Индукционное устройство для отделения примерзшего материала от поверхности металлической емкости

 

ИНДУКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ПРИМЕРЗШЕГО МАТЕРИАЛА ОТ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ , содержащее колебательный контур, подключенный через снабженный блоком широтно-импульсного управления тиристорный коммутатор к регулируемому трансформатору с блоком управления , и датчик температуры с усилителем на выходе, отличающееся тем, что, с целью снижения потребления электроэнергии н ускарсния процесса, устройство снабжено преобразователями напряжение - частота и частота - напрязкение, регулятсчром непрерывного режима и бдокс 4 сравнения с источником опорного н.апряжения, выход усилителя соединен с одним из входов преобразователя напряжение - частота, ко второ5 му .входу которого подключен регулятор Henpei BHoro режима, один из выходов указанного преобразователя . через преобразователь частота - напряжение соединен со. входом блока управления трансформатсфа, а другой его выход - с одним из входов .Олока широтно-импульсного управлений, ко ВТОРСМ4У входу которого подключен выход блока сравнения, связанного входом с выходом усилителя. ю 4 СП) СО

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

«Nl éà . РЕСПУБЛИК

yQi9 Н 05 В 6 06

« (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н ABTOPCIEOIOT С«ИД«те«СТВ«

V (.«g;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЙ

Ф (21 ) 3379985/24-0 7 (22 ) 07. 01. 82 (46 ) 15. 04. 83 . Бвп. В 14 (72) Ао В. Докукин, A. Б. Кувалдин, А. П. Образцов, Б. В. Кольцов, Е, В. Долбилин, A. И. Нечаев и Н. Б. Миронова (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт и Институт горного дела им..А. А. Скочинского (53) 621.365.52(088.8) (56) 1. Иванов В. М., Радовнцкий И,В.

Предотвращение потерь и-смерэаемости углей при транспортировании. М., Недра", 1979, с. 77-78.

2 . Авторское свидетельство СССР

9 213590, кл. В 64 О 15/06р 1966.

3., Авторское свидетельство СССР

Р 648491 кл. В 65. 6. 69/20, 1975 °

4..Электрооборудование и автоматика электротермических установок.

Справочник. М., "Энергия", 1978, с. 175-176

Ф (54) (57) ИНДуКцИОННОЕ уСТРОйство

ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ПРИМЕРЗШЕГО. МАТЕРИАЛА OT ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЕМКОС,SU„„1012463

ТИ, содержащюе колебательный контур, подключенный через снабженный блоком широтно-импульсного управления тиристорный- коммутатор к регулируемому трансформатору с блоком управления, и датчик температуры с усилителем на выходе, о т л и ч а в щ ее с я тем, что, с целью снижения потребления электроэнергии и ускорения процесса, устройство снабжено преобразователями "напряжение - час» тота" и "частота — напряжение", регулятором непрерывного режима и бпоком сравнения с источником опорного напряжения, выход усилителя соеди» нен с одним иэ вхедов преобразователя "напряжение — частота", ко второ- Е ьу .входу которого подключен регулятор непрерывного режима, один из выходов указанного преобразователя . через преобразователь "частота - напряжение" соединен со.входом блока управления трансформатора, а другой р его выход — с одним из входвв,Ялока широтно-импульсного управлений, ко второму входу которого подклвчен выход блока сравнения, связанного входом с выходом усилйтеля.

1012463

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение при индукционном нагреве металлических емкостей со смерзшимся грузом.

Известны механические и конвективные устройства разрушения смерз" 5 шихся грузов 1}.

К недостаткам такого механического устройства можно отнести невозможность полной очистки емкостей из-за возможного повреждения обшив- 10 ки емкости при контактировании механических буров с очищаемой поверхностью

Недостатком конвективных гаражей является длительное нахождение в них вагонов в процессе размораживания (до 24 ч), размораживание идет при высоких температурах, что приводит к повреждению емкостей при низком

КПД использования тепла, большая стоимость строительных сооружений и большой срок их строительства.

Известны электрофизические устройства для разрушения смерзаемости (2), например устРойство для удаления льда с обшивки летательного аппарата, причем возбудителем механических импульсов является электромагнитный индуктор.

Недостатком данного устройства является то, что тепловое воздействие такого поля невелико, ввиду того., что импульсы электромагнитного поля состоят из затухающих колебаний.

Известно также устройство для 35 обогрева вагонов со смерзшимся грузом, в котором использован индукционный способ нагрева металлических стенок емкости со смерзшимся грузом f3 ).

Недостатком этого устройства явля-p(} ются большие затраты электрической энергии.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является индукционное устройство, содержащее коле- 45 бательный контур, подключенный через снабженный блоком широтно-импульсного управления тиристорный коммутатор к регулируемому трансформатору с блоком управления, и датчик температуры с усили елем на выходе (4) .

Недостатком данного устройства является значительный расход электроэнергии при разМораживании контактной зоны "металлическая поверхность емкости - смерзшийся груз". 55

Целью изобретения является повышение эффективности процесса .и уменьшение потребления энергии.

Для достижения этой цели индук- . ционное устройство, содержащее колеба- 6О тельный контур, подключенный через снабженный блоком широтно-импульсного управления тиристорный коммутатор к регулируемому трансформатору с блоком управления, и датчик температуры с i65 усилителем на выходе,. снабжено преобразователями "напряжение — частота" и "частота — напряжение", регулятором непрерывного режима и блоком сравнения с источником опорного напряжения, выход усилителя соединен с одним иэ входов преобразователя

"напряжение - частота", ко второму входу которого подключен регулятор непрерывного режима, один из выходов указанного преобразователя через преобразователь "частота — напряжение" соединен со входом блока управления трансформатора, а другой его выход - с одним из входов блока широтно-,импульсного управления, ко второму входу которого подключен выход блока сравнения, связанного входом с выходом усилителя.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу устройства.

В устройство входят трансформатор

1 с регулируемым напряжением, тиристорный коммутатор 2 с широтно-импульсным регулированием, конденсаторная батарея 3, индуктор 4, примерзший или прилипший материал 5 в металлической емкости, датчик температуры 6, усилитель 7, блок 8 управления трансформатором, блок 9 широтно-импульсного управления тиристорным коммутатором, преобразователь "напряжейие частота" 10, регулятор непрерывного режима 11, преобразователь "частотанапряжение" 12, блок сравнения 13, источник опорного напряжения 14.

Устройство работает следующим образом.

У наружной поверхности очищаемой области 5 установлена катушка электромагнитного индуктора 4. Инцуктор 4 соединен с сетью через трансформатор

1 с регулируемым напряжением. При подаче напряжения на индуктор 4 в нем течет импульсный ток, что достигается включением между трансформатором

1 и индуктором 4 тиристорного коммутатора 2. Конденсаторная батарея 3 служит для компейсации реактивной мощности, Электромагнитное поле образуется импульсами тока из незатухающих синусоидальных колебаний. В результате осуществляется нагрев металлических стенок, а чередование включения и отключения тока приводит к появлению и снятию электромагнитных сил действующих на стенки емкости и вызывающих вибрацию емкости.

Блок 8 управления трансформатором, изменяя его вторичное напряжение, позволяет регулировать мощность, передаваемую в загрузку, а также амплитуду тоха индуктора. Блок 9 управления тиристорного коммутатора также позволяет регулировать величину мощности, передаваемую в эагруз1012463 ку, однако основное его назначениерегулирование длительности импульсов тока индуктора и скважности. При нагреве стенок емкости в режимах, близких к оптимальным, необходимо поддерживать мощность, выделяющуюся в загрузке на постоянном уровне.

Мощность, передаваемая в загрузку, и величина электромагнитной силы пропорциональны току индуктора.

Следовательно, увеличивая ампли- 10 туду импульса и уменьшая его скважность, можно получить максимальные силы, действующие на металлическую . поверхность емкости. Однако уменьшение ведет к уменьшению производи- 15 тельности. Поэтому необходимо в- каждом конкретном случае находить оптимальные значения между амплитудой импульса, его длительностью и скважностью, что помогает осуществлять преобразователь 10.

Рассмотрим работу. преобразователей

10 и 12 на нагреве металлической стен« ки полувагона со смерзшимся сыпучиМ грузом. Процесс нагрева.можйо разбить 25 яа несколько этапов. На первом этапе гок через индуктор непрерывен (фиг.2а), что позволяет достичь максимальный градиент температур при заданном значении мощности. Непрерывность тока индуктора обеспечивается сигналом с регулятора непрерывного режима 11.

Регулятор 11 задает максимальное значение температуры, при котором ток индуктора имеет непрерывную форму.

При увеличении температуры, например Ç5 до +БОСУ сигналу поступающий с датчика температуры б и усиленный усилителем 7, иа один иэ входов преобразо,вателя "напряжение - частота" превышает величину сигнала с регулятора 40 непрерывного режима 11. Нри этом с выхода преобразователя 10 на блок управления 9 поступает сигнал (импульсный управляющий)р что обеспечивает работу тиристорного коммутатора 2 в импульсном. режиме (фиг. 26)..

Одновременно сигнал. с выхода преобразователя 10 через преобразователь

"частота - напряжение" поступает на блок управления трансформатора. Напряжение на вторичной стороне трансформатора увеличивается на величину, соответствующую постоянному значению . мощности в нагрузке. Преобразователь

12 позволяет трансформировать импульсный сигнал в непрерывный для управления числом витков обмотки трансформатора. В процессе нагрева среднее значение мощности не изменяется. На втором этапе эффект отделения примерзшего груза от стенки увеличивается за счет появления значительных динамических сил. Дальнейшее увеличение температуры металлической стенки емкости ведет к увеличению значения напряжения на индукторе и уменьшению длительности импульса тока индуктара (фиг. 2в). На третьем этапе, мощность также неизменна.

Зависимость сигналов на выходе преобразователя 10 и их формы от величины термо-ЭДС могут быть определены экспериментально или рассчитаны теоретически. Источник опорного на-, пряжения 14 и блок сравнения 13 служат для задания максимального.значения температуры стенки емкости, при достижении которого блок 9 управления тиристорным коммутатором выдает команду на закрытие тиристоров коммутатора 2, что ведет к снятию напряжения на индукторе 4.

Одновременно воздействие нагрева и вибрации позволяет разрушить сценление в контактной зоне металл— смерзшийся материал при более низ-. ких температурах и времени, чем при применении только нагрева, что обеспечивает экономию электроэнергии и интенсификацию процесса.

1012463 ВНИИПИ Закаэ 2793/71 Тираж 843 подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4