Индуктор Советский патент 1993 года по МПК B02C19/18 

Изобретение относится к технике сильных импульсных магнитных полей и предназначено для разрушения железобетонных изделий (ЖБИ) с.сетчатой металлической арматурой.

Целью изобретения является обеспечение возможности разрушения железобетонных изделий с сетчатой металлической арматурой.

На чертеже изображен индуктор в собранном виде (вид сверху) и разрез индуктора.

Индуктор содержит многовитковую спиральную обмотку 1 из высокопроводящего металла, например, из изолированной медной шинки прямоугольного сечения, навитой в полости наружной радиальной проточки диэлектрического каркаса 2. Для обеспечения механической прочности обмотка 1 залита компаундом 3. например, эпоксидной смолой. Стальной кожух 4, состоящий из двух разобщенных половин, надет на внешний край диэлектрического каркаса 2 и скреплен с ним, охватывая наружную радиальную проточку с навитой обмоткой 1, Бандаж 5 расположен в углублении внешнего торца кожуха 4 и выполнен из двух скрепленных между собой стальных полуколец с отогнутыми окончаниями, между которыми установлены диэлектрические вставки б, На отогнутые окончания стальных полуколец бандажа 5 наложены прижимные накладки 7, обеспечивающие надежное скрепление бандажа и прижатие его к кожуху 4 посредством изолированных от накладок и бандажа болтов, 8 центре диэлектрического каркаса 2 расположен коаксиальный токоподвод, внешний токопод- вод 8 которого соединен с внешним концом обмотки 1 через кожух 4 посредством токо- проводящего элемента 9, а внутренний токоподвод 10. отделенный от внешнего слоем изоляции 11, соединен с внутренним концом обмотки 1 через токопроводящий элемент 10 в корпусе диэлектрического каркаса 2.

Выполнение диэлектрического каркаса 2 в виде плоского диэлектрического диска с радиальной проточкой прямоугольного сечения, в которой размещена многовитковая обмотка 1 из проводника прямоугольного сечения, имеющая средний диаметр, равный среднему геометрическому вписанной и описанной окружностей соответственно в фигуру и вокруг фигуры ячейки арматуры, позволяет максимально приблизить токове- дующую обмотку 1 к поверхности железобе- тонного изделия и ячейки арматуры и, тем самым, увеличить коэффициент связи между обмоткой индуктора и ячейкой арматуры.

Многовитковая обмотка позволяет увеличить магнитный поток при умеренных токах генератора. Выбор размеров обмотки указанным образом обеспечивает максимальную магнитную связь всех витков обмотки с ячейкой арматуры,

Примененные в предлагаемом устройстве конструктивные особенности позволяют впервые применять индуктор для

разрушения железобетонных изделий с сетчатой металлической арматурой, что было невозможно при применении любого другого из известных индукторов в связи с низкой .эффективностью разрушения при их применении,

Помещение внешнего края диэлектри. ческого каркаса 2 с навитой обмоткой 1в

стальной (например сталь марки 10 х 18 Н

9Т) кожух 4 обеспечивает удержание витков

обмотки при протекании импульсного тока от смещения их по вертикали, что привело бы к разрушению самой обмотки и внешнего края диэлектрического каркаса 2,

Кожух 4 должен быть выполнен тонкостенным с толщиной стенки много меньшей глубины проникновения поля на характерных частотах процесса, что позволяет избежать значительной потери энергии за счет токов Фуко в кожухе. При характерных частотах процессах 1-5 кГц толщина кожуха не должна превышать 1-2 мм,

Выполнение кожуха 4 и бандажа 5 разрезными, состоящими из двух половин, также.исключает возникновение токов Фуко., а

следовательно, излишних энергозатрат. Кроме того, бандаж 5, состоящий из двух половин, не деформируется при сборке. Это обеспечивает равномерный обжим кожуха 4, а следовательно и обмотки 1, гарантируя

высокую надежность ее работы.

Углубление на внешней торцевой части разобщенных половин кожуха позволяет обеспечить строго фиксированное положение бандажа и исключить его соскальзывание, что привело бы к ослаблению конструкции и последующему разрушению за счет сил, разрывающих обмотку,

Отогнутые окончания стальных полуко- 0 лец бандажа 5 с прижимными накладками 7 позволяют надежно стянуть и обжать конструкцию. Диэлектрические вставки 6 надежно изолируют полукольца бандажа 5, и предотвращают появление кольцевых токов 5 Фуко.

Расположение коаксиального токопод - вода в центре диэлектрического каркаса 2 позволяет уменьшить шунтирующее действие на поле индуктора, так как магнитное поле в центре минимально.

Индуктор работает следующим образом, Устанавливают индуктор на поверхности разрушаемого железобетонного издфшя с сетчатой металлической арматурой, по возможности накрывая им одну или несколько ячеек в зависимости от размера арматуры. Через обмотку 1 индуктора с помощью генератора импульсного тока (на чертеже не показан) посредством коаксиального токоподвода пропускают импульс- ный ток порядка нескольких сотен кило|ампер. Нарастание импульсного тока в обмётке 1 приводит к возникновению э.д.с. в контуре арматурной ячейки и протеканию череЬ нее индуцированного тока.

Каркас 2 в виде плоского диэлектриче- скоп| диска, имеющего в торцевой части радиальную проточку прямоугольного сечения, з которой размещена обмотка 1 из 3-10 витков, а также средний диаметр обмотки,

равн

среднему геометрическому вписанной ii описанной окружностей соответственно в фигуру и вокруг фигуры ячейки арматуры, обеспечивают максимальный коэффициент связи между всеми витками и

ячей

ками арматуры при фиксированном

расстоянии между ними, а следовательно макс шальный тбк в ячейке арматуры и максимальную силу отталкивания.

Е результате взаимодействия токов в индупторе и ячейке арматуры на последнюю действует импульс силы, пропорциональной произведению этих токов, приводящий к разрушению железобетонного изделия. При этом аналогичные силы действуют и на обмотку индуктора. Наиболее существенными составляющими этой силы являются: сила Взаимного отталкивания обмотки и ячейки арматуры; сила, разрывающая об- мотку в радиальном направлении.

Помещение внешнего края диска с обмоткой в стальной кожух 4 обеспечивает устойчивость обмотки 1 при воздействии силы отталкивания. Толщина стенки этого ко- жуха; много меньшая глубины проникновения магнитного поля, с одной сторфш, обеспечивает достаточную его прочность, а с другой стороны, исключает возникновение токов Фуко на характерных частотах процесса (время перезарядки емО 5

0

5

0

5 0.

5 0

кости генератора тока на индуктивность индуктора).

Разрезной кожух 4 исключает образование кольцевого (по всему диаметру кожуха) тока, кроме того существенно облегчает сборку индуктора.

Толстостенный стальной кольцевой бандаж 5 из двух разобщенных, изолированных диэлектрическими вставками 6 полуколец исключает разрушение обмотки и индуктора в целом под воздействием сил, разрывающих обмотку. Углубление на внешней торцевой части кожуха 4 обеспечивает фиксацию положения бандажа 5. Диэлектрические вставки б между отогнутыми окончаниями бандажа 5 разъединяют полукольца и тем самым исключают появление кольцевого тока в самом бандаже. Отогнутые окончания полуколец бандажа упрощают его сборку после наложения полуколец в углубление на внешней торцевой части кожуха 4 и помещение между ними диэлектрических вставок.

Предлагаемый индуктор обеспечивает снижение расхода энергии на разрушение 1 м3 железобетона в сравнении, например, с электрогидравлическими устройствами в 1,5 раза и позволяет разрушать крупногабаритные железобетонные изделия, в том числе сложной конфигурации,

Формула изобретения

Индуктор, содержащий размещенную на каркасе и закрепленную стальным банда- . жем токопроводящую обмотку, выполненную из проводника прямоугольного сечения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности разрушения железобетонных изделий с сетчатой металлической структурой, каркас выполнен в виде диэлектрического диска с наружной радиальной проточкой, охваченной стальным разрезным кожухом, обмотка выполнена со средним диаметром, равным среднему геометрическому вписанной и описанной окружностей соответственно в фигуру и вокруг фигуры ячейки арматуры, расположена в радиальной проточке и закреплена охватывающим кожух бандажем, выполненным из двух скрепленных между собой полуколец с отогнутыми концами, между которыми установлены диэлектрические вставки.

Использование: разрушение железобетонных изделий с сетчатой металлической арматурой. Сущность изобретения: индуктор содержит размещенную на каркасе 2 и закрепленную стальным бандажом 5 токо- проводящую обмотку 1. Каркас 2 выполнен в виде диэлектрического диска. Бандаж 5 выполнен из двух скрепленных между собой полуколец с отогнутыми концами, между которыми установлены диэлектрические вставки. 1 ил.