![]() |
Оборудование электротехнологических установок |
![]() |
![]() |
• Обзор сайта • | ![]() |
![]() |
• Электрооборудование • | ![]() |
|
|
Электрогидравлический эффект — это возникновение высокого
давления при высоковольтном электрическом разряде между электродами,
погруженными в непроводящую жидкость.
При этом импульсиал ударная волна создает давление до 300 МН/м2 (3
. 103атм).
По существу электрический разряд в жидкости — это новый способ преобразования
электрической энергии в механическую без промежуточных звеньев и с высоким КПД.
Принцип действия. При высоковольтном разряде в жидкости
энергия, запасенная в накопителе очень быстро преобразуется в тепловую, световую
и механическую.
Практически несжимаемая жидкость приводит к возникновению электрогидравлического
удара, что еще больше усиливает действие электрического взрыва.
Выделяются 3 стадии.
Начальный диаметр канала при высоковольтном пробое воды составляет десятые
доли мм.
Если разряд возбуждается через проволочку, то она определяет начальный диаметр
канала разряда и его форму геометрически правильную, а не искривленную.
С увеличением диаметра взрывающейся проволочки максимум мощности электрического
разряда растет до некоторого оптимального значения, а затем снижается.
Выбор размера проволочек обусловлен соблюдением оптимальных параметров разряда
как по электрическим, так и по гидродинамическим показателям.
Оптимальный диаметр проволочки из меди при разряде в воде определяется по
эмпирической формуле:
Носителями энергии при искровом высоковольтном разряде в жидкости являются
ударная волна и парогазовая сфера.
Режимы работы электрогидравлической установки подбирают так, чтобы большая часть
запасенной в конденсаторах-накопителях энергии выделялась в разрядном промежутке
за первый полупериод изменения тока.
ЭГУ (рис. 1.4-6) работает следующим образом.
Конденсатор-накопитель (С) заряжается от сети через трансформатор (Т) и
выпрямитель (Д). Значения импульсов тока ограничиваются зарядным сопротивлением
(R).
При пробое формирующего промежутка (ФП) конденсатор разряжается на рабочий
искровой промежуток (РП) технологического устройства.
Энергетические возможности электрического разряда в непроводящей жидкости (воде)
ограничиваются напряжением заряда и емкостью конденсаторных батарей установок.
ЭГУ могут выполнять следующие технологические операции: разрушение, дробление,
формообразование.
Очистка литья от формовочной земли производится в воде и
полностью исключает пылеобразование.
При этой операции очищаемые отливки помещают в бак. Электроды устанавливают
относительно изделия, подают серию импульсов, которые и обеспечивают очистку от
формовочной земли.
Применение многоэлектродных трехфазных установок позволяет производить обработку
сразу нескольких отливок, устанавливаемых относительно электродов в произвольном
положении.
Формообразование — это процесс получения фасонных изделий из
тонколистового материала с использованием направленных ударных волн высокой
интенсивности, возникающих в жидкости при импульсном электрическом разряде.
Основные факторы формообразования: сверхвысокие ударные гидравлические давления,
мощные кавитационные процессы, ультразвуковое излучение.
Для получения различных по форме изделий создаются различные формы волн—с острым
фронтом, сферические и др.
Это достигается различным расположением электродов и различными формами
проволочек, закорачивающих межэлектродный промежуток.
Варианты ЭГУ для штамповки показаны на рис. 1.4-7.
а) Вариант с размещением рабочих
электродов с одной стороны заготовки
в открытой камере.
Деформация заготовки происходит под действием ударной волны, образующейся при
расширении газовой сферы, и сопутствующего гидропотока.
Листовую заготовку (4) укладывают на матрицу (5) и прижимают к ней с помощью
прижимных устройств. Над заготовкой в открытой камере (2) находится жидкая
передающая среда (1).
На определенном расстоянии от заготовки размещены положительный и отрицательный
электроды (3), которые подключены к генератору импульсов тока ЭГУ.
При высоковольтном разряде между электродами возникает токопрово-дящий канал,
мгновенное расширение которого приводит к возникновению в жидкости ударной
волны.
б) Вариант с размещением рабочих электродов с одной стороны
заготовки в закрытой камера и повышенной эффективностью использования энергии
разряда.
в) Вариант с размещением рабочих электродов внутри заготовки в
закрытой камере и высокой эффективностью использования энергии разряда.
Различную форму удкрной волны можно получить изменением расстояния между
электродами.
Если расстояние между электродами достаточно мало, то фронт волны — сферический,
несколько сантиметров—цилиндрический.
Плоский фронт можно получить, применив тонкую проволочную сетку, которая
мгновенно испаряется при прохождении импульса тока.
Форму ударной волны можно привести в соответствие с формой рабочей полости
матрицы. Для этого проволоку, закорачивающую концы электродов, изгибают таким
образом, чтобы разряд был направлен по возникшему плазменному каналу.
Кроме рассмотренных установок с непосредственным воздействием рабочей среды на
заготовку, есть устройства, в которых деформация заготовки производится с
помощью промежуточного звена (рис. 1.4-8).
Принцип действия состоит в следующем.
Корпус (1) ЭГУ заполнен жидкостью (2), в которой при разряде между электродами
(3) возникает давление.
Под действием давления поршень с пуансоном движется вниз и придает заготовке,
находящейся в матрице, необходимую форму.
Тонкое измелъчение. При этом технологическом приеме материал
доводится до дисперсного состояния или разрушается волной, которая возникает при
электрогидравлическом ударе в жидкости.
Разрушающая способность волны зависит от параметров разрядного контура, а
энергия импульса—от напряжения и емкости конденсатора.
Дня дробления различных минеральных сред применяются простые и надежные
электрогидравлические вибраторы (ЭГ-вибраторы),
представляющие собой систему «цилиндр—поршень» (рис. 1.4-9).
Принцип действия состоит в следующем.
Корпус ЭГ-вибратора (1) заполнен жидкостью (водой), в которой находится
обрабатываемый материал.
На электроды (3) от источника питания подается высоковольтный импульс,
вызывающий искровой разряд между ними. При этом в жидкости возникает импульс
давления, под действием которого поршень перемещается вдоль своей оси.
Вследствие этого в полости цилиндра возникает разряжение, что приводит под
действием атмосферного давления к возврату поршия в исходное положение.
Таким образом обеспечивается возвратно-поступательное движение поршня, а
следовательно, и механический импульс, передаваемый на обрабатываемый материал.
Частота перемещения поршня задается частотой электрических разрядов в том
случае, если общее время движения поршня вверх-вниз меньше периода следования
разрядов.