CN112392803A - 一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置和方法 - Google Patents
一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112392803A CN112392803A CN202011485973.0A CN202011485973A CN112392803A CN 112392803 A CN112392803 A CN 112392803A CN 202011485973 A CN202011485973 A CN 202011485973A CN 112392803 A CN112392803 A CN 112392803A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shock wave
- conductive medium
- rubber sleeve
- liquid
- wave generator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000035939 shock Effects 0.000 title claims abstract description 98
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 9
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 6
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 3
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 241000269350 Anura Species 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/12—Fluid oscillators or pulse generators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
本发明公开了一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置和方法，包括脉冲功率源,脉冲功率源通过高压同轴电缆连接冲击波发生器，所述冲击波发生器外安装有橡胶套，橡胶套内壁不与所述冲击波发生器的外壁接触以形成注水腔室，所述注水腔室内注满淡水，冲击波发生器先在橡胶套内的淡水中产生高功率冲击波，再透过橡胶套将该高功率冲击波耦合到周围的液态强导电介质中，在液态强导电介质中产生强度相等的高功率冲击波。
Description
技术领域
本发明涉及脉冲功率领域，具体的说是一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置和方法。
背景技术
高功率冲击波的运用广泛，可以用于海洋中驱逐蛙人和鱼群，清除附着在船只、管道上的有害生物，化工、冶金领域非永久失活的固体催化剂的清洗除垢，稀贵金属的提取，以及高纯石英砂的清洗。
以液电效应或金属丝电爆炸方式产生高功率冲击波，必须在弱导电性的淡水中才能实现。因此，目前在油田油水井、地面煤层气井和页岩气井储层改造中所使用的冲击波技术，都是以淡水作为介质而工作的。如果井内淡水的离子深度增加，则冲击波作业的效果将大幅度减小甚至没有效果。
水下驱逐技术所使用的冲击波装置如果直接放入海水中使用，由于海水为强导电体，高压电流可不经过电极直接通过海水回到脉冲功率源，不仅无法产生冲击波，还有可能损坏脉冲功率源。
化工、冶金领域经常需要使用大量的固体催化剂。固体崔化剂在使用一段时间后会因表面或孔隙中结垢而失活，非永久失活的固体催化剂经过处理后可以回复活性重复使用。固体催化剂常用的处理方法为用强酸或强碱清洗，这种方法不仅效果不好，还严重污染环境。单独的水下冲击波技术也可用于固体非永久失活催化剂的处理，但效果很差，更没有经济价值。将化学方法（酸洗、碱洗）与冲击波技术相结合，可以大幅度提高处理效果，同时还能够降低处理成本、减少环境污染。但是，酸液、碱液是强导电体，冲击波发生器无法在酸液、碱液中工作，必须采取有效的方法，先在淡水中产生高功率冲击波，再通过耦合作用将淡水中的高功率冲击波传递到酸液或碱液中，作用于非永久失活固体催化剂。
高纯石英砂生产工艺中，需要用强酸清洗石英砂表面和石英晶体内部微小缝隙中附着的有害金属和非金属杂质。如果在酸洗过程中施加高功率冲击波，可以使石英砂表面和晶体缝隙中的杂质更容易脱落、溶解，从而提高石英砂的纯度，同时能够提高清洗效率。
稀贵金属（铀、稀土等）的提取工艺中也要用到大量的酸，环境污染严重。如果在提取工艺中叠加高功率冲击波技术，不仅能够大幅度减少酸的用量，还可提高提取效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对目前冲击波技术只能应用于弱电介质的缺点，提出了一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置和方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置，包括脉冲功率源,脉冲功率源通过高压同轴电缆连接冲击波发生器，所述冲击波发生器外安装有橡胶套，橡胶套内壁不与所述冲击波发生器的外壁接触以形成注水腔室，所述注水腔室内注满淡水。
进一步地，所述冲击波发生器的顶端中心位置处安装有螺栓，且螺栓的轴向上设有一处通孔。
进一步地，所述螺栓外安装有与其相互配合的密封螺母，拧紧密封螺母将所述橡胶套开口处压在所述冲击波发生器的顶端。
进一步地，所述通孔用于高压同轴电缆穿过并与所述冲击波发生器连接。
进一步地，所述冲击波发生器包括高压电极和地电极，高压电极与所述高压同轴电缆连接。
进一步地，所述地电极与高压电极位于一条直线上，高压电极与地电极之间设有负载体。
进一步地，所述负载体或为淡水，或为爆炸丝。
进一步地，所述橡胶套为高柔韧性的软橡胶。
本发明一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的方法，包括以下步骤：
S1:提供橡胶套，并注满淡水，将冲击波发生器置入到橡胶套内并密封；
S2:淡水区，冲击波发生器先在橡胶套内的淡水中产生高功率冲击波；
S3:液态强导电介质区，在淡水区中产生高功率冲击波透过橡胶套将该高功率冲击波耦合到其周围的液态强导电介质中，在液态强导电介质中产生强度相等的高功率冲击波。
进一步地，所述橡胶套应根据液态强导电介质的酸碱性选择相应的耐酸或耐碱材料进行制作。
本发明有益效果如下：
1、本冲击波装置扩大了冲击波技术的应用领域，使其可以应用于所有液态介质，其简单易用，制造成本低，经济效益好，其中橡胶套的设置提高了冲击波的稳定性。
2、在冲击波技术提取稀贵金属、清洗固体催化剂或高纯石英砂时，本系统橡胶套的设置固体颗粒不会运移到冲击波发生器的电极之间，避免冲击波发生器的放电回路发生短路。
3、在冲击波技术对于半液态介质进行处理时，本系统橡胶套的设置避免含有微小颗粒的半液态介质充满冲击波发生器的电极之间，从而使冲击波发生器的放电回路不会发生短路。
附图说明
图1所示为本发明冲击波装置模块示意图；
图2所示为本发明冲击波发生器结构示意图。
附图标记：1-脉冲功率源，2-高压同轴电缆，3-冲击波发生器，4-橡胶套，5-淡水，6-液态强导电介质，11-螺栓，12-密封螺母，13-高压电极，14、地电极。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1至2所示一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置，包括脉冲功率源1,脉冲功率源1通过高压同轴电缆2连接冲击波发生器3，所述冲击波发生器3外安装有橡胶套4，橡胶套4内壁不与所述冲击波发生器3的外壁接触以形成注水腔室，所述注水腔室内注满淡水5，且不能留有空隙，启动脉冲功率源1，冲击波发生器3先在橡胶套4内的淡水中产生高功率冲击波，再透过橡胶套4将该高功率冲击波耦合到周围的液态强导电介质6中，在液态强导电介质6中产生强度相等的高功率冲击波。
冲击波发生器3的顶端中心位置处安装有螺栓11，且螺栓11的轴向上设有一处通孔，且螺栓11外安装有与其相互配合的密封螺母12，拧紧密封螺母12将所述橡胶套4开口处压在所述冲击波发生器3的顶端，使得注水腔室内的淡水5与橡胶套4外的液态强导电介质6隔离。
其中通孔用于高压同轴电缆2穿过并与所述冲击波发生器3连接，冲击波发生器3包括高压电极13和地电极14，高压电极13与所述高压同轴电缆2连接，所述地电极14与高压电极13位于一条直线上，高压电极13与地电极14之间设有负载体，负载体以淡水为介质时，以液电效应为原理产生强冲击波，负载体以爆炸丝为介质时，爆炸丝采用金属丝，以金属丝电爆炸原理产生高功率冲击波。
本发明实施例的一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的方法，包括以下步骤：
S1:提供橡胶套4，并注满淡水，将冲击波发生器3置入到橡胶套4内并密封；
S2:淡水区，冲击波发生器3先在橡胶套4内的淡水中产生高功率冲击波；
S3:液态强导电介质区，在淡水区中产生高功率冲击波透过橡胶套4将该高功率冲击波耦合到其周围的液态强导电介质中，在液态强导电介质中产生强度相等的高功率冲击波。
橡胶套4为高柔韧性的软橡胶。橡胶套4根据液态强导电介质的酸碱性选择相应的耐酸或耐碱材料进行制作。
工作流程：先将橡胶套4内注满淡水5，再将将冲击波发生器3放入橡胶套4内，拧紧密封螺母12，这样确保橡胶套4内的淡水5是注满的，不会出现空隙，通过高压同轴电缆2连接脉冲功率源1和冲击波发生器3，将橡胶套4连同冲击波发生器3放置于需要处理的液态强导电介质6中，启动脉冲功率源1，冲击波发生器3先在橡胶套4内的淡水5中产生高功率冲击波，再透过橡胶套4将该高功率冲击波耦合到周围的液态强导电介质6中，在液态强导电介质6中产生强度相等的高功率冲击波。
Claims (10)
1.一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置，包括脉冲功率源,脉冲功率源通过高压同轴电缆连接冲击波发生器，其特征在于：所述冲击波发生器外安装有橡胶套，橡胶套内壁不与所述冲击波发生器的外壁接触以形成注水腔室，所述注水腔室内注满淡水。
2.根据权利要求1所述一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置，其特征在于：所述冲击波发生器的顶端中心位置处安装有螺栓，且螺栓的轴向上设有一处通孔。
3.根据权利要求2所述一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置，其特征在于：所述螺栓外安装有与其相互配合的密封螺母，拧紧密封螺母将所述橡胶套开口处压在所述冲击波发生器的顶端。
4.根据权利要求2所述一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置，其特征在于：所述通孔用于高压同轴电缆穿过并与所述冲击波发生器连接。
5.根据权利要求4所述一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置，其特征在于：所述冲击波发生器包括高压电极和地电极，高压电极与所述高压同轴电缆连接。
6.根据权利要求5所述一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置，其特征在于：所述地电极与高压电极位于一条直线上，高压电极与地电极之间设有负载体。
7.根据权利要求6所述一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置，其特征在于：所述负载体或为淡水，或为爆炸丝。
8.根据权利要求1所述一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置，其特征在于：所述橡胶套为高柔韧性的软橡胶。
9.一种由权利要求1至8任一所述在液态强导电介质中产生高功率冲击波的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1:提供橡胶套，并注满淡水，将冲击波发生器置入到橡胶套内并密封；
S2:淡水区，冲击波发生器先在橡胶套内的淡水中产生高功率冲击波；
S3:液态强导电介质区，在淡水区中产生高功率冲击波透过橡胶套将该高功率冲击波耦合到其周围的液态强导电介质中，在液态强导电介质中产生强度相等的高功率冲击波。
10.根据权利要求9所述一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的方法，其特征在于：所述橡胶套应根据液态强导电介质的酸碱性选择相应的耐酸或耐碱材料进行制作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011485973.0A CN112392803A (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011485973.0A CN112392803A (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置和方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112392803A true CN112392803A (zh) | 2021-02-23 |
Family
ID=74625681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011485973.0A Pending CN112392803A (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112392803A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10201066A1 (de) * | 2002-01-14 | 2003-07-31 | Siemens Ag | Stoßwellenquelle |
| KR20080040111A (ko) * | 2006-11-02 | 2008-05-08 | 조성찬 | 압전 세라믹 소자를 이용한 충격파 생성 장치 |
| CN110243236A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-09-17 | 周子惠 | 一种重复脉冲强冲击波反蛙人装置及工作方法 |
| CN110786914A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-02-14 | 徐州康良电子科技有限公司 | 一种冲击波发生装置 |
| CN211244483U (zh) * | 2019-10-22 | 2020-08-14 | 深圳市慧康精密仪器有限公司 | 一种永磁动圈式冲击波发生装置 |
| CN111822313A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-27 | 北京理工大学 | 基于金属丝阵电爆炸的水中声源与冲击波源 |
-
2020
- 2020-12-16 CN CN202011485973.0A patent/CN112392803A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10201066A1 (de) * | 2002-01-14 | 2003-07-31 | Siemens Ag | Stoßwellenquelle |
| KR20080040111A (ko) * | 2006-11-02 | 2008-05-08 | 조성찬 | 압전 세라믹 소자를 이용한 충격파 생성 장치 |
| CN110243236A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-09-17 | 周子惠 | 一种重复脉冲强冲击波反蛙人装置及工作方法 |
| CN211244483U (zh) * | 2019-10-22 | 2020-08-14 | 深圳市慧康精密仪器有限公司 | 一种永磁动圈式冲击波发生装置 |
| CN110786914A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-02-14 | 徐州康良电子科技有限公司 | 一种冲击波发生装置 |
| CN111822313A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-27 | 北京理工大学 | 基于金属丝阵电爆炸的水中声源与冲击波源 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200240245A1 (en) | Blockage removal and permeability enhancement method for coalbed methane wells by using electric pulses | |
| CN202047767U (zh) | 一种钻井废液处理装置 | |
| CN202345895U (zh) | 船舶海洋生物附着物超声清垢器 | |
| CN104370350A (zh) | 一种用于水处理的电化学装置及方法 | |
| CN112538651A (zh) | 一种超声辅助电解等离子体抛光钛合金的方法 | |
| CN104163473A (zh) | 一种用于废水处理的新型电化学处理设备及其废水处理方法 | |
| CN104944511A (zh) | 一种光电催化去除废水中重金属离子的方法和装置 | |
| CN203419777U (zh) | 一种用于水处理的电化学装置 | |
| CN112392803A (zh) | 一种在液态强导电介质中产生高功率冲击波的装置和方法 | |
| CN208182760U (zh) | 一种重金属废水处理设备 | |
| CN101659488B (zh) | 复合型电磁水处理系统 | |
| CN103172206A (zh) | 一种含油污水处理装置 | |
| CN1081960C (zh) | 管子内表面的清洗方法 | |
| CN104030540A (zh) | 真空过滤及电脱水污泥处理法 | |
| CN101475244A (zh) | 用于处理重金属废水的电化学装置 | |
| CN202898089U (zh) | 一种电镀废水处理用电絮凝装置 | |
| CN211847281U (zh) | 一种高压静电循环水处理设备 | |
| CN109336229A (zh) | 一种用于冬季水体下层以及底泥中的高压脉冲灭藻装置进行灭藻的方法 | |
| CN201799448U (zh) | 组合式电极 | |
| CN201342417Y (zh) | 一种超声波清洗机 | |
| CN211004703U (zh) | 一种太阳能电催化氧化污水深度处理装置 | |
| CN212024860U (zh) | 多频复合式水处理器 | |
| CN202671270U (zh) | 含络合物重金属废液处理装置 | |
| CN208378501U (zh) | 一种循环水电解处理装置 | |
| CN112358016A (zh) | 高压静电发生装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |