[發明專利]一種用于固體水中破碎的高壓脈沖裝置

在審

• 申請號: 201910049328.5
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109647598A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 江進波;楊林森;楊文;劉暢;邱立
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: B02C19/18
• 分類號: B02C19/18
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 余山

1.一種用于固體水中破碎的高壓脈沖裝置，其特征在于：它包括變壓器（1）、設置于變壓器初級回路上的晶閘管、以及控制器（11）、接地電極（9）、儲能電容（2），控制器（11）用于控制晶閘管的通斷，變壓器（1）的次級回路輸出端分別與第一電極（12）、放電電極（7）連接，所述接地電極（9）的另一端為第一接地端（13），儲能電容（2）兩端并聯恒流充電電源（5），儲能電容（2）的一端與第二接地端（14）連接、另一端與高壓磁開關（3）的一端連接，高壓磁開關（3）的另一端與第二電極（4）連接，第一電極（12）與第二電極（4）之間形成氣體間隙。

2.根據權利要求1所述的用于固體水中破碎的高壓脈沖裝置，其特征在于：包括用于裝液質和待破碎固體物（8）的槽體（10），放電電極（7）、接地電極（9）用于與待破碎固體物（8）接觸以對待破碎固體物（8）進行破碎。

3.根據權利要求1或2所述的用于固體水中破碎的高壓脈沖裝置，其特征在于：所述變壓器（1）為Tesla變壓器。

4.根據權利要求3所述的用于固體水中破碎的高壓脈沖裝置，其特征在于：所述變壓器（1）的次級回路輸出端通過同軸傳輸線（14）與電阻（6）連接后再分別與第一電極（12）、放電電極（7）連接。

5.根據權利要求3所述的用于固體水中破碎的高壓脈沖裝置，其特征在于：所述變壓器（1）的初級回路與整流電路（15）連接。

6.根據權利要求3所述的用于固體水中破碎的高壓脈沖裝置，其特征在于，操作時，采用以下步驟：

1) 將固體放置于槽體（10），槽體（10）中加入水，水位超過固體高度；

2) 將放電電極（7）、接地電極（9）固定于固體旁，并通以Tesla變壓器產生的納秒級高壓脈沖對水中待破碎固體物（8）放電，使其在待破碎固體物（8）中形成導電通道；

3）納秒級高壓脈沖將兩電極氣體間隙擊穿，并使高壓磁開關（3）反向飽和，使儲能電容器（2）中的能量灌入放電通道，加劇導電通道內放電形成的等離子體膨脹過程，破碎待破碎固體物（8）。

7.根據權利要求6所述的用于固體水中破碎的高壓脈沖裝置，其特征在于：在步驟2）中，首先通過恒流充電電源（5）將儲能電容器充電，充電到額定電壓；通過控制器（11）使整流電路（15）對Tesla變壓器原邊電容充電，充電完畢后，通過控制器（11）對晶閘管控制以觸發電容器放電，Tesla變壓器副邊產生高壓脈沖，并經過同軸傳輸線（14）傳遞到放電電極（7），并在水中放電。

8.根據權利要求6或7所述的用于固體水中破碎的高壓脈沖裝置，其特征在于：在高壓脈沖通過同軸傳輸線（14）和電阻（6）對水中放電這個放電回路中，高壓脈沖將第一電極（12）與第二電極（4）形成的氣體間隙擊穿，此時高壓磁開關（3）正向飽和，并不能對儲能電容器（2）放電，高壓脈沖在固體中形成放電通道，放電通道形成后，儲能電容器（2）使高壓磁開關（3）反向飽和，儲能電容器（2）放電，放電完成后，電源分別對儲能電容器（2）和Tesla變壓器（1）原邊電容充電，充電到額定電壓后再放電，重復上述過程。

9.根據權利要求8所述的用于固體水中破碎的高壓脈沖裝置，其特征在于：所述接地電極（9）與放電電極（7）相對，且接地電極（9）與放電電極（7）之間距離為50-100mm。

10.根據權利要求1或2所述的用于固體水中破碎的高壓脈沖裝置，其特征在于：所述放電電極（7）的電極末端為尖端。