Устройство для электрохимического укрепления грунта Советский патент 1980 года по МПК E02D3/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ

ГРУНТА .

3 через укрепляемый грунт, находящийся в межэлектродном пространстве.

Кроме того, электрод 2 соединен с диодом 5, который другим выходом подключен к электроду 1 непосредственно и через конденсатор 6 - к клемме источника, связанной с токоограничивающим резистором 4. Источник 3 вместе с конденсатором 6, диодом 5, резистором 4 и электродами 1 и 2 образует генератор, формирующий асимметричный ток в укрепляемом грунте, постоянная составляющая которого улучшает фи зико-механические свойства этого грунта. В тех случаях, когда через грунт пропускают ток, постоянная составляющая которого соизмерима с переменной составляющей, дл предотвращения щунтирования конденсатора 6 (во время его заряда от источника 3 через диод 5) сопротивлением 4 типа резистор, имеющим в таком случае сравнительно малое сопротивление, обкладка этого конденсатора, связанная с катодом диода 5 непосредственно, может быть подключена к анодному электроду 1 через дополнительный диод. В этом случае анод диода подключают к конденсатору, а катод - к электроду-инъектору 1. В случаях ограничения переменной составляющей тока сопротивлением 4, выполненным в виде конденсатора, а также при соотнощении энергии импульсов выпрямленного и переменного тока в пределах 50- 20:1 ток подразряда. конденсатора 6 через резистор с больщим сопротивлением имеет малое значениеи включение диода в цепь разряда конденсатора не имеет смысла, так как этот диод снижает КПД разряда конденсатора на межэлектродный промежуток с грунтом.

Рабочий ход генератора начинается с заряда конденсатора 6 от источника 3 через диод 5. Этот заряд заканчивается в момент, когда мгновенное значение напряжешя источника достигает своего максимального значения в полупериоде, который будем считать нечетным. Во время заряда конденсатора напряжение в цепи источник 3 - конденсатор б практически равно нулю, так как полярностй напряжения источника оёратна по отнощению к полярности конденсатора. По окончании заряда конденсатора напряжение источника начинает уменьшаться по абсолютному значению. Оно уменьщается по косинусоиде, а напряжение На конденсаторе остается неизменным. В результате этого напряжение в цепи источник 3 - конденсатор б, прикладываемое к межэлектродному пространству с находящимся в нем укрепляемьпи грунтом, начинает увеличиваться. Так как напряжение источника убывает по закону косинуса, ток в грунте (являющийся током разряда конденсатора 6, который в свою очередь является производной от закона изменения напряжения на участке цепи с источником и конденсатором и изменяется по закону синуса), увеличивается по синусоидальному закону. В момент, когда мгно727744

венное значение напряжения источника становится равным нулю, ток разряда конденсатора достигает своего максимального значения, а напряжение на его обкладках - нулевого значения, после чего конденсатор начинает перезаряжаться. Во время перезаряда (в четном полупериоде изменения напряжения) конденсатор ограничивает величину тока, протекающего в грунте от анода 1 к катоду 2. Этот перезаряд заканчивается в момент достижения напряжением источo ника в четном полупериоде своего амплитудного значения. Во время перезаряда конденсатора ток в грунте убывает от максимального значения до нуля, а конденсатор запасает энергию источника и в конце импульса тока в грунте на его обкладке, соединенной с клеммой источника, оказывается заряд положительный относительно обкладки, соединенной с диодом 5. По окончанииимпульса тока в грунте напряжение источника снова начинает убьшать по абсолютной величине, в результате чего к аноду диода 5 прикладывается положительное относительно его катода напряжение, поэтому конденсатор снова начинает перезаряжаться. Этот его перезаряд, в результате которого на обкладке, соединенной с катодом диода 5, снова восстанавливается напряжение, положительное относительно обкладки, связанной с клеммой источника 3, заканчивается в момент, когда в нечетном полупериоде напряжение источника достигает своего максимального амплитудного значения. Далее процесс проведения тока в грунте (от анода к катоду) повторяется циклически. Таким- образом, за два полупериода изменения напряжения источника в межэлектродном пространстве через укрепляемый грунт протекает один импульс тока, длительность которого равна длительности одного полупериода изменения тока источника, т. е. генератор формирует однополярные импульсы тока в укрепляемом грунте, протекающего от анода к катоду.

На импульсы тока однополупериодного выпрямления, величина которых определяется значением емкости токоограничивающего конденсатора 6, накладывается переменный ток источника 3, величина которого

ограничивается резистором 4. В результате этого через электроды и находящийся между ними грунт протекает асимметричный переменный ток, постоянная составляющая которого, направленная от анода к катоду, улучщает физико-механические свойства грунта, а переменная осуществляя деполяризацию электрохимической системы, интенсифицирует процессы в нем и повышает эффективность его обработки.

Схема предлагаемого устройства характеризуется простотой и не содержит дефицитных элементов, а включение в цепь формирования постоянной составляющей асимметричного тока дозирующего токоограничивающего конденсатора позволяет повысить кпд генератора импульсов. Этот же конденсатор устраняет постоянную составляющую в токе, потребляемом от источника 3, что обеспечивает лучшее использование его габаритной (расчетной или так называемой типовой) мощности. Такое формирование асимметричного тока производится при равномерной нагрузке источника 3 в течение всего периода изменения его напряжения, т. е. последний разгружается от постоянной составляющей тока, что позволяет уменьщить его типовую мощность. Формула изобретения Устройство для электрохимического укрепленчя грунта, содержащее электроды-инъекторы с закрепляющим раствором, расположенные в укрепляемом грунте, источник питания, диод, причем один электрод-инъектор подключен к одному из выводов источника питания, отличающееся тем, что, с целью првьшения плотаости грунта и снижения энергозатрат, в него введены резистор и конденсатор, причем другой электрод-инъектор подключен к катоду диода, к одной обкладке конденсатора и к одному выводу резистора, другой вывод резистора и другая обкладка конденсатора подключены к другому выводу источника питания, а анод диода соединен с одним из выводов источника питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 346444, кл. Е 02 D 3/14, .: ..-«... 2.Авторское свидетельство СССР № 566464, кл. Е 02 D 3/14, 1977.