷嘴的良好视野。通过提供对这个区域的监控，实现对严重影响干燥器性能的喷嘴泄漏、不规则喷雾模式等(即，参数)的检测，而且具有无干扰的视野使得能够使用用于识别错误的自动检测软件。
[0026]所述系统或多个所述系统可通过以太网链路与控制室中的计算机连接。根据所传送的数据量，在以太网集线器和计算机之间可以考虑光纤连接。控制室中的计算机可显示摄像头图像的拼接画面(mosaic)，其中一个可被选定并全屏显示。
[0027]此外，从控制室可以控制LED亮度或摄像头曝光以优化图像的质量和受监控的摄像头的温度。所述图像应当具有足够的质量以帮助计算机视觉获取、处理、分析和理解图像从而检测事件。
[0028]在典型应用中，所述系统可被暴露于高达240°C的高温干燥空气，这要求主动式冷却以防止所述壳体内部的电气元件(摄像头、LED环等)的过热。举例而言，10-20°C的冷却水或在应用现场容易获得的冷却液可利用水的入口 /出口并形成冷却套管而被用于冷却所述单元的外部。冷却水可使所述壳体具有约30-40°C的温度，具体取决于冷却水的初始温度和质量流量。
[0029]根据本发明一或多种实施方式的方法可包括将根据任一前述实施方式的系统布置在喷雾干燥器的空气入口中以用于喷雾性能的监控的步骤。
[0030]虽然上文已参考附图详细描述了本公开的优选实施方式，但本公开的技术范围并不限于所公开的示例性实施方式。具体而言，要理解的是，如本领域技术人员所熟知的，根据设计或其他元素，可以有落在权利要求的范围内的各种修改方式、组合方式以及其他实施方式。
【主权项】
1.一种喷雾监控系统，包括: 壳体，所述壳体具有外罩和内罩并在其间形成环形空隙，其中所述内罩限定筒形腔， 窗体，所述窗体覆盖所述壳体的近端， 摄像头组件，所述摄像头组件被布置在所述筒形腔中且被配置来通过所述窗体成像， 其中有冷却液入口和冷却液出口以允许所述空隙中的冷却液流。2.如权利要求1所述的系统，其中所述系统包括具有近端和远端的插件且其中所述摄像头组件被布置在所述插件的近端。3.如权利要求2所述的系统，其中所述插件在其近端具有端部底座，所述端部底座被配置来与所述筒形腔的近端配合。4.如权利要求3所述的系统，其中所述插件的直径向着近端逐渐减小，在所述近端赋予它截头圆锥形的整体形状。5.如权利要求4所述的系统，其中所述筒形腔的近端具有与所述插件的近端配对安装的形状。6.如前述权利要求3-5中任一项所述的系统，其中所述端部底座包括至少两个部件，在所述至少两个部件之间布置有空隙，允许所述端部底座的直径有变化弹性。7.如前述权利要求3-6中任一项所述的系统，其中杆在所述端部底座和位于远端的端部配件之间延伸，其中所述端部配件被配置来密封所述筒形腔。8.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中照明装置被布置在所述插件的远端，以发射通过所述窗体的照明光线，所述照明装置优选地由LED装置形成，以及甚至更优选地由环形LED装置形成。9.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述系统被配置来用于喷雾干燥器的高温环境中。10.—种用于使用根据前述权利要求1-9中任一项所述的系统进行喷雾监控的方法，包括以下步骤: 在喷雾干燥器中布置所述系统， 通过一或多个喷雾的同时成像从所述系统获取喷雾数据， 评估从所述系统获取的喷雾数据。11.如权利要求10所述的方法，进一步包括将所述系统布置在所述喷雾干燥器的热空气入口中的步骤。12.如权利要求10或11所述的方法，进一步包括将所述系统布置在空气分配器文丘里管中的步骤。
【文档编号】F26B3/12GK105848772SQ201480069629
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月16日
【发明人】埃迪·勃朗思威, 菲利普·西特斯玛
【申请人】利乐拉瓦尔集团及财务有限公司