Ультразвуковое устройство для очистки теплоагрегатов от отложений

 

„„SU„„1022750

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН д(р, В 06 В 1/ОВ; Г 28 6 7/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ фд фД

Р (К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ и с

ЬВ

Ъ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2674733/18-10 (22) 16.10.78 (46) 15.06.83. Бюл. И 22 (72) В. И; Фомин, И, Н. Егай и l0. А Ионенков (53) 534.232(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

N .646882, кл. 123(1)ДХ, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

N 575144, кл. S 06 В 1/08, 1977 (прототип ). (54)(57 ) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОЧИСТКИ ТЕПЛОАГРЕГАТОВ ОТ ОТЛОЖЕНИЙ, включающее источник питания, блок частоты следования импульсов и накопительный конденсатор, к обкладкам которого через силовую цепь коммутирующего элемента подключена обмотка возбуждения магнитострикционного преобразователя, о т л ич:а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и эффективности. очистки, оно снабжено дополнительной обмоткой возбуждения,размещенной на магнитострикционном преобразоватале и включенной согласно с первой обмоткой возбуждения, коммутирующим элементом, и блоком управ- ления коммутирующими элементами, при этом дополнительная обмотка возбуждения подключена к обкладкам накопительного конденсатора последовательно через силовую цепь дополнительного коммутирующего элемента и источник питания, а выход блока частоты следования импульсов подклю- В чен к входу блока управления коммутирующими элементами, выходы. которого соответственно подключены к управляющим цепям коммутирующих элементов.

1022750

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть ис» пользовано для очистки от отложений внутренних и наружных теплопередающих поверхностей и каналов теппоагрегатов в теплоэнергетике, пищевой промышленности, на судах речного и морс» кого флотов, Известны ультразвуковые устройства для очистки теплоагрегатов, со- 10 держащие магнитбстрикционный преобразователь, коммутирующий элемент, накопительный конденсатор, блок питания и блок, задающий частоту следования импульсов ill.

1 15

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ультразвуковое устройство, включающее источник питания, коммутирующий . элемент, блок частоты следования 20 импульсов, накопительный конденсатор и магнитострикционный преобразователь с обмоткой возбуждения, подключенной к обмоткам накопительного конденсатора через .силовую цепь коммути- 2S рующего элемента 21, Недостатком данных устройств является невысокая эффективность возбуждения магнитострикционного преобразователя, ограничивающая их производительность.

Цель изобретения - повышение производительности и эффективности очистки, Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковое устоойство для очистки теплоагрогатов от отложений снабжено дополнительной обмоткой возбуждения, размещенной на магнитострикционном преобразовате- <0 ле и Ьключенной согласно с первой обмоткой возбуждения, коммутирующим элементом и блоком управления коммутирующими элементами, при этом дополнительная обмотка возбуждения подключена к обкладкам накопительного конденсатора последовательно через силовую цепь дополнительного коммутирующего элемента и источник питания а выход блока частоты следова9

50 ния импульсов подключен к входу блока управления крммутирующими элементами, выходы которого соответственно подключены к управляющим цепям коммутирующих элементов.

: На фиг. 1 представлена функциональная.схема устройства; на фиг.2характерные эпюры импульсов напряжения управления коммутирующими элементами U< и 0, тока через накопительный конденсатор з, напряжения на обмотке преобразователя U и колебаний торца преобразователя.

Устройство содержит блок питания 1, выход которого через силовую цепь дополнительного коммутирующего элемента 2 и дополнительную обмотку

3 возбуждения подключен к обкладкам накопительного конденсатора 4., к обкладкам которого также через основную обмотку 5 подключена и силовая цепь основного коммутирующего элемента 6, Выход блока частоты следования импульсов 7 соединен с входом блока управления коммутирующими элементами

8, выходы которого соединены соответственно с управляющими цепями дополнительного 2 и основного б коммутирующих элементов.

Устройство работает следующим образом.

Блок частоты следования импульсов

7 вырабатывает импульс, запускающий блок управления 8 коммутирующими элементами. Этот блок генерирует управляющий импульс U< (эпюра а), открывающий дополнительный коммутирующий элемент 2, который подключает накопительный,конденсатор 4 через дополнительную обмотку 3 преобразователя к выходу блока питания 1 ° Накопительный конденсатор 4 заряжается током, проходящим от блока питания через дополнительный коммутирующий элемент 2 и обмотку 3 преобразова еля. Заряд. носит колебательный характер и на обмотках 3 и 5 преобразователя измене.ние напряжения 0 близко к косинусоидальному (эпюра г), Возникающая в иагнитострикционном материале сила приводит в движение колебательную систему преобразователя. Наиболее интенсивны колебания будут на частотах, близких к собственным, определяемым эквивалентной массой, упругостью и импеданцем нагрузки преобразователя. Для увеличения амплитуды акустических колебаний длительность электрического возбуждающего импульса определяется индуктивностью одной из обмоток 3 или 5 и емкостью накопительного конденсатора 4 с учетом нелинейности характеристики магнитострикции и оптимальных соотношений между частотами в переходном процессе и выбирается в пределах от

1 до 2 полупериодов резонансной частоты нагруженного преобразовате1022750

Предлагаемое изобретение увеличи вает производительность и эффективность очистки теплоагрегатов от отложений за счет повышения эффективности возбуждения магнитострикционных преобразователей по амплитуде

35 в 3 и по интенсивности в 10 раз по сравнению с известными устройствами. ля. В момент времени, когда ток l уменьшается до нуля (эпюра в), коммутирующий элемент 2 закрывается и преобразователь свободно колеблется, В это время, на обмотках 3 и 5 индуцируется напряжение за счет обратного магнитострикционного эффекта. В момент времени, когда колебания преобразователя проходят через нуль из отрицательного значения B положитель- 10 ное, блок управления- 8 вырабатывает запускающий импульс О, открывающий основной коммутирующий элемент

6, разряжающий накопительный конденсатор 4 через основную обмотку 5 15 преобразователя. Разряд конденсатора 4, как и его заряд, носит колебательный характер и продолжается в течение времени, близком к времени заряда конденсатора 4. Поскольку 20 обе обмотки 3 и 5 включены согласно, ток разряда конденсатора 4 вызывает з сердечнике магнитное поле того же направления,.таким образом подача энергии на преобразователь происхо- 25 дит. в такт с его колебаниями, увеличивая их, а на обмотке преобразо" вателя индуцируется косинусоидальный импульс одного и того же направле" ния.

По окончании импульса возбуждения (эпюра в и г) коммутирующий эле мент 6 отключается и ма конденсаторе 4 оказывается заряд противо- . положной полярности относительно источника питания 1. При повторном открытии коммутирующего элемента 2 импульс тока l и напряжение

0В, соответственно, увеличиваются по сравнению с предыдущим процессом заряда конденсатора 4, увеличи-: вается дополнительно и амппитуда колебаний преобразователя.

Увеличение амплитуды колеба- . ний при чередовании заряда разряда конденсатора 4 через обмотки 3 и 5 преобразователя происходит до тех пор, пока не установится равенство между добавляемой и. расходуемой за это же время энергией. После окончания работы блока частоты следования импульсов 7 и прекращения выработки блоком управления коммутирующими элементами 8 управляющих импульсов

0 и U> оба коммутирующих элемента остаются открытыми и колебания преобразователя постепенно затухают, При генерации следующего импульса все процессы повторяются. Возможен режим работы устройства, когда при генерации акустических импульсов открытие коммутирующих элементов происходит не с частотой акустических колебаний, а с более низкой, но кратной этой частоте.

1022750

3022750

ВНИИПИ Заказ 4109/5, Тираж 492 Подписное

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