Устройство для электрохимического укрепления грунта Советский патент 1979 года по МПК E02D3/14 

1

Изобретение касается строительства оснований различных сооружений на водонасыщенных связных грунтах и может быть использовано как при строительстве, так и в процессе эксплуатации объектов жилого промышленного, военного, гидротехническо го и иного назначения.

Известно устройство для электрохимического укрепления грунта, содержащее электроды-инъекторы с закрепляющими растворами и источник высокого напряжения 1.

В процессе пропускания через растворы закрепляющих солей и грунт периодических импульсов тока в направлении от анода к катоду физико-механические свойства последнего улучшаются быстрее, чем при укреплении непрерывным током, и в ходе химических .реакций в нем образуется камнеподобное тело, однако из-за поляризации грунта постоянно й составляющей тока продолжительность этой обработки велика.

Известно и другое устройство для электрохимического укрепления грунта, содержащее основные электроды-инъекторы с закрепляющими растворами, расположенные в укрепляемом грунте, источник управления и сигнальную лампу 2.

Недостатком известных устройств импульсного укрепления грунта является низкая эффективность использования мощности источников электрической энергии. Так, коэффициент панезного действия, коэффициент мощ-ности и коэффициент использования мощности источника, обратно пропорциональные скважности импульсов , имеют сравнительно невысокие значения. Кроме того, постоянная составляющая импульсов тока однополупериодного выпрямления приво дит к завышению типовой (расчетной) мощности и, соответственно, веса источника (трансформатора) электроэнергии из-за знакопостоянного насыщения его магнитной цепи. Поэтому эти устройства характеризуются весьма низкими удельными энергетическими показателями. Кроме того, для ограничения величины переменной составляющей тока источника в цепь этой составляющей тока приходутся включать балластные резисторы, которые, рассеивая избыточную мощность, дополнительно снижают КПД обработки грунта.

Цель изобретения - улучшение плотности укрепления грунта и снижение энерго латрат. Это достигается тем, что известное устройство для электрохимического укрепления грунта, содержащее основные электродыинъекторы с закрепляющими растворами, расположенные в укрепляемом грунте, источник переменного тока, основные тиристорьЕ, блок управления и сигнальную лампу, снабжено дополнительным тиристором и дополнительным электродом-инъектором, расположенным между основными электродами-инъекторами, причем катод дополнительного тиристора подключен к первому выходу блока управления и к аноду основного одного тиристора, к которому, подключен один основной электрод-инъектор, управляющий электрод дополнительного тиристора соединен со вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с управляющим электродом основного одного тиристора, катод другого основного тиристора соединен с одним Выходом сигнальной лампь и с четвертым выходом блока управления, пятый выход которого подключен к управляющему электроду основного другого тиристора, другой основной электродинъектор соединен с одним выводом сигнальной лампы, другой вывод которой подключен к аноду дополнительного тиристора, а дополнительный электрод-инъектор подключен к одному выводу источника переменного тока и к первому входу блока управления, другой вывод источника переменного тока соединен со вторым входом блока управления, с катодом одного основного тиристора и с анодом другого основного тиристора. На чертеже представлено предлагаемое устройство. Устройство содержит основные электроды-инъекторы 1 и 2, дополнительный электрод-инъектор 3, грунт 4, основные tиpиcтopы 5 и 6, дополнительный тиристор 7, сигнальную лампу 8, источник переменного тока 9 и блок управления 10. Устройство работает следующим образом. Условимся считать, что в первый и последующие нечетные полунерноды нзменения источника тока напряжение, прикладываемое к точке соединения тиристоров 5, 6, положительное, а напряжение, прикладываемое к электроду-инъектору 3, отрицательное. Тогда на втором и следующих четных полупериодах полярность напряжения источника будет противоположной. Кроме того, будем считать, что тиристоры полностью открыты в соответствующие полупериоды изменения напряжения источника, т. е. работают как обычные вентили-диоды; составляющую тока источника в межэлектродном пространстве, протекающую в направлении от анода к катоду, будем именовать прямой, а от катода к аноду - обратной составляющей тока. Прямая составляющая тока осуществляет непосредственно процессы закрепления грунта, а обратная, производя активную деполяризацию электрохимической системы, позволяет интенсифицировать процессы в ней. Тогда, в первый и последующие нечетные полупериоды изменения напряжения источника его ток от электрода 3 через источник и тиристор 5 проходит по двум электрическим цепям: 1 - электрод 2, участок укрепляемого грунта 4, электрод 3 (прямой ток); II - лампа 8 сигнального ограждения, тиристор 7, электрод 1, участок укрепляемого объекта грунта 4, электрод 3 (обратный ток). Во втором и последующем четных полупериодах изменения напряжения источника его ток от электрода 3 также проходит по двум цепям: 1 - электрод 3, участок укрепляемого объема грунта, электрод 1, лампы 8, тиристоры 7, 6 и источник (обратный ток). Так как в цепи обратной составляющей тока источника, направленной от катода к аноду, включена лампа 8, сопротивление в цепи обратного тока больще, а, соответственно, ток меньще, чем в цепи пря.мой составляющей тока. При таком ограничении обратной составляющей тока отпадает необходимость применения балластных сопротивлений, снижающих КПД устройства. В случае необходимости регулирования как прямой, так и обратной составляющих тока изменяется время открытого состояния тиристоров, фазовое управление которыми осуществляет блок 10. Благодаря распределению тока с по.мощью трех электродов-инъекторов и управляемых тиристоров, включенных по предложенной схеме, скважность импульсов прямого тока уменьщается в два раза. Проведение прямой и обратной составляющих тока источника в межэлектродном пространстве с помощью предложенного устройства позволяет равномерно нагружать источник в оба полупериода изменения его напряжения и устранять постоянную составляющую в токе источника при протекании асимметричного тока в грунте. В результате этого КПД и коэффициент мощности повыщается, а типовая (расчетная) мощность источника и, соответственно, его вес уменьщаются, что приводит к улучщению удельных энергетических показателей устройства. Формула изобретения Устройство для электрохимического укрепления грунта, содержащее основные электроды-инъекторы с закрепляющими растворами, расположенные в укрепляемом грунте, источник переменного тока, основные тиристоры, блок управления и сигнальную лампу, отличающееся тем, что, с целью улучшения плотности укрепления грунта и снижения энергозатрат, оно снабжено дополнительным тиристором и дополнитатьным электродом-инъектором, расположенным между основными электродами-инъекторами

причем катод дополнит&пьного тиристора подключен к первому выходу, блока управления и к аноду основного одного тиристора, к которому подключен один основной электрод-инъектор, управляющий электрод дополнительного тиристора соединен со вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с управляющим электродом основного одноготиристора, катод другого основного тиристора соединен с одним выводом сигнальной лампы и с четвертым выходом блока управления, пятый выход которого подключен к управляющему электроду основного другого тиристора, другой основной электрод-инъектор соединен с одним выводом сигнальной лампы, другой выВОД которой подключен к аноду дополнитетьного тиристора, а дополнительный электродинъектор подключен к одному выводу источника переменного тока и к первому входу блока управления, другой вывод источника переменного тока соединен со вторым входом блока управления, с катодом одного основного тиристора и с анодом другого основного тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство № 346444, кл. Е 02 D 3/14, 1971.

2.Авторское свидетельство № 566464, кл. Е 02 D 3/14, 1975.

о