ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ РАЗРЯДА В ВОДЕ

Область применения предлагаемого импульсного генератора для осуществления разряда в воде - научные исследования, прикладная физика, в частности для электрогидравлического размола материалов в жидкости, например для размола минералов в горной промышленности.
Известен импульсный генератор, состоящий из высоковольтного блока питания, который заряжает накопительный конденсатор, при достижении критического напряжения на котором происходит пробой водного промежутка между электродами подключенными к накопительному конденсатору. (Тянгинский А.Ю. Электроимпульсные методы формирования нанокластерного серебра в жидкой среде / Тянгинский А.Ю., Трепов Д.А., Церулев М.В., Слепцов В.В. // Нано- и микросистемная техника. - 2008. - №11. - С.13).
Недостатком этого генератора является наличие утечки заряда с накопительной емкости через омическое сопротивление водного промежутка между высоковольтными электродами, которая приводит к разогреву жидкости и. к необходимости компенсации утечки применением более мощного блока питания.
Известен также аппарат для генерации электрических импульсов, состоящий из двух накопительных линий представляющих собой распределенные емкости и индуктивности, которые подключаются одна из них напрямую к высоковольтному трансформатору, а другая через зарядное реактивное сопротивление. Одна из линий подключается к ключу, замыкание которого приводит к перезарядке линии и появлению высоковольтных импульсов удвоенной амплитуды на высоковольтных электродах, в то время как до замыкания ключа, напряжение на между электродами отсутствует. (Патент US №2496979 МПК Н03К 3/55; Н03К 3/00).
Недостатком этого генератора является необходимость применения для разделения накопительных линий во время перезарядка одной из них высоковольтного зарядного сопротивления.
Однако такие зарядные сопротивления должны обладать очень большой мощностью и их изготовление требует больших затрат, а выделяемое ими тепло требует специального отвода.
Технический результат в предлагаемом импульсном генераторе для осуществления разряда в воде заключается в снижении массы и габаритов генератора и в снижении себестоимости генератора.
Обеспечивается технический результат тем, что высоковольтный трансформатор подключен ко второму накопительному конденсатору через омическое сопротивление водного промежутка между высоковольтными электродами, которые помещены в водный промежуток, причем первый и второй конденсаторы соединены между собой через омическое сопротивление водного промежутка.
Устройство импульсного генератора для осуществления разряда в воде показано на Фиг.1. Импульсный генератор для осуществления разряда в воде состоит из: высоковольтного трансформатора 1, накопительных конденсаторов 2, 3, индуктивности 4, коммутатора 5, высоковольтных электродов 6 помещенных в водный промежуток 7. Высоковольтный трансформатор 1 подключается ко первому накопительному конденсатору 3, который последовательно соединен со вторым накопительным конденсатором 2. Параллельно накопительному конденсатору 2 подключены последовательно соединенная индуктивность 4 и коммутатор 5. Последовательно соединенные конденсаторы 2, 3 соединены омическим сопротивлением водного промежутка 7.
Принцип действия импульсного генератора для осуществления разряда в воде заключается в следующем: высоковольтный трансформатор 1 заряжает накопительные конденсаторы 2, 3, причем накопительный конденсатор 3 заряжается напрямую, а накопительный конденсатор 2 через омическое сопротивление водного промежутка 7 между высоковольтными электродами 6. Напряжения на накопительных конденсаторах 2, 3 равны, но противоположны по знаку, что приводит к отсутствию напряжения на водном промежутке 7. При достижении критического напряжения на накопительном конденсаторе 2, а, следовательно, на коммутаторе 5, происходит пробой воздушного промежутка коммутатора 5, и перезарядка накопительного конденсатора 2 через индуктивность 4. В результате чего на водном промежутке 7 появляется импульсное удвоенное напряжение и осуществляется пробой водного промежутка 7. Накопительные конденсаторы 2, 3 разряжаются через водный промежуток 7. Вследствие этого разряд на коммутаторе 5 и между высоковольтными электродами 6 прекращается, омическое сопротивление водного промежутка 7 восстанавливается, накопительные конденсаторы 2 и 3 оказываются подключенными параллельно через сопротивление водного промежутка 7 и выше описанный процесс повторяется.
Скорость нарастания напряжения на водном промежутке 7, при пробое коммутатора 5, определяется постоянной времени контура состоящего из конденсатора 2, подключенного параллельно индуктивности 4 через коммутатор 5, и составляет десятки наносекунд, что позволяет увеличить эффективность электро-гидроразмола материалов.
Проведенные в Петрозаводском государственном университете исследования испытания импульсного генератора для осуществления разряда в воде доказывают его эффективность.
Предлагаемый импульсный генератор для осуществления разряда в воде характеризуется высокой скоростью нарастания импульса напряжения в отсутствии напряжения в остальное время на выходе генератора, простотой, уменьшенными габаритами и массой генератора.