Технологии. Инновации. Энерлинк.

Особенности работы магнитно-импульсных установок очистки типа АСО

22 ИЮНЯ 2019

В силу того, что магнитно-импульсная установка очистка это быстродействующее устройство с мгновенной передачей механической энергии, то к ним предъявляются определенные требования в части разработки, проектирования, изготовления и промышленной эксплуатации.

За счет того, что длительность импульса силы составляет порядка 1 мс, передача импульсной нагрузки на очищаемую конструкцию происходит мгновенно. Это так называемая кумулятивная энергия, то есть энергия, не образованная в результате ускорения тел с определенной массой.

Процесс  очистки металлических емкостей посредством кумулятивной импульсной нагрузкой можно подразделить на две категории:

Первая категория. В случае, когда частота собственных колебаний очищаемой конструкции на порядок-два меньше частоты импульсного силового воздействия. Упругие собственные колебания конструкции идут в свободном режиме. Удаление отложений материала достигается только в процессе упругой деформации металлической емкости.

Движение металлической поверхности очищаемой емкости с частотой собственных колебаний начинает происходить уже после того, как произошло импульсное силовое воздействие от якоря. В таком случае не происходит пластической деформации (разрушении) очищаемой емкости, как это происходит при действии на нее тел с определенной массой и скоростью.

При такой очистке прижатие индукторной системы к очищаемой поверхности колеблется от 70 до 200 Н. Такое поджатие можно осуществить простейшей конструкцией – швеллер с двумя болтами. Прижим менее 70 Н может привести к выпадению якоря из индукторной системы или появлению зазора между поверхностью и индуктором. При сильном поджатии (боде 200 Н) индукторная система будет «гасить» упругие собственные колебания очищаемой поверхности, что приведет к снижению эффекта сводообрушения.

Вторая категория. Частота импульсной нагрузки больше или равна частоте  собственных колебаний очищаемой конструкции. К таким «жестким» конструкциям относятся емкости с толщиной обшивки более 8 мм, с ребрами жесткости, наличием футеровки.  В период прохождения ударной нагрузки наблюдается наслоение ударных волн и волн собственных колебаний, что приводит к быстрому затуханию колебательного процесса.

В таких случаях магнитно-импульсные установки некоторых производителей, особенно с наличием воздушного зазора не в состоянии обеспечить тот импульс силы, при котором происходит очистка или сводообрушение материала  в емкости. Поэтому единственным для них решением  становится использование вибролистов,  накладываемых  поверх  внутренней поверхности емкости.

Для создания достаточного импульса силы для обрушения отложений с жестких, массивных металлических конструкций необходим мощный импульсный источник питания. На индуктор подается ток амплитудой свыше 1 кА и напряжением до 5 кВ. Для того чтобы получить максимальные ускорения точек рабочих поверхностей емкости, а, следовательно, достичь эффекта разрушения отложений, необходимо увеличивать амплитуду ударной нагрузки в несколько раз. Естественно, это приводит к микроскопической пластической деформации, а сам процесс  силового нагружения  - динамическая сжимаемость (для металлических конструкций – упругопластичное поведение).   

Прохождение ударной волны  (распространение со сверхзвуковой скоростью тонкой переходной области) через обшивку характеризуется образованием во времени локальных напряжений и деформаций.

При таких нагрузках ответная реакция, действующая на индуктор с якорем, является разрушительной для композиционных материалов самого индуктора. Поэтому, чтобы защитить индуктор с якорем, необходимо использовать демпфирование. Погасить мощную кинетическую энергию индуктора удается с помощью присоединенной массы (приблизительно 50 кГ) и специально подобранной пружины. Прижим индуктора с якорем к очищаемой поверхности осуществляет та же пружина, и он составляет порядка 100-500 Н.