用于向电子束发射器供给高电压的电力系统技术方案

用于向电子束发射器(80)供给高电压的电力系统，所述电子束发射器(80)适于通过电子束照射将包装容器或包装材料灭菌，所述电力系统(10)包括用于产生高电压的电压倍增器(24)，用于测量电压倍增器(24)的输出电压电平(60)并提供第一测得的电压值(62)的第一电压测量装置(32)，和用于基于由第一电压测量装置(32)所提供的第一测得的电压值(62)改变电压倍增器(24)的输出电压电平(60)的激励器，其特征在于，电力系统(10)还包括适于独立地测量电压倍增器(24)的输出电压电平(60)并提供第二测得的电压值(64)的第二电压测量装置(34)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于向电子束发射器供给高电压的电力系统，所述电子束发射器适于通过电子束照射将包装容器或包装材料灭菌。
技术介绍
在包装容器中包装包括液体制品和部分液体制品的食品和药物是通常的作法。这样的包装容器例如可以由幅带状包装材料制成。该包装材料可以是层合材料，其包括至少一个纸或纸板层和一个或多个阻挡层，例如铝箔和/或聚合物材料，例如聚乙烯层。特别是在医疗和食品工业中，包装容器被灭菌，然后才用产品灌装。因此，可存在于包装容器的表面上的如细菌、真菌、病毒和孢子之类的微生物被消除。对包装容器灭菌的已知方法是通过借助电荷载流子的辐射，特别是电子束的辐射进行。例如，存在可被降低到包装容器中以对包装容器的内部灭菌的电子束发射器。而且，还存在用于对包装容器的外表面灭菌的电子束发射器。此外，也存在用于对包装材料的幅材灭菌的电子束发射器，该幅材材料将在灭菌后形成包装。为了操作电子束发射器，有必要提供约70kV或80kV至150kV的量级的高电压。高电压用于加速电子从电子束发射器内的电子发生器(灯丝)朝向形成电子束发射器的壳体的一部分的电子出射窗。电子束发射器产生不期望的有害的射线，特别是X射线，因此需要发射器的屏蔽。由电子束发射器产生的辐射量取决于施加到发射器的能量，尤其是用于加速电子的电压。通常，电子束发射器在屏蔽环境(诸如屏蔽的灭菌室)中操作。辐射屏蔽件适于确保该屏蔽环境之外的辐射安全地保持在低于允许值。为安全起见，屏件蔽的尺寸必须考虑到电力系统或电子束发射器的故障。例如，必须考虑到高电压的设定值可能被显著超过，从而产生比正常操作期间的辐射更高的辐射。辐射屏蔽件的这个安全余量增加了电子束发射器的成本和重量。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供用于向电子束发射器供给高电压的电力系统，它允许电子束发射器以符合成本效益的方式被屏蔽。该目的根据本专利技术利用根据权利要求1所述的电力系统来实现。本专利技术的优选实施方式在从属权利要求中定义并在下面的描述中被进一步描述，特别是结合附图一起进行描述。根据本专利技术的动力系统包括：用于产生高电压的电压倍增器，用于测量所述电压倍增器的输出电压电平并提供第一测得的电压值的测量装置，以及用于基于由所述第一电压测量装置所提供的第一测得的电压值改变所述电压倍增器的所述输出电压电平的激励器。所述电力系统还包括适于独立地测量所述电压倍增器的所述输出电压电平并提供第二测得的电压值的第二电压测量装置。本专利技术是基于以下发现：在可以确保由电子束发射器产生的辐射安全地保持在给定的强度以下的情况下屏蔽件的尺寸可以被缩小。这可以通过提供高可靠性的系统来实现，该系统使得施加到电子束发射器的电压不超过所给定的阈值。因此，本专利技术的基本构思是提供用于给电子束发射器供电(即，供给高电压至电子束发射器)的电力装置，所述电力装置具有特别高的可靠性，使得所供给的电压电平安全地保持在低于预定阈值。为了安全地确定电压倍增器的输出电压电平，电力系统包括独立地测量电压倍增器的输出电压电平的至少两个单独的电压测量装置。因此，如果电压测量装置中的一个发生故障或失灵，那么电压倍增器的输出电压电平仍然可以被其他电压测量装置来确定。用额外的电压测量装置可进一步提高电压测量的可靠性。因此，可以提供甚至三个或更多个单独的电压测量装置。电压倍增器在本领域中通常是已知的并且典型地将AC电功率(例如230V AC)转换为较高的DC电压。在目前的情况下，用于给电子束发射器供电的电压倍增器提供约70kV DC至约150kV DC的输出电压，尤其是80kV DC至110kV DC的输出电压。所述电压倍增器包括输出变压器和具有电力电子器件(例如二极管和电容器)的电压倍增器电路。独立的电压测量装置适于测量电压电平，并且通常包括多个电阻器，尤其是高压电阻器，并且可包括电容器。用于测量高电压的测量原理在本领域中是已知的，因此将不作进一步说明。用于改变输出电压电平的激励器可以包括在电压倍增器的上游或被提供到电压倍增器内的电力电子装置，诸如逆变器。例如，通过改变在激励器中的逆变器的占空因数，可以改变电压倍增器的输入，从而间接改变电压倍增器的输出电压。在这种情况下，在激励器中的逆变器的输出形成电压倍增器的输入。换句话说，激励器可以适于通过改变电压倍增器的输入(电压和/或电流)来改变电压倍增器的输出电压电平。激励器本身也可以被构造为使电压倍增。在本专利技术的实施方式中，所述电力系统包括适于在预定的测量条件被满足的情况下提供关断信号的评估单元，其中，所述评估单元使用由第一电压测量装置所提供的第一测得的电压值和由第二电压测量装置提供的第二测得的电压值作为输入值。所述评估单元判定是否存在输出电压电平超过阈值这样的风险，如果判定存在这样的风险，则发送导致电力系统(尤其是电压倍增器)的关断的关断信号。测量条件是与电压测量装置的测得的电压值相关的预定条件。必须考虑到，有可能是在电压测量装置中的一个电压测量装置的故障使得所测量的电压值不等于所述电压倍增器的输出电压电平。测量条件被设定为将即使输出电压电平超过预定阈值时电压倍增器也没有关闭的风险尽可能地降到最低。用于产生关断信号的阈值可以是在80kV至85kV的范围内。在一个实施方式中，电力系统包括适于基于由评估单元所提供的关断信号关断供给电压倍增器的电力的安全关断单元。关断单元例如可以是断开(关闭，关断)电力系统的主电源的开关。为了提供特别可靠的系统，评估单元优选地适于在电压测量装置中的至少一个的测得的电压值超过预定的阈值的情况下产生关断信号。因此，例如，如果测量装置中的一个工作不正常并提供过低的测得的电压值时，电力系统仍然由于测量电压值超出其它电压装置的阈值而被安全地断开。在本专利技术的一个实施方式中，评估单元适于在电压测量装置的测得的电压值之间的差超过预定的阈值的情况下产生关断信号。在第一和第二电压测量装置的测得的电压值之间的大的差是电压测量装置中的至少一个不正确操作的指示。因此，在这种情况下，电力系统被断开。在另一个优选的实施方式中，评估单元包括适于单独地确定关断状态的至少两个单独的评估装置。通过这一点，可以提高关断条件的判定的可靠性。在本专利技术的另一个实施方式中，第一评估装置使用由第一电压测量装置提供的第一测得的电压值作为输入值，而第二评估装置使用由所述第二电压测量装置提供的第二测得的电压值作为输入值。例如，第一评估装置可操作地连接到第一电压测量装置，而第二评估装置可操作地连接到第二电压测量装置。第一评估装置接收来自第一电压测量装置的第一测得的电压值，而第二评估装置接收来自所述第二电压测量装置的第二测得的电压值。如果所接收的测得的电压值超过预定阈值，则相应的评估装置确定关断状态，并产生关断信号。此外，评估装置中的每个可适于检查其他评估装置，由于它接收其他评估装置的测得的电压值(由电压测量装置提供的)。如果评估装置中的一个确定电压测量装置的测得的电压值之间的差超过预定阈值，则它判定关断状态，并产生关断信号。根据本专利技术的另一个实施方式，提供至少两个关断开关，它们分别可响应于由评估单元所提供的关断信号来操作，其中，在关断开关中的至少一个被断开时供给到电压倍增器的电力被断开。因此，如果一个关断开关未正确操作，则电压倍增器仍然由其它关断开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于向电子束发射器(80)供给高电压的电力系统，所述电子束发射器(80)适于通过电子束照射将包装容器或包装材料灭菌，所述电力系统(10)包括：电压倍增器(24)，其用于产生高电压，第一电压测量装置(32)，其用于测量所述电压倍增器(24)的输出电压电平(60)并提供第一测得的电压值(62)，以及激励器，其用于基于由所述第一电压测量装置(32)所提供的所述第一测得的电压值(62)改变所述电压倍增器(24)的所述输出电压电平(60)，其特征在于，所述电力系统(10)还包括第二电压测量装置(34)，其适于独立地测量所述电压倍增器(24)的输出电压电平(60)并提供第二测得的电压值(64)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.04 SE 1450414-61.用于向电子束发射器(80)供给高电压的电力系统，所述电子束发射器(80)适于通过电子束照射将包装容器或包装材料灭菌，所述电力系统(10)包括：电压倍增器(24)，其用于产生高电压，第一电压测量装置(32)，其用于测量所述电压倍增器(24)的输出电压电平(60)并提供第一测得的电压值(62)，以及激励器，其用于基于由所述第一电压测量装置(32)所提供的所述第一测得的电压值(62)改变所述电压倍增器(24)的所述输出电压电平(60)，其特征在于，所述电力系统(10)还包括第二电压测量装置(34)，其适于独立地测量所述电压倍增器(24)的输出电压电平(60)并提供第二测得的电压值(64)。2.根据权利要求1所述的电力系统，其特征在于，所述电力系统(10)包括适于在预定的测量条件被满足时提供关断信号(72，74)的评估单元(40)，其中，所述评估单元(40)使用由所述第一电压测量装置(32)提供的所述第一测得的电压值(62)和由所述第二电压测量装置(34)提供的所述第二测得的电压值(64)作为输入值。3.根据权利要求2所述的电力系统，其特征在于，所述电力系统(10)包括适于基于由所述评估单元(40)提供的所述关断信号(72，74)将所述电压倍增器(24)的电力关断的安全关断单元(12)。4.根据权利要求2或3所述的电力系统，其特征在于，所述评估单元(40)适于在所述电压测量装置(32，34)中的至少一个的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：多米尼克·科尔帕塔科斯，威利·万德弗吕，罗伯特·施特赖特，克里斯托夫·温施，维尔纳·哈格，
申请(专利权)人：利乐拉瓦尔集团及财务有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH