Пристрій для очищення поверхонь від налиплих або намерзлих сипких матеріалів

Реферат: Пристрій для очищення поверхонь від налиплих або намерзлих сипких матеріалів, що містить підключений до джерела імпульсного живлення виконавчий механізм, що складається з двох розташованих один навпроти одного індукторів, виконаних у вигляді поміщених в корпуси з неферомагнітного матеріалу спіральних електромагнітних котушок, ввімкнених зустрічно по магнітному полю, причому один з індукторів є закріпленим на несучій конструкції, причому індуктор, що є закріпленим на несучій конструкції, встановлений з проміжком відносно другого індуктора, який жорстко закріплений до поверхні, що очищається, та котушки індукторів з'єднані електрично послідовно. UA 118237 U (12) UA 118237 U UA 118237 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель стосується очищення поверхонь від налиплих або примерзлих сипких матеріалів і може бути використаною при вивантаженні з бункерів та інших місткостей матеріалів з високою міцністю адгезії, схильних до злежування та злипання, таких як залізорудний концентрат, руда, боксити, шихта і т. ін. Відомий пристрій для очищення поверхонь від різного роду відкладень, в якому для створення імпульсної механічної дії на поверхню, що очищається, до джерела високовольтної постійної напруги через комутатор підключений плоский індуктор у вигляді спіралі, навпроти якого до поверхні, що очищається, закріплений якір, виконаний з високопровідного матеріалу та встановлений з проміжком до індуктора (патент на винахід RU № 2153403, МКИ В08 В 7/02, 1998 p.). Недоліком цього пристрою, як і інших аналогічних пристроїв, що використовують взаємодію струмів, що пропускається індуктором, та наведеного в високопровідному якорі, є недостатня ефективність перетворення електричної енергії в механічну, пов'язана з явищем притягування якоря до індуктора на стадії спаду імпульсу струму через індуктор. На цій стадії в високопровідній пластині, згідно із законом електромагнітної індукції, наводиться струм, який співпадає за напрямом із струмом, що протікає крізь індуктор. Взаємодія двох односпрямованих струмів призводить до взаємного притягання індуктора і якоря. Результуюча ж сила механічної дії на очищувану поверхню дорівнює різниці сил відштовхування індуктора і якоря на стадії наростання імпульсу струму через індуктор і притягування на стадії його спаду та часто є недостатньою для забезпечення очищення поверхонь. Відомий також пристрій для обвалення склепінь матеріалу у бункерах, що містить джерело напруги, перетворювально-накопичувальний блок і підключений до нього індуктор з двома плоскими обмотками, які розташовані дзеркально одна до іншої, ввімкнені зустрічно і розміщені в металевому стакані з кришкою (патент України на корисну модель № 15289, МПК B65G 65/30, 2006 p.). Дія на стінку бункера здійснюється через бойок, розташований між індуктором і поверхнею, що очищається, який приводиться в початкове положення після спрацювання пристрою за допомогою зворотної пружини, пов'язаною з бойком за допомогою шпильки, що проходить через отвори по осі індуктора. Завдяки такій конструкції і виконанню стакану, кришки, бойка та шпильки з магнітном'якого матеріалу, зустрічні магнітні потоки, що утворюються двома зустрічно ввімкненими обмотками індуктора і замикаються по перелічених елементах, призводять до переміщення уздовж стакана однієї з обмоток разом з бойком, який завдає ударів по поверхні, що очищається. Недоліком цього пристрою є його низька довговічність та надійність, пов'язані з руйнуванням обмоток індуктора при їх зіткненні в процесі переміщення в початкове положення однієї з обмоток індуктора разом з бойком під дією зворотної пружини. Відомий прийнятий за прототип пристрій для очищення поверхонь від налиплих або намерзлих речовин; що містить підключений до джерела імпульсного живлення виконавчий механізм, що складається з двох розташованих один навпроти одного індукторів, виконаних у вигляді поміщених в корпуси з неферомагнітного матеріалу спіральних електромагнітних котушок, ввімкнених зустрічно по магнітному полю, причому один з індукторів є закріпленим на несучій конструкції (патент на корисну модель RU № 57155, МПК В08В7/02, 2006 р.). У цьому пристрої дія на поверхню, що очищається, здійснюється через якір, розташований між індукторами і поверхнею, при цьому зустрічно ввімкнені котушки індукторів, виходячи з наведеного в описі патенту рисунка, з'єднані паралельно. Обидва індуктори разом з якорем притискаються до поверхні, що очищається. При пропусканні імпульсу струму по обмоткам котушок магнітні поля під двох протилежно спрямованих струмів, завдяки відсутності замкнутої магнітної системи, концентруються в проміжку між котушками, призводячи до їх розштовхування. В результаті один з індукторів разом з якорем здійснює переміщення в межах пружної деформації поверхні, що очищається, чинячи на неї імпульсну механічну дію. У цьому пристрої по зустрічно ввімкнених котушках індукторів впродовж усього періоду імпульсу протікають струми зустрічного напряму, завдяки чому котушки тільки розштовхуються, а ефект притягування їх одна до одної на стадії спаду імпульсу струму відсутній. Недоліком прийнятого за прототип пристрою є його низька довговічність та надійність, пов'язані із зіткненням індукторів при їх поверненні в початкове положення під дією сил пружності поверхні, що очищається. В результаті такого зіткнення з часом руйнується цілісність клейкого сполучного матеріалу між обмоткою і корпусом індуктора, в якості якого зазвичай використовується епоксидний компаунд, обмотка індуктора, що рухається, вибивається з корпусу, що призводить до виходу її з ладу. Крім того, недоліком цього пристрою є недостатня ефективність очищення, пов'язана з короткочасністю імпульсної дії внаслідок малої сумарної індуктивності двох котушок індукторів, ввімкнених зустрічно по магнітному полю і з'єднаних паралельно електрично. 1 UA 118237 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Технічна задача корисної моделі полягає в удосконаленні відомої конструкції пристрою для очищення поверхонь від налиплих або намерзлих сипких матеріалів, що містить підключений до джерела імпульсного живлення виконавчий механізм, що складається з двох розташованих один навпроти одного індукторів, виконаних у вигляді поміщених в корпуси з неферомагнітного матеріалу спіральних електромагнітних котушок, ввімкнених зустрічно по магнітному полю, при цьому один з індукторів є закріпленим на несучій конструкції, шляхом створення такої конструкції пристрою, в якій індуктор, що є закріпленим на несучій конструкції, встановлений з проміжком відносно другого індуктора, який жорстко закріплений до поверхні, що очищається, та котушки індукторів з'єднані електрично послідовно. В результаті цього усувається можливість зіткнення індукторів при поверненні їх в початкове положення під дією сил пружності поверхні, що очищається, збільшується тривалість діючого імпульсу, завдяки чому досягається технічний результат, що полягає в отриманні можливості реалізовувати імпульсну дію на поверхні, що очищаються, такої амплітуди і тривалості, які забезпечать їх ефективне очищення без порушення цілісності конструкції виконавчих механізмів впродовж тривалого терміну їх експлуатації. Крім того, пропонована конструкція є простішою за рахунок відсутності необхідності використання якоря. Пристрій для очищення поверхонь від налиплих або намерзлих сипких матеріалів містить підключений до джерела імпульсного живлення виконавчий механізм, що складається з двох розташованих один навпроти одного індукторів, виконаних у вигляді поміщених в корпуси з неферомагнітного матеріалу спіральних електромагнітних котушок, ввімкнених зустрічно по магнітному полю; один з індукторів є закріпленим на несучій конструкції та встановлений з проміжком відносно другого індуктора, який жорстко закріплений до поверхні, що очищається, та котушки індукторів з'єднані електрично послідовно. Корисну модель ілюстровано наступними матеріалами: Фіг. 1. Пристрій для очищення поверхонь від налиплих або примерзлих сипких матеріалів з двома індукторами. Фіг. 2. Криві розрядного струму при паралельному та послідовному з'єднанні котушок індукторів. Пристрій для очищення поверхонь від налиплих або намерзлих сипких матеріалів містить підключений до джерела імпульсного живлення 1 виконавчий механізм, що складається з двох розташованих один навпроти одного індукторів 2 і 3 у вигляді двох спіральних електромагнітних котушок 4 і 5, поміщених в корпуси 6 і 7 з неферомагнітного матеріалу. Котушки 4 і 5 з'єднані між собою електрично послідовно і ввімкнені зустрічно по магнітному полю. Індуктор 2 жорстко закріплений до поверхні 8, що очищається, індуктор 3 встановлений з проміжком 9 до індуктора 2 та закріплений на несучій конструкції 10. В якості несучої конструкції 10 може бути використана балка, яка своїми кінцями за допомогою кронштейнів 11 жорстко закріплена до поверхні 8, що очищається з боку, протилежного до налиплого або примерзлого сипкого матеріалу. Якщо поверхня 8, що очищається, є дуже жорсткою за рахунок великої товщини або наявності ребер жорсткості, то індуктор 2 може бути закріплений на пружній пластині (на Фіг. 1 не показана), що жорстко закріплена до поверхні 8, що очищається, з боку налиплого або примерзлого сипкого матеріалу та має меншу жорсткість, ніж навколишня поверхня 8, що очищається. Джерело імпульсного живлення в загальному випадку містить зарядний пристрій 12, накопичувальний конденсатор 13, ключ, наприклад, у вигляді тиристорного комутатора 14. Накопичувальний конденсатор 13 для запобігання його перезаряджанню може бути зашунтований діодом 15. Пристрій працює наступним чином. При налипанні або примерзанні сипкого матеріалу до поверхні 8 в потрібний для очищення момент часу за допомогою зарядного пристрою 12 відбувається зарядка накопичувального конденсатора 13. Після досягнення напруги на конденсаторі 13 необхідного значення тиристорний комутатор 14 переводиться в провідний стан, і по котушках 4 і 5 індукторів 2 і 3 протікає розрядний струм. Котушки 4 і 5 з'єднані електрично послідовно, тому по них протікає один і той же струм. Оскільки котушки 4 і 5 розташовані одна навпроти одної та ввімкнені по магнітному полю зустрічно, то по їх витках протікають струми протилежного напряму. При цьому, завдяки виконанню корпусів 6 і 7, в які поміщені котушки 4 і 5, з неферомагнітного матеріалу, магнітні поля від двох протилежно спрямованих струмів концентруються в проміжку між котушками 6 і 7, призводячи до їх розштовхування. Індуктор 3 закріплений на балці 10, що має набагато більшу жорсткість в порівнянні з ділянкою поверхні 8, що очищається, до якої балка 10 закріплена за допомогою кронштейнів 11. Тому вказана ділянка поверхні 8, що очищається, разом з жорстко закріпленим до неї індуктором 2 здійснює прогин у режимі пружної деформації в напрямку від індуктора 3. В 2 UA 118237 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 результаті між поверхнею 8, що очищається, і налиплим або примерзлим сипким матеріалом руйнуються адгезійні зв'язки, що призводить до очищення поверхні 8. Після досягнення поверхнею 8, що очищається, максимального прогину, величина якого визначається силою імпульсної дії, що реалізовується виконавчим механізмом заявлюваного пристрою, геометричними і конструктивними параметрами поверхні 8 товщина, площа, ребра жорсткості, характеристиками сипкого матеріалу, в ній виникають сили пружності, що намагаються повернути поверхню 8, що прогнулася, в первинне положення. Починається рух поверхні 8 у напрямку до індуктора 3. У момент перетину початкової точки переміщення поверхня 8 разом із закріпленим до неї індуктором 2 набувають максимальної швидкості. Проте, завдяки тому, що закріплений на балці 10 індуктор 3 є встановленим з проміжком 9 по відношенню до індуктора 2, при цьому перетині не відбувається їх зіткнення. Індуктор 2 разом з поверхнею 8 продовжує рух в межах проміжку 9 до крайнього положення, при якому швидкість їх переміщення знижується до нуля. Потім індуктор 2 разом з поверхнею 8 повертається в початкове положення. Таким чином, в процесі роботи пристрою унеможливлюється зіткнення індукторів 2 і 3 один з одним, що забезпечує цілісність конструкції виконавчих механізмів. Оскільки індуктор 2 жорстко закріплений до поверхні 8, що очищається, яка в сукупності з налиплим або примерзлим сипким матеріалом має дуже велику масу, тож для розгону та переміщення цієї маси, тобто здійснення необхідного прогину поверхні 8, окрім значення амплітуди електродинамічного імпульсу відштовхування котушок 2 і 3, що діє на неї, важливим параметром є тривалість цього імпульсу. Для забезпечення ефективної роботи пристрою ця тривалість має бути якомога більшою. У заявлюваному пристрої зустрічно ввімкнені по магнітному полю котушки 4 і 5 електрично з'єднані послідовно. Згідно з основами електротехніки, таке з'єднання, на відміну від паралельного з'єднання в прототипі, при незначному зменшенні амплітуди струму, що протікає через кожну з котушок 4 і 5, дає більш ніж дворазове збільшення тривалості імпульсу розрядного струму. На Фіг. 2 представлені криві розрядних струмів згідно зображеної на Фіг. 1 схеми джерела імпульсного живлення 1 при паралельно-зустрічному включенні котушок 4 і 5 (крива 1 - сумарний розрядний струм, крива 2 розрядний струм через кожну з котушок 4 або 5) та розрядний струм через кожну з котушок 4 або 5 при їх послідовно-зустрічному включенні (крива 3). Таке збільшення тривалості розрядного струму за інших рівних умов (ємність конденсаторної батареї, напруга спрацювання, конструктивні параметри котушок) дозволяє отримати, принаймні, дворазове збільшення к.к.д. заявлюваного пристрою. Таким чином, завдяки відсутності зіткнень індукторів 2 і 3 між собою, а також отриманню можливості збільшення тривалості силового імпульсу, заявлюваний пристрій дозволяє реалізовувати імпульсну силову дію на поверхні, що очищається, такої амплітуди і тривалості, що забезпечують гарантоване очищення впродовж тривалого терміну його експлуатації за будьяких конструктивних параметрів поверхонь, що очищаються, та властивостей налиплого або примерзлого сипкого матеріалу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для очищення поверхонь від налиплих або намерзлих сипких матеріалів, що містить підключений до джерела імпульсного живлення виконавчий механізм, що складається з двох розташованих один навпроти одного індукторів, виконаних у вигляді поміщених в корпуси з неферомагнітного матеріалу спіральних електромагнітних котушок, ввімкнених зустрічно по магнітному полю, причому один з індукторів є закріпленим на несучій конструкції, який відрізняється тим, що індуктор, що є закріпленим на несучій конструкції, встановлений з проміжком відносно другого індуктора, який жорстко закріплений до поверхні, що очищається, та котушки індукторів з'єднані електрично послідовно. 3 UA 118237 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4