Номер патенту: 81987

Опубліковано: 10.07.2013

Автор: Теляшов Лев Лутфуллович

Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Електророзрядний пристрій, який містить два електроди, один із яких - активний, складається з основного трубчастого струмопроводу з електроізолятором, оснащеного радіальними отворами в районі робочого кінця, проміжного струмопроводу з глухим осьовим отвором з різьбленням і змінного стержневого струмопроводу, а також - електроізоляційного наконечника з конічною зовнішньою поверхнею лобової частини і наскрізним осьовим отвором, стінки якого утворюють з поверхнею змінного струмопроводу кільцевий зазор, причому основний струмопровід і протилежний електрод підключені до генератора імпульсних струмів, а порожнина основного трубчастого струмопроводу з'єднана із системою подачі води, який відрізняється тим, що змінний струмопровід оснащено ділянкою з елементами з можливістю захоплення його інструментом обертання і упорним фланцем, між яким і торцем проміжного струмопроводу поміщена контактна шайба з металу підвищеної електропровідності, усередині електроізоляційного наконечника закріплений металевий стакан з осьовим отвором у дні для проходу робочої частини змінного струмопроводу, причому внутрішня поверхня стакана прилягає до зовнішньої поверхні проміжного струмопроводу, його дно охоплює, з можливістю осьового притиснення, упорного фланця змінного струмопроводу, а стінки стакана оснащені подовжніми отворами, що з'єднують кільцевий зазор між електроізоляційним наконечником і змінним струмопроводом з радіальними отворами в стінках основного трубчастого струмопроводу.

2. Електророзрядний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що проміжний струмопровід сполучено частиною довжини з отвором основного трубчастого струмопроводу і має осьову конічну виїмку, а його продовження має зовнішній діаметр, який дорівнює зовнішньому діаметру основного трубчастого струмопроводу.

3. Електророзрядний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що упорний фланець і контактна шайба мають діаметр сумірний з діаметром зовнішнього торця проміжного струмопроводу.

4. Електророзрядний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що система подачі води виконана з гальванічною розв'язкою від заземлених частин устаткування і водопроводу й утворена нагромаджувачем води і розташованим над ним сифонним дозатором, причому нагромаджувач з'єднаний з порожниною осьового отвору основного струмопроводу активного електрода, а сифонний дозатор - з водопроводом.

5. Електророзрядний пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що сифонний дозатор оснащений датчиком максимального рівня, з можливістю розриву ланцюга живлення генератора імпульсних струмів на час заповнення водою нагромаджувача.

6. Електророзрядний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що система подачі води містить не менш одного пластинчастого насоса з електроізоляційних матеріалів.

Текст

Реферат: UA 81987 U UA 81987 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електрофізичної техніки, що використовує електрогідравлічний ефект, який виникає при високовольтному електричному розряді в рідинах, і може бути використана в технологічних пристроях для руйнування і дезінтеграції мінеральних середовищ і бетонних конструкцій, очищення лиття, пресування металевих виробів, обробки розплавів металів, очищення поверхонь. Відомий пристрій для формування електричного розряду в рідині, описаний в авторському свідоцтві СРСР № 314385, індекс МПК B21D 26/12, що містить порожній центральний електрод, з'єднаний із системою подачі ініціюючої рідини. Пристрій оснащений циліндричною обоймою, у якій концентрично і з зазором розташований електрод, а порожнина між електродом і обоймою під'єднана до джерела подачі середовища, що служить для захисту струменя ініціюючої рідини від розмивання. Тобто порожнина центрального електрода з'єднана із системою подачі ініціюючої рідини, кільцевий зазор сполучається з джерелом рідкого середовища, наприклад води. Центральний електрод і циліндрична обойма підключені до одного полюса генератора імпульсних струмів, а протилежний заземлений електрод - до іншого полюсу. При включенні генератора імпульсних струмів високовольтні імпульси (50 кВ) надходять на центральний електрод з циліндричною обоймою і на протилежний електрод. Струмінь ініціюючої рідини (наприклад розчин електроліту) замикає міжелектродний проміжок, що забезпечує його пробій з невеликими предпробивними втратами електроенергії. Кільцевий струмінь води дозволяє знизити розходимість центрального струменя і, тим самим, збільшує довжину міжелектродного проміжку що пробивається. Кільцевий струмінь також перешкоджає розвитку пробою з торця циліндричної обойми. Основним недоліком відомого пристрою є його швидкий вихід з ладу в результаті електроерозійного зносу кінця центрального електрода, скорочення його довжини, у результаті чого частина каналу розряду переміщається усередину циліндричної обойми, що приводить до руйнування останньої. Інший недолік пристрою полягає в тому, що його конструкція (зі схемою підключення) створює умови для поразки електричним струмом обслуговуючого персоналу і сторонніх людей, що знаходяться в цьому ж будинку. Це обумовлено передачею високовольтних імпульсів через воду на трубопроводи і металеві конструкції системи водопостачання, опалення будинку і системи подачі ініціюючої рідини. Наслідком такого розтікання розрядних імпульсів, є також ушкодження низьковольтного устаткування (насоси, електромагнітні клапани, прилади) у результаті пробою їхньої ізоляції і втрати електроенергії нагромаджувана генератора імпульсних струмів. Відомий електророзрядний пристрій, описаний в авторському свідоцтві СРСР № 1748600, індекси МПК Н01Т 9/00, B21D 26/12, що містить замкнуту циліндричну розрядну камеру, по осі якої розташований електрод, виконаний у вигляді встановленого з кільцевим зазором у циліндричному прохідному ізоляторі стержня-струмопроводу, кінець якого виступає з наконечника прохідного ізолятора й утворює із дном камери розрядний проміжок і систему подачі води, з'єднану з зазначеним кільцевим зазором, причому розрядна камера виконана у вигляді зовнішнього і внутрішнього стаканів, коаксіально вставлених один у одний відкритими торцями з утворенням фіксованого кільцевого зазору між їхніми бічними стінками, установлених з можливістю осьового переміщення відносно один одного і герметично з'єднаних між собою в області відкритого торця зовнішнього стакана за допомогою додатково введеної еластичної манжети, виконаної у вигляді полутороіда, зазначений розрядний проміжок утворений між стержнем-струмопроводом і дном зовнішнього стакана, а внутрішня поверхня наконечника ізолятора прилягає до стержня-струмопроводу і виконана зі спіральними канавками, з'єднаними з однієї сторони зазначеним кільцевим зазором, а з іншого боку - з порожниною розрядної камери, причому зазначені канавки з'єднані між собою на виході в порожнину розрядної камери, а глибина канавок зменшується в напрямку до порожнини розрядної камери. Тобто - основний електрод являє собою стержень-струмопровід, поміщений з кільцевим зазором у прохідний циліндричний ізолятор і виступаючий з нього по обидва боки. З боку підключення високовольтного розрядного кабелю від генератора імпульсних струмів кільцевий зазор закритий пробкою фіксатором стержня-струмопровода. Біля цього кінця прохідний ізолятор оснащений діелектричним патрубком, що з'єднує порожнину кільцевого зазору зі шлангом подачі води. Інший робочий кінець прохідного ізолятора оснащений діелектричним наконечником, внутрішня поверхня якого прилягає до стержня-струмопроводу і виконана зі спіральними канавками. Середня частина стержня-струмопроводу оснащена різьбленням і поміщена в нерухому гайку, що дозволяє змінювати довжину, виступаючу з наконечника частину стержня-струмопроводу. Вода протікає через кільцевий зазор, охолоджує стержень-струмопровід із прохідним ізолятором і випливає з діелектричного наконечника у вигляді закрученого кільцевого струменя. 1 UA 81987 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Потік води виключає утворення стримерів у робочого кінця діелектричного наконечника й обмежує їхній розвиток у межах конуса застійної зони в міжелектродному проміжку. Завдяки цьому підвищується стійкість діелектричного наконечника і знижуються предпробивні втрати. Після пробою розрядного проміжку утворюється плазмений канал, імпульсний ударний тиск якого поширюється по стержню-струмопроводу, як по хвилеводу до нарізного сполучення його з нерухомою гайкою і розрядним кабелем і деформує ці з'єднання. Ударна хвиля відбиває від вільного кінця стержня-струмопроводу у вигляді хвилі розрідження, яка деформує елементи нарізних сполучень у зворотному напрямку. У результаті цього, нарізні сполучення здобувають люфт і як наслідок - порушення фіксації стержня-струмопроводу й електричного контакту, що приведе до іскріння і дугоутворення. Найчастіше канал розряду не збігається з віссю електрода, унаслідок чого в стержні-струмопроводі виникають також поперечні вигинальні коливання, амплітуда яких може досягати резонансних величин, що також прискорює руйнування пристрою. Недоліками відомого аналога є низький термін служби через постійний вплив могутніх хвиль, що руйнують, стиску і розрідження, вібрацій стержня-струмопроводу й електродугового вигоряння нарізного сполучення. Робота пристрою також становить небезпеку поразкою людей електричним струмом і ушкодженням низьковольтного устаткування. Відома конструкція, описана в патенті України 84870 опублікованому 10.12.2008 року, індекс МПК Е21С 37/18, В21D 26/12, в якій електрод для електрогідроімпульсних установок містить корпус з захисним наконечником, які виконані з ізолюючого матеріалу, і розміщений всередині корпусу струмопровід, у внутрішній порожнині якого з можливістю електричного контакту з ним встановлений змінний ініціювальний стрижень, причому на ініціювальному стержні встановлена пружна втулка, яка притиснута зверху гайкою з ізолятором, забезпечуючи сполучення контактних поверхонь струмопроводу та ініціювального стрижня. Недоліками є те, що фіксація змінного стержня-струмопроводу здійснюється за допомогою нарізного сполучення і шплінта. Посадочне місце для останнього в різних стержнях не збігається, та й при роботі розбовтується нарізне сполучення і шплінт просто зрізується. Прототипом корисної моделі є електророзрядний пристрій, описаний в авторському свідоцтві СРСР № 897079, опублікованому 20.02.1995 року, індекси МПК: Н01Т 9/00, D22D 27/08, що містить коаксіальні внутрішній центральний ізольований з осьовим каналом і зовнішній циліндричні електроди з розрядним зазором між їх робочими кінцями, поміщені в розрядну камеру, заповнену робочою рідиною і оснащену системою проточного охолодження цією рідиною, причому, зовнішній циліндричний електрод оснащений днищем, розташованим так, що внутрішня порожнина зовнішнього електрода утворює розрядну камеру, а розрядний зазор виконаний між внутрішньою стороною днища і робочим кінцем центрального електрода, при цьому в систему охолодження, що охоплює бічну поверхню зовнішнього електрода, стінки якого в днищі під сорочкою оснащені наскрізними каналами, спрямованими скошено до окружності днища. З опису видно, що пристрій складається з електрода великої площі - дна розрядної камери і центрального ізольованого електрода. Струмопродвід центрального електрода складений з основного струмопроводу з осьовим каналом, що закінчується з робочої сторони заглушкою з радіально розташованими отворами, проміжного струмопроводу - стакана більшого діаметра, у стовщеному днищі якого виконані подовжні отвори і глухий центральний отвір з різьбленням. У глухий отвір загвинчений змінний стержневий струмопровід. Основний струмопровід і проміжний з'єднані між собою за допомогою зварювання, утворюють єдину конструкцію з внутрішньою циліндричною порожниною колектором, що з'єднує порожнини осьового каналу і подовжніх отворів. Ця конструкція запресована в електроізолятор, на якому з боку змінного струмопроводу за допомогою нарізного сполучення закріплений електроізоляційний наконечник з конічною зовнішньою робочою поверхнею і наскрізним осьовим отвором перемінного діаметра. Змінний струмопровід виступає з наконечника й утворює з ним кільцевий зазор, що сполучається з подовжніми отворами в проміжному струмопроводі. Конічна поверхня наконечника сполучена з його вихідним отвором заокругленням з невеликим радіусом кривизни. Така форма наконечника забезпечує низький гідравлічний опір гідропотокам, що набігають. До неробочого кінця основного струмопроводу підключений один полюс генератора імпульсного струму і система подачі охолодної води. Пристрій працює в такий спосіб. У вихідному стані в осьовий канал основного струмопроводу подають воду, що проходить через радіальні отвори в його заглушці, циліндричну порожнину колектора, подовжні отвори в проміжному струмопроводі і викидається через кільцевий зазор між наконечником і змінним струмопроводом. Струмінь води обтікає змінний струмопровід, у результаті чого у його торцевій напівсферичній поверхні утворюється 2 UA 81987 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зона розрідження. При подачі високовольтного імпульсу на основний струмопровід на кінці змінного струмопроводу виникають центри перегріву, вибухове скипання води й утворення парових мікроскопічних пухирців, у яких народжується іскровий розряд. Пробій міжелектродного проміжку супроводжується утворенням каналу розряду, ударних хвиль і могутніх гідропотоків. Хвиля стиску високої амплітуди від каналу розряду передається змінному струмопроводу, потім проміжному й основному струмопроводам. Через великий діаметр проміжного струмопроводу основна частина енергії удару замикається саме в ньому, багаторазово відбиваючись від стінок і поглинаючись ізолятором. У підсумку, до місця підключення основного струмопроводу до генератора імпульсних струмів доходить мала частина енергії хвилі стиску, що не заподіює шкоди з'єднанню. Але на своєму шляху в проміжному струмопроводі хвиля стиску впливає на нарізне сполучення змінного і проміжного струмопроводів. Частина хвилі стиску падає на поверхню прилягання внутрішньої центральної частини дна проміжного струмопроводу і торця заглушки основного струмопроводу, після чого відбувається відображення хвилі стиску у вигляді хвилі розрідження, що деформує їхнє нарізне сполучення в зворотному напрямку. Разом з додатковими поперечними коливаннями змінного струмопроводу зазначені перемінні навантаження розбовтують нарізне сполучення, що приводить до викручування змінного струмопроводу і припинення роботи пристрою. У процесі розхитування нарізного сполучення порушується електричний контакт, що приводить до утворення іскор, електричних дуг і унеможливлює повторне використання цього з'єднання. Крім цього високовольтні імпульси проходять по воді через систему подачі води на металеві частини водопроводу, корпусу електроустаткування і підлог приміщень. Випадкові дотики людей (не тільки обслуговуючого персоналу) до металевих конструкцій і просто переміщення (крокову напругу) приводять до їхньої поразки електричним струмом. Недоліками пристрою прототипу є короткий термін служби і низька ефективність роботи. Перший недолік обумовлений несанкціонованим відгвинчуванням змінного струмопроводу з наступним руйнуванням нарізного сполучення, другий - розтіканням зарядів через систему подачі води. Наслідком другого недоліку є небезпека поразки людей електричним струмом при його роботі. Задачею корисної моделі є підвищення надійності, довговічності й ефективності роботи електророзрядного пристрою. Загальними суттєвими ознаками є те, що електророзрядний пристрій містить два електроди, один із яких - активний складається з основного трубчастого струмопроводу, з електроізолятором, оснащеного радіальними отворами в районі робочого кінця, проміжного струмопроводу з глухим осьовим отвором з різьбленням і змінного стержневого струмопроводу, а також - електроізоляційного наконечника з конічною зовнішньою поверхнею лобової частини і наскрізним осьовим отвором, стінки якого утворюють з поверхнею змінного струмопроводу кільцевий зазор, причому основний струмопровід і протилежний електрод підключені до генератора імпульсних струмів, а порожнина основного трубчастого струмопроводу з'єднана із системою подачі води. Відмітними суттєвими ознаками є те, що змінний струмопровід оснащено ділянкою з елементами з можливістю захоплення його інструментом обертання і упорним фланцем, між яким і торцем проміжного струмопроводу поміщена контактна шайба з металу підвищеної електропровідності, усередині наконечника закріплений металевий стакан з осьовим отвором у дні для проходу робочої частини змінного струмопроводу, причому внутрішня поверхня стакана прилягає до зовнішньої поверхні проміжного струмопроводу, його дно охоплює, з можливістю осьового притиснення, упорного фланця змінного струмопроводу, а стінки стакану оснащені подовжніми отворами, що з'єднують кільцевий зазор між електроізоляційним наконечником і змінним струмопроводом з радіальними отворами в стінках основного трубчастого струмопроводу. Проміжний струмопровід сполучено частиною довжини з отвором основного трубчастого струмопроводу і має осьову конічну виїмку, а його продовження має зовнішній діаметр, який дорівнює зовнішньому діаметру основного трубчастого струмопроводу. Упорний фланець і контактна шайба мають діаметр сумірний з діаметром зовнішнього торця проміжного струмопроводу. Система подачі води виконана з гальванічною розв'язкою від заземлених частин устаткування і водопроводу й утворена нагромаджувачем води і розташованим над ним сифонним дозатором, причому нагромаджувач з'єднаний з порожниною осьового отвору основного струмопроводу активного електрода, а сифонний дозатор - з водопроводом. Сифонний дозатор оснащений датчиком максимального рівня, з можливістю розриву ланцюга живлення генератора імпульсних струмів на час заповнення водою нагромаджувача. 3 UA 81987 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Або система подачі води містить не менш одного пластинчастого насоса з електроізоляційних матеріалів. Відмітними суттєвими ознаками, дійсними у всіх випадках, є те, що змінний струмопровід оснащено ділянкою з елементами з можливістю захоплення його інструментом обертання і упорним фланцем, між яким і торцем проміжного струмопроводу поміщена контактна шайба з металу підвищеної електропровідності, усередині електроізоляційного наконечника закріплений металевий стакан з осьовим отвором у дні для проходу робочої частини змінного струмопроводу, причому внутрішня поверхня стакана прилягає до зовнішньої поверхні проміжного струмопроводу, його дно охоплює, з можливістю осьового притиснення, упорного фланця змінного струмопроводу, а стінки стакана оснащені подовжніми отворами, що з'єднують кільцевий зазор між електроізоляційним наконечником і змінним струмопроводом з радіальними отворами в стінках основного трубчастого струмопроводу. Відмітними суттєвими ознаками, дійсними в окремих випадках, є те, що проміжний струмопровід сполучено частиною довжини з отвором основного трубчастого струмопроводу і має осьову конічну виїмку, а його продовження має зовнішній діаметр, який дорівнює зовнішньому діаметру основного трубчастого струмопроводу. Упорний фланець і контактна шайба мають діаметр сумірний з діаметром зовнішнього торця проміжного струмопроводу. Система подачі води виконана з гальванічною розв'язкою від заземлених частин устаткування і водопроводу й утворена нагромаджувачем води і розташованим над ним сифонним дозатором, причому нагромаджувач з'єднаний з порожниною осьового отвору основного струмопроводу активного електрода, а сифонний дозатор - з водопроводом. Сифонний дозатор оснащений датчиком максимального рівня, з можливістю розриву ланцюга живлення генератора імпульсних струмів на час заповнення водою нагромаджувача. Або система подачі води містить не менш одного пластинчастого насоса з електроізоляційних матеріалів. Завдяки тому, що змінний струмопровід оснащено ділянкою з елементами з можливістю захоплення його інструментом обертання і упорним фланцем, між яким і торцем проміжного струмопроводу поміщена контактна шайба з металу підвищеної електропровідності, усередині наконечника закріплений металевий стакан з осьовим отвором у дні для проходу ділянки змінного струмопроводу з елементами захоплення інструментом обертання, причому внутрішня поверхня склянки прилягає до зовнішньої поверхні проміжного струмопроводу, його дно охоплює, з можливістю осьового притиснення, упорний фланець змінного струмопроводу, а стінки склянки оснащені подовжніми отворами, що з'єднують кільцевий зазор між електроізоляційним наконечником і змінним струмопроводом з радіальними отворами в стінках основного трубчастого струмопроводу забезпечена надійність, довговічність і ефективність роботи електророзрядного пристрою. На фіг. 1 показаний електророзрядний пристрій з розрізом активного електрода і схемою підключення; На фіг. 2 показаний переріз А-А. У електророзрядному пристрої активний електрод складається з основного струмопроводу 1 з осьовим отвором 2, що закріплений в електроізоляторі 3 і з'єднаний із проміжним струмопроводом 4. Обидва струмопроводи 1 і 4 сполучені акустично завдяки рівності діаметрів і виконанню конічної вибірки на задньому торці проміжного струмопроводу 4. В осьовому глухому різьбовому отворі проміжного струмопроводу 4 закріплений хвостовик змінного струмопроводу 5, робоча циліндрична частина 6 якого плавно переходить у циліндричний виступ з лисками 7 під гайковий ключ. Наступний елемент змінного струмопроводу 5 - упорний фланець 8 є продовженням циліндричного виступу 7, між яким і переднім торцем проміжного струмопроводу 4 поміщена контактна шайба 9 з металу підвищеної електропровідності, наприклад міді. При затягуванні нарізного сполучення проміжного струмопроводу 4 і змінного струмопроводу 5 контактна шайба 9 деформується і виконує при цьому триєдину задачу - знижує втрати енергії при протіканні сильних розрядних струмів, забезпечує акустичний контакт і утрудняє мимовільне викручування змінного струмопроводу 5. На ізолятор 3 на різьбленні встановлений електроізоляційний наконечник 10 з конічною лобовою частиною. Ізолятор 3 і наконечник 10 виконані з діелектричного матеріалу, наприклад з поліетилену низького тиску або поліуретану. У наконечнику 10 виконаний осьовий отвір, що на своїй вузькій ділянці утворює з робочою циліндричною частиною 6 змінного струмопроводу 5 кільцевий зазор 11 і далі конічну порожнину 12. Усередині наконечника 10 закріплений стакан 13, що прилягає до зовнішньої поверхні проміжного струмопроводу 4 і охоплює й піджимає упорний фланець 8 змінного струмопроводу 5, перешкоджаючи його 4 UA 81987 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відгвинчуванню. Стакан 13 містить подовжні осьові отвори 14, що з'єднують кільцевий зазор 11 і конічну порожнину 12 з циліндричною порожниною 15 і порожниною отвору 2 основного струмопровода 1 через радіальні отвори 16. З неробочої сторони основний струмопровід 1 виступає з ізолятора 3, оснащений патрубком 17 для рідини і заглушений контактним стрижнем 18. Схематично показаний генератор імпульсних струмів 19, нагромаджувач 20, сифонний дозатор 21 і альтернативний варіант пластинчастий насос 22 з електроізоляційних матеріалів. Умовно показаний пасивний електрод 23, електророзрядний проміжок 24, а також показаний блок 25 керування заповненням нагромаджувача з можливістю розриву ланцюга живлення генератора імпульсних струмів 19. У роботі електророзрядний пристрій приєднується до генератора імпульсних струмів 19 і системи подачі води, що включає електрично ізольований нагромаджувач 20 і сифонний дозатор 21. Блок 25 керування заповненням нагромаджувача, наприклад поплавкого типу, елементи комутації якого включені до складу ланцюга керування живленням генератора імпульсних струмів 19 (докладно не описаний так, як це зрозуміло фахівцям, а схема не є предметом корисної моделі). Іншим варіантом виконання системи подачі води є пластинчастий насос 22 виконаний з електроізоляційних матеріалів, що виключає утворення струмопровідної водяної перемички від генератора імпульсних струмів до водопроводу і заземлених частин устаткування. Другий полюс генератора імпульсних струмів 19 підключений до пасивного електрода 23, роль якого може виконувати дно розрядної камери, ґрати сепаратора, металеві деталі поверхні, що очищається, арматура бетонної конструкції, що руйнується, що не показані так, як є не об'єктом корисної моделі, а об'єктом який обробляють за допомогою електророзрядного пристрою, з дотриманням електророзрядного проміжку 24. Електророзрядний пристрій працює в такий спосіб. Подається вода в сифонний дозатор 21, заповнюється нагромаджувач 20, у цей час живлення на генератор імпульсних струмів 19 відключено блоком 25. Вода з нагромаджувача 20 надходить через патрубок 17 у порожнину отвору 2 основного струмопроводу 1, через його радіальні отвори 16-у циліндричну порожнину 15, потім через подовжні канали 14 у конічну порожнину 12 і кільцевий зазор 11. Випливаючи з кільцевого зазору 11, затоплений струмінь води поширюється уздовж змінного струмопроводу 5 і лобової частини наконечника 10. Як показує практика, потік води, що навіть володіє малою швидкістю, перешкоджає стримероутворенню в районах підвищеної напруженості електричного поля - на границі розділу струмопровод-діелектрик. На кінці 6 змінного струмопроводу 5 потік води зривається, утворює на його осі застійну зону з невеликим розрідженням, що є сприятливими умовами для стримероутворення. При подачі імпульсу від генератора імпульсних струмів 19 на контактний стрижень 18 основного струмопроводу 1 і пасивний електрод 23 у розрядному проміжку 24 виникає електричне поле з максимальною напруженістю на кінці 6 змінного струмопроводу 5. Одночасно імпульс напруги поширюється через воду в електроізольованому каналі до обсягу води в нагромаджувачі 20. Завдяки виконанню нагромаджувача 20 з електроізоляційного матеріалу, наприклад поліетилену і фізичному розриву його із сифонним дозатором напруга від генератора імпульсних струмів 19 через воду або трубопровід далі нікуди не надходить. Під дією різниці потенціалів у розрядному проміжку 24 протікають струми розтікання з максимальною щільністю на кінці змінного струмопроводу 5. Під їхнім впливом відбувається локальне скипання води з утворенням одного або декількох мікропухирців, у яких напруженість поля зростає, завдяки різниці діелектричних проникностей води і парогазового середовища, у кілька разів. Слідом за цим відбувається пробій пухирців, у результаті чого на кінці 6 змінного струмопроводу 5 утворюється плазменне вістря, що обумовлює стрибок напруженості поля не менш, ніж у десять разів. Далі процес пробою розрядного проміжку 24 (проростання стримерів) розвивається з біля звуковою швидкістю в зоні, обмеженої потоком води з кільцевого зазору 11. Завдяки цьому скорочується довжина і кількість стримерів і, як наслідок, знижуються предпробивні втрати зарядів нагромаджувача енергії генератора імпульсних струмів 19. Пробій розрядного проміжку 24 завершується утворенням плазменого каналу, у якому піковий тиск може досягати кілька сотень мегапаскалів. Така хвиля стиску мікросекундної тривалості прикладається до кінця змінного струмопроводу 5 і поширюється по циліндричному виступу 7, упорному фланцу 8, а далі - паралельно по хвостовику змінного струмопроводу 5 і проміжному струмопроводу 4. В міру поширення ці частини хвилі стиски поєднуються і надходять в основний струмопровід 1. Багаторазові її відображення від стінок основного струмопроводу 1 приводять до передачі енергії електроізолятору 3 і загасанню хвилі стиску, у результаті чого, контактний стрижень 18 не випробує істотного впливу. Теплова енергії від минаючих струмів і хвиль стиску знімається 5 UA 81987 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 водою, що протікає. Під час наповнення сифонним дозатором 21 нагромаджувача 20 ланцюг живлення генератора імпульсних струмів розімкнутий, що приводить до припинення розрядів і забезпечує безпеку його роботи, завдяки тому, що виключається передача імпульсів високої напруги на водопровід, пробій ізоляції в низьковольтному устаткуванні (електродвигуни, трансформатори, прилади) з наступним виходом їх з ладу, розтікання зарядів по конструкціях будинку і поразка людей електричним струмом у результаті дотику до металевих частин і виникнення "крокової напруги". Крім механічних навантажень, робочий кінець 6 змінного струмопроводу 5 піддається локальному термічному ударові, що приводе до розплавлювання і віднесення часточок матеріалу, тобто до його електроерозійного зносу. Коли довжина виступаючої з наконечника 10 циліндричної частини 6 змінного струмопроводу 5 зменшиться його змінюють. Для цього виключають генератор імпульсних струмів 19, відгвинчують наконечник 10 і залишки змінного струмопроводу 5 гайковим ключем за лиски виступу 7. Замість нього вкручують новий змінний струмопровід 5 і закріплюють його додатково за допомогою стакана 13, замінивши, при необхідності шайбу 9. Зношений змінний струмопровід 5 відновлюють шляхом приварювання відсутньої частини стрижня до кінця циліндричної частини 6, що залишилася. Підвищення надійності електророзрядного пристрою обумовлено усуненням механічних і електричних впливів, що розбовтують і руйнують нарізне сполучення проміжного 4 і хвостовики змінного струмопроводу 5. Це досягається шляхом збільшення площі і якістю акустичного й електричного контакту: упорний фланець 8 - контактна шайба 9 - торець проміжного струмопроводу, а також шляхом формування хвилеводу - проміжний 4 і основний 1 струмопроводи з мінімальними внутрішніми виступами. Крім цього викручуванню змінного струмопроводу 5 перешкоджає зусилля стакана 13, що притискає, і наконечника 10. Підвищення ефективності досягається в результаті формування застійної зони на кінці циліндричної частини 6 змінного струмопроводу й обмежуючий розвиток стримерів струминного конуса, що забезпечують зниження предпробивних втрат енергії і пробій більш довгих розрядних проміжків 24. Завдяки охолодженню змінного струмопроводу 5 зменшується електроерозійний знос, що дозволяє збільшувати час безперервної роботи пристрою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Електророзрядний пристрій, який містить два електроди, один із яких - активний, складається з основного трубчастого струмопроводу з електроізолятором, оснащеного радіальними отворами в районі робочого кінця, проміжного струмопроводу з глухим осьовим отвором з різьбленням і змінного стержневого струмопроводу, а також - електроізоляційного наконечника з конічною зовнішньою поверхнею лобової частини і наскрізним осьовим отвором, стінки якого утворюють з поверхнею змінного струмопроводу кільцевий зазор, причому основний струмопровід і протилежний електрод підключені до генератора імпульсних струмів, а порожнина основного трубчастого струмопроводу з'єднана із системою подачі води, який відрізняється тим, що змінний струмопровід оснащено ділянкою з елементами з можливістю захоплення його інструментом обертання і упорним фланцем, між яким і торцем проміжного струмопроводу поміщена контактна шайба з металу підвищеної електропровідності, усередині електроізоляційного наконечника закріплений металевий стакан з осьовим отвором у дні для проходу робочої частини змінного струмопроводу, причому внутрішня поверхня стакана прилягає до зовнішньої поверхні проміжного струмопроводу, його дно охоплює, з можливістю осьового притиснення, упорного фланця змінного струмопроводу, а стінки стакана оснащені подовжніми отворами, що з'єднують кільцевий зазор між електроізоляційним наконечником і змінним струмопроводом з радіальними отворами в стінках основного трубчастого струмопроводу. 2. Електророзрядний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що проміжний струмопровід сполучено частиною довжини з отвором основного трубчастого струмопроводу і має осьову конічну виїмку, а його продовження має зовнішній діаметр, який дорівнює зовнішньому діаметру основного трубчастого струмопроводу. 3. Електророзрядний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що упорний фланець і контактна шайба мають діаметр сумірний з діаметром зовнішнього торця проміжного струмопроводу. 4. Електророзрядний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що система подачі води виконана з гальванічною розв'язкою від заземлених частин устаткування і водопроводу й утворена нагромаджувачем води і розташованим над ним сифонним дозатором, причому нагромаджувач з'єднаний з порожниною осьового отвору основного струмопроводу активного електрода, а сифонний дозатор - з водопроводом. 6 UA 81987 U 5 5. Електророзрядний пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що сифонний дозатор оснащений датчиком максимального рівня, з можливістю розриву ланцюга живлення генератора імпульсних струмів на час заповнення водою нагромаджувача. 6. Електророзрядний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що система подачі води містить не менш одного пластинчастого насоса з електроізоляційних матеріалів. 7 UA 81987 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Electric discharge machine

Автори англійською

Teliashov Lev Lutfullovych

Назва патенту російською

Электроразрядное устройство

Автори російською

Теляшов Лев Лутфуллович

МПК / Мітки

МПК: B02C 19/18, B21D 26/12, H01T 9/00

Мітки: електророзрядний, пристрій

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-81987-elektrorozryadnijj-pristrijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Електророзрядний пристрій</a>

Подібні патенти