改善大型熱等靜壓機(jī)中熱區(qū)三相供電不平衡的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種主要適用于大型熱等靜壓機(jī)，改善熱區(qū)三相供電不平衡的方法，具體地說，本發(fā)明涉及一種用于熱等靜壓機(jī)中的合理設(shè)置發(fā)熱元件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱等靜壓機(jī)是實施壓制和燒結(jié)的等靜壓設(shè)備，它是一種在密閉容器內(nèi)以氮?dú)饣驓鍤鈿怏w為傳壓介質(zhì)，在高溫和高壓的共同作用下，對制件進(jìn)行壓制燒結(jié)處理。大型熱等靜壓機(jī)通過在爐內(nèi)區(qū)域中布置加熱元件，使加熱區(qū)域內(nèi)達(dá)到所需的溫度。由于氣氛環(huán)境下，爐絲通過輻射和對流方式對熱區(qū)內(nèi)區(qū)域內(nèi)氣體和結(jié)構(gòu)件(包含制件)等進(jìn)行熱交換。氣體受熱膨脹密度變輕向上方流動形成熱氣流對流，這會形成熱區(qū)內(nèi)上下部溫度差，在熱區(qū)高度較大時，上下部溫度差會更大。而在加熱保溫等工作過程中，最下方的那一區(qū)所需的加熱功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它各區(qū)。為解決這個問題，會根據(jù)熱區(qū)高度不同，將熱區(qū)在高度方向分為兩區(qū)或更多區(qū)，每區(qū)分別設(shè)置加熱元件，獨(dú)立加熱控溫，最終達(dá)到熱區(qū)內(nèi)溫度基本一致。
[0003]同時熱等靜壓機(jī)中由于電極的引出需要滿足絕緣和密封等要求，會對設(shè)置電極引出裝置的部位造成不可忽視的強(qiáng)度的影響，電極數(shù)量設(shè)置越多，該處承壓件的強(qiáng)度受到的消弱越大。故對電極的引入有必要盡量采取盡量少的數(shù)量?，F(xiàn)有熱等靜壓機(jī)通常采用單相負(fù)載的方式設(shè)置電極和爐絲，即在各區(qū)僅設(shè)置兩個電極，電極和對應(yīng)爐絲組成最簡單的電氣回路。以劃分四區(qū)的大型熱等靜壓機(jī)為例，則共需設(shè)置8個電極。在實際加熱過程中，最下區(qū)的爐絲和其余各區(qū)的發(fā)熱功率有相當(dāng)大的差值，這導(dǎo)致了供電電網(wǎng)的三相負(fù)載嚴(yán)重不均衡。
[0004]在當(dāng)前HIP制件越來越大的情勢下，熱等靜壓機(jī)向大型化發(fā)展趨勢是必然的，在大型熱等靜壓機(jī)中各區(qū)爐絲發(fā)熱功率的不匹配程度越來越大，漸漸超出供電電網(wǎng)自身的調(diào)節(jié)能力范圍。三相負(fù)載嚴(yán)重不平衡所帶來的供電質(zhì)量等的影響，除很大的影響了電網(wǎng)的能效外，又反過來對設(shè)備自身造成不良影響，甚至直接影響到所有電器元器件的性能和使用壽命?，F(xiàn)有技術(shù)中還有一種結(jié)構(gòu)，在放置制件的臺面下方另設(shè)置底部加熱元件。就目前的使用情況來看，對電網(wǎng)的三相負(fù)載不平衡狀態(tài)并沒有直接的改善作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種電極引入數(shù)量少，能夠消除熱等靜壓機(jī)三相負(fù)載嚴(yán)重不平衡現(xiàn)象帶來的電壓不穩(wěn)定，效能降低，設(shè)備自配電機(jī)和元器件的壽命降低等各種不良影響，能改善熱等靜壓機(jī)發(fā)熱元件發(fā)熱過程中，供電效率和質(zhì)量的方法。
[0006]本發(fā)明的上述目的可以通過以下結(jié)構(gòu)來達(dá)到。一種改善大型熱等靜壓機(jī)中熱區(qū)三相供電不平衡的方法，其特征在于包括以下步驟:
在熱等靜壓機(jī)的壓力容器6內(nèi)，將位于上部的隔熱屏2和位于底部的隔熱墊3所形成的熱區(qū)空間，按高度分成多個熱區(qū)，在各個高度熱區(qū)空間的周邊設(shè)置加熱元件4;將最下高度的熱區(qū)中加熱元件4設(shè)置為按三角形接法，與三個電極相連的三個相同負(fù)載，三個相同負(fù)載均勻分布在最下高度熱區(qū)的周邊;其余各高度熱區(qū)的加熱元件4都設(shè)置成各連接一個電極的單個負(fù)載，且共用另一個電極，每個電極通過壓力容器6下方的電極引出裝置5，引出壓力容器6外，引出壓力容器外的電極通過三相變壓及控制器7和三套單相變壓及控制器6，對熱區(qū)內(nèi)各高度熱區(qū)溫度單獨(dú)控溫和調(diào)節(jié)輸出功率。在壓力容器外按對應(yīng)接法連接至對應(yīng)的具有變壓控制電氣系統(tǒng)，然后接入三相五線制的供電系統(tǒng)中。
[0007]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。
[0008]本發(fā)明在熱等靜壓機(jī)的壓力容器6內(nèi)，將位于上部的隔熱屏2和位于底部的隔熱墊3所形成的熱區(qū)空間，按高度分成多個熱區(qū)，在各高度熱區(qū)空間的周邊分別設(shè)置加熱元件4 ；將最下高度的熱區(qū)加熱元件4設(shè)置為按三角形接法，與三個電極相連的三個相同負(fù)載，三個相同負(fù)載分布在最下高度熱區(qū)的周邊;其余各高度熱區(qū)的加熱元件4都設(shè)置成各連接一個電極的單個負(fù)載，且共用另一個電極，每個電極通過壓力容器6下方的電極引出裝置5，引出壓力容器6外;本結(jié)構(gòu)在熱區(qū)空間高度上分三個或更多的熱區(qū)的大型熱等靜壓機(jī)中進(jìn)行應(yīng)用，具有如下有益效果，第一可以設(shè)置盡量少的電極引出裝置數(shù)量，減少對壓力容器各構(gòu)件強(qiáng)度的消弱程度，保證壓力容器在超高壓力下的所有結(jié)構(gòu)件安全可靠，第二可以實現(xiàn)各高度區(qū)發(fā)熱元件獨(dú)立控溫，第三使熱區(qū)的三相供電達(dá)到基本平衡狀態(tài)，消除三相嚴(yán)重不平衡帶來的電壓不穩(wěn)定，效能降低，設(shè)備自配電機(jī)和元器件的壽命降低等各種不良影響。
【附圖說明】
[0009]為進(jìn)一步說明本發(fā)明的較佳實施例，并配合附圖詳述于后，以使對于本發(fā)明更易于了解。但以下所述僅為用來解釋本發(fā)明的較佳實施例，并非企圖據(jù)以對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是以本發(fā)明的創(chuàng)造精神為基礎(chǔ)，所做的任何形式的修飾或變更，皆仍應(yīng)屬于本發(fā)明意圖保護(hù)的范疇。
[0010]圖1是本發(fā)明在熱等靜壓機(jī)的壓力容器部位的示意圖。
圖2是本發(fā)明一種實施例的剖面構(gòu)造圖。
圖3是本發(fā)明另一種實施例的剖面構(gòu)造圖。
[0011]圖中:1.壓力容器，2.隔熱屏，3.隔熱墊，4.發(fā)熱元件，5.電極引出裝置，6.單相變壓及控制器，7.三相變壓及控制器，8.供電電線。
【具體實施方式】
[0012]參閱圖1。根據(jù)本發(fā)明，在熱等靜壓機(jī)的壓力容器(6)內(nèi)，將位于上部的隔熱屏2和位于底部的隔熱墊(3)所形成的熱區(qū)空間，按高度分成多個熱區(qū)，在各高度熱區(qū)空間的周邊設(shè)置加熱元件(4);將最下高度的熱區(qū)加熱元件(4)設(shè)置為按三角形接法，與三個電極相連的三個相同負(fù)載，三個相同負(fù)載分布在最下高度熱區(qū)的周邊;其余各高度熱區(qū)的加熱元件
(4)都設(shè)置成各連接一個電極的單個負(fù)載，且共用另一個電極，每個電極通過壓力容器6下方的電極引出裝置(5)，引出壓力容器(6)外，引出壓力容器外的電極通過三相變壓及控制器7和多套單相變壓及控制器6，對熱區(qū)內(nèi)各高度熱區(qū)溫度單獨(dú)控溫和調(diào)節(jié)輸出功率。在壓力容器外按對應(yīng)接法連接至對應(yīng)的具有變壓控制電氣系統(tǒng)，然后接入供電系統(tǒng)中。
[0013]以熱區(qū)劃分為4區(qū)的情況為例，其中所形成的熱區(qū)空間內(nèi)設(shè)置發(fā)熱元件(4)。發(fā)熱元件(4)的設(shè)置按熱區(qū)高度進(jìn)行劃分為四區(qū)，最下的一區(qū)按三相三角形接法進(jìn)行設(shè)置連接，具體位置分布在隔熱屏內(nèi)的外圓周。其余各區(qū)按單相接法進(jìn)行設(shè)置連接，但共用一個電極。在隔熱墊(3)下方的壓力容器處設(shè)置電極引出裝置(5)，需滿足和壓力容器的絕緣及密封要求。在壓力容器(I)外部設(shè)置三相變壓及控制器(7)和三套單相變壓及控制器(6)，并與對應(yīng)電極引出處連接。通過三相變壓及控制器(7)和三套單相變壓及控制器(6)可以進(jìn)行熱區(qū)內(nèi)各區(qū)溫度單獨(dú)控溫，調(diào)節(jié)輸出功率。而三相變壓及控制器(7)則對應(yīng)連接在供電電線(8)的三相上，單相變壓及控制器(6)也對應(yīng)連接在各自的供電電線(8)的兩相上，并力求接在不同的相線之間以使輸入功率均勻分布在電源的各相上。這樣，通過連接形成的各處發(fā)熱元件成為供電系統(tǒng)的均衡負(fù)載。
【主權(quán)項】
1.一種改善大型熱等靜壓機(jī)中熱區(qū)三相供電不平衡的方法，其特征在于包括以下步驟:在熱等靜壓機(jī)的壓力容器(6)內(nèi)，將位于上部的隔熱屏(2)和位于底部的隔熱墊(3)所形成的熱區(qū)空間，按高度分成多熱區(qū)，在各高度熱區(qū)空間的周邊設(shè)置加熱元件(4);將最下的一區(qū)加熱元件(4)設(shè)置為三角形接法的三個負(fù)載，三個負(fù)載均勻分布在最下高度熱區(qū)的周邊;其余各高度熱區(qū)的加熱元件(4)都設(shè)置成單個負(fù)載，各自單獨(dú)擁有一個引電，然后并共用同一個引電；每個引電通過設(shè)置在壓力容器(6)底部的電極引出裝置(5)，引出壓力容器夕卜；引出壓力容器外的電極通過三相變壓及控制器(7)和多套單相變壓及控制器(6)，對熱區(qū)內(nèi)各高度熱區(qū)調(diào)節(jié)輸出功率實現(xiàn)對各高度熱區(qū)的單獨(dú)控溫;三相變壓及控制器(7)前端的三個接點(diǎn)分別接入供電系統(tǒng)的三處相線，多套單相變壓及控制器(6)的前端按輸出功率盡量使三相平衡的原則對應(yīng)將接點(diǎn)接入供電系統(tǒng)中。2.如權(quán)利要求1所述的改善大型熱等靜壓機(jī)中熱區(qū)三相供電不平衡的方法，其特征在于:在壓力容器外按對應(yīng)三角形接法連接至對應(yīng)的具有三相變壓控制電氣系統(tǒng)，然后接入三相五線的供電系統(tǒng)中。3.如權(quán)利要求1所述的改善大型熱等靜壓機(jī)中熱區(qū)三相供電不平衡的方法，其特征在于:壓力容器(I)外部設(shè)置三相變壓及控制器(7)和三套單相變壓及控制器(6)，并與對應(yīng)電極引出處連接。4.如權(quán)利要求1所述的改善大型熱等靜壓機(jī)中熱區(qū)三相供電不平衡的方法，其特征在于:通過三相變壓及控制器(7)和多套單相變壓及控制器(6)進(jìn)行熱區(qū)內(nèi)各區(qū)溫度單獨(dú)控溫和調(diào)節(jié)輸出功率。5.如權(quán)利要求1所述的改善大型熱等靜壓機(jī)中熱區(qū)三相供電不平衡的方法，其特征在于:三相變壓及控制器(7)對應(yīng)連接在供電電線(8)的三相上，單相變壓及控制器(6)對應(yīng)連接在各自的供電電線(8)的三相上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改善大型熱等靜壓機(jī)中熱區(qū)三相供電不平衡的方法。利用本發(fā)明可以顯著消除熱等靜壓機(jī)三相負(fù)載嚴(yán)重不平衡現(xiàn)象帶來的電壓不穩(wěn)定，效能降低問題。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：在熱等靜壓機(jī)的壓力容器內(nèi)，將位于上部的隔熱屏和位于底部的隔熱墊所形成的熱區(qū)空間按高度分成多個熱區(qū)，將最下高度的熱區(qū)加熱元件(4)設(shè)置為與三個引出電極相連的三個負(fù)載，其余各區(qū)的加熱元件都設(shè)置成各設(shè)兩個引出電極的單個負(fù)載，每個電極通過電極引出裝置(5)引出壓力容器外，連接至三相變壓及控制器(7)和其余的多套單相變壓及控制器(6)，對熱區(qū)內(nèi)各高度熱區(qū)的溫度單獨(dú)控溫和調(diào)節(jié)輸出功率。在壓力容器外按對應(yīng)接法連接至對應(yīng)的具有變壓控制電氣系統(tǒng)，然后接入三相五線的供電系統(tǒng)中。
【IPC分類】H02J3/26
【公開號】CN105515024
【申請?zhí)枴緾N201510974230
【發(fā)明人】張言平, 鐘詠雪
【申請人】四川航空工業(yè)川西機(jī)器有限責(zé)任公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月22日