CN103372553B - 一种电磁脉冲清灰清堵系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁脉冲清灰清堵系统，所述系统包括主控装置、脉冲发生器及换能器；所述脉冲发生器包括直流倍压整流电源、脉冲发生器主回路及触发控制电路；所述直流倍压整流电源将低压交流电经过处理，产生6000-8000安脉冲电流；所述脉冲发生器主回路产生电磁脉冲；触发控制电路使脉冲发生器主回路中的可控硅开关同时导通，产生脉冲电流；所述换能器包括一工作线圈，所述工作线圈的短路线圈与工作壁平行紧密贴合，加速线圈连接脉冲发生器。本申请有效的解决冶金、发电、焦化、煤炭等企业生产中普遍存在的固体物料料仓下料难问题，达到安全生产、节能环保、提高生产效率及创造较高经济、社会效益。

Description

一种电磁脉冲清灰清堵系统

技术领域

本发明涉及一种利用可控的电磁脉冲振动进行清灰清堵的系统。

背景技术

我国工业生产中固体物料下料难是个普遍的问题，特别到冬季，问题更加严重，已经影响到了正常的工业生产。

如：钢铁企业的烧结厂和焦化厂，或独立的焦化企业，还有热电企业、煤炭企业、有色矿开采企业等，在原料输送过程中的料仓下料工艺环节，经常出现下料困难工况，特别是冬季物料冻结，使下料不畅问题更趋严酷，成为制约工厂生产流程正常进行的瓶颈，严重影响了企业的正常生产并造成巨大经济损失。

目前采取的解决方式主要有：

偏心振打加人工疏通方式。此方式一方面偏心振打效果有限，另一方面还对料仓本体有很大伤害。而人工疏通需要在料仓上开孔完成原料清理，一旦原料发生粘结，这种方式就会彻底失去作用，只能停机后派工人对料仓内粘结物料进行人工破碎、铲除，影响了正常生产并极易发生人身事故。北京某企业就曾发生作业工人和粘结原料一起从料仓上坠落死亡的严重安全事故。

电磁振动器方式。通过电磁铁的吸合力达到振动料仓帮助下料的目的，但因其受力点单一、力度不可调节，效果十分有限。

近年来一些电力企业采用空气炮实现辅助下料。但也存在打击力度不可调、如果料仓内部结构复杂，对料仓本体损害较大等缺陷。另外，一般情况下每个料仓需要安装多个空气炮，对压力容器要求较高而且存在安全隐患。

初步估算，如能解决这个问题，产品的市场规模可以达到百亿元人民币。

本申请的目的旨在解决冶金、发电、焦化、煤炭等企业生产中普遍存在的固体物料料仓下料难问题，达到安全生产、节能环保、提高生产效率及创造较高经济、社会效益。

发明内容

本发明的目的，是提供一种采用了电磁换能器，通过电磁能转换为机械的方式实现清灰清堵的系统。

本发明中的换能器及工作线圈的技术方案，全文引用申请人递交的名称为：一种用于清灰清堵的电磁换能工作线圈、申请号：201220167556.6；以及名称为：一种用于清灰清堵的电磁换能器、申请号为：201210115852.6；以及名称为：一种用于清灰清堵的电磁换能器、申请号为：201220167525.0的专利申请。

本发明一种电磁脉冲清灰清堵系统，所述系统包括主控装置、脉冲发生器及换能器；其特征在于：

所述主控装置包括变压器、开关面板、电子控制箱及显示/控制面板；

所述变压器向脉冲发生器提供电能；

所述开关面板设置有“运行/调试”双位转换开关及“开/关”按钮；

所述电子控制箱包括可编程控制器、测试仪表；所述可编程控制器是接受显示/控制面板的控制指令，并发出操纵指令控制系统的执行元件；所述测试仪表接收并处理从各脉冲发生器返回的各回路高压变送器电压值和脉冲电流变送器输出电压值并判断工作状态，并将工作过程中的充放电电压、电流值输出至显示/控制面板进行动态显示；

其特征在于：

所述脉冲发生器包括直流倍压整流电源、脉冲发生器主回路及触发控制电路；

所述直流倍压整流电源将低压交流电经过处理，产生6000-8000安脉冲电流；

所述脉冲发生器主回路产生电磁脉冲，该电磁脉冲共分4路，每路分成对称极性的可控硅开关，每个可控硅开关都有一个均压电阻，保证4个可控硅开关平均分配所有电压，其输出是驱动两个串联的换能器；

触发控制电路接受电子控制箱发出的地址信号A0、A1和触发允许信号STB，给相应的回路提供触发信号，通过TP1-TP4触发信号分配变压器，将触发信号分配给同一路中的四只可控硅开关，使脉冲发生器主回路中的可控硅开关同时导通，产生脉冲电流；

所述换能器包括一工作线圈，所述工作线圈的短路线圈与工作壁平行紧密贴合，加速线圈连接脉冲发生器。

进一步的，所述直流倍压整流电源包括整流管、电阻及电容，正极输出端通过交流接触器的主接点分别与电容组的正极、晶闸管的正极相连接，负极输出端分别与三相电中的零线、交流接触器的辅接点的常闭触头连接；所述直流倍压整流电源将低压交流电经过处理，产生6000-8000安脉冲电流。

进一步的，还包括故障诊断电路模块；

所述故障诊断电路模块实时检测电源的充电电压、脉冲电流的变化规律，并分析判断系统各组各路工作是否正常，如果发生故障则停车报警并指示故障的组号和路号。

进一步的，还包括保护电路；

所述保护电路为包括自动放电回路，系统工作结束后将自动停止充放电过程，经一段时间后将储存的电能通过大功率放电电阻自动释放。

本发明的有益效果在于：

1、利用电磁能转换的工作线圈感应产生的安培力使短路线圈发射，特别是这种能量转换可以在毫秒级的时间内将能量激发，瞬时能量极为巨大。而且线圈体积不受能量输出影响，体积可以非常小。

2、利用输入电磁脉冲发生器输入的交变电流使得短路线圈做出高速高频的发射运动，短路线圈与工作壁紧密贴合使工作壁发生共振实现清灰清堵，相对于其他清灰清堵原理和装置，技术效果优越。

3、本发明的换能器可以根据工作壁不同的具体形状而使用，适用于料仓、管道及车厢等各类场合，且安装、维修及更换都很方便，节能环保。

4、本发明采用专门设计的脉冲发生回路产生电磁脉冲，能量转换率高，发射速度高，可以有效的实现对多种场合的清灰清堵。

附图说明

图1是本发明的系统结构图。

图2是本发明具体实施例的系统电路图。

具体实施方式

本发明的装置，系统由主控装置、脉冲发生器、故障诊断和保护电路、换能器等组成。通过振动波叠加，以极小输入能量产生巨大的输出能量。最强可以引发料仓局部共振，完美解决下料难问题，对粘连，粘结等情况均有良好效果，而且能耗极低，与传统振打方式比较，节能达95％以上，工作效率至少提高10倍以上，节能效果显著。用本系统替代传统的振打器加人工疏通下料方式，可保证下游设备来料正常，从而保证企业的正常生产，稳定产品质量。

系统包括以下部分：

主控装置：主控装置的功能是提供设备需要的电源，并接受中心控制室的控制指令，操纵有关执行元件或向电气箱发出基本的动作指令，以便完成工作全过程。它主要由变压器、开关板，电子控制箱及显示/控制面板构成。

变压器：变压器安装在主控柜中，为干式自冷变压器，三相Δ/Y连接，调试时可改为Y/Y连接降低电压，最大容量120KVA，最小容量1.9KVA，输入380V、50Hz的三相交流电，输出电压分五档，90V、250V、350V、380V、470V，通过调节接线端子改变电压，用于向脉冲发生器提供电能，选择不同的电压可以获得不同的脉冲能量，一般选择350伏到380伏就能有良好的效果，也能延长换能器和储能电容的寿命。

开关面板：开关柜面板设置有“运行/调试”(RUN/ADJ)双位转换开关，“开”(0N)，“关”(0FF)按钮，当“运行/调试”开关处于“运行”位置时，“开”、“关”按钮无效，系统仅受中心控制室控制。当处于“调试”位置时，“开”、“关”按钮有效，系统不受中心控制室干预。

电子控制器：电子控制器包括可编程控制器和其他电子仪器，可编程控制器是可控磁脉冲超强振动清理系统的控制中心，其主要功能是接受中心控制室的控制指令，发出操纵指令以控制其它执行元件；测试仪表接收并处理从各脉冲发生器返回的各回路高压变送器电压值和脉冲电流变送器输出电压值，以便判断工作状态，并将工作过程中的充放电电压，电流指示器进行动态显示，各测量值与主回路完全隔离。

脉冲发生器：脉冲发生器是产生磁脉冲的主要设备，它包括直流电源、可控硅脉冲发生器，触发控制器，电压电流变送器和检测元件、放电回路等构成，每个电气箱用以控制四组工作头。

直流倍压整流电源由整流管、电阻，电容构成。对经由动力分线盒引出的交流电源进行直流倍压整流，产生对称的双极性直流输出，给贮能电容器充电，整体倍压系数为5.7。本电源在放电期间将有3000-5000安的脉冲电流通过，所以应选用能耐受脉冲冲击的专用整流管。

脉冲发生器主回路其功能是产生磁脉冲，实现从电能向磁能的转换，该电磁脉冲共分4路，每路分成对称极性的可控硅开关(每个SCR都有一个均压电阻，保证每4个SCR平均分配所有电压)，其输出是驱动两个串联的工作头。脉冲发生器主回路承受了磁脉冲产生阶段的6000-8000安的强大电流，必须选择能承受强大电流冲击的专用脉冲可控硅。

触发控制电路接受电子控制箱发出的地址信号(A0，A1)和触发允许信号(STB)，给相应的回路提供触发信号(A1A0＝00、01、10、11分别对应第1，2，3，4组)，通过TP1-TP4触发信号分配变压器，将触发信号分配给同一路中的四只可控硅，使脉冲发生器主回路中的可控硅同时导通，产生脉冲电流。

本系统具有完善的故障诊断功能，可实时检测电源的充电电压，脉冲电流的变化规律，据此通过计算机分析判断系统各组各路工作是否正常，如果发生故障会停车报警并指示故障的组号和路号。

由于本系统工作时贮有大量电能，如果在系统停用或检修时不能及时释放，将威胁检修人员的人身安全，为此本系统设有自动放电回路，当系统工作结束后将自动停止充放电过程，经一段时间后将储存的电能通过大功率放电电阻自动释放。

换能器：换能器是电能→磁能→机械能的转换元件，它由工作线圈、支持机构等组成，换能器的接线柱与控制部分由电缆连接。换能器焊接在工作壁上，短路铝环紧贴在工作壁上，实现二者的共振。

实施例

在焦化企业的炼焦工艺过程中，炼焦所需气煤、肥煤、焦煤、瘦煤等煤种需按其煤质的不同进行配比，通常需要根据煤的产地、批次及煤质特点，对10多种原料煤通过料仓和皮带秤按一定工艺规定比例混配。严格控制各种原料煤的配比是保证成品焦炭品质的重要工艺环节。在配煤下料过程中，由于原料煤粉粒度较小，频频出现膨仓现象，导致混料中断，不能保证原料煤按比例混合，出现配比比率不合格，严重影响了成品焦炭质量，且经常使企业的连续生产中断并造成废品率大幅上升。企业中通常采用电机带偏心轮的方式辅助下料，但效果较差，问题严重时还需工人同时采用钢钎疏通的方式辅助下料，给操作工人带来人身危险，企业无法保证生产安全，极大影响工作效率。

本系统通过电磁脉冲激发换能器，经过振动波叠加，以较小输入的电磁能量瞬间激发换能器使得换能器高速发射产生机械能，引发工作面局部共振，完美解决下料难问题，对粘连，粘结等情况均有良好效果，而且能耗极低，与传统振打方式比较，节能达95％以上，工作效率至少提高5倍以上(焦化厂当前使用煤车平均下料时间为13分钟，采用我们设备的煤车平均下料时间2到3分钟)，节能效果显著。用本系统替代传统的振打器加人工疏通下料方式，可保证下游设备来料正常，从而保证企业的正常生产，稳定产品质量。

Claims (4)

1.一种电磁脉冲清灰清堵系统，所述系统包括主控装置、脉冲发生器及换能器；其特征在于：

所述主控装置包括变压器、开关面板、电子控制箱及显示/控制面板；

所述变压器向脉冲发生器提供电能；

所述开关面板设置有“运行/调试”双位转换开关及“开/关”按钮；

所述电子控制箱包括可编程控制器、测试仪表；所述可编程控制器是接受显示/控制面板的控制指令，并发出操纵指令控制系统的执行元件；所述测试仪表接收并处理从各脉冲发生器返回的各回路高压变送器电压值和脉冲电流变送器输出电压值并判断工作状态，并将工作过程中的充放电电压、电流值输出至显示/控制面板进行动态显示；

其特征在于：

所述脉冲发生器包括直流倍压整流电源、脉冲发生器主回路及触发控制电路；

所述直流倍压整流电源将低压交流电经过处理，产生6000-8000安脉冲电流；

所述脉冲发生器主回路产生电磁脉冲，该电磁脉冲共分4路，每路分成对称极性的可控硅开关，每个可控硅开关都有一个均压电阻，保证4个可控硅开关平均分配所有电压，其输出是驱动两个串联的换能器；

触发控制电路接受电子控制箱发出的地址信号A0、A1和触发允许信号STB，给相应的回路提供触发信号，通过TP1-TP4触发信号分配变压器，将触发信号分配给同一路中的四只可控硅开关，使脉冲发生器主回路中的可控硅开关同时导通，产生脉冲电流；

所述换能器包括一工作线圈，所述工作线圈的短路线圈与工作壁平行紧密贴合，加速线圈连接脉冲发生器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述直流倍压整流电源包括整流管、电阻及电容，正极输出端通过交流接触器的主接点分别与电容组的正极、晶闸管的正极相连接，负极输出端分别与三相电中的零线、交流接触器的辅接点的常闭触头连接；所述直流倍压整流电源将低压交流电经过处理，产生6000-8000安脉冲电流。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括故障诊断电路模块；

所述故障诊断电路模块实时检测电源的充电电压、脉冲电流的变化规律，并分析判断系统各组各路工作是否正常，如果发生故障则停车报警并指示故障的组号和路号。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括保护电路；

所述保护电路为包括自动放电回路，系统工作结束后将自动停止充放电过程，经一段时间后将储存的电能通过大功率放电电阻自动释放。