Робочий електрод електрогідравлічний установок

Изобретение относится к устройствам для виброимпульсной обработки и может быть использовано в черной и цветной металлургии. Наиболее.близким к заявляемому решению является "Электроразрядное устройство" (а.с. Ν· 897079, кл. Η 01 Т 9/00), содержащее коаксиальные внутренний центральный изолированный с осевым каналом и наружный цилиндрический электроды с разрядным зазором между и х рабочими концами, помещенные в разрядную камеру. Наружный цилиндрический электрод снабжен днище, расположенным так, что вн утренняя полость наружного электрода образует разрядную камеру, а разрядный зазор выполнен между внутренней стороной днища и рабочим концом центрального электрода. Отсутствие средств, обеспечивающих отвод тепла от изоляции, приводит к ее размягчению и потере прочностных свойств. В основу изобретения поставлена задача создать такой рабочий электрод электрогидравлических установок, в котором новое выполнение изоляции токоведущего стержня позволило бы обеспечить отвод тепла от внутренних слоев толстостенной изоляции и за счет этого повысить надежность и срок службы изоляции. Сущность изобретения заключается в том, что рабочий электрод, содержит токоведущий стержень и толстостенную изоляцию, которая, согласно изобретению, снабжена охладителями, при этом охладители могут быть выполнены либо в виде каналов для охлаждающей жидкости, либо в виде охлаждающих радиаторов, либо в виде расположенных по объему изоляции элементов из материала с высокой теплопроводностью. Снабжение изоляторов охладителями позволяет обеспечить отвод тепла от внутренних слоев толстостенной изоляции, понизить их температуру и, следовательно, повысить прочностные свойства изоляции, что обеспечит необходимую ее надежность и увеличит срок службы. Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен рабочий электрод с охладителем в виде каналов для охлаждающей жидкости, на фиг.2 - рабочий электрод с охладителями в виде охлаждающих радиаторов и внедренных в тело толстостенного полимерного изолятора элементов с высокой теплопроводностью, на фиг.3 - зависимость деформации нагружения от напряжения в материале. Рабочий электрод, преимущественно для электрогидравлических вибраторов, включает рабочий стержень 1, толстостенную полимерную изоляцию 2, в теле которой устроены охладители, которые могут быть выполнены либо в виде каналов 3 для охлаждающей жидкости, либо в виде охлаждающих радиаторов 4, либо в виде элементов 5 с высокой теплопроводностью. Работает электрод следующим образом. С генератора импульсных токов на стержень электрода подаются электрические импульсы высокого напряжения, под действием которых возникают между концом стержня 1 и отрицательным электродом (не показан) электрогидравлические разряды, компоненты которых (ударная волна, гидропотоки и т.д.) воздействуют на полимернуюю изоляцию, осуществляя высокоскоростное циклическое деформирование последней (2-20 циклов в секунду). При этом (см. фиг.3) при быстром нагружении (кривая 6) значение деформации отстает от равновесного (кривая 7), а при разгружении значение деформации выше равновесного (кривая 8), т.е. возникает петля гистерезиса (см. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. - М.: Машиностроение, 1990, -С. 444, п.1), при этом площадь петли гистерезиса - это разность между работой, затраченной на нагружение образца, и работой при снятии нагрузки. Чем больше площадь петли гистерезиса, тем больше энергии рассеивается, тратится на нагрев деформируемой полимерной изоляции. Учитывая, что теплопроводность полимерной изоляции очень низкая, то при определенном сочетании частоты следования импульсов, в случае отсутствия достаточного охлаждения, температура внутренней части толстостенной изоляции полимерной может достигать температуры плавления последней. Для исключения этого посредством охладителей осуществляется отвод тепла от внутренних зон изоляции, предупреждая расплавление ее средней части под действием тепла, выделяющегося при циклическом сжатии-растяжении изоляции (явление гистерезиса). Отвод тепла может быть осуществлен либо за счет пропускания охлаждающей жидкости по каналам 3, либо за счет введения охлаждающих радиаторов 4, либо за счет теплопередачи по внедренным в тело изолятора элементам 5 с высокой теплопроводностью. Повышенный отвод тепла при этом достигается: - при пропускании охлаждающей жидкости по каналам за счет уноса выделяющегося тепла охлаждающей жидкостью, причем расход жидкости и скорость ее течения по каналам выбираются по известным законам гидрогазодинамики и тепломассообмена такими, чтобы количество уносимого тепла соответствовало количеству выделяющегося; - при применении охлаждающих радиаторов и элементов с высокой теплопроводностью - площадь их охлаждающей поверхности рассчитывается, исходя из законов тепломассообмена. Конструктивное исполнение электрода позволяет по сравнению с прототипом повысить надежность толстостенной полимерной изоляции в десятки раз, исключив расплавление средней части последней.