Электромагнитное метательное устройство для сыпучего ферромагнитного материала

(191 (И) ш 4 В 22 П 46/ ОБРЕТЕН ПИСАН 16 ВЯ. ЧерникоИв аной 8 во СССР 1980. тель 11/ транс" ствам име таллурке стали исперсны, в литеи- ничивания тно- ашисГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИ(54) ЭЛЕКТРОМАУСТРОЙСТВО ДЛЯНОГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относитс портным метательным устро может быть использовано в гии при непрерывной разлив для ввода ферромагнитных д материалов в жидкий металл ном производстве для намаг ГНИТНОЕ МЕТАТЕЛЬНОЕ СЫПУЧЕГО ФЕРРОМАГН азгона и уплотнения ферромаг о формовочного материала и в остроении при обработке лове ти изделий ферромагнитным абразивом.Цель изобретения - получение одинаковых, регулируемых по объему порций ферромагнитного сыпучего материала и повышение надежности работыустройства при стабильной максимальной скорости вылета порций. Поставленная цель достигается тем, что вэлектромагнитном метательном устройстве электромагнитный дозатор выполнен из двух катушек 3 и 4 и снабженустройством 7 регулирования расстояния между ними, а схема 8 электропитания обеспечивает в течение каждогоцикла разгона сначала одновременноеподключение к источнику постоянногонапряжения верхней катушки 3 дозатора и фиксатора 5 начального положения порции материала, а затем, после их синхронного отключения, одновременное включение нижней катушки4 дозатора и метательного соленоида 6. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.Изобретецие относится к транспортным метательным устройствам и может быть использовано в металлургиипри непрерывной разливке стали дляулучшения качества слитка и повышения производительности процесса путем ввода Аерромагнитных дисперсныхматериалов в струю жидкого металла,а также в машиностроении при обра Оботке поверхности изделий ферромагнитным абразивом с целью удаления окалины, ржавчины и получения наклепа,и в литейном производстве для набивки опок Ферромагнитным магнитно-твердым Формовочным материалом,Цель изобретения - получение одинаковых, регулируемых по объему порций Ферромагнитного сыпучего материч, ала,и повышение надежности работы 20устройства при стабильной максимальной скорости вылета Ферромагнитногоматериала.На Аиг.1 показано устройство,общий вид; на фиг.2 - временная диаграмма токов катушек дозатора, фиксатора и метательного соленоида;на Фиг.З - схема электропитания устройства; на Аиг.4 - схема управления силовыми и коммутирующими тирис- ЗОторами; на Аиг,5 - генератор импульсов схемы управления; на Фиг.6распределитель импульсов схемы управления; на Аиг.7 - блок формирования и световой индикации управляю.щих импульсов схемы управления; иаАиг.8 - устройство регулирования расстояния между катушками электромагнитного дозатора.Устройство содержит загрузочный 4 Обункер 1, наклонный трубопровод 2,выполненный из цеАерромагнитногодиэлектрического материала, электромагнитный дозатор ферромагнитногосыпучего материала, состоящий из 45верхней 3 и нижней 4 катушек, электромагнитный Аиксатор 5 начальногоположения материала, метательныйсоленоид 6, устройство 7 регулирования расстояния между катушками дозатора и схему 8 электропитанияВдоль неферромагнитного трубопровода 2, соединенного с бункером 1,посдедовательно размещены верхняякатушка 3 и нижняя катушка 4 дозатора, катушка электромагнитного фиксатора 5 и метательный соленоид 6,причем катушки и соленоид охватывают трубопровод с внешней стороны и содержат магнитопровод стаканного типа.Схема 8 электропитания устройства состоит из четырех одинаковых блоков А, питающих верхнюю катушку 3 дозатора, нижнюю катушку 4 дозатора, катушку электромагнитного Фиксатора 5 и метательный соленоид 6 (Аиг.З) . Каждый из этих четырех блоков содержит силовой тиристор 9, коммутирующий тиристор 1 О, коммутирующий конденсатор 11, диод 12 и катушку 13 цепи перезаряда конденсатора 11, а также диоды 14"19 трехфазной мостовой схемы выпрямления переменного тока.Схема 20 управления силовыми и коммутирующими тиристорами содержит последов ательно включенные генератор 21 импульсов, распределитель 22 импульсов, наборное поле коммутатора 23 и блоки 24 формирования и световой индикации управляющих импульсов (Аиг.4). Выходные каналы блоков 24 подключены к управляющим электродам силовых тиристоров 9 и коммутирукющх тиристоров 10 схемы электропитания устройства (фиг.З).Генератор импульсов (фиг.5) содержит контур из последовательно включенных логического элемента 25, резистора 26, переменного резистора 27 и логических элементов 28 и 29. Параллельно элементам 25-27 включен конденсатор ЗО. Выходной зажим логического элемента И-НЕ 25 соединен с входом распределителя 22 импульсов,Распределитель 22 импульсов на 36 позиций (Аиг.6) состоит из двух последовательно включенных двоичнодесятичных .счетчиков 31 и 32 с дешифраторами и двух логических элементов 33 и 34. На микросхеме типа К 176 ИЕ 8 собран узел счета импульсов разряда единиц, а на микросхеме (тип К 176 ИЕ 8) - узел разряда десятков. Вход счетчика 31 соединен с выходом логического элемента 25 генератора импульсов (Фиг.5), Выходные зажимы микросхемы узла счета импульсов Разряда единиц Р,Е и выходные зажимы микросхемы узла счета импульсов разряда десятков 11 Г подключены к гнездам наборного поля коммутатора 23 (фиг.4), Выходной зажим логического элемента 34 соединен с зажимами К ориентиров 1475770ки счетчиков 31 и 32 в исходное нулевое положение.Наборное поле коммутатора 23 представляет собой текстолитовую5 пластину, в которой закреплены гнезда десяти каналов импульсов разряда единиц (Е Е )и четырех каналов импульсов разряда десятков (Л,Э ), С помощьи проводов со штырьковыми наконечниками любые из этих гнезд могут быть соединены с входными каналами блоков 24 формирования.и светбвой индикации управляющих импульсов. 15Блок 24 формирования и световой индикации управляющих импульсов содержит цепочку, состоящую из последовательно соединенных логических.элементов 35 и 36, конденсатора 37, логических элементов 38 и 39 и параллельно включеннвщ резистора 40 и конденсатора 41 (фиг.7), Входные зажимы логического элемента 35 подключены к соответствующим гнездамнаборного поля коммутатора 23, арезистор 40 и конденсатор 41 соединены с базой транзистора 42. Цепочка из последовательно соединенных 1транзистора 42 и первичной обмотки импульсного разделительного трансформатора 43 подключена к напряжению ис- точника 9 В. Вторичная обмотка трансформатора 43 соединена с управляющим электродом силового тиристора 9. Входные зажимы логического элемента 38 через резистор 44 подключены к "-" источника. Выходной зажим логического элемента 35 через резистор 45 подключен к базе транзистора 46.40 Цепочка, состоящая из последовательно включенных транзистора 46, светодиода 47 и резистора 48, подключена к напряжению источника 9 В.Устройство 7 регулирования рассто 45 яния между катушками 3 и 4 дозатора может иметь множество вариантов.исполнения, наиболее простой из которых показан на фиг,8. Верхняя катушка 3 и нижняя катушка 4 дозатора охватввают с внешней стороны трубопровод 2 и закличены каждая между двумя пластинами 49, стянутыми с помощью шпилек 50 и гаек 51. Электромагнитное метательное устройство для сыпучих ферромагнитнвгх материалов работает следующим образом. В промежутке времени от 0 до (Фиг.2) под воздействием схемы 8 электропитания в верхней катушке 3 дозатора протекает ток 1 В результате этого магнитное поле катушки 3 "запирает" выход из расходного бункера 1 ферромагнитному сыпучему материалу (фиг.1), В момент времениверхняя катушка 3 дозатора обесточивается (ток= О) и запитывазется нижняя катушка 4 дозатора токомв результате чего материал под воздействием гравитационных и магнитных сил перемещается до уровня нижней катушки, где останавливается силоввгм воздействием ее магнитного поля.В момент времени 1 нижняя каатушка 4 дозатора откличается (=0) и вновь включается верхняя катушка 3, при этом порция материала, заключенная между ними, просыпается вниз по трубопроводу и останавливается магнитным полем фиксатора 5, который также включается в момент времени 1В момент времени й отключается фиксатор 5 (х =О) и включается ме" тательный соленоид 6, магнитные силы которого осуществляют разгон порции сыпучего ферромагнитного материала до требуемой скорости, В момент прохождения порцией материала окрест" ностей центра метательного соленоида последний отключается, и дальнейшее движение порции осуществляется по инерции. В момент 1 выключается также верхняя 3 и включается нижняя 4 катушки дозатора, т,е. начинается новый цикл.формирования и разгона порции ферромагнитного материала.Во избежание случайного прохожде" ния материала в момент переключения катушек 3 и 4 дозатора можно пре;. дусмотреть режим управления с кратковременным интервалом их одновременного вкличения.Необходимый объем порции материала устанавливается путем изменения расстояния 3 между катушками 3 и 4 дозатора с помощью устройства 7 (фиг.8) и не зависит от количества ферромагнитного сыпучего материала в расходном бункере 1. Расстояние между центрами катушек 3 и 4 может быть изменено вращением гаек 51, При этом верхняя катушка 3 дозатора неподвижна, а нижняя катушка 4 спомощью гаек 51 двух нижних пластин49 может перемещаться вдоль неподвижных трубопроводов 2 и шпилек50.Реализация осциллограмм токов,представленных на фиг,2, может бытьосуществлена различными схемамиэлектропитания, один из вариантовкоторых представлен на фиг.З.Схема 8 электропитания работаетследующим образом.При включении установки вначалеот схемы 20 управления поступаютуправляющие импульсы на коммутирующие тиристоры 10, что приводит кпоявлению на конденсаторах 11 напряжения 11, с указанной на фиг.З полярностью. Зарядный ток конденсатора протекает по цепи: "+" трехфазного выпрямителя - конденсатор 11тиристор 10 - катушка 3 - "-" вып-.рямителя.Формирование импульса силовоготока 1. в верхней катушке 3 дозаторапроисходит следующим образом. В момент времени =0. (фиг.2) от схемы 20управления поступает управляющий импульс на силовой тиристор 9, он отпирается и в катушке 3 возникаетток, ,замыкающийся по цепи: "+"выпрямителя - тиристор 9 " катушка3 - "-" выпрямителя, Одновременнос этим конденсатор 11 перезаряжаетсяпо цепи: конденсатор 11 " тиристор9 - диод 12 - катушка 13, и напряжение Б на конденсаторе ,меняетполярность.В момент времени(фиг,2) отсхемы 20 управления поступает управяющий импульс на коммутирующий тиристор 10, он отпирается и напряжение У обратной полярности .прикладывается к тиристору 9, закрываяего, В результате этого ток ь вкатушке 3 уменьшается до нулевогозначения, а напряжение на конденсаторе Б приобретает полярность, ука"занную на фиг.З.В момент времени 1 управляющийимпульс поступает на силовой тиристор 9, и в катушке 3 вновь возникает ток д , т,е. процессы в схемеповторяются,Формирование силовых импульсовтоков 1 , , 1. в катушке 4, катушках фиксатора 5 и соденоида б происходит согласно представленной нафиг.2 временной диаграмме.25 лярностью, В первоначальный момент потенциал. 55 5 10 15 20 30 35 40 45 Схема 20 управления силовыми и коммутирующими тиристорами может быть реализована различными способа- ми с использованием различной элемент ной базы. На фиг.4 представлен один из вариантов такой схемы, которая работает следующим образом.При включении источника питания с напряжением 9 В начинают работать все блоки схемы управления, Генератор 21 импульсов вырабатывает прямоугольные периодические импульсы с частотой, зависящей от величины сопротивления резисторов 26 и 27 и емкости конденсатора 30 фиг.5) . При нулевом потенциале на входе логического элемента 25 на его выходе появляется максимальный потенциал, соответствующий лог. "1";и к распределителю 22 импульсов поступает первый положительный импульс. При этом происходит заряд конденсатора до напряжения 11 с укаэанной на фиг.5 повремени Ц = О.на выходе логического элемента 28 имеется нулевой потенциал. При этом на выходе элемента 28 и входе элемента 29 появляется лог. "1", т,е, максимальный положительный потенциал, а на выходе элемента 29 возникает нулевой потенциал, поступающий на вход элемента 25.После заряда конденсатора 30 до напряжения Б , соответствующего лог. "1", на входе логического элемента 28 появляется "1", на выходе элемента. 28 и входе элемента 29 - "0", на выходе элемента 29 и входе элемента 25 - "1" и на выходе эле" мента 25 " "0". Таким образом, на входе элемента 25.появляется положительный потенциал, а на его выходе - нулевой потенциал, и конденсатор 30 начинает перезаряжаться через резисторы 26 и 27 с изменением поляр" ности напряжения Бс. В течение этого отрезка времени на вход распределителя 22 импульсов поступает нулевой После перезарядки конденсатора 30 на входе элемента 28 возникает нулевой потенциал, элементы 28, 29 и 25 изменяют свое состояние на противоположное, и процесс повторного заряда конденсатора 30 повторяется с/ появлением импульса на входе распределителя 22 импульсов. Таким образом, период работы генератора 21 импуль 475770сов определяется временем заряда иперезаряда конденсатора 30.На вход распределителя 22 импульсов поступают периодические прямо 5угольные импульсы напряжения от генератора 21 импульсов. Лервьй импульс, проходя через микросхему узла счета импульсов разряда единиц,появляется в канале Е, и поступает Она наборное поле коммутатора 23,второй импульс поступает в канал Е,третий - в канал Еи т.д. Десятыйимпульс запускает узел счета импульсов разряда десятков и через микросхему поступает в канал Вю, двадцатый импульс поступает в канал ВЧ ТеДеТридцать шестой импульс черезканалы Л и Е запускает логичес,кие элементы 33 и 34 и приводит микросхемы в исходное нулевое состояниепри котором положительные потенциалы имеются только лишь в каналахЕ и Л,. Тридцать седьмой импульс 25открывает счет новому периоду, ивсе процессы повторяются,Распределитель 22 импульсов может быть собран не только на 36 позиций, как описано вьпче, но и на ЗОлюбое другое число позиций, вплотьдо 99. В этом случае входные зажимылогического элемента 33 необходимосоединить с соответствующими каналами разряда единиц и разряда десятков,1На вход блока 24 формирования и,световой индикации управляющих импульсов поступают от наборного полякоммутатора 23 импульсы по выбранным каналам разряда единиц и разряда десятков, Если на одном или двухвходных зажимах логического элементанет импульсов, то на выходе эдемента35 возникает максимальный потенциал, 45соответствующий лог. "1" и транзисторы 42 и 46 будут заперты,При появлении на входе логического элемента 35 двух импульсов (по ка"налу разряда единиц и по каналу разряда десятков) на выходе элемента35 возникает нулевой потенциал,транзистор 46 отпирается и светодиод 47 "зажигается", сигнализируяо прохождении импульсов в схеме.55На выходе логического элемента 36возникает положительный потенциаллог. и начинает заряжаться конденсатор 37 через резистор 44. Вначале на входе элемента 38 возникает , на выходе элемента 38 и входе элементов 36 и 39 - "0" и на выходе элемента 39 - "1". Лод воздействием положительного потенциала, появляющегося на выходе элемента 39, через элементы 40 и 41 открывается транзистор 42 и в обмотках импульсного трансформатора 43 возникает управляечий импульс силового транзистора 9. Длительность импульса во вторичной обмотке трансформатора 43 составляет около 1 мс, а амплитуда - порядка 7-9 В.С течением времени конденсатор 37 заряжается до напряжения Ь= 9 В, на входе элемента 38 появляется лог."0", на выходе элемента 38 (вход элементов Зб и 39) возникает "1", что приводит к исчезновению напряжения на выходе элемента 39 и к запиранию транзистора 42. Таким образом, время заряда конденсатора 37 через резистор 44 определяет длительность времени протекания тока в первичной обмотке трансформатора 43После исчезновения входных импульсов на выходе элемента 35 возникает лог." ", а на выходе элемента 36 - "0", после чего конденсатор 37 разряжается через резистор 44, и схема возвращается в исходное состояние, Транзистор 46 также запирается и светодиод 47 "затухает". После этого схема готова к новому циклу работы.Таким образом, с помощью восьми блоков формирования и световой ин,дикации импульсов блока 24 и наборного поля коммутатора 23 можно сформировать и подать на управляющие электроды тиристоров 9 и О управ" ляющие импульсы в требуемый момент времени согласно осциллограмме токов соленоидов, представленной на фиг.2.Предлагаемое устройство с временной диаграммой переключения катушек дозатора, Фиксатора и метательного соленоида, представленной на Фиг.2, обеспечивает оптимальный апериодический разгон порций сыпучего ферромагнитного материала с максимальной скоростью вылета. Двухкатушечный дозатор Ферромагнитного ,сыпучего материала позволяет Формировать ста бильные регулируемые по объему порции сыпучего материала, что повышает надежность работы устройства и1475770 1 з способствует образованию порций смаксимальной скоростью вылета,1Формула изобретения Электромагнитное метательное устройство для сыпучего ферромагнитного материала, содержащее расходный бункер, схему электропитания, наклонный неферромагнитный трубопровод, вдоль которого последовательно размещены электромагнитный дозатор ферромагнитного материла электромагнитный фиксатор начального положения материала и метательный соленоид, причем схема электропитания соединена с метательным соленоидом, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью получения одинаковых, регулируемых по объему порций ферромагнит" ного сыпучего материала и повышения надежности работы устройства пристабильной максимальной скоростивылета порций, электромагнитныйдозатор выполнен иэ двух катушек иснабжен устройством регулированиярасстояния между ними, причем второй, третий и четвертый выходы схемыэлектропитания соединены с электромагнитным. фиксатором и двумя катушками электромагнитного дозатора.2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что схемаэлектропитания содержит четыре уп 15 равляемых блока питания, соединенныхсо схемой управления.3. Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что схема управления содержит последовательно соеди 2 О ненные генератор, распределитель,наборное поле коммутатора и блокиформирования, 1 75770475770 ректор М.Самб а дактор М.Пет 11 11Производственно-издательский комбинат Патент , г, Ужг Гагарина,Сост Техр Заказ 2108/14 Тираж ВНИИПИ Государственного коми 113035, Моск.Ходанич а по изобретениям Ж, Раушская н Подписное открытиям при ГКНТ СС д. 4/5