Устройство для электростатического осаждения высокоомных пылей Советский патент 1978 года по МПК B03C3/38 H02M7/155 

1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к высоковольтным источникам питания электрооборудования электронно-ионной технологии и может быть использовано, например, для электрогазоочистки и пылеулавливания высокоомных пылей.

Известно устройство для электростатического осаждения высокоомных пылей, содержащее трансформатор, вторичная обмотка которого зашунтирована цепочкой из двух встречно включенных диодов, демпфирующие элементы, систему осадительных и коронирующих электродов, первые из которых подключены к общей точке соединения указанных диодов, а вторые через демпфирующие элементы связаны с выводами вторичной обмотки трансформатора и управляемые вентильные ключи.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность пылеочистки при относительно большой величине потребляемой электроэнергии.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки и КПД устройства. Указанная цель достигается за счет введения схемных взаимосвязей, при которых осадительные электроды подключены через управляемый вентиль в обратном направлении к общей точке соединения диодов шунтирующей цепочки, а между выводами вторичной обмотки

трансформатора и соответствующими демпфирующими элементами каждого электрофильтра включены встречно-параллельно соединенные диодно-тиристорные ключи.

На фиг. 1 приведена электрическая схема устройства для электростатического осаждения высокоомных пылей; на фиг. 2 - эквивалентная схема замещения устройства (число подключенных электрофильтров равно двум), где 1 - вторичная обмотка трансформатора; 2, 3 - диоды шунтирующей цепочки; 4 - управляемый вентиль; 5, 6 - первый и второй электрофильтры; 7, 8 - коронирующие электроды электрофильтров 5 и 6 соответственно; 9, 10 - осадительные электроды фильтров 5, 6 соответственно; И, 12 - диодно-тиристорные ключи электрофильтров 5 и 6 соответственно; 13, 14 - демпфирующие элементы; 15 - блок управления; 16 - токоограничивающий элемент; 17 - регулирующий элемент; 18, 19 - эквивалентные емкости фильтров 5, 6 соответственно; 20, 21 - резисторы замещения электрофильтров 5 и 6 соответственно.

Число электрофильтров, подключенных к устройству, в общем случае может быть произвольным, что отражено на фиг. 1 пунктирными линиями, но не менее двух. При этом число электрофильтров влияет лишь на экономичность устройства в целом и не оказывает влияния на принцип его работы.

Рассмотрим работу устройства, когда число подключенных электрофильтров равно двум.

В исходном состоянии ключи И и 12 разомкнуты, а управляющий вентиль 4 открыт сигналом с блока управления 15. В течение соответствующего полупериода питающего напряжения сигналом с блока управления открывается тиристор ключа 11 и происходит заряд емкости 18 электрофильтра 5 (фиг. 2) по контуру: вторичная обмотка 1 трансформатора, диод 2, управляемый вентиль 4, электроды 9 и 7 электрофильтра 5, демпфирующий элемент 13, тиристор ключа И.

Заряд емкости происходит до максимального напряжения, после чего диод 2 и ключ И запираются и емкость 18 начинает медленно разряжаться на резистор 20.

В следующий полупериод напряжение вторичной обмотки 1 трансформатора оказывается согласно включенным с напряжением емкости 18 электрофильтра 5 и приложенным к ключу 12.

После открытия ключа 12 подачей импульса с блока управления 15 и тиристор этого ключа происходит быстрое нарастание напряжения на электрофильтре 6 благодаря разряду емкости 18 электрофильтра 6 по контуру: демпфирующий элемент 14, тиристор ключа 12, диод ключа И, демпфирующий элемент 13.

К моменту завершения разрядки емкости 18 на емкость 19 напряжение на вторичной обмотке 1 сохраняет направление, и емкость 18 перезаряжается до напряжения, при котором открываются диод 3 и управляемый вентиль 4, при этом к электрофильтру 5 прикладывается напряжение обратной полярности и одновременно продолжается заряд емкости 19 электрофильтра 6 через диод 3, управляемый вентиль 4, электроды 10, 8, тиристор ключа 12, вторичная обмотка 1 до максимального значения, а затем следует медленный разряд се на резистор 21.

В следующий полупериод напряжение вторичной обмотки 1 трансформатора оказывается уже включенным согласно с напряжением на емкости 19 электрофильтра 6 и приложенным к ключу П.

После открытия тиристора ключа 11 происходит быстрое нарастание напряжения на емкости 18 электрофильтра 5 благодаря разряду емкости 19 по контуру: емкость 19, емкость 18, демпфирующий элемент 13, тиристор ключа 11, вторичная обмотка 1, диод ключа 12, демпфирующий элемент 14.

К моменту завершения разряда емкости 19 на емкость 18 электрофильтра 5, напряжение на вторичной обмотке 1 сохраняет направление, емкость 19 перезаряжается до напряжения, при котором открывают диод 2 и управляемый вентиль 4, при этом к емкости 19 электрофильтра 6 прикладывается напряжение обратной полярности и одновременно продолжается заряд емкости 18 электрофильтра 5 через диод 2, управляемый вентиль 4, электродьг 7, 9, тиристор ключа И, вторичную обмотку 1 до максимального значения, а затем следует медленный разряд ее на резистор 20.

Далее описанный процесс периодически повторяется на к-аждый электрофильтр подается импульсное выпрямленное напряжение с крытым фронтом нарастания волны.

Величина импульса обратной полярности может изменяться в зависимости от характера улавливаемой пыли изменением момента отпирания управляемого вентиля 4.

В случае выхода из строя одного из электрофильтров для обеспечения описанного выще режима питания оставшегося в работе электрофильтра вышедший из строя электрофильтр может быть заменен конденсатором эквивалентной емкости, подключенным между землей и выводом высокочастотного дросселя.

По предлагаемому принципу могут строиться как однофазные, так и многофазные системы.

Преимуществом устройства является то, что благодаря большой скорости нарастания напряжения на электрофильтре интенсифицируется процесс зарядки и осаждения частиц в поле коронного разряда, обеспечивается питание нескольких пар электрофильтров от одного трансформатора. Одновременно с этим происходит периодический разряд емкости одних электрофильтров на емкости других электрофильтров, что обеспечивает значительную пульсацию выпрямленного напряжения на каждом электрофильтре, способствует разряду слоя осажденной высокоомной пыли и препятствует образованию обратной короны, снижает расход электроэнергии и установленную мощность электрооборудования, т. е. повь1ша ет эффективность очистки и КПД устройства.

Формула изобретения

Устройство для электростатического осаждения высокоомных пылей, содержащее трансформатор, вторична Я обмотка которого зашунтирована цепочкой из двух встречно включенных диодов, и по крайней мере две пары осадительных и коронирующих электродов, первые из которых подключены к общей точке соединения указанных диодов непосредственно, а вторые через демпфирующие элементы связаны соответствующей точкой соединения этих же диодов и выводов вторичной обмотки, отличающееся тем, что, с целью повышения его КПД, осадительные электроды подсоединены к общей точке соединения диодов через управляемый вентиль, включенный в обратном направлении, а между выводами вторичной обмотки и точками соединения демпфирующих элементов с диодами включены встречно-параллельно соединенные диоднотиристорные ключи.

fuz.l