Энергосберегающая установка для получения нанодисперсных порошков

Номер документа 4620150009

РУБРИКА:
10. Инженерное обеспечение объектов

РУБРИКА ГРНТИ:
53.39. Порошковая металлургия

АТРИБУТЫ:
Отрасли: металлургическая,машиностроительная,приборостроение
Тепловая энергия: -
Электрическая энергия: Электропотребление
Виды топлива: -
Водные ресурсы: -

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Описание
Номер:
Автор (принявший орган): Юго-Западный государственный университет. 305040, г.Курск, ул.50 лет Октября, 94. Тел.(4712) 58-71-03. E-mail: ageeva-ev@yandex.ru, Агеева Е.В. Тел.8-904-525-78-58,
Дата: 05.02.2015
Регион: Курская область
Источник информации: Юго-Западный государственный университет. 305040, г.Курск, ул.50 лет Октября, 94.

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

     Проект был представлен на Областном конкурсе "Инновация и изобретение года -2014", проводимом Администрацией Курской области и Курской торгово-промышленной палатой,  и был отмечен Экспертной комиссией.

     Существующую проблему высокой стоимости металлических нанопорошков можно решить путём использования дешёвого сырья - отходов и малоэнергоёмкой технологии. Одним из перспективных методов получения нанопорошка практически из любого токопроводящего материала  является метод электроэрозионного диспергирования (ЭЭД), который отличается относительно невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса.  

     Предложена энергосберегающая установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов методом электроэрозионного диспергирования для последующего их использования в технологических процессах изготовления, восстановления и упрочнения деталей машин, инструментов и пр. Конструкция состоит из регулятора напряжения, генератора импульсов и реактора.

       Регулятор напряжения служит для регулирования и установки необходимого переменного напряжения на входе генератора импульсов. В качестве регулятора напряжения использован регулятор напряжения однофазный РНО–250–10 ТУ 16.-517.298–70 с диапазоном регулирования выходного напряжения от 0 до 250 В, силой тока до 40 А и максимальной мощностью 10 кВт.

     Генератор импульсов  собран по однозвенной схеме с резонансным зарядом рабочего емкостного накопителя от источника постоянного напряжения и состоит из двух основных функциональных узлов – силового блока и блока управления. В состав силового блока входят: однофазный выпрямитель, преобразующий переменное напряжение 0–250 В в постоянное; опорная батарея конденсаторов, фильтрующих выпрямленное напряжение; зарядный тиристорный коммутатор, обеспечивающий резонансный заряд рабочего накопителя и его отключение от опорной батареи конденсаторов на время формирования импульса разрядного тока; рабочий накопитель, накапливающий электрическую энергию и отдающий ее в нагрузку; разрядный тиристорный коммутатор, подключающий заряженный рабочий накопитель к нагрузке и исключающий влияние режимов разряда на режимы потребления электрической энергии от питающей сети.

     Для контроля за режимами работы силового блока предусмотрены: вольтметр постоянного напряжения, индицирующий величину напряжения на опорной батарее конденсаторов; вольтметр амплитудных значений, индицирующий максимальное напряжение на рабочем накопителе.

     Блок управления предназначен для выдачи сигналов управления зарядным и разрядным коммутаторами, определения и индикации рабочей частоты генератора импульсов, оперативного изменения режимов в процессе работы и настройки. В состав блока управления входят задающий генератор, выполненный на основе управляемого мультивибратора, с регулятором и индикатором рабочей частоты; выходные формирователи сигналов управления зарядным и разрядным коммутаторами и блок питания, обеспечивающий работу блока управления.

     Генератор импульсов работает следующим образом: задающий генератор вырабатывает тактовые импульсы прямоугольной формы, частота которых может регулироваться и отображается индикатором рабочей частоты. Из этих импульсов формируются импульсы управления зарядным и разрядным коммутаторами, поступающие на выходные формирователи, которые осуществляют сигналы управления зарядным и разрядным коммутаторами соответствующей частоты и амплитуды, а также обеспечивают гальваническую развязку (на основе оптопары) между силовым блоком и блоком управления и помехозащищенность блока управления.

     Под воздействием сигналов управления зарядным и разрядным коммутаторами происходит их периодическое включение и выключение с частотой, определяемой задающим генератором. В результате чего обеспечивается периодический заряд рабочего накопителя от питающей сети и его разряд на нагрузку (межэлектродный промежуток).

     Реактор служит емкостью, в которую загружаются токопроводящие материалы и в которой непосредственно и происходит процесс ЭЭД. Объём реактора замкнут, и зона диспергирования охлаждается за счёт конвекции рабочей жидкости. Это даёт возможность улавливать все частицы и работать со всем объёмом загружаемых материалов. Температура рабочей жидкости в среднем устанавливается постоянной за счёт постоянного теплообмена между реактором и окружающей средой.

     Установка позволяет получать нанопорошки правильной сферической формы, потребляет  минимум электрической энергии, обеспечивает экологическую чистоту процесса.