УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ

Полезная модель относится к различным отраслям промышленности и может быть использовано в технике высоковольтных электрогидравлических разрядов при обработке жидких сред, дроблении материалов и удалении отложений.
Известно устройство для проведения импульсной электрогидравлической дезинтеграции, которое содержит источник питания, токоограничивающий блок, разрядную камеру с электродами, блок коммутации, накопитель, датчики токов, преобразователь, блок датчиков частоты тока, генератор опорной частоты, распределитель синхроимпульсов, формирователи, схемы совпадения, триггеры, блок датчиков наличия индикатора продуктов электродной эрозии /1/.
Несмотря на наличие большого количества вспомогательных и электронных блоков, основным недостатком данного устройства является отсутствие контроля за эффективностью работы разрядной цепи.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство, используемое в качестве установки для электрогидравлической обработки /2/, в состав которой входят источник питания, элемент ограничивающего сопротивления, повышающий трансформатор, выпрямительный блок, накопительный конденсатор и электрический разрядник. Установка снабжена преобразователем частоты тока, датчиком тока, блоком сравнения и усиления сигнала рассогласования. Элемент ограничивающего сопротивления выполнен в виде элемента с управляемой индуктивностью. Выход источника питания соединен со входом преобразователя частоты тока. Выход преобразователя частоты тока соединен со входом элемента с управляемой индуктивностью. Выход элемента с управляемой индуктивностью соединен со входом повышающего трансформатора. Выход повышающего трансформатора соединен со входом выпрямительного блока. Выходы выпрямительного блока соединены соответственно со входами датчика тока, разрядника и накопительного конденсатора. Выход датчика тока соединен со входом блока сравнения и усиления сигнала рассогласования, а выход последнего соединен со входом элемента с управляемой индуктивностью. Обработка высоковольтными импульсами проводится в камере электрических разрядов, где располагаются разрядные электроды.
Однако существенным недостатком этого устройства является отсутствие контроля над гидродинамическими процессами в камере электрических разрядов.
Задачей предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства, связанное с возможностью контроля импульсного электрогидравлического давления в разрядной камере. Кроме того, применение предлагаемого технического решения позволит повысить надежность электрогидравлической установки и снизить себестоимость обработки рабочей среды.
Для достижения поставленной задачи устройство для управления электрогидравлической установкой включающее источник питания, элемент ограничивающего сопротивления, повышающий трансформатор, выпрямительный блок, накопительный конденсатор, электрический разрядник, датчик тока, камеру электрических разрядов с расположенными в ней электродами, содержит также датчик давления, блок формирования синхроимпульсов, ждущий мультивибратор с перезапуском, блок сигнализации неисправности электрогидравлической установки, блок регистрации разрядов, блок измерения импульсного давления, компаратор, логический элемент «И» и счетчик разрядных импульсов. Выход источника питания подключен к входу повышающего трансформатора, который соединен со входом выпрямительного блока, причем выход последнего связан через элемент ограничивающего сопротивления с накопительным конденсатором, который в свою очередь подключен к электрическому разряднику и к входу блока формирования синхроимпульсов, выход электрического разрядника через датчик тока связан с разрядными электродами в камере электрических разрядов, в которой располагается датчик давления, соединенный с блоком измерения импульсного давления, чей выход подключен к компаратору, выход которого связан с первым входом логического элемента «И». При этом выход датчика тока соединен с входом блока регистрации разрядов, выход которого связан со вторым входом логического элемента «И», чей выход подключен к входу счетчика разрядных импульсов, кроме того накопительный конденсатор соединен с входом блока формирования синхроимпульсов, выход которого подключен к первому входу ждущего мультивибратора, второй вход которого связан с выходом компаратора, а выход ждущего мультивибратора подключен к входу блока сигнализации неисправности электрогидравлической установки, выход которого соединен с входом источника питания.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом. На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства для управления электрогидравлической установкой.
Устройство для управления электрогидравлической установкой имеет источник питания 1, чей выход подключен ко входу повышающего трансформатора 2. Выход повышающего трансформатора 2 связан с входом выпрямительного блока 3, к выходу которого последовательно подключены элемент ограничивающего сопротивления 4 и накопительный конденсатор 5. Электрический разрядник 6 подсоединен к накопительному конденсатору 5 и к выходу элемента ограничивающего сопротивления 4. Выход электрического разрядника 6 подключен к входу датчика тока 7, выход которого соединяется с электродами 8, расположенными в камере электрических разрядов 9, где также установлен датчик давления 10. Выход датчика тока 7 связан с входом блока регистрации разрядов 11, а выход датчика давления 10 подключен к входу блока измерения импульсного давления 12, при этом выход последнего связан со входом компаратора 13. К накопительному конденсатору 5 подключен вход блока формирования синхроимпульсов 14, чей выход связан с первым входом ждущего мультивибратора с перезапуском 15. Выход компаратора 13 подключен к первому входу логического элемента «И» 16 и ко второму входу ждущего мультивибратора с перезапуском 15. Выход блока регистрации разрядов 11 связан со вторым входом логического элемента «И» 16, при этом выход последнего подключен к счетчику разрядных импульсов 17. Выход ждущего мультивибратора с перезапуском 15 соединен со входом блока сигнализации неисправности электрогидравлической установки 18, чей выход подключен к входу источника питания 1.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Источник питания 1 включает повышающий трансформатор 2. Выпрямительный блок 3 преобразует переменное высоковольтное напряжение, получаемое с помощью повышающего трансформатора 2, в постоянное. Накопительный конденсатор 5 заряжается через элемент ограничивающего напряжения 4 до величины напряжения равного напряжению на выходе выпрямительного блока 3. По окончании разрядки происходит пробой электрического разрядника 6 на разрядные электроды 8 в камере электрических разрядов 9. При этом датчик тока 7 фиксирует разряды по амплитуде тока, а датчик давления 10 - импульсное гидравлическое давление в камере электрических разрядов 9. На выходе датчика тока 7 появляются импульсы напряжения, прямо пропорциональные величине разрядного тока в камере электрических разрядов 9. Блок регистрации разрядов 11 преобразует эти импульсы напряжения в цифровой логический сигнал, который поступает на второй вход логического элемента «И» 16.
Используя датчик давления 10, блок измерения импульсного давления 12 определяет величину давления и на своем выходе выдает сигнал, амплитуда которого по напряжению прямо пропорциональна импульсному давлению в камере электрических разрядов 9. В компараторе 13 аналоговый сигнал с выхода блок измерения импульсного давления 12 сравнивается с минимально допустимой уставкой, при которой наблюдается требуемая технологически эффективность электрогидравлической обработки различных жидких сред в камере электрических разрядов 9. В случае превышения величины сигнала с выхода блок измерения импульсного давления 12 над уставкой, на выходе компаратора 13 появляется логический сигнал высокого уровня, который поступает на первый вход логического элемента «И» 16. При совпадении высоких логических уровней на обоих входах логического элемента «И» 16 на его выходе появляется также высокий уровень логического сигнала и на счетчик разрядных импульсов 17 поступает команда на считывание очередного разрядного импульса и суммирование с предыдущими в камере электрических разрядов 9.
После пробоя электрического разрядника 6 напряжение на накопительном конденсаторе 5 снижается практически до нуля, далее начинается процесс зарядки накопительного конденсатора 5 от выпрямительного блока через элемент ограничивающего напряжения 4. Причем процесс зарядки-разрядки происходит с частотой равно 1/(R·C), где R - значение сопротивления элемента ограничивающего напряжения 4, а С - значение емкости накопительного конденсатора 5. За счет непрерывного процесса зарядки-разрядки и связанного с ним изменения напряжения на накопительном конденсаторе 5 происходит запуск блока формирования синхроимпульсов 14, на выходе которого появляются импульсы высокого логического уровня при каждом разряде накопительного конденсатора 5. Эти импульсы поступают на первый вход ждущего мультивибратора с перезапуском 15.
Если разряд накопительного конденсатора 5 через электрический разрядник 6 привел к появлению импульсного давления в камере электрических разрядов 9, то на выходе компаратора 13 появляется логический сигнал высокого уровня, импульс которого поступает на второй вход ждущего мультивибратора с перезапуском 15, что приводит к сбросу последнего и на его выходе будет присутствовать логический сигнал низкого уровня, свидетельствующий о работоспособности цепи заряда и разряда накопительного конденсатора 5 с получением требуемого импульсного давления в камере электрических разрядов 9.
Если же по разным причинам происходит выход из строя электрического разрядника 6, датчика тока 7 или износ разрядных электродов 8, то, во-первых, блок измерения импульсного давления 12 зафиксирует низкую величину давления или его отсутствие, что не приведет к срабатыванию компаратора 13. Во-вторых, на второй вход ждущего мультивибратора с перезапуском 15 не будут поступать импульсы высокого логического уровня, что приведет к его срабатыванию. При этом также сработает блок сигнализации неисправности электрогидравлической установки 18, из-за чего последует отключение источника питания 1 и снятие входного напряжения с повышающего трансформатора 2.
Таким образом, применение устройства для управления электрогидравлической установкой позволит исключить работу с поврежденной разрядной цепью или выработку технологически малоэффективных импульсов давления небольшой величины в рабочей камере, что повысит надежность установки, уменьшить ее габариты и материалоемкость, снизит себестоимость обработки объектов.
Источники информации, принятые во внимание:
6
1. Пат. №2035903 РФ, МПК A61J 3/02, Н03К 3/02, G05B 19/42. Устройство для измельчения медицинских угольных сорбентов / Макеев В.Т. и др. - №4927952/33; заявлено 15.04.1991; опубл. 27.05.1995.
7
2. Пат. №2207230 РФ, МПК В23Н 3/02, В08В 3/10, В02С 25/00. Установка для электрогидравлической обработки / Настич В.П. и др. - №2001129633/02; заявлено 01.11.2001; опубл. 27.06.2003. - прототип.