[發(fā)明專利]一種高壓脈沖放電式水下裂縫清洗裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810564265.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108906767B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 單鳴雷;李朝暉;徐崢嶸;張璐;高美;陳秉巖;朱昌平;姚澄;韓慶邦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號(hào): B08B3/10
• 分類號(hào): B08B3/10;E04G23/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 丁濤

本發(fā)明公開(kāi)了一種高壓脈沖放電式水下裂縫清洗方法及裝置，所述裝置包括上位機(jī)、單片機(jī)控制器、機(jī)械開(kāi)關(guān)單元、升壓?jiǎn)卧?、?chǔ)能單元、致泡單元；所述單片機(jī)控制器連接上位機(jī)然后控制機(jī)械開(kāi)關(guān)單元，所述升壓?jiǎn)卧ㄟ^(guò)外接電壓連接機(jī)械單元，所述機(jī)械開(kāi)關(guān)單元連接儲(chǔ)能單元，所述儲(chǔ)能單元包括儲(chǔ)能單元充電模塊和儲(chǔ)能單元放電模塊，所述儲(chǔ)能單元放電模塊連接致泡單元。本裝置利用空化泡在產(chǎn)生與潰滅過(guò)程中伴隨的沖擊波與高速射流對(duì)周圍物體的剝蝕效應(yīng)對(duì)水下裂縫進(jìn)行清洗。本發(fā)明實(shí)用性強(qiáng)，能高效地清洗水下裂縫。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高壓脈沖放電式水下裂縫清洗裝置及方法，屬于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為了保證水下建筑物裂縫的修補(bǔ)質(zhì)量，需要對(duì)裂縫內(nèi)壁進(jìn)行清洗。液體中物體受空化沖擊后，表面會(huì)出現(xiàn)剝蝕現(xiàn)象。近壁空化泡在產(chǎn)生與潰滅消失的過(guò)程中，伴隨著的高壓脈沖、高速射流對(duì)固體表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的剝蝕效應(yīng)，恰當(dāng)利用空泡產(chǎn)生與潰滅時(shí)的剝蝕效應(yīng)可以對(duì)水下建筑物裂縫進(jìn)行高效清洗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種高壓脈沖放電式水下裂縫清洗裝置及方法，用于清洗水下構(gòu)建物出現(xiàn)的裂縫。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種高壓脈沖放電式水下裂縫清洗裝置，所述裝置包括：上位機(jī)、單片機(jī)控制器、機(jī)械開(kāi)關(guān)單元、升壓?jiǎn)卧?、?chǔ)能單元、致泡單元；

所述單片機(jī)控制器連接上位機(jī)然后控制機(jī)械開(kāi)關(guān)單元，所述升壓?jiǎn)卧ㄟ^(guò)外接電壓連接機(jī)械單元，所述機(jī)械開(kāi)關(guān)單元連接儲(chǔ)能單元，所述儲(chǔ)能單元包括儲(chǔ)能單元充電模塊和儲(chǔ)能單元放電模塊，所述儲(chǔ)能單元放電模塊連接致泡單元。

作為優(yōu)選方案，上述升壓?jiǎn)卧ǜ哳l電路和二十倍倍壓整流電路，低壓直流電源通過(guò)高頻電路產(chǎn)生頻率約為47kHz、電壓為的正弦波高壓，再通過(guò)二十倍的倍壓整流電路產(chǎn)生儲(chǔ)能模塊所需的直流高壓。

作為優(yōu)選方案，上述儲(chǔ)能單元，包括多個(gè)儲(chǔ)能模塊，根據(jù)實(shí)際所需放電頻率選擇合適數(shù)量的儲(chǔ)能模塊，每個(gè)儲(chǔ)能模塊由400個(gè)相同的高壓瓷片電容串并聯(lián)而成，瓷片電容的電容值為0.1uF，耐壓值為2kV，整個(gè)儲(chǔ)能模塊有20條支路并聯(lián)，每一條支路由20個(gè)電容串聯(lián)而成。

作為優(yōu)選方案，上述機(jī)械開(kāi)關(guān)單元為單片機(jī)控制器控制的旋轉(zhuǎn)式開(kāi)關(guān)，包括殼體、第一電極、卡槽、金屬片、導(dǎo)電金屬環(huán)、主軸、軸承、聯(lián)軸器、電機(jī)、金屬?gòu)椈?、?dǎo)電金屬棒、第二電極；

所述主軸一端通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸相連，另一端連接于所述殼體的卡槽,所述主軸與殼體有軸承支撐，所述主軸位于殼體內(nèi)部的軸段上固定有兩個(gè)導(dǎo)電金屬環(huán)，兩個(gè)導(dǎo)電金屬環(huán)的一側(cè)均設(shè)置一個(gè)金屬?gòu)椈蛇B接導(dǎo)電金屬棒，另一側(cè)設(shè)置一個(gè)金屬片連接第一電極；其中一個(gè)導(dǎo)電金屬環(huán)所連接的導(dǎo)電金屬棒的數(shù)量為1，用于儲(chǔ)能單元中個(gè)儲(chǔ)能模塊放電，另一個(gè)導(dǎo)電金屬環(huán)所連接的導(dǎo)電金屬棒的數(shù)量為儲(chǔ)能單元中儲(chǔ)能模塊總個(gè)數(shù)減1，用于儲(chǔ)能單元中剩余儲(chǔ)能模塊充電，在導(dǎo)電金屬棒與第二電極還未完全接觸時(shí)，利用金屬?gòu)椈傻膹椥允箤?dǎo)電金屬棒與第二電極完全接觸。

作為優(yōu)選方案，上述導(dǎo)電金屬棒與第二電極的接觸處，導(dǎo)電金屬棒接觸面為凸起的圓球面，第二電極是凹陷的圓球面。

作為優(yōu)選方案，上述單片機(jī)控制器連接藍(lán)牙模塊，單片機(jī)控制器的型號(hào)為AT89S51。

作為優(yōu)選方案，上述上位機(jī)，使用C#編寫(xiě)，通過(guò)串口方式與單片機(jī)控制器通信，調(diào)整機(jī)械開(kāi)關(guān)主軸位置，控制本裝置的放電頻率、運(yùn)行和停止。

作為優(yōu)選方案，上述致泡單元包括底座、機(jī)械臂、連接件、電極固定底座、接線柱、鎖緊孔、放電電極；

所述機(jī)械臂的一端固定在底座上，另一端連接連接件，所述電機(jī)固定底座的一端固定在連接件上，另一端連接接線柱，所述接線柱上放置放電電極，所述放電電極通過(guò)設(shè)置在接線柱上的鎖緊孔鎖緊。

一種高壓脈沖放電式水下裂縫清洗方法，利用上述的裝置，步驟如下：