Устройство для электрохимического укрепления грунта

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

< >962446 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22).Заявлено 11. 02. 81 (21) 3246473/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 300982. Бюллетень ¹ 36

f 5 $ ) М. К п. з

С 09 К 17/00

Государстпеииый комитет

СГ.CP по делам изобретений и открытий

{531УДК 624.138. .5 (088.8) Дата опубликования описания 30.09.82 (72) Авторы изобретения

В.К.Быстров и A.Ã.Íèêoëàåâ с (71 ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО

УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА

Изобретение относится к строительству оснований различных сооружений на водонасыщенных связных грунтах и.может быть использовано при строительстве и эксплуатации объектов жилого, промышленного, военного, гидротехнического и иного назначения..

Известно устройство для электрохимического укрепления грунта, содержащее пару электродов-инъекторбв с закрепляющими растворами, вентиль однополупериодного выпрямителя, два токоограничивающих сопротивления и источник электрической энергии переменного тока с двумя выходными клеммами, одна из которых соединена с катодным электродом-инъектором непсВредственно,а вторая — с анодом электродом-инъектором через два соединенных параллельно токоограничивающих сопротивления, при этом в качестве второго .токоограничиващщего. сопротивления применен конденса« . тор 11).

Недостатком известного устройства является протекание переменной составляющей тока через активное токоограничивающее сопротивление, что п1риводит к повышенным потерям. Кроме того, устройство имеет низкую cicoрость передачи энергии в нагрузку, обусловленную тем, что устройство формирует один импульс тока за период изменения питающего напряжения.

Известно также устройство для электрохимического укрепления грунта, содержащее электроды-инъекторы, расположенные в закрепленном грунте, источник переменного тока и вентильную ячейку, образованную парой соединенных последовательно согласно диодов, при этом катод одного и анод другого подключены к трем.электродам-инъекторам 121.

Недостатками этого устройства являются сравнительная сложность двух групп электродов-инъекторов, что не всегда просто реализовать на практике. Кроме того, необходимо симметрирование характеристик обеих групп электродов, что дополнительно усложняет его применение. Устройство характеризуется невысокими удельными энергетическими показателями, так как ограничение тока в нем осуществляется практически активным сопротивлением источника и схемы формирования импульсов, в ре96244á зультате чего оно имеет сравнительно невысокий КПД.

Наиболее близким к предлагаемому цо технической сущности является устройство для электрохимического укрепления грунтов, содержащее пару электродов-иньекторов с закрепляющими растворами, расположенных .в укрепляемом грунте, два конденсатора, два диода и источник переменного тока, причем один из электродов-инъекторов подключен к одной из обкладок первого конденсатора и к катоду первого диода, анод которого соединен с катодом второго диода P3 ).

Недостатком этого устройства является необходимость наличия мощного однофазного источника переменного тока, а при питании устройства от трехфазного источника переменного тока происходит неравномерная загрузка фаз источника. В случае подключения к фазным обмоткам источника трех однотипных устройств схема такого устройства поЛучается весьма сложной. Кроме того, устройство харак- 25 теризуется сравнительно низкой скоростью передачи энергии источника в нагрузку (один импульс тока за период; изменения питающего напряжения), что снижает скорость укрепления грунта, 30 а также относительно невысокими удельными энергетическими показателями устройства.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. 35

Поставленная. цель достигается тем, что устройство для электрохимического укрепления грунта, содержащее пару электродов-инъекторов с закрепляющими растворами, расположенных в 4g укрепляемом грунте, два конденсатора, два диода и источник переменного тока, причем один из электродовинъекторов подключен к одной из обкладок первого конденсатора и к катоду первого диода, анод которого соединен с катодом второго диода, снабжено дополнительными двумя диодами и дополнительным конденсатором, а источник переменного тока выполнен трехфазным,причем к первой фазе трехфазного источника переменного тока подключена одна из об-. кладок дополнительного конденсатоЖ

, другая обкладка которого под- ючена к общей точке соединения катода первого дополнительного диода и анода второго дополнительного диода, катод которого подключен к одному электроду-инъектору, к Второй фазе трехфазного источника пе- .60 ременного тока подключена одна из обкладок второго конденсатора, другая обкладка которого подключена к аноду первого диода, а другой электрод-инъектор подключен к третьей 65 фазе трехфазного источника переменного тока, а другая обкладка первого конденсатора и аноды второго и первого дополнительных диодов объединены и подключены к трехфазному источнику переменного тока.

На чертеже представлена электрическая схема устройства.

Устройство содержит четыре 1-4 входные клеммы для подключения трехфазного источника 5 переменного тока, обмотки которого соединены по схеме"звезда с нейтралью", и две диодные ячейки б, 7 и 8, 9. Аноды диодов б и 8 подключены к клемме 4, а их катоды через конденсаторы 10 и

11 соответственно соединены с входными клеммами 1 и 2. Катоды диодов 7 и 9 подключены к выходной клемме 12, а входная клемма 3 соединена с выходной клеммой 13. Конденсатор 14, обеспечивающий протекание переменной составляющей асимметричного тока, подключен параллельно обеим диодным ячейкам. К выходным клеммам

12 и 13 подключены рабочие электроды-инъекторы 15 и lб.

Для большей наглядности пояснения работы устройства, цепи формирования однополярных импульсов выпрямленного и переменного тока, проходящих через электроды-инъекторы и укрепляемый грунт, рассматриваются раздельно.

Формирование асимметричного тока в межэлектродном пространстве осуществляется наложением однополярных импульсов выпрямленного тока на переменный ток.

Процесс формирования однополярных импульсов производится следующим образом.

В некоторый момент времени напряжение фазы, приложенное к клеммам 1 и 4, равно нулю и в последующие моменты времени возрастает, и положительным потенциалом прилагается к клемме 4, а напряжение фазы, приложенное к клеммам 2 и 4, положительным потенциалом прилагается к клемме 2. Тогда через 90 эл.град. до фазного напряжения конденсатор 10 заряжен,а через 300 эл.град, линейное напряжение приложенное к клеммам 1 и З,достигает максимума и положительным потенциалом прилагается к клемме 1. При этом к электродам-инъекторам прилагается суммарное напряжение конденсатора 10 и линейное напряжение фаз источника по цепи

1-10-7-12-15-16-13-3-1 и формируется импульс тока, амплитуда которого в 2,73 раза превосходит амплутуду

Тока, обусловленного фазным напряжением источника.

Аналогичные процессы по заряду конденсатора 11 протекают в цепи

96?446

Формула изобретения

/О

4-8-11-2-4. Здесь напряжение заряженного конденсатора 11 суммируется с линейным напряжением источника, приложенным к клеммам 2 и 3, что обеспечивает формирование второго импульса тока. Все процессы протекающие в этой части схемы, сдвинуты по фазе на 120 зл.град.

Переменная составляющая асимметричного тока формируется следующим образом.

Переменное напряжение подвоt дится к электродам-инъекторам 15 и 16 через конденсатор 14 от фазной обмотки трехфазного источника, подключенной к клеммам 3 и 4. Под действием этого напряжения в цепи

4-14-12-15-16-13-3 протекает переменный ток.

Таким образом, асимметричный ток, протекающий через электроды-инъекторы, формируется за счет наложения на однополярные импульсы тока выпрямителя переменной составляющей тока источника. 3а период изменения питающего напряжения к электродам-инъекторам прилагается два положительных импульса тока, амплитуда которых в 2,73 раза превосходит амплитуду тока от фазного напряжения, и один отрицательный с, 30 амплитудой, пропорциональной фазному напряжению источника. Это увеличивает скорость передачи энергии источника в грунт и улучшает удельные энергетические показатели устройст- 35 ва. При этом также повышается скорость укрепления грунта.

Устройство для электрохимнческого укрепления грунта, содержащее пару электродов-инъекторов с закрепляющими растворами, расположенных в ук- 45 репляемом грунте, два конденсатора, два диода и источник переменного тока, причем один из электродовинъекторов подключен к одной из обкладок первого конденсатора и к катоду первого диода, анод которого соединен с катодом второго диода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно снабжено дополнитель ными двумя диодами и дополнительным конденсатором, а источник переменного тока выполнен трехфазный:, причем к первой фазе трехфазного источника переменного тока подключена одна из обкладок дополнительного конденсатора, другая обкладка которого подключена к общей точке соединения катода первого дополнительного диода и анода второго дополнительного диода, катод которого подключен к одному электроду-инъекто. ру, к второй фазе трехфазного источника переменного тока подключена одна из обкладок второго конденсатора, другая обкладка которого подключена к аноду первого диода, другой электрод-инъектор подключен к третьей фазе трехфазного источника переменного тока, а другая обкладка первого конденсатора и аноды второго и первого дополнительных диодов объединены и подключены к трехфазному источнику переменного тока.

Источники информации, принятые вс внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

У 727744, кл. E 02 D 3/14, 1977.

2. Авторское. свидетельство СССР

9 687178, кл. Е 02 D 3/14, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2922962, кл. E 02 0 3/14, 1980 (прототип)..

ВНИИПИ Заказ 74 2/44

Тираж 661 Подписи-.е

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ун.Проект ;iч,l