RU2033271C1

RU2033271C1 - Dust collector power supply unit

Info

Publication number: RU2033271C1
Authority: RU
Inventors: Альфред Альбертович Гейзер
Original assignee: Мариупольский металлургический институт
Priority date: 1992-06-01
Filing date: 1992-06-01
Publication date: 1995-04-20

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: power supply unit of dust collector has device to supply power to plate settling electrodes arranged in parallel to each other and forming working chamber by their inner sides. Power supply device has current-carrying plates arranged from outside in parallel with settling electrodes, separated from electrodes by dielectric and connected through controlled switch to supply source. Power supply device has several plates arranged in parallel and separated by layers of dielectric. One of settling electrodes is connected with any of corresponding odd plate and other electrode is connected to even plate. Lower end of first plate, relative to one of settling electrodes, is connected with lower end of last even plate, relative to other settling electrode. Plates are connected to power source by ends of any even and odd pair. The rest of even and odd upper and lower ends of opposite plates are connected in pairs by like ends. EFFECT: enhanced quality of operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам электропитания пылеуловителей и может быть использовано в химической, горнорудной, металлургической и других отраслях промышленности, в устройствах санитарной очистки воздуха. Наиболее предпочтительно использовать данное предложение там, где требуется очистка газа от мелкодисперсной пыли, например в металлургической промышленности или в системах санитарной очистки воздуха с жесткими параметрами по условиям очистки. The invention relates to power supply devices for dust collectors and can be used in chemical, mining, metallurgical and other industries, in devices for sanitary air purification. It is most preferable to use this proposal where it is necessary to purify gas from fine dust, for example, in the metallurgical industry or in sanitary air purification systems with stringent parameters for the cleaning conditions.

Наиболее близким по технической сути к изобретению является устройство электропитания пылеуловителя, содержащее источник питания, управляемый коммутирующий прибор, осадительные электроды, выполненные в виде пластин, образующих рабочую камеру и расположенных параллельно одна другой, и дополнительные электропроводящие элементы, расположенные с наружной стороны осадительных электродов параллельно им и разделенные диэлектриком. Кроме того, устройство электропитания содержит подстроечные конденсаторы [1]
Известное устройство электропитания имеет большой вес, так как содержит подстроечные конденсаторы. Кроме того, пылеуловитель, снабженный такой системой питания, имеет низкую эффективность очистки газа, так как мала напряженность электрического поля в рабочей камере. Это обусловлено тем, что осадительные электроды на входе камеры замкнуты токопроводящей перемычкой.The closest to the technical essence of the invention is a dust collector power supply device containing a power source, a controlled switching device, precipitation electrodes made in the form of plates forming a working chamber and located parallel to each other, and additional electrically conductive elements located on the outside of the precipitation electrodes parallel to them and separated by a dielectric. In addition, the power supply device contains trim capacitors [1]
The known power supply device has a large weight, as it contains trim capacitors. In addition, a dust collector equipped with such a power system has a low gas cleaning efficiency, since the electric field strength in the working chamber is low. This is due to the fact that the precipitation electrodes at the inlet of the chamber are closed by a conductive jumper.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение веса устройства электропитания и повышение эффективности очистки газа пылеуловителем за счет исключения подстроечных конденсаторов и увеличения напряженности электрического поля в рабочей камере пылеуловителя. The objective of the invention is to reduce the weight of the power supply device and increase the efficiency of gas purification by the dust collector by eliminating trimmer capacitors and increasing the electric field strength in the working chamber of the dust collector.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем источник питания, управляемый коммутирующий прибор, осадительные электроды, выполненные в виде пластин, образующих рабочую камеру и расположенных параллельно им и разделенные диэлектриком, дополнительные электропроводные элементы образованы несколькими пластинами, расположенными параллельно друг другу и разделенными между собой слоями диэлектрика. Один из осадительных электродов соединен с любой из нечетных пластин, расположенных с его наружной стороны, а другой с четной пластиной. При этом нижний конец пластины, первый по отношению к одному из электродов, соединен с нижним концом последней четной пластины по отношению к другому электроду. К концам любой пары четных и нечетных пластин через управляемый коммутирующий прибор подключен источник питания. Оставшиеся четные и нечетные верхние и нижние концы противоположно расположенных пластин соединены попарно между собой одноименными концами. The problem is solved in that in the proposed device containing a power source, a controlled switching device, precipitation electrodes made in the form of plates forming a working chamber and located parallel to them and separated by a dielectric, additional electrically conductive elements are formed by several plates located parallel to each other and separated interconnected by dielectric layers. One of the precipitation electrodes is connected to any of the odd plates located on its outer side, and the other to an even plate. In this case, the lower end of the plate, the first with respect to one of the electrodes, is connected to the lower end of the last even plate with respect to the other electrode. A power source is connected to the ends of any pair of even and odd plates through a controlled switching device. The remaining even and odd upper and lower ends of the oppositely located plates are connected in pairs between each other by the same name.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства электропитания пылеуловителя; на фиг. 2 временные диаграммы работы устройства. In FIG. 1 shows a circuit diagram of a dust collector power supply device; in FIG. 2 timing diagrams of the device.

Устройство электропитания пылеуловителя содержит электропроводные элементы в виде пластин 1-6, расположенных с наружной стороны осадительных электродов 7 параллельно им и друг другу. Осадительные электроды образуют рабочую камеру пылеуловителя 8 путем параллельного расположения друг относительно друга. Электропроводные пластины разделены между собой диэлектриком (не показан). Также диэлектриком отделены они и от осадительных электродов. Один из осадительных электродов соединен с любой из нечетных пластин, расположенных с его наружной стороны, например с пластиной 1, а другой с любой четной, например с пластиной 2. Нижний конец пластины, первый по отношению к одному из электродов, соединен с нижним концом последней четной пластины по отношению к другому электроду перемычкой 9. К концам любой пары четных и нечетных пластин через управляемый коммутирующий прибор 10, в качестве которого может быть использован тиристор (коммутатор), подключен источник 11 питания. Оставшиеся четные и нечетные верхние и нижние концы противоположно расположенных пластин соединены попарно между собой одноименными концами, перемычками 12. The dust collector power supply device contains electrically conductive elements in the form of plates 1-6 located on the outside of the precipitation electrodes 7 parallel to them and to each other. Precipitation electrodes form the working chamber of the dust collector 8 by parallel arrangement relative to each other. The conductive plates are separated by a dielectric (not shown). They are also separated by a dielectric from precipitation electrodes. One of the precipitation electrodes is connected to any of the odd plates located on its outer side, for example, to plate 1, and the other to any even, for example, to plate 2. The lower end of the plate, the first with respect to one of the electrodes, is connected to the lower end of the last an even plate relative to the other electrode by a jumper 9. To the ends of any pair of even and odd plates through a controlled switching device 10, which can be used a thyristor (switch), a power source 11 is connected. The remaining even and odd upper and lower ends of the oppositely located plates are connected in pairs to each other by the same ends, jumpers 12.

Работа устройства электропитания пылеуловителя происходит следующим образом (фиг. 1). Например, в начальном состоянии перемычка 9 разомкнута, и пластины 1-6 заряжены так, как показано на фиг. 1. Такая зарядка может быть осуществлена, например, кратковременным включением тиристора 10. Здесь сразу же необходимо отметить, что в исходном состоянии перемычка 8 может быть и замкнута, но для понимания процессов, происходящих в устройстве электропитания, более удобно рассматривать начальное состояние с разомкнутой перемычкой. После замыкания перемычки 9 по пластинам и осадительным электродам начинает протекать электрический ток, направление которого показано на фиг. 1. Так как токи в пластинах, расположенных по одну сторону относительно рабочей камеры (фиг. 1), направлены одинаково, то они образуют индуктивность, и разряд конденсатора, который обусловлен этими пластинами, происходит не мгновенно, а по закону
U_C U_CM cos ω_kt, (1) где U_CM максимальное напряжение между пластинами, образующими конденсатор;
ω_k частота колебательного контура, зависящая от электроемкости конденсатора и индуктивности пластин 1-6.The operation of the power supply device of the dust collector is as follows (Fig. 1). For example, in the initial state, the jumper 9 is open and the plates 1-6 are charged as shown in FIG. 1. Such charging can be carried out, for example, by briefly turning on the thyristor 10. Here it is immediately necessary to note that in the initial state the jumper 8 can be closed, but to understand the processes occurring in the power supply device, it is more convenient to consider the initial state with the jumper open . After the jumper 9 is closed, electric current begins to flow through the plates and precipitation electrodes, the direction of which is shown in FIG. 1. Since the currents in the plates located on one side relative to the working chamber (Fig. 1) are directed in the same way, they form an inductance, and the capacitor discharge, which is caused by these plates, does not occur instantaneously, but according to the law
U _C U _CM cos ω _k t, (1) where U _{CM is the} maximum voltage between the plates forming the capacitor;
ω _{k the} frequency of the oscillatory circuit, depending on the electric capacity of the capacitor and the inductance of the plates 1-6.

На фиг. 2 показаны: 2а эпюра напряжения U_с между обкладками, образующими конденсатор, 2б ток, текущий по пластинам 1-6.In FIG. 2 shows: 2a plot of voltage U _with between the plates forming a capacitor, 2b current flowing through plates 1-6.

В момент t₁ конденсатор устройства полностью разряжен, а ток, текущий по обкладкам, достигает максимума. С момента t₁ до момента t₂конденсатор перезаряжается так, что полярность напряжения на пластинах 1-6 изменяется на противоположную первоначальной, и при этом ток в пластинах уменьшается с максимального значения до нуля. В момент t₂ ток в обкладках меняет направление и до момента t₃ он нарастает до максимального значения, вызывая разрядку конденсатора. В момент t₃включается тиристорный коммутатор 10, и источник 11 питания оказывается подключенным к зарядному колебательному контуру, состоящему из индуктивности, образованной любой парой четных и нечетных пластин, к которым подключен источник питания, и конденсатора, образованного пластинами 1-6. Длительность зарядки определяется частотой этого зарядного контура ω₃. В момент t₄, когда ток заряда (фиг. 2в) станет равным нулю, тиристорный коммутатор 10 выключается. Для выполнения условия коммутации необходимо, чтобы частота колебательного контура, образованного электроемкостью пластин 1-6 и их индуктивностью ω_k, была меньше частоты зарядного колебательного контура ω₃, т. е.At time t _{1, the} capacitor of the device is completely discharged, and the current flowing through the plates reaches its maximum. From time t ₁ to time t _{2, the} capacitor is recharged so that the polarity of the voltage on the plates 1-6 changes to the opposite of the original, and the current in the plates decreases from the maximum value to zero. At time t _{2, the} current in the plates changes direction and up to time t ₃ it rises to the maximum value, causing the capacitor to discharge. At time t _{3, the} thyristor switch 10 is turned on, and the power source 11 is connected to a charging oscillatory circuit, consisting of an inductance formed by any pair of even and odd plates, to which a power source is connected, and a capacitor formed by plates 1-6. The duration of charging is determined by the frequency of this charging circuit ω ₃ . At time t ₄ , when the charge current (Fig. 2B) becomes equal to zero, the thyristor switch 10 is turned off. To fulfill the switching condition, it is necessary that the frequency of the oscillatory circuit formed by the electric capacity of the plates 1-6 and their inductance ω _k be less than the frequency of the charging oscillatory circuit ω ₃ , i.e.

ω_k << ω₃ (2)
Так как электроемкость пластин 1-6 в обоих контурах одна и та же, следовательно, для выполнения условия коммутации (2) индуктивности этих пластин L_k должна быть больше индуктивности пластин зарядного колебательного контура L₃, т. е.ω _k << ω ₃ (2)
Since the electric capacitance of the plates 1-6 in both circuits is the same, therefore, to fulfill the switching condition (2), the inductance of these plates L _k must be greater than the inductance of the plates of the charging oscillating circuit L ₃ , i.e.

L_k >> L₃ (3)
В виду малого значения индуктивности зарядного контура L₃ она может быть образована путем подключения источника питания к концам любой пары четных и нечетных пластин, например, так, как показано на фиг. 1.L _k >> L ₃ (3)
In view of the small value of the inductance of the charging circuit L _3, it can be formed by connecting a power source to the ends of any pair of even and odd plates, for example, as shown in FIG. 1.

С момента t₄ до момента t₅ ток в пластинах уменьшается до нуля, а пластины заряжаются до первоначального напряжения. С момента t₅ все процессы в устройстве электропитания повторяются.From time t ₄ to time t _{5, the} current in the plates decreases to zero, and the plates are charged to the initial voltage. From time t _5, all processes in the power supply device are repeated.

Из описания принципа работы видно, что параметры устройства электропитания пылеуловителя выбираются в соответствии с условием (2), т. е. From the description of the principle of operation it is seen that the parameters of the dust collector power supply are selected in accordance with condition (2), i.e.

ω_k << ω₃, то вследствие этой особенности перемычка 9 может быть постоянно замкнута, так как за время, в течение которого включен тиристорный коммутатор 10, ток в колебательном контуре, образованном пластинами 1-6, не нарастает до значения, большего чем ток удержания тиристора.ω _k << ω ₃ , then due to this feature the jumper 9 can be constantly closed, since during the time during which the thyristor switch 10 is turned on, the current in the oscillatory circuit formed by plates 1-6 does not increase to a value greater than the current thyristor retention.

Из принципа работы устройства электропитания пылеуловителя видно, что в его рабочем объеме создаются скрещенные электрическое и магнитное поля, изменяющиеся во времени. Под действием силы электрического поля и силы Лоренца частицы выводятся из потока и попадают на осадительные электроды. Путем последующего стряхивания частицы пыли попадают в сборный бункер. From the principle of operation of the dust collector power supply device, it is seen that crossed electric and magnetic fields that change in time are created in its working volume. Under the action of the electric field and the Lorentz force, the particles are removed from the stream and fall on the precipitation electrodes. Subsequent shaking off dust particles into the collecting hopper.

Изобретение позволяет снизить вес устройства электропитания пылеуловителя и повысить эффективность очистки газа пылеуловителем. Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве отсутствуют подстроечные конденсаторы, имеющие большие габариты и вес. Повышение эффективности очистки происходит потому, что в предлагаемом устройстве выше напряженность электрического поля в рабочей камере по сравнению с прототипом, так как не замкнуты перемычкой осадительные электроды. EFFECT: invention reduces the weight of the dust collector power supply device and improves the gas cleaning efficiency of the dust collector. This is achieved by the fact that in the proposed device there are no tuning capacitors having large dimensions and weight. Improving the cleaning efficiency occurs because the proposed device has a higher electric field in the working chamber compared to the prototype, since the precipitation electrodes are not closed by a jumper.

Пылеуловитель, снабженный предлагаемым устройством питания, обладает рядом дополнительных преимуществ перед известными. Например, в момент попадания частиц пыли на осадительные электроды частица начинает разряжаться на осадительный электрод, следовательно, на частицу будет действовать сила Ампера, направленная вниз, и наличие этой силы будет способствовать очистке осадительных электродов. Кроме того, пондеромоторные силы, действующие на осадительные электроды, вызовут вибрацию последних, что также будет способствовать очистке их от уловленной пыли. A dust collector equipped with the proposed power device has several additional advantages over the known ones. For example, when dust particles hit the precipitation electrodes, the particle begins to discharge on the precipitation electrode, therefore, the Ampere force directed downward will act on the particle, and the presence of this force will facilitate the cleaning of the precipitation electrodes. In addition, ponderomotive forces acting on the precipitation electrodes will cause the vibration of the latter, which will also help to clean them from trapped dust.

Таким образом, благодаря решению поставленной задачи предложенное устройство обладает лучшими технико- экономическими показателями по сравнению с прототипом. Thus, due to the solution of the task, the proposed device has the best technical and economic indicators in comparison with the prototype.

Claims

A dust collector power supply device, comprising means for supplying power to plate precipitating electrodes located parallel to and forming the working chamber on the inside, including conductive plates located parallel to them on the outside of the precipitation electrodes, separated by a dielectric from them and connected to a power source through a controlled switching device, the fact that the power supply means is provided with several additional plates arranged in parallel one another and dielectric layers separated from one another, one of the precipitation electrodes is connected to any of the odd plates corresponding to it, and the other to an even plate, while the lower end of the first with respect to one of the electrodes of the plate is connected to the lower end of the last even with respect to the other the plate’s electrode, and the plates are connected to the power source by the ends of any even and odd pairs, and the remaining even and odd upper and lower ends of the oppositely located plates are connected in pairs between oh ends of the same name.