Генератор импульсов давления в про-ВОдящЕй жидКОСТи Советский патент 1981 года по МПК B06B1/00 

(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛБСОВ ДАВЛЕНИЯ В ПРОВОДЯЩЕЙ

ЖИДКОСТИ

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для генерирования импульсов давления (ударных волн и гидропотоков) в проводящей жидкости с целью интенсификации тепломассообменных процессов в химической и смежных отраслях промышленности, а также в качестве инструмента для выполнения технологических машиностроительных операций, использующих обработку материалов давлением.

Известен генератор импульсов давления в жидкости, содержаолий импульсный электрический разрядник,; состоящий из двух электродов, ггодклю ённых к генератору импульсов тока 1.

Недостатком данного генератора импульсов давления в жидкости является его малая надежность вследствие эрозии поверхностей электродов. При.электрическом разряде между двумя погруженными в жидкость электродами, подключенными к генератору импульсов тока, ток протекает через жидкость по каналу относительно небольшого сечения, поэтому площади поверхностей электродов, участвующих в разряде, получаются весьма малыми и, как следствие, плотность тока чрезвычайно высокой. При этом механизм разрушения сводится к плавлению металла электродов и последующему его сдуванию с поверхности. Ближайшим по технической сущности к данному изобретению является генератор импульсов давления в проводящей жидкости, состоящий из диэлектрической прокладки и двух электродов с большой площадью поверхности, подключенных к генератору импульсов тока и погруженных в токопроводящую жидкость. Известный генератор относится к источникам импульсов давления с жидкими электродами. Работа генератора импульсов давления основана на пробое проводящей жидкости в отвер15 стиях диска из упругого и пластичного диэлектрика, помещенного между двумя электродами, подключенными к генератору импульсов тока. В отверстии диэлектрика возникает мощная яркая искра, которая проникает глубоко в жидкость. Искре не нужно доходить до электродов, так что расстояние между обоими электродами может быть изменено в широких пределах. Пробой жидi ocTH в отверстии сопровождается его мгновенным испарением, повышением температуры образовавшегося газа и повышением давления до высоких значений. Это приводит к излучению импульса давления в жидкость. Удается при соответствуюш,ем выборе энергии разряда создавать искровой раз-ряд в нескольких отверстиях одновременно, что дает хороший акустический КПД. Таким образом, полностью исключается возникновение эрозии электродов при электрическом разряде 12. Недостатком данного генератора импульсов давления является его малая надежность вследствие больших механических нагрузок на стенку из диэлектрика под воздействием высоких температур и давлений от каналов разряда, развиваюшихся непосредственно в отверстиях стенки. Цель изобретения - повышение надежности генератора импульсов давления в проводяш,ей жидкости за счет замены стенки из твердого диэлектрика пузырьковым экраном. Для достижения поставленной цели в генераторе импульсов давления в проводяш,ей жидкости, состояш.ем из диэлектрической прокладки и двух электродов, подключенных к генератору иммпульсов тока и погруженных в токопроводящую жидкость, ниже уровня пробойного промежутка электродов установлен барботер газа, соединенный трубопроводом с системой подачи газа под давлением, а электроды через барботер газа и. диэлектрическую прокладку герметически соединены между собой. На фиг. 1 - изображен генератор, пропродольный разрез, общий вид; на фиг. 2 - то .же, вид в плане. Генератор содержит электроды 1 и 2, образующие, например, импульсный электрический разрядник аоксиальной геометрии и погруженные в проводящую жидкость. Электрод 1 изготовлен, например, цилиндрическим, а стержневой электрод 2, например, конической вершиной вверх и установлен коаксиально и электрически изолировано от электрода 1 с помощью диэлектрической прокладки 3, ниже уровня пробойного промежутка разрядника, образованного наиболее близко расположенными участ ками электродов 1 и .2, установлен барботер 4 газа, создающий пузырьковый экран 5, разделяющий слой жидкости между электродами. Барботер 4 подключен к системе 6 подачи газа под давлением большим гидростатического. Электроды 1 и 2 посредством токоподводящих шин 7 и 8 подключены к генератору импульсов тока 9. Генератор импульсов давления в проводящей жидкости работает следующим образом. Газ пропускают в слой жидкости между электродами посредством системы 6 подачи газа под давлением и барботера 4, который создает посредине слоя жидкости между электродами пузырьковый экран 5. Электроды 1 и 2 подключают к генератору 9 импульсов тока. При разряде генератора 9 импульсов тока происходит пробой проводящей жидкости в промежутках между газовыми пузырьками экрана 5. Пробой жидкости в промежутках между пузырьками в зависимости от энергии разряда осуществляется в виде мощной искры или большого количества протекающих одновременно искровых разрядов. Искре не нужно доходить до электродов 1 и 2, так что расстояние между электродами может быть изменено в широких пределах. Таким образом, прилегающие к электродам 1 и 2 слои жидкости являются как бы электродами, т. е. в жидкости начинается и в жидкости кончается канал разряда, не касаясь электродов 1 и 2. При большой суммарной плотности тока, плотность тока в отдельных каналах разряда в случае их большого числа значительно меньше. Полностью исключено возникновение эрозии электродов 1 и 2. Устранение эрозии электродов в предлагаемом изобретении получено более надежным способом, чем в известном устройстве, путем замены твердой диэлектрической стенки с отверстиями, разделяющей слой жидкости между электродами, пузырьковым экраном. Режим барботажа, расстояние между электродами 1 и 2, толщина пузырькового экрана 5 выбираются опытным путем в зависимости от энергии разряда. Геометрия электродной системы выбирается в зависимости от конкретных условий работы генератора импульсов давления. Формула изобретения Генератор импульсов давления в проводящей жидкости, состоящий из диэлектрической прокладки и двух электродов, подключенных к генератору импульсов тока и погруженных в токопроводящую жидкость, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности генератора, ниже уровня пробойного промежутка электродов установлен барботер газа, соединенный трубопроводом с системой подачи газа под давлением, а электроды через барботер газа и диэлектрическую прокладку герметически соединены между собой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 1056074, кл. В 1 X, 1967. 2.Фрюнгель Ф. Импульсная техника. М.-Л., 1965, с. 275-278 (прототип).