Электрогидродинамическое оборудование

Внешний вид оборудования:

Скважинное электрогидродинамическое оборудование:

Характеристики:

Максимальная энергия импульса (разряда), кДж 1

Частота импульсов, Гц 0,1-10

Погружаемый (скважинный) инструмент (разрядник):

длина, мм 2500

диаметр, мм 78

вес, кг 20

Требования к кабелю: высоковольтный одножильный с изоляцией на пробой до 60 кВ

Условия работы: давление до 150 атм

	Источник питания: Мощность 6 kW Напряжение питания три фазы 400V /50Hz Выходное напряжение 30 kV Ток заряда 200 mА Регулировка по току и напряжению.
	Скважинный модуль: Мощность разряда 1 kJ. Напряжение заряда конденсаторов 30kV Ток заряда конденсаторов 200mA Регулируемый разрядный контур. Скорость очистки скважины 1-3 метра в минуту. Диаметр модуля—76 mm Длина модуля — 2500 mm

Осуществление электрогидравлического эффекта связано с относительно медленным накоплением энергии в источнике питания и практически мгновенным ее выделением в жидкой среде.

Основными действующими факторами электрогидравлического эффекта являются высокие и сверхвысокие импульсные гидравлические давления, приводящие к появлению ударных волн со звуковой и сверхзвуковой скоростями; значительные импульсные перемещения объемов жидкости, совершающиеся со скоростями, достигающими сотен метров в секунду; мощные импульсно возникающие кавитационные процессы, способные охватить относительно большие объемы жидкости; инфра- и ультразвуковые излучения: механические резонансные явления с амплитудами, позволяющими осуществлять взаимное отслаивание друг от друга многокомпонентных твердых тел;

Все эти факторы позволяют оказьтать на жидкость и объекты, помещенные в нее, весьма разнообразные физические и химические воздействия.

Благодаря специфическим достоинствам, ЭГ-технологии позволяют эффективно выполнять задачи, не решаемые или трудно решаемые традиционными методами. ЭГ - технологии помогают решать проблемы в машиностроении и ремонте техники, в сельском хозяйстве и мелиорации, в строительстве и при разработке полезных ископаемых, в горном деле и гидрометаллургическом производстве, в медицине. Ниже приведены некоторые конкретные примеры.

В технологии машиностроения

Как известно, в машиностроении детали и заготовки для них получают чаще всего литьем, штамповкой, сваркой, прессованием из порошков. Рассмотрим некоторые эффективные ЭГ - процессы, используемые в перечисленных технологиях.

Литье производится заливкой жидкого металла в специально приготовленные формы. Для больших деталей, не требующих высокой точности размеров, используются земляные (в основном, состоящие из кварцевого песка) формы. После твердения и охлаждения отливку надо извлечь из формы, что и делается с помощью специальных вибросит. Однако формовочная смесь пригорает и остается частями на отливке. Особенно сложно удалять стержни (элементы формы), которые устанавливаются для получения полостей и отверстий. Трудности связаны с тем, что стержень, который окружен жидким металлом и потому работает при повышенных температурах, не только больше пригорает, но и изготавливается из более прочного материала. Традиционно очистка отливок от пригоревшей формовочной смеси производится оператором в респираторе отбойным молотком или пневмозубилом (работа вредная и малопроизводительная).

Разработана ЭГ-технология, позволяющая эффективно решать проблему [1;2]. Отливка устанавливается на решетку, которая опускается в ванну с водой, к отливке сверху подводятся электроды, осуществляются разряды на заземленную отливку. Ударная волна сжатия, проходя сквозь металлическую отливку, на границе превращается в волну растяжения, которая разрушает пригоревшую формовочную смесь и все неметаллические наслоения, имеющие иные акустические характеристики. Гидропоток выносит всё отслоившееся из карманов и отверстий.

Дробление - для случаев измельчения (механического) алмазов и твердых алмазоподобных материалов, производства химически чистых порошков - ограничено прочностными возможностями инструмента. ЭГ-дробление решает все проблемы. В камеру-дробилку (рис. 3) загружается порция материала, который обрабатывается в воде. За счет действия ударных волн материал разрушается и измельчается. Для получения частиц заданного размера на дне дробилки размещают сито. ЭГ-процесс обеспечивает: - измельчение частиц твёрдых материалов (алмазов, карбидов, нитридов, керамики, эльбора) до 1-10 мкм; - получение острых неокатанных граней, необходимых в производстве абразивного инструмента (например, алмазных буров); - высокую химическую чистоту измельчаемого продукта (при реализации процесса рабочим инструментом является вода).

Очистка от технологических и эксплуатационных наслоений.

Известна проблема борьбы с наслоениями, образуемыми на внутренних стенках труб различных устройств. Особые проблемы возникают при использовании жесткой (содержащей соли кальция, преимущественно карбоната кальция) воды при водоснабжении и в тепловых нагревательных приборах (радиаторы, сушилки, котельное оборудование). Соли «жесткости» при нагреве воды выпадают в осадок, который образует прочное отложение, похожее по свойствам на мрамор. Этот осадок (зачастую называют накипью) мешает протоку и, имея худшую в 200-300 раз теплопроводность, резко снижает теплоотдачу (при 3 мм толщины осадка- потери энергии составляют до 25 %). ЭГ- разряды в трубе, заполненной водой, или на трубу в ванне с водой легко разрушают отложения, которые затем выносятся гидропотоком.

Сельское хозяйство и мелиорация

Валуны на полях иногда невозможно вывести за пределы поля - их приходится разрушать на месте. Использование взрывчатых веществ приводит к засорению поля осколками. ЭГ-технология обеспечивает безосколочное разрушение камней с размерами в несколько кубометров. В камне сверлятся отверстия-шпуры диаметром 25 мм и длиной 500 мм. Шпур заливается водой, и в него устанавливается взрыватель (может представлять собой два изолированных провода, оголенные концы которых установлены с заданным промежутком). Производится разряд, при котором ударная волна формирует трещину, а гидропоток раздвигает трещину, обеспечивая разрушение - откол камня.

Фильтры водозаборных скважин в процессе работы заиливаются - кальматируют, в результате чего дебет (производительность) падает, зачастую такие скважины приходится закрывать. ЭГ - обработка зоны фильтра специальным разрядным устройством, опущенным в скважину, осуществляет его декальматацию(4). При этом достигается увеличение дебета в 2,5-3 раза.

Строительство

При реконструкциях существует проблема разрушения старых железобетонных фундаментов и сооружений. Применение взрывчатых веществ без остановки производства и особенно внутри зданий - небезопасно, поэтому традиционно используется отбойный молоток. ЭГ- технология зачастую помогает безосколочно и безопасно решать эту проблему: бурятся шпуры и ЭГ- ударами разрушается целостность конструкции, которая затем значительно быстрее (в разы) разбирается с помощью отбойных молотков.

Бракованные и отработанные железобетонные изделия -проблема больших городов и железобетонных заводов, где допускалось до 2-5 % брака. Разрушение железобетонных изделий на ЭГ - установках, аналогичных используемым для очистки литья, позволяет разделить и утилизировать бетонный камень и арматуру