RU56448U1

RU56448U1 - ELECTRIC HYDROPULSE INSTALLATION

Info

Publication number: RU56448U1
Application number: RU2006112222/22U
Authority: RU
Inventors: Константин Константинович Ким; Нинель Алексеевна Колосовская
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2006-09-10

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, а точнее к устройствам, использующим электрогидравлический эффект, и может быть использована для утилизации железобетонных изделий. Перед авторами стояла задача - повышение эффективности работы электрогидроимпульсной установки за счет увеличения скорости нарастания импульса напряжения, подаваемого на разрушаемое железобетонное изделие. Технический результат достигается тем, что в электрогидроимпульсную установку, содержащую трансформаторно-выпрямительный блок, к выводам которого подключена конденсаторная батарея, отрицательный вывод которой заземлен, а положительный вывод подключен к входному электроду разрядника, рабочий электрод, помещенный в рабочий бак, который заполнен электроионной жидкостью и содержит зажим, соединенный с землей, поддон, жестко закрепленный на дне клети с возможностью возвратно-поступательного движения по направляющим лифтовой секции, которые жестко закреплены внутри рабочего бака, введен блок обострения импульсного напряжения, вход которого соединен с выходным электродом разрядника, а первый выход блока удвоения соединен с рабочим электродом, второй выход заземлен.The utility model relates to electrical engineering, and more specifically to devices using the electro-hydraulic effect, and can be used for the disposal of reinforced concrete products. The authors were faced with the task of increasing the efficiency of the electrohydropulse installation by increasing the slew rate of the voltage pulse supplied to the destructible reinforced concrete product. The technical result is achieved in that in an electrohydropulse installation containing a transformer-rectifier unit, the terminals of which are connected to a capacitor battery, the negative terminal of which is grounded, and the positive terminal is connected to the input electrode of the arrester, the working electrode is placed in a working tank that is filled with electroionic liquid and contains a clamp connected to the ground, a pallet rigidly fixed to the bottom of the stand with the possibility of reciprocating movement along the guides of the elevator section, cat rye rigidly fixed within the working tank unit introduced exacerbation pulse voltage input connected to the output electrode of the arrester and the first output doubling unit is connected to the working electrode, the second output is grounded.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а точнее к устройствам, использующим электрогидравлический эффект, и может быть использована для утилизации железобетонных изделий.The utility model relates to electrical engineering, and more specifically to devices using the electro-hydraulic effect, and can be used for the disposal of reinforced concrete products.

Известны электрогидравлические взрыватели для нетокопроводящих материалов (Л.А.Юткин. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение. 1986. С.160, 13), которые представляют собой искровой разрядник, погруженный в пробуренный шпур. Шпур заполнен водой, а искровой промежуток образован парой электродов, которые с помощью проводов через разрядник присоединены к конденсаторной батарее. Заряд конденсаторной батареи производится с помощью зарядного устройства, состоящего из трансформатора и выпрямителя.Known electrohydraulic fuses for non-conductive materials (L.A. Yutkin. Electro-hydraulic effect and its application in industry. L .: Engineering. 1986. P.160, 13), which are a spark gap immersed in a drilled hole. The hole is filled with water, and the spark gap is formed by a pair of electrodes, which are connected to the capacitor bank using wires through the arrester. The capacitor bank is charged using a charger consisting of a transformer and a rectifier.

Одним из основных недостатков работы этих взрывателей является относительно невысокая эффективность, обусловленная относительно большой величиной внутренней индуктивности конденсаторной батареи.One of the main drawbacks of these fuses is the relatively low efficiency due to the relatively large internal inductance of the capacitor bank.

Известна электрогидроимпульсная установка, использующая электрогидравлический эффект для разрушения бракованных железобетонных изделий, выбранная в качестве прототипа (Дергунов Ю.В., Царенко П.И., Васильева А.Н., Жекул Л.А. Прогрессивная технология разрушения бракованных железобетонных изделий // Бетон и железобетон. 1993. №11. С.19-20). Прототип содержит разрушаемое железобетонное изделие, расположенное на поддоне, который находится на дне клети лифтовой секции рабочего бака, заполненного жидкостью. Концы железобетонного изделия оголены и один конец железной арматуры с помощью провода заземлен. В непосредственной близости от противоположного конца железной арматуры расположен рабочий электрод, который через разрядник соединен положительным выводом конденсаторной батареи, отрицательный вывод которой заземлен. Положительный Known electrohydropulse installation using the electro-hydraulic effect for the destruction of defective reinforced concrete products, selected as a prototype (Dergunov Yu.V., Tsarenko P.I., Vasilyeva A.N., Zhekul L.A. Progressive technology for the destruction of defective reinforced concrete products // Concrete and reinforced concrete. 1993. No. 11. S. 19-20). The prototype contains a destructible reinforced concrete product located on a pallet that is located at the bottom of the stand of the elevator section of the working tank filled with liquid. The ends of the reinforced concrete product are exposed and one end of the iron reinforcement is grounded using a wire. In the immediate vicinity of the opposite end of the iron reinforcement there is a working electrode, which is connected through the spark gap to the positive terminal of the capacitor bank, the negative terminal of which is grounded. Positive

и отрицательный выводы конденсаторной батареи с помощью проводов соединены с выходами трансформаторно-выпрямительного блока.and the negative terminals of the capacitor bank via wires are connected to the outputs of the transformer-rectifier unit.

Эффективность работы прототипа зависит от скорости нарастания ударной волны в жидкости, которая создается искровым разрядом. Скорость нарастания ударной волны в свою очередь зависит от длительности фронта импульса разрядного напряжения конденсаторной батареи, т.е. от величины ее внутренней индуктивности. Т.к. величина внутренней индуктивности выпускаемых промышленностью конденсаторов ограничена технологией производства, прототип характеризуется относительно невысокой эффективностью работы.The effectiveness of the prototype depends on the rate of rise of the shock wave in the liquid, which is created by a spark discharge. The shock wave slew rate in turn depends on the duration of the pulse front of the discharge voltage of the capacitor bank, i.e. from the magnitude of its internal inductance. Because the value of the internal inductance of the capacitors manufactured by the industry is limited by the production technology, the prototype is characterized by a relatively low efficiency.

Перед авторами стояла задача - повышение эффективности работы электрогидроимпульсной установки за счет увеличения скорости нарастания импульса напряжения, подаваемого на разрушаемое железобетонное изделие.The authors were faced with the task of increasing the efficiency of the electrohydropulse installation by increasing the slew rate of the voltage pulse supplied to the destructible reinforced concrete product.

Технический результат достигается тем, что в электрогидроимпульсную установку, содержащую трансформаторно-выпрямительный блок, к выводам которого подключена конденсаторная батарея, отрицательный вывод которой заземлен, а положительный вывод подключен к входному электроду разрядника, рабочий электрод, помещенный в рабочий бак, который заполнен электроионной жидкостью и содержит зажим, соединенный с землей, поддон, жестко закрепленный на дне клети с возможностью возвратно-поступательного движения по направляющим лифтовой секции, которые жестко закреплены внутри рабочего бака, введен блок обострения импульсного напряжения, вход которого соединен с выходным электродом разрядника, а первый выход соединен с рабочим электродом, второй выход заземлен.The technical result is achieved in that in an electrohydropulse installation containing a transformer-rectifier unit, the terminals of which are connected to a capacitor battery, the negative terminal of which is grounded, and the positive terminal is connected to the input electrode of the arrester, the working electrode is placed in a working tank that is filled with electroionic liquid and contains a clamp connected to the ground, a pallet rigidly fixed to the bottom of the stand with the possibility of reciprocating movement along the guides of the elevator section, cat rye rigidly fixed within the working tank unit introduced exacerbation pulse voltage input connected to the output electrode of the arrester and the first output is connected to the working electrode, the second output is grounded.

Предлагаемое устройство показано на фиг.1.The proposed device is shown in figure 1.

На фиг.2 приведены эпюры напряжений на элементах электрической цепи электрогидроимпульсной установки.Figure 2 shows the plot of the voltage on the elements of the electrical circuit of the electrohydropulse installation.

Электрогидроимпульсная установка выглядит следующим образом: выходы 1 трансформаторно-выпрямительного блока 2 электрически соединены с положительным выводом 3 и отрицательным выводом 4 конденсаторной батареи 5. Отрицательный вывод 4 конденсаторной батареи 5 Electrohydropulse installation is as follows: the outputs 1 of the transformer-rectifier unit 2 are electrically connected to the positive terminal 3 and the negative terminal 4 of the capacitor bank 5. Negative terminal 4 of the capacitor bank 5

тареи 5. Отрицательный вывод 4 конденсаторной батареи 5 заземлен, а положительный вывод 3 соединен с входным электродом 6 разрядника 7. Выходной электрод 8 разрядника 7 соединен с входом 9 блока обострения импульсного напряжения 10. Блок обострения импульсного напряжения 10 состоит из малоиндуктивного конденсатора 11 и разрядника-обострителя 12. Один выход 13 блока обострения импульсного напряжения 10 проводом соединен с рабочим электродом 14. Рабочий электрод 14 с возможностью жесткого закрепления установлен в рабочем баке 15, в котором также расположен зажим 16, заземленный с помощью провода 17. Бак 15 заполнен электроионной жидкостью, например водой или раствором NaCl. В баке 15 жестко закреплены направляющие 18 лифтовой секции, на клети 19, имеющей грузовую проушину 20, установлен поддон 21, на последнем располагают разрушаемое железобетонное изделие 22, например опору контактной сети или железнодорожную шпалу. Клеть 19 выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения в вертикальном направлении. Движение осуществляется с помощью привода, например электродвигателя (на фиг.1 не показан). На оголенном конце 23 железной арматуры 24 изделия 22 закреплен зажим 16.tarei 5. The negative terminal 4 of the capacitor bank 5 is grounded, and the positive terminal 3 is connected to the input electrode 6 of the arrester 7. The output electrode 8 of the arrester 7 is connected to the input 9 of the pulse voltage sharpening unit 10. The pulse voltage sharpening unit 10 consists of a low-inductance capacitor 11 and a spark gap sharpener 12. One output 13 of the unit of exacerbation of the pulse voltage 10 is connected by a wire to the working electrode 14. The working electrode 14 with the possibility of hard fixing is installed in the working tank 15, which dix clamp 16, grounded via conductor 17. The tank 15 is filled with electron-ion liquid, such as water or a solution of NaCl. In the tank 15, the elevator section guides 18 are rigidly fixed, a pallet 21 is installed on the stand 19 having a cargo eye 20, and a destructible reinforced concrete product 22, for example, a contact network support or a railway sleeper, is located on the stand. The stand 19 is arranged to reciprocate in the vertical direction. The movement is carried out using a drive, such as an electric motor (not shown in figure 1). A clamp 16 is fixed to the exposed end 23 of the iron reinforcement 24 of the article 22.

На фиг.2 приведены эпюры напряжений на конденсаторе (кривая 1) и на искровом промежутке (кривая 2). t_вкл - момент включения разрядника-обострителя.Figure 2 shows the plot of the voltage across the capacitor (curve 1) and the spark gap (curve 2). t _on - the moment of switching on the surge arrester.

Работа электрогидроимпульсной установки происходит следующим образом. Железобетонное изделие 22 (фиг.1) помещается на поддон 21, установленный на клети 19, которая находится в верхнем положении. К оголенному концу 23 железной арматуры 24 прикрепляют зажим 16. Затем включается привод (на фиг.1 не показан) лифтовой секции 18, который с помощью грузовой проушины 20 опускает клеть 19 вместе с поддоном 21 и изделием 24 в бак 15.The operation of the electrohydropulse installation is as follows. Reinforced concrete product 22 (figure 1) is placed on a pallet 21 mounted on stand 19, which is in the upper position. A clamp 16 is attached to the bare end 23 of the iron reinforcement 24. Then, the drive (not shown in Fig. 1) of the elevator section 18 is turned on, which lowers the stand 19 with the pallet 21 and the pallet 21 and the article 24 into the tank 15.

Конденсаторная батарея 5 через выводы 3, 4 и выходы 1 заряжается от трансформаторно-выпрямительного блока 2 до напряжения U. Затем срабатывает разрядник 7 и в контуре, состоящем из конденсаторной батареи 5, The capacitor bank 5 is charged through terminals 3, 4 and outputs 1 from the transformer-rectifier unit 2 to voltage U. Then, the arrester 7 is triggered and in the circuit consisting of a capacitor bank 5,

разрядника 7 и конденсатора 11 блока обострения импульсного напряжения 10, возникают колебания с амплитудой U (кривая 1, фиг.2). В результате происходит зарядка малоиндуктивного конденсатора 11 (фиг.1). Когда напряжение на конденсаторе 11 достигает значения 2U, срабатывает разрядник-обостритель 12 наносекундного диапазона. Таким образом, между рабочим электродом 14 и оголенным концом железной арматуры 23 появляется импульсное напряжение амплитудой 2U (кривая 2, фиг.2). В результате сказанного между рабочим электродом 14 и концом арматуры 23 возникает искровой импульсный разряд с фронтом наносекундной длительности, расстояние между рабочим электродом 14 и концом арматуры 23 изначально выбирается из условия: 2U>U_пробоя. Возникшая ударная волна посредством жидкости, заполняющей бак 15, передается на железобетонное изделие 22 и вызывает разрушение последнего.a spark gap 7 and a capacitor 11 of an exacerbation block of a pulse voltage 10, oscillations occur with an amplitude U (curve 1, FIG. 2). As a result, the low-inductance capacitor 11 is charged (Fig. 1). When the voltage across the capacitor 11 reaches a value of 2U, the arrester-sharpener 12 of the nanosecond range is triggered. Thus, between the working electrode 14 and the bare end of the iron reinforcement 23, a pulse voltage of amplitude 2U appears (curve 2, figure 2). As a result of what has been said, between the working electrode 14 and the end of the armature 23 there arises a spark pulse discharge with a nanosecond front, the distance between the working electrode 14 and the end of the armature 23 is initially selected from the condition: 2U> U _breakdown . The resulting shock wave is transmitted to the reinforced concrete product 22 by means of a liquid filling the tank 15 and causes the destruction of the latter.

Таким образом, использование импульсной зарядки малоиндуктивного конденсатора позволяет увеличить скорость нарастания импульса напряжения, подаваемого на разрушаемое железобетонное изделие за счет уменьшения паразитной индуктивности контура, формирующего наносекундный импульс, а, следовательно, повысить эффективность работы электрогидро-импульсной установки.Thus, the use of pulsed charging of a low-inductance capacitor allows one to increase the slew rate of the voltage pulse supplied to the destructible reinforced concrete product by reducing the stray inductance of the circuit forming the nanosecond pulse, and, therefore, to increase the efficiency of the electro-pulse installation.

Claims

An electrohydropulse installation containing a transformer-rectifier unit, the terminals of which are connected to a capacitor battery, the negative terminal of which is grounded, and the positive terminal is connected to the input electrode of the spark gap, a working electrode placed in a working tank that is filled with an electroionic liquid and contains a clamp connected to the ground, a pallet rigidly fixed to the bottom of the stand with the possibility of reciprocating movement along the guides of the elevator section, which are rigidly fixed inside the working tank, tlichayuschayasya in that it further comprises a pulse voltage exacerbation having an input coupled to an output electrode of the arrester and the first output is connected to the working electrode, the second output is grounded.