PL90222B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest zasilacz pojemnika z wyladowaniem gazowym, zwlaszcza pieca do azotowa¬ nia jonizacyjnego.Znane zasilacze przeznaczone do pracy przy procesach z wyladowaniem gazowym zawieraja szybko dzialajace regulatory, które w przypadku wystapienia zaklócenia wyladowania powoduja krótkotrwale odlacze¬ nie napiecia roboczego. Takieodlaczenie moze trwac przez kilka okresów napiecia zasilania. Taki sposób pracy zapobiega powstawaniu wyladowan lukowych, które prowadza do uszkodzenia powierzchni obrabianego przedmiotu.Zwlaszcza przy zasilaniu pieców azotowania jonizacyjnego z silnopradowym elektrycznym wyladowaniem jarzeniowym, które sa stosowane w przemysle, w studium rozruchu procesu azotowania nie mozna uniknac czestego wystepowania zaklócen wyladowania, które wymagaja krótkotrwalego odlaczania napiecia roboczego.Jeden ze sposobów takiego odlaczania zasilania w stadium rozruchu znany jest ze szwajcarskiego opisu patentowego nr 349 283. Wynalazek ten dotyczy ukladu kontroli stanu procesów rozladowczych gazowych i jarzeniowych.Inne .urzadzenie kontrolne znane jest ze szwajcarskiego opisu patentowego nr 499 825. Urzadzenie to dziala w ten sposób, ze kazdorazowo w przypadku wystapienia zaklócenia wyladowania na powierzchni obrabianego przedmiotu wytwarza sygnal sterujacy, który wymusza blokade prostownika od chwili kolejnego przejscia przez zero prostowanego napiecia. Prostownik pozostaje zablokowany przez okreslona liczbe okresów, to znaczy przez nastawiony czas opóznienia, przy czym automatycznie ponownie sie wlacza.Przy zasilaniu wyladowania jarzeniowego wyprostowanym napieciem przemiennym, z jednofazowej sieci pradu przemiennego korzystne jest, aby przed kazdym przejsciem napiecia przez poziom zerowy rozladowanie zostawalo wygaszone, a ponowny zaplon nastepowal dopiero po osiagnieciu przez to napiecie poziomu zaplonowego. Te krótkie przerwy wyladowania wystepujace z czestotliwoscia równa podwojonej czestotliwosci zastosowanego napiecia przemiennego sa zbyt krótkie, aby w przypadku wystapienia zaklócenia wyladowania jarzeniowego przyczyna tego zaklócenia zostala zlikwidowana. Oznacza to, ze urzadzenie kontrolne dziala, a wiec przerywa wyladowanie, podczas kilku okresów zasilajacego pradu przemiennego.W przemyslowym azotowaniu jonizacyjnym obrabianych przedmiotów w jednym wspólnym pojemniku czestosc wystepowania zaklócen, zwlaszcza w stadium rozruchu jest tak duza, ze rozruch trwa wiele godzin.2 90 222 Powoduje to bardzo znaczne zmniejszenie wydajnosci pieca do azotowania jonizacyjnego, a wiec koniecznosc zwiekszenia ilosci tych urzadzen w zakladzie produkcyjnym.Celem wynalazku jest opracowanie zasilacza pojemnika z wyladowaniem gazowym, obejmujacego transfor¬ mator, prostownik i regulator przebiegu wyladowania, pozbawionego wad dotychczas znanych urzadzen tego typu. Cel wynalazku osiagnieto przez to, ze w obwód pierwotny transformatora wlaczony jest element indukcyjny dla opóznienia momentu zaplonu tyrystorów lub tyratronów prostownika o czas wystarczajaco dlugi, aby zakonczyly sie male zaklócenia wyladowania na powierzchni obrabianego przedmiotu.Korzystne jest, jezeli element indukcyjny jest dlawikiem z rdzeniem zelaznym, przy czym dlawik ten zapewnia czas opóznienia równy 2 do 7 ms.Przedmiot wynalazku przedstawiony zostal w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat polaczen zasilacza dolaczonego do pieca azotowania jonizacyjnego, fig. 2 — przebieg czasowy napiecia roboczego.Przedstawione na rysunku urzadzenie obejmuje metalowe naczynie 10 podcisnieniowe z doprowadzeniem 11 gazu i z doprowadzeniem 12 gazu, w którym umieszcza sie obrabiany przedmiot 13 w celu poddania go na przyklad jonizacji w atmosferze zawierajacej azot przy pomocy wyladowania jarzeniowego. Metalowy przedmiot 13 jest poprzez metalowy element 14 sprzegajacy polaczony z izolowanym przewodem 15, którego zewnetrzna koncówka 16 stanowi biegun ujemny zasilacza/Drugi zacisk 17 zasilacza jest polaczony ze sciana naczynia 10 i z ziemia. Przebieg czasowy napiecia UB roboczego pomiedzy zaciskami 16 i 17 przedstawiony jest na fig. 2.Napiecie Ub podawane jest poprzez dzielnik napiecia, obejmujacy rezystory 18 i 19 do zespolu 20 kontrolnego, do którego doprowadzony jest równiez spadek napiecia na rezystorze 21 szeregowym wlaczonym w przewód dolaczony do zacisku 17. Z zespolem 20 kontrolnym jest polaczony zespól 22 sterujacy, który wzbudza prostownik tyratronowy lub tyrystorowy 28, 29, 30, 31 podczas kazdej polowy okresu. Moment zaplonowy nastawia sie recznie nastawnikiem 23. Prostownik 28, 29, 30, 31 obejmuje dwupolówkowy prostownik dolaczony do wtórnego napiecia przemiennego uzwojenia 27 transformatora 26.W chwili zadzialania zespolu 20 kontrolnego, które wymuszane jest przez zaklócenie wyladowania jarzeniowego na powierzchni przedmiotu 13, zespól 22 sterujacy utrzymuje impuls sterujacy. Powoduje to, ze przy nastepnym kolejnym przejsciu przez punkt zerowy napiecia przemiennego zasilajacego naczynie 10 obwód zasilania zostaje przerwany. Ponowne wlaczenie wyladowania nastepuje w chwili pojawienia sie drugiego impulsu sterujacego, który przekazywany jest automatycznie przez zespól 20 kontrolny, po okreslonym czasie opóznienia.Po stronie uzwojenia pierwotnego 25 transformatora 26 wlaczony jest element 24 indukcyjny, korzystnie dlawik z rdzeniem zelaznym, oraz ewentualnie elementy przeciwzaklóceniowe dla tlumienia zaklócen wielkiej czestotliwosci po stronie prostownika 28, 29, 30, 31.Jak wynika to z fig. 2 w momencie gdy poziom napiecia Ug roboczego opada ponizej poziomu napiecia Uz zaplonu, w punkcie 33 wykresu nastepuje przerwanie wyladowania. Ponowny zaplon nastepuje po osiagnieciu przez napiecie Uz zaplonu. Okres ti czasu, w którym Ub < Uz wynosi tylko 1 ms i jest za maly dla usuniecia zaklócen na powierzchni przedmiotu. Zaklócenia te powoduja wiec zadzialanie zespolu 20 kontrolnego, co w wyniku powoduje krótkotrwale, ale wielokrotne wylaczenia naczynia 10 wyladowczego. Przez wprowadzenie indukcyjnosci 24 do obwodu pierwotnego 25 transformatora 26 i przez prawidlowe zestawienie zespolu 22 sterujacego osiaga sie to, ze po osiagnieciu przez napiecie Ub poziomu zerowego ponowny wzrost tego napiecia nastepuje ze znacznym opóznieniem. Zaplon nastepuje wtedy dopiero w punkcie 35, to znaczy po czasie t2 od wygaszenia. Czas t2 przerwy jest dluzszy od czasu \x w ukladzie bez elementu 24 indukcyjnego.Przez wprowadzenie do ukladu dlawika osiaga sie to, ze po wznowieniu przebiegu wyladowania po czasie X2 zaklócenia zostaja w sposób wystarczajacy wyeliminowane tak, ze nie nastepuje ponowne zadzialanie zespolu kontrolnego.Czas t2 przerwy w wyladowaniu mozna dopasowywac do stopnia czystosci powierzchni przez wlasciwy wybór indukcyjnosci dlawika.Na przyklad przy eksploatacji pieca do azotowania jonizacyjnego o mocy znamionowej 40 kW i ze srednim napieciem roboczym 500 V czas rozruchu wynosi czesto az do 5 godzin. Natomiast po wlaczeniu do obwodu pierwotnego transformatora elementu 24 indukcyjnego, który wdanym przypadku jest dlawikiem z rdzeniem zelaznym, o indukcyjnosci 3,2 mH i mocy 20 kVA, czas rozruchu przy obróbce tych samych przedmiotów zostal ograniczony do okolo 1/2 do 2 godzin. Przy normalnym czasie azotowania 6 do 8 godzin daje to 2 do 3 godzin oszczednosci, co oznacza znaczne polepszenie wydajnosci pieca azotujacego, gdyz przepustowosc materialów azotowanych przy ciaglej pracy urzadzenia zwieksza sie o 25% do 40%. Przy zasilaczach tego typu, podczas przebiegu rozruchowego czas t2 jest wyregulowany odpowiednio do zuzycia mocy dla rozgrzania obrabianych przedmiotów i nie wynosi mniej niz 6 do 7 ms. Wraz ze wzrastajacym stopniem czystosci czas t2 moze byc90222 3 zmniejszony az do t2 =2 ms przy normalnym stanie eksploatacji, lecz nie moze byc mniejszy od 2 ms.Przez przedluzenie czasu przejscia przez punkt zerowy napiecia roboczego nie mozna wyeliminowac koniecznosci zastosowania zespolu kontrolnego ani ukladu szybkiego odlaczania. Zostaje tylko znacznie zmniejszona czestosc zadzialania zespolu kontrolnego pomimo tej samej jego czulosci oraz w kazdym przypadku zostaje ograniczona czestosc zadzialania, przy której przyczyna zaklócen nie zostaje usunieta.Pomimo zwiekszenia wydajnosci pieca azotujacego z zasilaczem wedlug wynalazku uzyskuje sie powierz** chnie azotowane o lepszej jakosci niz w dotychczas znanych urzadzeniach, pozbawione tak zwanych ksztaltów wyladowczych lub miejsc spalonych. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Zasilacz pojemnika z wyladowaniem gazowym, zwlaszcza pieca do azotowania jonizacyjnego, obejmuja¬ cy transformator i prostownik dwupolówkowy, zbudowany z tyrystorów lub tyratronów, przeznaczony do wytwarzania napiecia roboczego z napiecia sieci pradu przemiennego lub trójfazowego, pracujacy w sposób ciagly regulator napiecia roboczego, zawierajacy zespól kontrolny przebiegu wyladowania oraz zespól sterujacy zaplonem dla ustalania chwili czasowej zaplonu elementów prostownika oraz dla szybkiego przerywania pracy przy zadzialaniu zespolu kontrolnego, przy czym prostownik i regulator wlaczone sa w obwód wtórny transformatora, znamienny tym, ze w obwód pierwotny transformatora (26) wlaczony jest element (24) indukcyjny dla opózniania momentu zaplonu tyrystorów lub tyratronów (28, 29, 30, 31) prostownika o czas (t2) wystarczajaco dlugi, aby zakonczyly sie male zaklócenia wyladowania na powierzchni obrabianego przedmiotu (13).

2. Zasilacz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze element (24) indukcyjny jest dlawikiem z rdzeniem zelaznym, przy czym dlawik ten zapewnia czas (t2) opóznienia równy 2 do 7 ms.90222 Fig. 1 Sklad-Prac. Poligraf. UP PRL Druk-WOSJ „WspólnaSprawa" Format A4. Naklad 120+18. Cena 10 zl. PL PL