УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯ Российский патент 1995 года по МПК B03C3/00 B03C3/68 

Изобретение относится к устройствам электропитания пылеуловителей и может быть использовано в химической, горнорудной, металлургической и других отраслях промышленности, в устройствах санитарной очистки воздуха. Наиболее предпочтительно использовать данное предложение там, где требуется очистка газа от мелкодисперсной пыли, например в металлургической промышленности или в системах санитарной очистки воздуха с жесткими параметрами по условиям очистки.

Наиболее близким по технической сути к изобретению является устройство электропитания пылеуловителя, содержащее источник питания, управляемый коммутирующий прибор, осадительные электроды, выполненные в виде пластин, образующих рабочую камеру и расположенных параллельно одна другой, и дополнительные электропроводящие элементы, расположенные с наружной стороны осадительных электродов параллельно им и разделенные диэлектриком. Кроме того, устройство электропитания содержит подстроечные конденсаторы [1]
Известное устройство электропитания имеет большой вес, так как содержит подстроечные конденсаторы. Кроме того, пылеуловитель, снабженный такой системой питания, имеет низкую эффективность очистки газа, так как мала напряженность электрического поля в рабочей камере. Это обусловлено тем, что осадительные электроды на входе камеры замкнуты токопроводящей перемычкой.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение веса устройства электропитания и повышение эффективности очистки газа пылеуловителем за счет исключения подстроечных конденсаторов и увеличения напряженности электрического поля в рабочей камере пылеуловителя.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем источник питания, управляемый коммутирующий прибор, осадительные электроды, выполненные в виде пластин, образующих рабочую камеру и расположенных параллельно им и разделенные диэлектриком, дополнительные электропроводные элементы образованы несколькими пластинами, расположенными параллельно друг другу и разделенными между собой слоями диэлектрика. Один из осадительных электродов соединен с любой из нечетных пластин, расположенных с его наружной стороны, а другой с четной пластиной. При этом нижний конец пластины, первый по отношению к одному из электродов, соединен с нижним концом последней четной пластины по отношению к другому электроду. К концам любой пары четных и нечетных пластин через управляемый коммутирующий прибор подключен источник питания. Оставшиеся четные и нечетные верхние и нижние концы противоположно расположенных пластин соединены попарно между собой одноименными концами.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства электропитания пылеуловителя; на фиг. 2 временные диаграммы работы устройства.

Устройство электропитания пылеуловителя содержит электропроводные элементы в виде пластин 1-6, расположенных с наружной стороны осадительных электродов 7 параллельно им и друг другу. Осадительные электроды образуют рабочую камеру пылеуловителя 8 путем параллельного расположения друг относительно друга. Электропроводные пластины разделены между собой диэлектриком (не показан). Также диэлектриком отделены они и от осадительных электродов. Один из осадительных электродов соединен с любой из нечетных пластин, расположенных с его наружной стороны, например с пластиной 1, а другой с любой четной, например с пластиной 2. Нижний конец пластины, первый по отношению к одному из электродов, соединен с нижним концом последней четной пластины по отношению к другому электроду перемычкой 9. К концам любой пары четных и нечетных пластин через управляемый коммутирующий прибор 10, в качестве которого может быть использован тиристор (коммутатор), подключен источник 11 питания. Оставшиеся четные и нечетные верхние и нижние концы противоположно расположенных пластин соединены попарно между собой одноименными концами, перемычками 12.

Работа устройства электропитания пылеуловителя происходит следующим образом (фиг. 1). Например, в начальном состоянии перемычка 9 разомкнута, и пластины 1-6 заряжены так, как показано на фиг. 1. Такая зарядка может быть осуществлена, например, кратковременным включением тиристора 10. Здесь сразу же необходимо отметить, что в исходном состоянии перемычка 8 может быть и замкнута, но для понимания процессов, происходящих в устройстве электропитания, более удобно рассматривать начальное состояние с разомкнутой перемычкой. После замыкания перемычки 9 по пластинам и осадительным электродам начинает протекать электрический ток, направление которого показано на фиг. 1. Так как токи в пластинах, расположенных по одну сторону относительно рабочей камеры (фиг. 1), направлены одинаково, то они образуют индуктивность, и разряд конденсатора, который обусловлен этими пластинами, происходит не мгновенно, а по закону
U_C U_CM cos ω_kt, (1) где U_CM максимальное напряжение между пластинами, образующими конденсатор;
ω_k частота колебательного контура, зависящая от электроемкости конденсатора и индуктивности пластин 1-6.

На фиг. 2 показаны: 2а эпюра напряжения U_с между обкладками, образующими конденсатор, 2б ток, текущий по пластинам 1-6.

В момент t₁ конденсатор устройства полностью разряжен, а ток, текущий по обкладкам, достигает максимума. С момента t₁ до момента t₂конденсатор перезаряжается так, что полярность напряжения на пластинах 1-6 изменяется на противоположную первоначальной, и при этом ток в пластинах уменьшается с максимального значения до нуля. В момент t₂ ток в обкладках меняет направление и до момента t₃ он нарастает до максимального значения, вызывая разрядку конденсатора. В момент t₃включается тиристорный коммутатор 10, и источник 11 питания оказывается подключенным к зарядному колебательному контуру, состоящему из индуктивности, образованной любой парой четных и нечетных пластин, к которым подключен источник питания, и конденсатора, образованного пластинами 1-6. Длительность зарядки определяется частотой этого зарядного контура ω₃. В момент t₄, когда ток заряда (фиг. 2в) станет равным нулю, тиристорный коммутатор 10 выключается. Для выполнения условия коммутации необходимо, чтобы частота колебательного контура, образованного электроемкостью пластин 1-6 и их индуктивностью ω_k, была меньше частоты зарядного колебательного контура ω₃, т. е.

ω_k << ω₃ (2)
Так как электроемкость пластин 1-6 в обоих контурах одна и та же, следовательно, для выполнения условия коммутации (2) индуктивности этих пластин L_k должна быть больше индуктивности пластин зарядного колебательного контура L₃, т. е.

L_k >> L₃ (3)
В виду малого значения индуктивности зарядного контура L₃ она может быть образована путем подключения источника питания к концам любой пары четных и нечетных пластин, например, так, как показано на фиг. 1.

С момента t₄ до момента t₅ ток в пластинах уменьшается до нуля, а пластины заряжаются до первоначального напряжения. С момента t₅ все процессы в устройстве электропитания повторяются.

Из описания принципа работы видно, что параметры устройства электропитания пылеуловителя выбираются в соответствии с условием (2), т. е.

ω_k << ω₃, то вследствие этой особенности перемычка 9 может быть постоянно замкнута, так как за время, в течение которого включен тиристорный коммутатор 10, ток в колебательном контуре, образованном пластинами 1-6, не нарастает до значения, большего чем ток удержания тиристора.

Из принципа работы устройства электропитания пылеуловителя видно, что в его рабочем объеме создаются скрещенные электрическое и магнитное поля, изменяющиеся во времени. Под действием силы электрического поля и силы Лоренца частицы выводятся из потока и попадают на осадительные электроды. Путем последующего стряхивания частицы пыли попадают в сборный бункер.

Изобретение позволяет снизить вес устройства электропитания пылеуловителя и повысить эффективность очистки газа пылеуловителем. Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве отсутствуют подстроечные конденсаторы, имеющие большие габариты и вес. Повышение эффективности очистки происходит потому, что в предлагаемом устройстве выше напряженность электрического поля в рабочей камере по сравнению с прототипом, так как не замкнуты перемычкой осадительные электроды.

Пылеуловитель, снабженный предлагаемым устройством питания, обладает рядом дополнительных преимуществ перед известными. Например, в момент попадания частиц пыли на осадительные электроды частица начинает разряжаться на осадительный электрод, следовательно, на частицу будет действовать сила Ампера, направленная вниз, и наличие этой силы будет способствовать очистке осадительных электродов. Кроме того, пондеромоторные силы, действующие на осадительные электроды, вызовут вибрацию последних, что также будет способствовать очистке их от уловленной пыли.

Таким образом, благодаря решению поставленной задачи предложенное устройство обладает лучшими технико- экономическими показателями по сравнению с прототипом.

Использование: электропитание пылеуловителей в химической, металлургической, горнорудной промышленности. Сущность изобретения: устройство электропитания пылеуловителя содержит средство подвода питания (СПП) к планстинчатым осадительным электродам (ОЭ), расположенным параллельно и образующим внутренней стороной рабочую камеру. СПП включает электропроводные пластины (П), расположенные с наружной стороны ОЭ параллельно им и отделенные от них диэлектриком , и подключенные через управляемый коммутирующий прибор к источнику питания, СПП снабжено несколькими П, расположенными параллельно одна другой и разделенными между собой слоями диэлектрика. Один из ОЭ соединен с любой из нечетных соответствующих ему П, а другой - с четной П. Нижний конец первой по отношению к одному из ОЭ П соединен с нижним концом последней четной по отношению к другому ОЭ П. К источнику питания П подключены концами любой четной и нечетной пары. Оставшиеся четные и нечетные верхние и нижние концы противоположно расположенных П соединены попарно между собой одноименными концами. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯ, содержащее средство подвода питания к пластинчатым осадительным электродам, расположенным параллельно и образующим внутренней стороной рабочую камеру, включающее электропроводные пластины, расположенные с наружной стороны осадительных электродов параллельно им, отделенные от них диэлектриком и подключенные через управляемый коммутирующий прибор к источнику питания, отличающееся тем, что средство подвода питания снабжено несколькими дополнительными пластинами, расположенными параллельно одна другой и разделенными между собой слоями диэлектрика, один из осадительных электродов соединен с любой из нечетных соответствующих ему пластин, а другой с четной пластиной, при этом нижний конец первой по отношению к одному из электродов пластины соединен с нижним концом последней четной по отношению к другому электроду пластины, причем к источнику питания пластины подключены концами любой четной и нечетной пары, а оставшиеся четные и нечетные верхние и нижние концы противоположно расположенных пластин соединены попарно между собой одноименными концами.