Ультразвуковое устройство для очистки теплоагрегатов от отложений Советский патент 1983 года по МПК B06B1/08 F28G7/00 

Ю Ю

ел

Изобретение отйосится к ультразвуковой технике и может быть использовано для очистки от отложений внутренних и наружных теплопередающи поверхностей и каналов теплоагрегатов в теплоэнергетике, пищевой промышленности, на судах речного и морского флотов.

Известны ультразвуковые устройства для очистки теплоагрегатов, содержащие магнитострикционный преобразователь, коммутирующий элемент, накопительный конденсатор, блок питания и блок, задающий частоту следования импульсов СП, ,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ульразвуковбе устройство, включающее источник питания, коммутирующий элемент , блок частоты следования импульсов, накопительный конденсатор магнитострикционный преобразователь обмоткой возбуждения, подключенной к обмоткам накопительного конденсатора через .силовую цепь коммутирующего элемента С21.

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 преобразователе и ёключенной согласно с первой обмоткой возбуждения, коммутирующим элементом и блоком управления коммутирующими элементами, при этом дополнительная обмотка возбуждения подключена к обкладкам накопительног конденсатора последовательно через сило&ую цепь дополнительного коммутирующего элемента и источник литания, а выход блока частоты следования 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 коммутирующиьм элементами Ц и U, тока через накопительный конденсатор l, напряжения на обмотке преобразователя Uj и колебаний торца преобразователя.

Устройство содержит блок питани я 1, выход которого через силовую цепь дополнительного коммутирующего элемента 2 и дополнительную обмотку 3 возбуждения подключен к обкладкам накопительного конденсатора k, к обкладкам которого также через основную обмотку 5 подключена м 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 6 коммутирующих элементов.

Устройство работает следующим образом .

Блок частоты следования импульсов 7 вырабатывает импульс, запускающий блок управления 8 коммутирующими элементами. Этот блок генерирует управляющий импульс Щ (эпюра а), открывающий дополнительный коммутирующий элемент. 2, который подключает накопительный, конденсатор через дополнительную обмотку 3 преобразователя к выходу блока питания 1, Накопительный конденсатор А заряжается током, проходящим от блока питания через дополнительный коммутирующий элемент 2 и обмотку 3 преобразователя. Заряд, носит колебательный характер и на обмотках 3 и 5 преобразователя измене.ние напряжения Ug близко к косинусоидальному (эпюра г). Возникающая в магнитост(зикционном 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 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 преобразоватеЛЯ. в момент времени, когда ток 1 уменьшается до нуля (эпюра в), коммутирующий элемент 2 закрывается и преобразователь свободно колеблется В это время, на обмотках 3 и 5 индуци руется напряжение за счет обратного магнитос рикционного эффекта. В момент времени, когда колебания преобразователя проходят через нуль из отрицательного значения в положитель ное, блок управления 8 вырабатывает запускающий импульс Ug, открывающий основной коммутирующий элемент 6, разряжающий накопительный конденсатор через основную обмотку 5 преобразователя. Разряд конденсатора k, как и его заряд, носит колебательный характер и продолжается в те чение времени, близком к времени заряда конденсатора 4, Поскольку обе обмотки 3 и 5 включены согласно ток разряда конденсатора i вызывает 3 сердечнике магнитное поле того же направления,.таким образом подача энергии на преобразователь происходит. в такт с его колебаниями, увеличивая Их, а на обмотке преобразо вателя индуцируется крсинусоидальный импульс одного и того же направления. . По окончании импульса аозбужд ния (эпюра виг) коммутирующий эле мент 6 отключается и на конденсаторе i оказывается заряд противоположной полярности относительно источника питания 1. При повторном открытии коммутирующего элемента 2 импульс тока Jg и напряжение Us , соответственно, увеличиваются по сравнению с предыдущим процессом заряда конденсатора , увелими- : вается дополнительно и амплитуда колебаний преобразователя. Увеличение амплитуды колеба- . НИИ при чередовании заряда разряда конденсатора 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 Uif и и 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. Предлагаемое изобретение увеличи- вает производительность и эффектийHoctb очистки теплоагрегатов от отложений за счет повышения эффективности возбуждения магнитострикционных преобразователей по амплитуде в 3 и по интенсивности в 10 раз по сравнению с известными устройствами.

I

J1

i

II

JI

V

35l

ХЛ/A,

v.v

.;