Электроразрядное устройство для очистки поверхностей полых изделий

(51) 08 9/00 (2006.01) 08 9/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ и может быть использовано при проведении технологических работ по ремонту и восстановлению трубного оборудования различных теплообменных, водопроводных и нагревательных установок. Сущность изобретения заключается в том, что для разрушения отложений на поверхности полых изделий использовано воздействие электроразряда в водной среде, приведена электрическая схема работы данного устройства, обеспечивающая оптимальные режимы работы и безопасность обслуживающего персонала, путем введения в схему баластного сопротивления. Технический результат заключается в сглаживании резких скачков тока, что обеспечивает увеличение срока службы генератора импульсов.(72) Агабабов Владимир Валерьевич Попков Андрей Анатольевич Яловский Александр Александрович(56) патент Российской Федерации 2175898, кл. МПК В 08 В 9/00, В 08 В 9/04, опубл. 20.11.2001(54) ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к электроразрядной технологии, а именно к устройствам для разрушения отложений и очистки металлических трубопроводов 20785 Изобретение относится к электроразрядным устройствам для разрушения отложений и очистки металлических трубопроводов и может быть использовано при проведении технологических работ по очистке трубного оборудования,различных теплообменных установок,котлоагрегатов, электронагревателей и т. д. Известно устройство для очистки труб,содержащее коаксиальный кабель, первый электрод,связанный с центральной жилой кабеля, второй электрод, соединнный с токоведущей оплткой кабеля,источник электрического питания,характеризующийся тем, что второй электрод выполнен в виде упругих петель каплевидной формы с вогнутыми вершинами, вытянутыми вдоль линии перемещения устройства, связанными между собой вершинами, при этом последние расположены соосно с центральной жилой.(См. Авторское свидетельство СССР 882065 кл. В 08 В 9/04. Опубликовано 07.12.92 г. бюллетень 45). Недостатком данного устройства является большая энергомкость, низкая производительность,возможность заклинивания высоковольтного кабеля,а также недостаточная защищнность обслуживающего персонала от поражения электротоком. Известно устройство для очистки труб,содержащее источник импульсного тока и электроды, соединнные кабелем с выходом источника импульсного тока, при этом один электрод выполнен в виде оголнной части жилы кабеля, соединнной с положительным выходом источника импульсного тока, а его отрицательный выход соединн с очищаемой от загрязнения трубой, которая выполняет роль второго электрода.(См. описание изобретения к патенту Республики Казахстан 251 класс МПК 5 В 08 В 9/04 опубликовано 30.12.1993 г., бюллетень 3). Недостатком данного устройства является недостаточная защищнность обслуживаемого персонала от поражения электрическим током, а так же отсутствия возможности контроля за процессом ведения очистки изделий. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электроразрядное устройство для очистки поверхностей полых изделий, включающее блок питания и автоматики,генератор импульсов, высоковольтный источник,который своим входом связан с блоком питания и автоматики, а выходом, с помощью зарядного контура, с мкостным накопителем энергии генератора импульсов, высоковольтный выход мкостного накопителя энергии, которого через рабочий разрядный промежуток подключн к высоковольтному выходу генератора импульсов, а низковольтный выход к низковольтному выходу генератора импульсов, который заземляется на рабочий заземлитель и разрядный контур,состоящий из рабочей системы электродов и кабеля,связывающего рабочую систему электродов с выходами генератора импульсов, при этом устройство дополнительно содержит цепь,2 связывающую блок питания и автоматики с защитным заземлением и низковольтным выходом генератора импульсов,снабжено защитным разрядным промежутком, блоком автоматического защитного отключения, блоком регулировки рабочего разрядного промежутка,блоком регулировки защитного разрядного промежутка,причм защитный разрядный промежуток связан с блоком питания и автоматики при этом зазор защитного разрядного промежутка всегда больше,чем зазор рабочего разрядного промежутка. Помимо этого устройство дополнительно содержит узел снятия остаточного заряда и высоковольтной электромагнитной блокировки,магнитный индуктор,токоограничительный элемент, узел подавления сетевых помех и защиты от наведения потенциалов, блок подачи кабеля и системы электродов,блок дистанционного управления, в качестве мкостного накопителя энергии применяют один или несколько высоковольтных импульсных конденсаторов с тврдыми и жидкими диэлектриками близкими к неполярным.(См. описание к патенту Российской Федерации 2175898 класс МПК 7 В 08 В 9/00, В 08 В 9/04 опубликовано 20.11.2001 г.). Наряду с положительными результатами работы данного устройства имеются и некоторые недостатки основным из которых является сложность схемы, большая стоимость установки. Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а также создание такого устройства, которое обеспечило бы сглаживание резких скачков тока. Сущность предполагаемого изобретения является то, что в электроразрядном устройстве для очистки полых изделии, содержащим блок питания и автоматики,генератор импульсов,высоковольтный источник, мкостной накопитель энергии, рабочую систему электродов, блок автоматического защитного отключения, блок регулировки рабочего разрядного промежутка, блок регулировки защитного разрядного промежутка и очищаемое полое изделие характеризующееся тем,что между блоком питания и автоматики и высоковольтным источником дополнительно установлено балластное сопротивление. На фиг. 1 изображена блок-схема электоразрядного устройства для очистки поверхностей полых изделий,согласно изобретению На фиг. 2 изображен фрагмент очистки полого изделия. Предложенное электроразрядное устройство для очистки поверхностей полых изделий содержит блок питания и автоматики 1, генератор импульсов 2, высоковольтный источник 3, который своим входом связан с блоком питания и автоматики 1 через балластное сопротивление 4, а выходом с помощью зарядного контура 5 с емкостным накопителем энергии 6 генератора импульсов 2,высоковольтный выход емкостного накопителя энергии 6 через рабочий разрядный промежуток 7 20785 подключен к высоковольтному выходу генератора импульсов 8, а низковольтный выход к низковольтному выходу генератора импульсов 9,который заземляется на рабочий заземлитель 10 и разрядный контур, состоящий из рабочей системы электродов 11, 12 и кабеля 13, связывающего рабочую систему электродов с выходами генератора импульсов 8, 9, причем устройство дополнительно содержит цепь 14, 15, связывающую блок питания и автоматики 1 с защитным заземлителем 16 и низковольтным выходом генератора импульсов 9,снабжено защитным разрядным промежутком 17,блоком автоматического защитного отключения 18,блоком регулировки рабочего разрядного промежутка 19, блоком регулировки защитного разрядного промежутка 20, причем защитный разрядный промежуток 17 связан с блоком автоматического защитного отключения 18,который в свою очередь связан с блоком питания и автоматики 1, при этом зазор защитного разрядного промежутка 17 всегда больше, чем зазор рабочего разрядного промежутка 7. В рабочей схеме электоразрядного устройства также задействованы следующие детали полое изделие(очищаемый объект) 21,токоограничивающий элемент-дроссель с варьируемой индуктивностью-22,регулятор индуктивности дросселя 23, блок дистанционного управления 24, шина заземления низковольтного выхода и полого изделия 25, шина заземления полого изделия и рабочего заземлителя 26, источник переменного тока 27. Работа устройства осуществляется следующим образом полое изделие 21, подлежащее очистке,погружают в рабочую жидкость, например техническую воду, или заполняют, или промывают этой жидкостью, размещают в нем кабель 13 с рабочей системой электродов 11, 12. С помощью регулятора 19 выбирают необходимый режим очистки (энергию импульсов), а регулятором 20 необходимый уровень срабатывания блока автоматического защитного отключения 18. Включают блок питания и автоматики 1,подключенный к сети переменного тока 27. Через балластное сопротивление 4 ток поступает в высоковольтный источник 3, получая питание от блока питания и автоматики 1, через зарядный контур 5 производит зарядку емкостного накопителя энергии 6 до уровня энергии,выставленного с помощью регулятора рабочего разрядного промежутка 19, при этом происходит срабатывание рабочего разрядного промежутка 7,формирование высоковольтного импульса, который с помощью разрядного контура передается к системе электродов 11,12. Воздействие высоковольтных импульсов на промежуток между этими электродами,заполненный рабочей жидкостью, приводит к развитию парогазовой полости, гидроудара, скоростных гидропотоков,кавитационных явлений, упругих колебаний высокой интенсивности, приводящих к разрушению и диспергированию отложений как на внутренних,так и на внешних поверхностях полого изделия. При нарушении цепи, заземляющей генератор импульсов 2 и связывающей его низковольтный выход генератора импульсов 9 и рабочий заземлитель 10, произойдет отключение блока питания и автоматики 1, устраняя тем самым возможность появления высокого напряжения на корпусе генератора импульсов 2. Такое отключение осуществляется за счет изменения проводимости между контактами,связывающими защитный заземлитель 16 и низковольтный выход генератора импульсов 9, с использованием известных технических решений. В случае возникновения перенапряжений,обусловленных выходом из строя, повреждениями элементов устройства или аварийным режимом,происходит пробой защитного разрядного промежутка 17, формирование высоковольтного импульса, под воздействием которого срабатывает блок автоматического защитного отключения 18,связанный с ним блок питания автоматики 1 и отключается все устройство в целом. Работа блока автоматического защитного отключения 18, основанная на применении импульсного магнитного индуктора, содержащего электромагнитную катушку,токопроводящий элемент и электрические контакты, осуществляется следующим образом. Высоковольтный импульс,сформированный в защитном разрядном промежутке 17, воздействуя на электромагнитную катушку, приводит к созданию импульсного магнитного поля, которое индуцирует вихревые токи в токопроводящем элементе, за счет взаимодействия импульсного магнитного поля с вихревыми токами в этом элементе, последний получает импульс силы и, перемещаясь, с помощью механической связи вызывает срабатывание электрических контактов, управляющих работой блока питания и автоматики 1, после чего возвращается в исходное положение. Для управления частотой следования электрических импульсов в блоке питания и автоматики 1 в качестве токоограничивающего элемента использовано дроссель с варьируемой индуктивностью 22. Изменение с помощью регулятора индуктивности дросселя 23 приводит к изменению режима и скорости зарядки емкостного накопителя энергии 6 и, следовательно, частоты следования разрядов. Использование в качестве токоограничивающего элемента дросселя насыщения, индуктивность которого управляется изменением тока подмагничивания, позволяет достичь более точной настройки на необходимый режим очистки и повысить эффективность управления этим процессом. Балластное сопротивление 4 сглаживает резкие скачки тока, поступающего с блока питания и автоматики на высоковольтный источник 3, что увеличивает срок работы высоковольтного источника. Питание блока 1 осуществляется от источника переменного тока 27, а питание на емкостной накопитель энергии 6 поступает от высоковольтного 3 20785 источника 3, Для обеспечения дополнительной защиты и снижения перенапряжения, полое изделие 21 заземляют шиной 26 на рабочий заземлитель 10 и соединяют шиной 25 с низковольтным выходом генератора импульсов 9 генератора импульсов 2. Для снижения индуктивности разрядного контура, его площади и полного сопротивления он выполняется в виде гибкого коаксиального,экранированного высокочастотного кабеля 13,центральная жила которого с одной стороны соединена с высоковольтным выходом генератора импульсов 8, а экран с низковольтным выходом генератора импульсов 9 генератора импульсов 2. С другой стороны жила 12 и экран 11 коаксиального,экранированного высокочастотного кабеля образуют систему рабочих электродов. Опытный образец был изготовлен и испытан при очистке бойлеров, конденсаторов паровых турбин,котловых труб, теплообменников промышленных холодильников. Величина отложений в латуневых трубах диаметром 17 мм - 22 мм была от 0,5 мм до 5 мм, в стальных трубах диаметром 15 мм - 180 мм была от 1 мм до 50 мм. Эффект положительный. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Электроразрядное устройство для очистки поверхностей полых изделий, включающее блок питания и автоматики, генератор импульсов,емкостной накопитель энергии, рабочий разрядный промежуток, высоковольтный источник, рабочую систему электродов,блок автоматического защитного отключения, блок регулировки рабочего разрядного промежутка,блок регулировки защитного разрядного промежутка отличающееся тем, что между блоками питания и автоматики и высоковольтным источником дополнительно установлено балластное сопротивление.