Технологии. Инновации. Энерлинк.

Магнитно-импульсные установки очистки

22 ЯНВАРЯ 2019

Магнитно-импульсные установки (МИУ) нашли широкое применение во многих отраслях промышленности (таких как порошковая металлургия, самолетостроение, нефтегазовой промышленности и др.). Обладая самой быстрой,  мгновенной, передачей энергии от исполнительных механизмов к объекту, эти установки характеризуются низким потреблением электроэнергии за счет накопления ее в емкостных или индуктивных накопителях, широким диапазоном амплитуды силового воздействия, простотой управления и обслуживания.

Особое место среди магнитно-импульсных устройств занимают магнитно-импульсные установки очистки типа МИУ технологических металлических емкостей, стационарных и подвижных, где происходит транспортировка любых сыпучих материалов и продуктов. Эффект зависания, образования отложений, налипания, намерзания, сводообразования создают определенные трудности в технологическом процессе практически любого предприятия, где применяются сыпучие материалы и продукты. Особенно остро такие нежелательные процессы проявляются при изменениях климатических условий, интенсификации технологических процессов, временных факторов и т.д.

Магнитно-импульсное силовое воздействие – это самый эффективный способ предотвращения образования и разрушения сводов сыпучих материалов и продуктов в металлических емкостях, а также очистки стенок различного технологического оборудования (бункера, силоса, дозаторы, циклоны, конструкции пылевых камер котлов-утилизаторов, теплообменные трубопроводы, регенерация рукавных и электрофильтров, железнодорожные вагоны и кузова автотранспорта).

Принцип действия МИУ довольно простой и заключается в воздействии импульсного магнитного поля плоской многовитковой катушки на диск из электропроводного материала. От источника импульсного электропитания ИИЭ происходит единичный разряд на плоскую катушку (индуктор) длительностью порядка  1мс. В процессе этого разряда в катушке индуктора генерируется мощное импульсное магнитное поле, которое, проникая через металл якоря, наводит в последней токи такого же направления, как в индукторе. Результатом взаимодействия магнитных полей якоря и индуктора является импульс разнонаправленной механической силы.

Среди большого семейства различных устройств и механизмов очистки (среди которых особенно популярны электровибраторы) магнитно-импульсные установки выгодно отличаются широким диапазоном импульсной нагрузки. МИУ отлично справляется с очисткой емкостей с толщиной стенок до 20мм и выше, различных теплообменных трубопроводов, стенок сушильных и пылевых камер, намерзших и окаменевших отложений. Разработаны установки с приводом для подвода исполнительных механизмов к боковым стенкам автомобильного и железнодорожного транспорта.

Но при всех достоинствах МИУ, не надо забывать, что они являются вспомогательным оборудованием, которое облегчает технологический процесс, улучшает эксплуатационные характеристики самого оборудования. Поэтому при выборе магнитно-импульсных установок различных производителей необходимо руководствоваться тремя критериями: 1. Эффект от применения данных установок. 2. Надежность и безотказность его работы. 3. Простота в управлении.

Ручное управление МИУ заключается в том, чтобы оператор смог включить один или группу исполнительных механизмов в случае, если наступает сбой при транспортировке сыпучих материалов. Двухсторонняя связь АСУ технологического процесса и управление работой МИУ создает дополнительные требования к помехозащищенности блока управления самой установки, особенно когда зарядное напряжение накопительных конденсаторов достигает трех-пяти киловольт. Достаточно для управления работой МИУ иметь индикацию работы исполнительных механизмов, индикацию работоспособности МИУ и тумблеры включения исполнительных механизмов, расположенных на пульте управления оператора. Автоматическая работа МИУ допускает включение одного или группу исполнительных механизмов при открывании питателей, затворов и других элементов управления транспортировки сыпучих материалов (продуктов).

Надежная работа МИУ зависит также от оптимизации электрических и геометрических параметров источника импульсного электропитания и самого исполнительного механизма. Одним из основных факторов стабильной и надежной работы МИУ является КПД преобразования электрической энергии накопителя в механическую энергию упругих или упруго-пластичных деформаций очищаемой конструкции. КПД МИУ это отношение механической энергии, передаваемой очищаемой поверхности, к энергии, запасенной в накопителе и характеризуется импульсом силы, получаемой в результате взаимодействия электромагнитной катушки и якоря.

Эффект очистки зависит в большой степени от магнитного взаимодействие катушки исполнительного механизма и якоря – элемента передачи механической энергии. Зазор между токоведущими частями должен быть сведен к минимуму. От этого зависит КПД всей установки. Увеличение этого геометрического зазора, будь это воздушный зазор или электроизоляционный высокопрочный композиционный материал, ведет к большим потерям и резкому снижению КПД.

Для предохранения индуктора в некоторых случаях при очистке емкостей с высокой частотой собственных колебаний (это емкости с толщиной стенок 10÷40 мм или наличием большого количества ребер жесткости) используют различного вида демпфирующие устройства, которые берут на себя ответные реакции при срабатывании  исполнительного механизма.

Для получения максимального значения КПД и наиболее надежной работы для каждого типа установки проводится оптимизация электрических и геометрических параметров, к каким относятся количество витков в катушке, ее внешний диаметр, количество слоев, допустимая длина кабеля, емкость и зарядное напряжение накопителя.