Електродна система для руйнування монолітних об’єктів

Винахід відноситься до пристроїв для руйнування матеріалів і може бути використаний в електрогідроімпульсних установках, що застосовуються для руйнування матеріалів. Як аналог вибрано електрогідравлічний зривник, що містить корпус з коаксіально розташованими електродами, на кожному з яких виконаний виступ для орієнтування каналу розряду співвісно електродам, і ізолюючу трубк у між електродами, що обладнаний однобічним клиновим упором, установленим на зовнішньому електроді біля корпусу, з боку, протилежного електродним виступам, і індикатором положення електродних виступів [див. а.с. №1318014, МПК4 Е21С37/18], експертний висновок додається. Ознаками, які збігаються з істотними ознаками винаходу, що заявляється, є наступні: корпус з коаксіально встановленими стрижневим і трубчатим електродами і ізолятором, що розділяє електроди. До причини, що перешкоджає одержанню необхідного результату, варто віднести наявність істотних втрат енергії на стадії формування каналу розряду, тому що відбувається відбір енергії як на нагрівання робочої рідини й об'єкта, що руйн ується, так і на формування плазмового утворення. Як прототип вибрано електрогідравлічний зривник, що містить корпус з коаксіально встановленими стрижневим і має кільцеві виступи трубчатим електродами, між якими розміщена ізоляційна трубка, штуцер для подачі рідини, вантаж і наконечник стрижневого електрода, причому кожний з кільцевих виступів утворений послідовно з боку корпуса конічною, циліндричною і плоскою поверхнями, при цьому конічні поверхні складають з віссю електродів кут 150-165°, а площини перетинів електроду з конічною і плоскою поверхнями виступу утворюють між собою кут 8-15°, що розкривається до корпуса, при цьому наконечник також утворений торцевою плоскою поверхнею, паралельною плоским поверхням виступів і виконаний однакового діаметра з трубчатим електродом і ізоляційною трубкою [див. а.с. №1549163 МПК4 Е21С37/18, експертний висновок додається]. Ознаками, які збігаються з істотними ознаками винаходу, що заявляється, є наступні: - корпус з коаксіально встановленими стрижневим і трубчатим електродами і ізолятором, що розділяє електроди; - вантаж, закріплений на корпусі; - наконечник стрижневого електрода, виконаний однакового діаметра з ізолятором. Причиною, що перешкоджає одержанню необхідного технічного результату, є низька ефективність перетворення енергії унаслідок великих її втрат у початковій стадії розряду. В основу винаходу поставлена задача удосконалення електродної системи для руйнування монолітних об'єктів, у якій ведення нового конструктивного елемента дозволить підвищити ефективність перетворення енергії шляхом зниження передпробійних втрат, і за рахунок цього підвищити надійність і ресурс електродної системи. Суть винаходу полягає у тому, що електродна система, яка містить корпус з коаксіально розташованими стрижневим і трубчатим електродами і ізолятором, що розділяє електроди, вантаж, закріплений на корпусі, причому наконечник стрижневого електрода виконаний однакового діаметра з ізолятором, згідно з винаходом, вона оснащена діелектричним електровибуховим патроном, виконаним у вигляді стакана, всередині якого співвісно з ним розміщена гільза, а простір між ними заповнено ініціюючою сумішшю, при цьому стінка гільзи прилягає до бокової поверхні наконечника стрижневого електрода і ізолятора, а стінка стакана - до бокової поверхні трубчатого електрода. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак і технічним результатом, необхідно відзначити наступне. Ознаки: «вона оснащена діелектричним патроном, виконаним у вигляді стакана, всередині якого співвісно з ним розміщена гільза, а простір між ними заповнений ініціюючою сумішшю, при цьому стінка гільзи прилягає до бокової поверхні наконечника стрижневого електрода і ізолятора, а стінка стакана - до бокової поверхні трубчастого електрода» дозволяють формувати напрямок розряду по поверхні стику гільзи з дном стакана, і через ініціюючу суміш, виключаючи при цьому розряд по поверхні ізолятора і стінці шпура, скорочуючи передпробійні втрати. Таким чином, сукупність істотних ознак електродної системи дозволяє підвищити ефективність перетворення енергії і за рахунок цього підвищити надійність і ресурс електродної системи. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 - представлений загальний вид електродної системи, на Фіг.2 - показаний виносний елемент А. Електродна система для руйнування монолітних об'єктів містить корпус 1 і закріплений на корпусі 1 вантаж 2. Знизу до корпуса 1 прикріплені коаксіально розташовані стрижневий 3 і трубчатий 4 електроди, розділені ізолятором 5. Наконечник 6 у нижній частиш стрижневого електрода 3 виконаний однакового діаметра з ізолятором 5. Електродна система оснащена діелектричним електровибуховим патроном, виконаним у вигляді стакана 7, всередині якого співвісно з ним розміщена гільза 8. Простір між стінками гільзи 8 і стакана 7 заповнено ініціюючою сумішшю 9 (наприклад ПЭВ-40). Між трубчатим 4 і стрижневим 3 електродами утворюється розрядний проміжок 10. Стінка гільзи 8 прилягає до бокової поверхні наконечника 6 стрижневого електрода 3 і бокової поверхні ізолятора 5, а стінка стакана 7 - до бокової поверхні трубчатого електрода 4. Електродна система працює таким чином. Попередньо в монолітному об'єкті бурять шп ури і заповнюють їх водою. На нижню частину електродної системи одягається заповнений ініціюючої сумішшю 9 діелектричний електровибуховий патрон, який є контейнером для суміші і одночасно захищає компаундний ізолятор 5 від термомеханічного руйнування. Це підвищує ресурс системи в 5-6 разів та виключає електричний зв'язок електродів 3, 4 і об'єкта, що руйнується. При цьому ефективність перетворення енергії підвищується на 1520%. Потім електродна система встановлюється в шп ур, пригружається вантажем 2 і на електроди 3, 4 подається напруга. У розрядному проміжку 10 в результаті спрямованого пробою по ініціюючій суміші відбувається електрогідроімпульсний вибух, який впливає на об'єкт, що руйнується, і електродну систему, прагнучи останню виштовхнути зі шпуру. З метою компенсації зусиль, що виштовхують електродну систему, вона пригружається вантажем 2. Підведення високовольтного кабелю по вертикальній осі, що збігається з вектором динамічного навантаження, забезпечує стійку роботу високовольтного роз'єднувача у герметичному корпусі 1. Таким чином, використання в електродній системі діелектричного електровибухового патрона дозволить підвищити ефективність перетворення енергії шляхом зниження передпробійних втрат і за рахунок цього підвищити надійність і ресурс електродної системи.