Система для управления электрохимическим укреплением грунта Советский патент 1987 года по МПК E02D3/11 

Изобретение относится к строительству различных сооружений на водонасын1ен 1ых связных |-рунтах и может быть использовано при строительстве н эксплуатации об1 ектов жилого, нромынкченного, гидротехнического и иного }1азначения.

Целью изобретения является повышение точности управления.

На чертеже схематически изображена п редл а 1 ае м а я с и сте м а.

(Л1стема для унрав-ления электромеханическим укреплением грунта, содержит элек- троды-ин ьекторы 1 и 2 с закре11ляк)Н1ими растворами, расположенные в укрепляемом грунте 3, источник 4 переменного тока, тиристор 5, первый 6 и второй 7 диоды, первый 8 и второй 9 конденсаторы, токоог|)а- ничиваюншй дроссель К) и блок 11 фазо- импульсного управления. 11ос,:1едний состоит из импульсного пик-трансформатора 12, конденсатора 13 и регули11уемо1 о резистора 14.

( истема работает следующим обра.чом.

В полупериоде изменения напряжения источника iiejieMeHHoro тока, когда потенциал ano.ia диода Н вьиие нопенниала его кагода (иача.1ьная точка отсчета), кондеи- са гор Н t;iiiacaeT энергию источника в течение 90 чл. 1 рад. от начала ок чета, при этом на ei( обкладке, соединенной с анодом тирисгора, но,:1ожителыи)е напряжение, а на обкладке, соединенной с выводом об- мшки дросссмя, отрицательное напряжение. О.иювремепио с зарядом конденсатора 8 прогекаег пж через обмотку дроссе.тя К) I iioc,ie.uiHii накан.чиваег эпер1 ик)), а также но цепи первичной обмотки импульсного пик гр11|ич|и)рмато|1а 1 2.

11а нгоричипй обмогке пмиульспого пик- I рапс| и)рмаг1)ра (|м)рмпруется им11у, И)С, кото- ры11 c.uiiinyr ни ijia н от |осиге. 11)НО напря- жепия исгочпнча 4 11е|1еменно1 о тока, и подается через .июд 7 к упраиляюп1ему электро.1 гирисюра 5, и on 01 кр1 1вается. Импульспый pa.ipM.i к()11де11сато|К1 8 может происходи г в ипгервале 90 180 град, от начала огсчета, после че1() копдеисагор, ограпичиная ток н интервале до

град..

перезаряжается, т. е. наряжается п(1отивоПО. ЮЖНОЙ ПО.1ЯрНОСТ1 Ю.

Для формирования непрерывной пере МСМ1НОЙ С()ста(ляюн1е11 ас11мм1 трпчного тока, которая не 11роходи,т пепосредсгвеппо через игючннк 4. используется средпяя точка об- MOIKII (ччмя 111. Необходимым ус,1овием яв,1яет1 я иыпо. шение рав(Ч1ства

4с

часгота гока исгочкругоиаиника;

ИИ.ТуК ИВ110СТ1

дроссе.1я (от

cpe.ineii гочки, соединенной с .ченоляри..ирующим конденсатором 9);

части оомотки элек1()ода 1 до

емкость деполяризованного конденсатора 9;

индуктивное сопротивление дросселя, включенное в контур деполяризации грунта;

2njc

емкостное сопротивление депо5

0

5

0

.5

0

5

0

5

ляризующего конденсатора 9. При протекании тока по контуру 1-3-2-Koii- денсатор 9 - дроссель 10 величина тока в контуре нрямо пропорциональна напряжению на части обмотки дросселя, входящей в этот контур, обратно пропорциональна сопротив.чению грунта между этими электро- дами-иньекторами и не зависит от соотношения а„ и Л , в этом контуре и обратно пропорциональна коэффициепту трансформации /(i дросселя:

д.W l + W 2

W.-где W l и W- ,

ко,1ичество витков в нижней и верхней частях обмотки дросселя.

Неременная составляющая асимметрич- Hoi o тока в укрепляемом грунте форми- |)уется за счет электрической и электромагнитной составляющих, нротекаюнщх но двум ценям: электрическая составляющая тока проходит через источник 4 непосредственно (4-10-9-2-3-1 -4), электромагнитная составляющая, которая не проходит через источник 4 неносредственно, источннком это- 10 тока является нижняя часть обмотки (О, дросселя 10 (10-1-3-2-9-10).

11ри таком прохождении тока через грунт его э.к ктромагнитная состав.чяющая в дросселе направлена встречно по отнсинению к э. К ктрической составляющей и превышает пос.кмнюю в Л г раз, где K коэффициент т)ансформаиии дросселя, включенного но трехточечной схеме. Поэтому величина переменной составляющей тока, проходящей через источник пепосредственно, суп1ественно MCHbHje переменной составляюп1ей тока, протекающей через закрепляемый отношением активной мощности Р в нагрузке к расчетной мощиости S источника, которая равна 14 ометрической сумме активной и реактив- Hoii мощности Q источника, в результате чего типовая (габаритная, т. е. расчетная) мощность источника 4 (соответственно его абариты. масса и стоимость) уменьшается, а точность унрав.чения новышается.

При амплитудном значении U,,, напряжения источника 4 максима.тыюе нанряже- пие в момент ()рми()ования импульса по- стоянной состав,1яюп1ей тока через укрепляемый грунт достигает 2 (:„.. так как напряжения ток()ограничивак)ще1Х) конденсатора 8 и источника 4 э.лектрической энергии сум- мируюгся при их со1 ла1-ной по,:1ярпости напряжения. В это время устройство фазо- импульсного управления тиристором 5 формирует на своем выходе импульс, который открывает тиристор 5, и импульс тока проходит через укрепляемый грунт по цепи: конденсатор 8 - тиристор 5 - электрод- инъектор 2 - грунт 3 - электрод-ит ек- тор I - источник 4 - конденсатор 8.

Регулируя сопротивление резистора 14 в блоке фазоимпульсного управления тиристором 4, можно регулировать угловое время открытия этого тиристора и величину постоянной составляющей асимметричного тока в межэлектродном промежутке с грунтом. При непрерывном открытии тиристора 5 конденсатор 8 в течение времени, пропорцио- пального 180 эл. град., заряжается от источника, а в течение времени пропорционально до 180 эл. град, имнульсно отдает энергию в грунт. В случае импульсной работы тиристора 5 время его заряда от источника 4 и разряда на укрепляемый грунт может быть сокрап1,ено от 180 эл. град, до нуля, в результате чего постоянная составляющая изменяется от максимума до нуля. Это обеспечивает простое регулирование постоянной составляющей в закрепляемом грунте путем изменения сопротивления высо- коомного резистора 14, через который протекает весьма малый ток. Так как непрерывный переменный ток в грунте, деполяризующий грунт, в основном проводится помимо источника 4, значение реактивной мощности в источнике невелико, а коэффициент мощности источника имеет достаточно высокое значение.

Следовательно, в течение периода изменения питающего напряжения на выходе системы формируется импульс закрепляющего тока с амплитудой напряжения в пределе, в два раза болыией амплитуды фазного напряжения источника, на которой накладывается переменная составляющая асимметричного тока, обеспечивающего быстрое закрепление грунта при высоких удельных показателей сисгемы.

0

5

0

5

0

5

0

Таким образом, регулируя коэффициент трансформации /(т дросселя К), можно воздействовать на коэффициент мощности источника, который достигает значений 0,9 0,92. Изменяя сопротивление ре1 лируемо1Ч) резистора, включенного в блок фазонмпу.1ьс- ного управления, обеспечивается njiocToe регулирование постоянной составляющей асим метричного тока. Предлагаемая система ноз- воляет повысить точность управления.

Формула изобретения

Система для управления электромеханическим укреплением rpytiTa, содержащая два электрода-инъектора, размещенн1)1е в укрепляемом грунте, источник неременногч) тока, первый диод, тиристор, первой и второй конденсаторы, блок фазоимпульсного управления, токоограничиваюпщй дроссе. 1ь, причем первый электрод-ин ьектор соединен с анодом первого диода, с одним из выводов источника переменного тока и одним из входов блока фазоимпульсного управления, другой вывод источника переменного тока подключен к другому входу блока фазоимпульсного управления и к одной из обмоток первого конденсатора, анод тиристора соединен с катодом первого диода, катод тиристора подключен к второму электроду- инъектору и к одной из обкладок второго конденсатора и к одному из выходов блока фазоимпульсного унрав, 1ения, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности управления, она снабжена вторым диодом, причем другая обкладка первого конденсатора подключена к аноду тиристора и к катоду первого диода, управляющий электрод тиристора через второй диод подключен к другому выходу блока фазоимпульсного управления, один вывод токоогра- ничивающего дросселя подключен к другому выводу источника переменного тока, другой вывод обмотки токоограничивающего дросселя соединен с первым электродом-инъекто- ром, другая обкладка второго конденсатора соединена со средней точкой обмоткой токоограничивающего дросселя.

Изобретение отиоеится к етр()ите,п,ст- ву различны.ч сооружений на волонаеыним - ных евязн1 1х | рунтах н может быть иеноль- зовано при строите,-и.стве и укси,|уатаиии объектов жилосо, нромыпыенного, гидроте.ч- ническ(гч1 н HHoi o налначення. Позволяет повысить точность управ, 1ения. ( одержит лектроды-ин ьекторы I зак|)е11,1як)щими jiacTBopaNui, раою.южениые в укрепляемом рунтс 3, источник 4 iiefieMeiiHoio тока, тириетор 5, диоды 6 и 7, коидеиса торы 8 и 9, т()ко()граиичивак 1ПИ11 дрос- ce,ii И) и блок И фазоими,() чирав .1еи11я, соетоян1ии из иик-гранс(|1()рмат()ра 12, К()нденсато11а 13 и pervnipyeMoi о |ie.iHcio- pa 14. I и.I. iD (Л oo ю СП GO hO