改善大型热等静压机中热区三相供电不平衡的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种主要适用于大型热等静压机，改善热区三相供电不平衡的方法，具体地说，本发明涉及一种用于热等静压机中的合理设置发热元件的方法。
【背景技术】
[0002]热等静压机是实施压制和烧结的等静压设备，它是一种在密闭容器内以氮气或氩气气体为传压介质，在高温和高压的共同作用下，对制件进行压制烧结处理。大型热等静压机通过在炉内区域中布置加热元件，使加热区域内达到所需的温度。由于气氛环境下，炉丝通过辐射和对流方式对热区内区域内气体和结构件(包含制件)等进行热交换。气体受热膨胀密度变轻向上方流动形成热气流对流，这会形成热区内上下部温度差，在热区高度较大时，上下部温度差会更大。而在加热保温等工作过程中，最下方的那一区所需的加热功率远远大于其它各区。为解决这个问题，会根据热区高度不同，将热区在高度方向分为两区或更多区，每区分别设置加热元件，独立加热控温，最终达到热区内温度基本一致。
[0003]同时热等静压机中由于电极的引出需要满足绝缘和密封等要求，会对设置电极引出装置的部位造成不可忽视的强度的影响，电极数量设置越多，该处承压件的强度受到的消弱越大。故对电极的引入有必要尽量采取尽量少的数量。现有热等静压机通常采用单相负载的方式设置电极和炉丝，即在各区仅设置两个电极，电极和对应炉丝组成最简单的电气回路。以划分四区的大型热等静压机为例，则共需设置8个电极。在实际加热过程中，最下区的炉丝和其余各区的发热功率有相当大的差值，这导致了供电电网的三相负载严重不均衡。
[0004]在当前HIP制件越来越大的情势下，热等静压机向大型化发展趋势是必然的，在大型热等静压机中各区炉丝发热功率的不匹配程度越来越大，渐渐超出供电电网自身的调节能力范围。三相负载严重不平衡所带来的供电质量等的影响，除很大的影响了电网的能效外，又反过来对设备自身造成不良影响，甚至直接影响到所有电器元器件的性能和使用寿命。现有技术中还有一种结构，在放置制件的台面下方另设置底部加热元件。就目前的使用情况来看，对电网的三相负载不平衡状态并没有直接的改善作用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种电极引入数量少，能够消除热等静压机三相负载严重不平衡现象带来的电压不稳定，效能降低，设备自配电机和元器件的寿命降低等各种不良影响，能改善热等静压机发热元件发热过程中，供电效率和质量的方法。
[0006]本发明的上述目的可以通过以下结构来达到。一种改善大型热等静压机中热区三相供电不平衡的方法，其特征在于包括以下步骤:
在热等静压机的压力容器6内，将位于上部的隔热屏2和位于底部的隔热垫3所形成的热区空间，按高度分成多个热区，在各个高度热区空间的周边设置加热元件4;将最下高度的热区中加热元件4设置为按三角形接法，与三个电极相连的三个相同负载，三个相同负载均匀分布在最下高度热区的周边;其余各高度热区的加热元件4都设置成各连接一个电极的单个负载，且共用另一个电极，每个电极通过压力容器6下方的电极引出装置5，引出压力容器6外，引出压力容器外的电极通过三相变压及控制器7和三套单相变压及控制器6，对热区内各高度热区温度单独控温和调节输出功率。在压力容器外按对应接法连接至对应的具有变压控制电气系统，然后接入三相五线制的供电系统中。
[0007]本发明相比于现有技术具有如下有益效果。
[0008]本发明在热等静压机的压力容器6内，将位于上部的隔热屏2和位于底部的隔热垫3所形成的热区空间，按高度分成多个热区，在各高度热区空间的周边分别设置加热元件4 ；将最下高度的热区加热元件4设置为按三角形接法，与三个电极相连的三个相同负载，三个相同负载分布在最下高度热区的周边;其余各高度热区的加热元件4都设置成各连接一个电极的单个负载，且共用另一个电极，每个电极通过压力容器6下方的电极引出装置5，引出压力容器6外;本结构在热区空间高度上分三个或更多的热区的大型热等静压机中进行应用，具有如下有益效果，第一可以设置尽量少的电极引出装置数量，减少对压力容器各构件强度的消弱程度，保证压力容器在超高压力下的所有结构件安全可靠，第二可以实现各高度区发热元件独立控温，第三使热区的三相供电达到基本平衡状态，消除三相严重不平衡带来的电压不稳定，效能降低，设备自配电机和元器件的寿命降低等各种不良影响。
【附图说明】
[0009]为进一步说明本发明的较佳实施例，并配合附图详述于后，以使对于本发明更易于了解。但以下所述仅为用来解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，凡是以本发明的创造精神为基础，所做的任何形式的修饰或变更，皆仍应属于本发明意图保护的范畴。
[0010]图1是本发明在热等静压机的压力容器部位的示意图。
图2是本发明一种实施例的剖面构造图。
图3是本发明另一种实施例的剖面构造图。
[0011]图中:1.压力容器，2.隔热屏，3.隔热垫，4.发热元件，5.电极引出装置，6.单相变压及控制器，7.三相变压及控制器，8.供电电线。
【具体实施方式】
[0012]参阅图1。根据本发明，在热等静压机的压力容器(6)内，将位于上部的隔热屏2和位于底部的隔热垫(3)所形成的热区空间，按高度分成多个热区，在各高度热区空间的周边设置加热元件(4);将最下高度的热区加热元件(4)设置为按三角形接法，与三个电极相连的三个相同负载，三个相同负载分布在最下高度热区的周边;其余各高度热区的加热元件
(4)都设置成各连接一个电极的单个负载，且共用另一个电极，每个电极通过压力容器6下方的电极引出装置(5)，引出压力容器(6)外，引出压力容器外的电极通过三相变压及控制器7和多套单相变压及控制器6，对热区内各高度热区温度单独控温和调节输出功率。在压力容器外按对应接法连接至对应的具有变压控制电气系统，然后接入供电系统中。
[0013]以热区划分为4区的情况为例，其中所形成的热区空间内设置发热元件(4)。发热元件(4)的设置按热区高度进行划分为四区，最下的一区按三相三角形接法进行设置连接，具体位置分布在隔热屏内的外圆周。其余各区按单相接法进行设置连接，但共用一个电极。在隔热垫(3)下方的压力容器处设置电极引出装置(5)，需满足和压力容器的绝缘及密封要求。在压力容器(I)外部设置三相变压及控制器(7)和三套单相变压及控制器(6)，并与对应电极引出处连接。通过三相变压及控制器(7)和三套单相变压及控制器(6)可以进行热区内各区温度单独控温，调节输出功率。而三相变压及控制器(7)则对应连接在供电电线(8)的三相上，单相变压及控制器(6)也对应连接在各自的供电电线(8)的两相上，并力求接在不同的相线之间以使输入功率均匀分布在电源的各相上。这样，通过连接形成的各处发热元件成为供电系统的均衡负载。
【主权项】
1.一种改善大型热等静压机中热区三相供电不平衡的方法，其特征在于包括以下步骤:在热等静压机的压力容器(6)内，将位于上部的隔热屏(2)和位于底部的隔热垫(3)所形成的热区空间，按高度分成多热区，在各高度热区空间的周边设置加热元件(4);将最下的一区加热元件(4)设置为三角形接法的三个负载，三个负载均匀分布在最下高度热区的周边;其余各高度热区的加热元件(4)都设置成单个负载，各自单独拥有一个引电，然后并共用同一个引电；每个引电通过设置在压力容器(6)底部的电极引出装置(5)，引出压力容器夕卜；引出压力容器外的电极通过三相变压及控制器(7)和多套单相变压及控制器(6)，对热区内各高度热区调节输出功率实现对各高度热区的单独控温;三相变压及控制器(7)前端的三个接点分别接入供电系统的三处相线，多套单相变压及控制器(6)的前端按输出功率尽量使三相平衡的原则对应将接点接入供电系统中。2.如权利要求1所述的改善大型热等静压机中热区三相供电不平衡的方法，其特征在于:在压力容器外按对应三角形接法连接至对应的具有三相变压控制电气系统，然后接入三相五线的供电系统中。3.如权利要求1所述的改善大型热等静压机中热区三相供电不平衡的方法，其特征在于:压力容器(I)外部设置三相变压及控制器(7)和三套单相变压及控制器(6)，并与对应电极引出处连接。4.如权利要求1所述的改善大型热等静压机中热区三相供电不平衡的方法，其特征在于:通过三相变压及控制器(7)和多套单相变压及控制器(6)进行热区内各区温度单独控温和调节输出功率。5.如权利要求1所述的改善大型热等静压机中热区三相供电不平衡的方法，其特征在于:三相变压及控制器(7)对应连接在供电电线(8)的三相上，单相变压及控制器(6)对应连接在各自的供电电线(8)的三相上。
【专利摘要】本发明公开了一种改善大型热等静压机中热区三相供电不平衡的方法。利用本发明可以显著消除热等静压机三相负载严重不平衡现象带来的电压不稳定，效能降低问题。本发明通过下述技术方案予以实现：在热等静压机的压力容器内，将位于上部的隔热屏和位于底部的隔热垫所形成的热区空间按高度分成多个热区，将最下高度的热区加热元件(4)设置为与三个引出电极相连的三个负载，其余各区的加热元件都设置成各设两个引出电极的单个负载，每个电极通过电极引出装置(5)引出压力容器外，连接至三相变压及控制器(7)和其余的多套单相变压及控制器(6)，对热区内各高度热区的温度单独控温和调节输出功率。在压力容器外按对应接法连接至对应的具有变压控制电气系统，然后接入三相五线的供电系统中。
【IPC分类】H02J3/26
【公开号】CN105515024
【申请号】CN201510974230
【发明人】张言平, 钟咏雪
【申请人】四川航空工业川西机器有限责任公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月22日