Електрод для електрогідроімпульсних установок

Електрод для електрогідроімпульсних установок, що містить розташовані в циліндричному корпусі струмоведучий стрижень з циліндричним упорним буртом, змінний наконечник, з'єднаний з струмоведучим стрижнем, ізолятор струмоведучого стрижня та ізолюючий наконечник, який відрізняється тим, що ізолятор виконаний у вигляді трьох втулок, розташованих одна усередині іншої, при цьому внутрішня втулка розміщена на струмоведучому стрижні, зовнішня втулка розміщена по довжині циліндричного корпусу електрода і виконана з внутрішнім діаметром, що дорівнює діаметру упорного бурту, а середня втулка розміщена між торцевими поверхнями упорного бурту та циліндричного корпусу електрода. (19) (21) a200812312 (22) 20.10.2008 (24) 10.08.2010 (46) 10.08.2010, Бюл.№ 15, 2010 р. (72) САЄНКО ВІКТОР АНДРІЙОВИЧ, СТАРКОВ МИКОЛА ВОЛОДИМИРОВИЧ (73) ІНСТИТУТ ІМПУЛЬСНИХ ПРОЦЕСІВ І ТЕХНОЛОГІЙ НАН УКРАЇНИ (56) UA 9834 C1; 30.09.1996 SU 441073; 30.08.1974 SU 792679 A; 07.01.1988 SU 1078732 A1; 15.11.1989 UA 84870; 10.12.2008 GB 1109146; 10.04.1968 US 3566648; 02.03.1971 DE 3131222 A1; 24.02.1983 3 хвилі, в ізоляторі в місцях переходу з більшого діаметру на менший відбувається утворення місцевих напружень, що перевищують допустимі напруження матеріалу ізолятора, а це призводить до утворення тріщин. При подальшому імпульсному навантаженні кількість тріщин та їх розмір збільшуються, що призводить к зниженню механічної й електричної міцності ізолятора, а у підсумку все це завершується високовольтним електричним пробоєм з руйнуванням ізолятора. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення конструкції електрода для ЕГ установок шляхом зміни конструкції ізолятора, що дозволить визначеним конструктивним елементам ізолятора сприймати електричні або механічні навантаження, і за рахунок цього підвищити надійність ізолятора, а також збільшити ресурс роботи електрода у цілому. Сутність винаходу, що заявляється, полягає в тому, що в електроді для ЕГ установок, що містить розташовані в циліндричному корпусі струмоведучий стрижень з циліндричним упорним буртом, змінний наконечник, з'єднаний з струмоведучим стрижнем, ізолятор струмоведучого стрижня та ізолюючий наконечник, згідно з винаходом, ізолятор виконаний у вигляді трьох втулок, розташованих одна у середині іншої, при цьому внутрішня втулка розміщена на струмоведучому стрижні, зовнішня втулка розміщена по довжині циліндричного корпусу електрода і виконана з внутрішнім діаметром, що дорівнює діаметру упорного бурту, а середня втулка розміщена між торцевими поверхнями упорного бурту та циліндричного корпусу електрода. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між істотними ознаками винаходу, що заявляється, та технічним результатом, необхідно відзначити наступне: - ознака "ізолятор виконаний у вигляді трьох втулок, розташованих одна у середині іншої, при цьому внутрішня втулка розміщена на струмоведучому стрижні, зовнішня втулка розміщена по довжині циліндричного корпусу електрода і виконана з внутрішнім діаметром, що дорівнює діаметру упорного бурту, а середня втулка розміщена між торцевими поверхнями упорного бурту та циліндричного корпусу електрода" дозволяє виключити на ізоляторі струмоведучого стрижня ділянки з переходами більшого діаметра на менший, а кожній з втулок ізолятора сприймати певні електричні, або механічні навантаження, що підвищить механічну і електричну міцності ізолятора, його надійність, а також збільшить ресурс роботи електрода у цілому. При проходженні в ізоляторі ударної хвилі, створеної імпульсним тиском рідини в розрядній камері при високовольтному розряді, відбувається багаторазове накладення прямих і відбитих хвиль напружень в місці переходу ізолятора з більшого діаметра на менший. Зустріч хвиль однакових за знаком, спрямованих на зустріч одна одній, та їх накладення, дають подвоєння максимальних напружень розтягування, що призводить до утворення місцевих напружень, які перевищують допустимі напруження матеріалу ізолятора у якому 91603 4 виникають осередки мікро руйнувань з утворенням тріщин та їх консолідацією. Таким чином, застосування безступінчастого ізолятора, виключає багаторазове накладення прямих і відбитих ударних хвиль у матеріалі ізолятора, і, як наслідок, зменшує напруження розтягування При цьому кожна із втулок виконує різні функції і сприймає конкретні механічні або електричні навантаження: - внутрішня втулка діє як електроізолятор струмоведучого стрижня і не передає динамічні навантаження на корпус електрода; - середня втулка сприймає усі динамічні навантаження, що діють на змінний наконечник та ізолюючий наконечник, і передає їх через упорний бурт на корпус електрода; - зовнішня втулка діє як електроізолятор упорного бурту та захищає його від корпусу електрода. Таке конструктивне рішення ізолятора дозволяє виготовляти ізолюючі втулки з різних матеріалів залежно від функцій, які вони виконують, а також дозволяє використовувати для їх виготовлення стандартні труби з поліетилену та інших пластмас, що випускаються промисловістю. Це підвищує технологічність виготовлення електрода. Суть винаходу пояснюється кресленням, де представлений перетин електрода (Фіг.). Електрод для електрогідроімпульсних установок містить циліндричний корпус 1, у середині якого розташовано струмоведучий стрижень 2 з циліндричним упорним буртом 3, змінний металевий наконечник 4 в ізолюючому наконечнику 5, з'єднаний з струмоведучим стрижнем 2, внутрішню втулку 6, встановлену на струмоведучому стрижні 2, середню втулку 7 та зовнішню втулку 8, що розташовані одна у середині іншої. Циліндричний корпус електрода 1 встановлено на різьбі в розрядній камері 9, яка заповнена водою. Щільне з'єднання змінного наконечника 4 і струмоведучим стрижнем 2 забезпечено контактом їхніх конічних поверхонь за рахунок гайки 10 і пружної шайби 11, що виконана, наприклад, з поліуретану. На струмоведучому стрижні 2 розташовано різьбове кільце 12, що обмежує переміщення внутрішньої втулки 6 вздовж струмоведучого стрижні 2 Різьбове кільце 12 може бути встановлене з зазором відносно торцю внутрішньої втулки 6, або між внутрішньою втулкою 6 і різьбовим кільцем 12 може бути встановлена пружна шайба. Внутрішня втулка 6, виконана з матеріалу із високою діелектричною міцністю, наприклад із фторопласту. Середня втулка 7 розміщена між торцевими поверхнями упорного бурту і циліндричним корпусом електрода та виконана з ізоляційного матеріалу з високою механічною міцністю, наприклад з поліуретану. Зовнішня втулка 8 розміщена по довжині корпусу і виконана з внутрішнім діаметром, що дорівнює діаметру упорного бурту та виготовлена з матеріалу з високою діелектричною міцністю, наприклад поліетилену. Електрод працює таким чином. 5 91603 Через струмоведучий стрижень 2 на змінний наконечник 4 подається висока напруга від генератору імпульсного струму (на кресленні не показаний) У результаті цього відбувається електричний високовольтний розряд між змінним наконечником 4 і поверхнею розрядної камери 9. Під час високовольтного електричного розряду змінний наконечник 4 та ізолюючий наконечник 5 сприймають дію усіх фізичних явищ ( ударний імпульс, гідродинамічне навантаження та ін ), енергія яких в осьовому напрямку через упорний бурт 3 і середню втулку 7 передається на корпус електрода 1 Втулки внутрішня 6 та зовнішня 8 забезпечують електроізоляція між струмоведучим стрижнем 2 і корпусом електрода 1. Комп’ютерна верстка І.Скворцова 6 У випадку, якщо під дією ударного імпульсу, сталось погіршення електричного контакту між змінним наконечником 4 і струмоведучим стрижнем 2, гайка 10 за рахунок пружних сил шайби 11, сприяє відновленню надійного електричного контакту змінного наконечника 4 з струмоведучим стрижнем 2. Таким чином, зміна конструкції ізолятора дозволить визначеним конструктивним елементам ізолятора сприймати електричні або механічні навантаження, і за рахунок цього підвищити надійність ізолятора, а також збільшити ресурс роботи електрода у цілому. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601