Електродна система для ініціювання електричного розряду у воді

Реферат: UA 71282 U UA 71282 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до обробки матеріалів із використанням енергії електричного розряду у воді, зокрема до технологій імпульсної електрогідравлічної штамповки, та стосується конструкції електрода. Відомо електрод для електрогідроімпульсних установок (а.с. №1271314 (1985р.) Электрод 4 для електрогидроимпульсных установок. МКИ Н01Т9/00, B21D26/12. Автори: Теляшов Л.Л., Ковнацкий В.Н., експертний висновок додається), який містить ізольований трубчастий струмовід, зістикований з одного боку, котрий містить радіальні отвори, зі стрижнемструмоводом, а з іншого - з патрубком для подання рідини, та діелектричний наконечник, який надіваний на стрижень-струмовід з коаксіальним зазором, а також із розташованою із зазором всередині трубчастого струмоводу трубкою, що забезпечена центруючими та ущільнюючими елементами на кінцях, один з яких виведений за межі трубчастого струмоводу та оснащений патрубком для подання газу, а інший кінець стикується з основою стрижня струмоводу, при цьому на нього надівана втулка, внутрішня поверхня якої утворює зі стрижнем один коаксіальний зазор, а зовнішня поверхня, що оснащена повздовжніми канавками, утворює інший коаксіальний зазор з внутрішньою поверхнею діелектричного наконечника. Ознаки, що збігаються з істотними ознаками корисної моделі, яка заявляється, такі: - електрод виконаний з наскрізним осьовим каналом (трубчастий струмовід), який зв'язаний з пристроєм для подання ініціатора (газу). Причини, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату, полягають у тому, що використання як ініціатора газу призводить до зміни робочих характеристик середовища, в якому відбувається розряд, і, відповідно, до нестабільності процесу ініціювання, що позначається на надійності роботи електродної системи. Як прототип прийнято електродну систему для ініціювання електричного розряду у воді (див. а.с. № 1633590 (1989р.) Способ инициирования разряда в воде и электродная система 5 для его осуществления. МКИ B21D26/12. Автори: Вовк И.Т., Соболева М.Б., Байдыченко Н.П., експертний висновок додається), що містить два електроди, розташовані один навпроти одного, один з яких виконаний у вигляді вістря з наскрізним осьовим каналом для подачі ініціюючої речовини у зону розряду, який зв'язаний трубопроводом з пристроєм для подачі ініціюючої речовини, а також забезпечену формувачем шару ініціюючої речовини, встановленим концентрично робочому кінцю електрода-вістря з утворенням радіального зазору поміж ними, з'єднаного з каналом для підводу ініціюючої речовини. Як ініціюючу речовину використано воду, яка має питомий електричний опір, вищий за питомий електричний опір води, в якій знаходяться електроди. Ознаки, що збігаються із істотними ознаками корисної моделі, що заявляється, такі: електродна система для ініціювання електричного розряду у воді містить два електроди, розташовані один напроти одного, один з яких виконаний з наскрізним осьовим каналом для подачі ініціюючої речовини у зону розряду, який зв'язаний з пристроєм для подання ініціатора. Причини, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату, полягають у тому, що використання як ініціатора води з питомим електричним опором, вищим, аніж у води, в якій знаходяться електроди, призводить до зміни робочих характеристик середовища, в якому відбувається розряд, і, відповідно, до нестабільності процесу ініціювання та знаходження пристрою для подання ініціатора під час роботи електродної системи під високою напругою (>50 кВ), що підвищує рівень небезпеки при роботі. Все це позначається на надійності роботи електродної системи. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення електродної системи шляхом зміни конструкції одного з електродів та заміни джерела ініціювання, що дозволить досягти стабільності процесу ініціювання електричного розряду у воді та захистити ініціюючий пристрій від негативного впливу високої напруги під час роботи електродної системи, і за рахунок цього забезпечити надійність її роботи в цілому. Суть корисної моделі, що заявляється, полягає в тому, що електродна система для ініціювання електричного розряду у воді, що містить два електроди, розташовані один напроти одного, один з яких виконаний з наскрізним осьовим каналом для подачі ініціатора у зону розряду, який зв'язаний з пристроєм для подання ініціатора, згідно з корисною моделлю, в якій електрод з наскрізним осьовим каналом заземлений та з боку робочого торця оснащений захисним стаканом, встановленим за допомогою нарізного з'єднання у порожнині, яка виконана у цьому електроді, світловодом в еластичній оболонці, встановленим всередині захисного стакана, та насадкою з осьовим отвором, яка закріплена на захисному стакані нарізним з'єднанням, при цьому пристрій для подання ініціатора виконаний у вигляді джерела лазерного випромінювання, що встановлено всередині заземленого електрода з боку його неробочого торця. 1 UA 71282 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між істотними ознаками корисної моделі, що заявляється, і очікуваним технічним результатом, необхідно відзначити наступне. Ознаки "електрод з наскрізним осьовим каналом заземлений та з боку робочого торця оснащений захисним стаканом, встановленим за допомогою нарізного з'єднання у порожнині, яка виконана у цьому електроді, світловодом в еластичній оболонці, встановленим всередині захисного стакана, та насадкою з осьовим отвором, яка закріплена на захисному стакані нарізним з'єднанням, при цьому пристрій для подання ініціатора виконаний у вигляді джерела лазерного випромінювання, що встановлено всередині заземленого електрода з боку його неробочого торця" - дозволяють здійснити ініціювання електричного розряду у воді за допомогою лазерного випромінювання без зміни робочих характеристик середовища, в якому відбувається розряд, та дозволяє усунути різницю потенціалів між частинами ініціатора та заземленим електродом. Таким чином, відмінні ознаки електродної системи для ініціювання електричного розряду у воді, у сполученні з відомими суттєвими ознаками, дозволяють досягти стабільності процесу ініціювання електричного розряду у воді і захистити ініціюючий пристрій від негативного впливу високої напруги під час роботи електродної системи, та за рахунок цього забезпечити надійність її роботи в цілому. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено поперечний переріз електродної системи. Електродна система для ініціювання електричного розряду у воді містить два, розташовані один напроти одного електроди 1 та 2. Електрод 1 виконаний з наскрізним осьовим каналом 3 для подачі ініціюючої речовини у зону розряду і заземлений. З боку робочого торця електрод 1 оснащений захисним стаканом 4, встановленим за допомогою нарізного з'єднання в порожнині 5, яка виконана у електроді 1, світловодом 6 в еластичній оболонці 7, встановленим всередині захисного стакана 4, та насадкою 8 з осьовим отвором, яка закріплена на захисному стакані 4 нарізним з'єднанням. З боку неробочого торця всередині заземленого електрода 1 встановлений пристрій для подання ініціатора 9, який виконаний у вигляді джерела лазерного випромінювання. Працює електродна система для ініціювання електричного розряду у воді наступним чином. Між заземленим електродом 1 та електродом 2 за допомогою генератора імпульсних струмів (на кресленні не показано) створюють високу напругу. Синхронно з прикладенням високої напруги до електродів на пристрій для подання ініціатора 9, виконаний у вигляді джерела лазерного випромінювання, подають керуючий імпульс від системи керування ініціатором (на кресленні не показано). При поданні керуючого імпульсу вузьконаправлений когерентний промінь світла від джерела лазерного випромінювання проходить вздовж наскрізного осьового каналу 3 крізь захисний стакан 4, світловод 6 та насадку 8, через осьовий отвір якої промінь попадає у зону розряду. Здійснюється ініціювання електричного розряду. Механізм лазерного ініціювання пробою полягає в частковому електричному пробої бульбашок водяної пари, що виникають у воді вздовж вузьконаправленого променя когерентного світла ініціюючого міжелектродний проміжок лазера та подальшому лавинному утворенні плазмового каналу розрядного струму. Для ініціювання електричного розряду в електродних системах з дуговим проміжком від 1 см до 10 см, що застосовуються в процесах обробки матеріалів з використанням енергії електричного розряду у воді, найбільш доцільно використовувати лазери з довжиною хвилі від 1000 нм до 1500 нм, тоді енергія лазерного променя буде розсіюватися безпосередньо у каналі розряду. Таким чином, використання електродної системи для ініціювання електричного розряду у воді дозволяє досягти стабільності процесу ініціювання електричного розряду у воді та захистити ініціюючий пристрій від негативного впливу високої напруги під час роботи електродної системи, і за рахунок цього забезпечити надійність її роботи в цілому. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Електродна система для ініціювання електричного розряду у воді, що містить два електроди, розташовані один проти одного, один з яких виконаний з наскрізним осьовим каналом для подачі ініціатора у зону розряду, який зв'язаний з пристроєм для подання ініціатора, яка відрізняється тим, що електрод з наскрізним осьовим каналом заземлений та з боку робочого торця оснащений захисним стаканом, встановленим за допомогою нарізного з'єднання у порожнині, яка виконана у цьому електроді, світловодом в еластичній оболонці, встановленим всередині захисного стакана, та насадкою з осьовим отвором, яка закріплена на захисному стакані нарізним з'єднанням, при цьому пристрій для подання ініціатора виконаний у вигляді 2 UA 71282 U джерела лазерного випромінювання, що встановлено всередині заземленого електрода з боку його неробочого торця. Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 3