Система для управления электрохимическим укреплением грунта

(19) 51)4 Е 020 г1.ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ олаев ССС 1983. ССР/11, 198 Ф ищем ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ УКРЕПЛЕНИЕМ ГРУНТА(57) Изобретение относится к строительству различных сооружений на водонасыщенных связных грунтах. Может быть использовано при строительстве и зксплуатации объектов жилого, промыгиленного, военного, гидротехнического и иного назначения. Позволяет повысить точность управления. Содержит трехфазный источник переменного тока с фазами 1, 2 и 3, которые образуют нейтраль 4, злектроды инъекторы 5 и 6 с закрепляющими растворами, размещенные в укрепляемом грунте 7, деполяризующий конденсатор 8. токоогранич ива ющие конденсаторы 9, 10 и 11, диоды 12, 13. и 14, тиристор5 и фазоимпульсный блок 16 управлни я тиристором. 1 ил.1Изобретение относится к строительствуразличных сооружений на водонасыщенныхсвязных грунтах и может быть использованопри строительстве и эксплуатации объектов жилого, промышленного, военного,гидротехнического и иного назначения.Целью изобретения является повышениеточности управления электрохимическим укреплением грунта,На чертеже представлена система дляуправления электрохимическим укреплениемгрунта.Система для управления электрохимическим укреплением грунта содержит трехфазный источник переменного тока (ТИПТ)с тремя фазами 1 - 3 (одни выводы кото-.рых соединены друг с другом и образуютнейтраль 4 трехфазной звезды), два электрода - инъектора 5 и 6 с закрепляющим раствором, размещенные в укрепляемом грунте 7, деполяризующий конденсатор 8, токоограничивающие конденсаторы9 - 11, диоды 12 - 14, тиристор 15, фазоимпульсный блок 16 управления тиристором.Блок 16 фазоимпульсного управлениятиристором выполнен на диоде 17, пиктрансформаторе 18, переменном резисторе 19и конденсаторе 20,25Работа предлагаемой системы управления электрохимическим укреплением грунтаосуществляется путем регулирования количества электричества, канализируемого в закрепляющие растворы, и соответственно вукрепляемый им грунт, находящийся междуэтими электродами-инъекторами. Укреплениегрунта осуществляется асимметричным током, имеющим постоянную и переменнуюсоставляющие.При рассмотрении электромагнитных процессов, происходящих во время укрепления грунта, для большей наглядности пояснения принципа действия системы - цепи формирования импульсов укрепляющего(закрепляющего) выпрямленного тока и пе 40ременного (деполяризирующего) тока, проходящих через электроды-инъекторы и укрепляемый грунт, рассмотрим раздельно. Переменная составляющая тока в виде гармонического тока непрерывно протекает по цепи: электрод-инъектор 5 - грунт 7 - электрод-инъектор 6 - конденсатор 11 конденсатор 10 - третья фаза 3 - первая фаза 1 - конденсатор 9 - конденсатор 8 и обратно. На эту переменную составляющую тока накладываются униполярные (однополярные) импульсы тока, форм ируемые цепью с тиристором 15, источником и конденсаторами 9 и 11. Рассмотрим работу этой цепи.Пусть в исходный момент времени линейное напряжение на выводах 1 и 2 источника имеет нулевое значение, потенциал вывода 3 отрицательный и начинает уменьшаться по абсолютной величине, а линей 2ное напряжение на выводах 1 и 2 возрастает по абсолютной величине.В связи с тем, что потенциал анода диода 13 выше потенциала катода этого диода, в это время конденсатор 10 накапливает энергию, под воздействием фазного напряжения и на обкладке конденсатора О, которая соединена с выводом фазы 3, будет отрицательный потенциал. По окончании этого заряда будем считать что конденсатор 10 заряжен до величины амплитудного значения фазного напряжения.В момент завершения заряда конденсатора 10 значение тока источника становится равным нулю и диод 13 запирается, после чего он предотвращает разряд конденсатора 10 на источник. Линейное напряжение ТИПТ на выводах 2 и 1 и через 90 эл, град. от выбранного начала отсчета становится максимальным. Под действием фазного напряжения обмотки первой фазы с выводами 1 и 4 заряжается конденсатор 9. Одновременно под действием напряжения второй и первой фаз - обмоток с выводами 2 и 1 по первичной обмотке пик-трансформатора протекает ток по цепи: вывод 2 - дифференцирующее звено, состоящее из резистора 19 и конденсатора 20 - первичная обмотка трансформатора 18 - вывод 1 вывод нейтрали 4 - вывод 2 и обратно в зависимости от напряжения на выходах 2 и 1.Во вторичной обмотке импульсного пик-трансформатора формируется управляющий импульс, который сдвинут по фазе 2 и 1 относительно линейного напряжения и подается через диод 17 к управляющему переходу - катоду и управляющему электроду тиристора 15, и он открывается.Первый импульс постоянной составляющей тока через укрепляемый грунт, когда суммируется при согласной полярности напряжение конденсатора 9, напряжения фазной обмотки 4 и 1 и конденсатора 9 проводится по цепи: обмотка ТИПТ с выводом 1 - конденсатор 9 -- тиристор 15 - электрод-инъектор 5 - укрепляемый грунт 7 - электрод-инъектор 6 конденсатор 11 - конденсатор 10 обмотка ТИПТ с выводом 3 и вывод 4, Этот импульсный ток разряда конденсатора 9 (постоянная составляющая асимметричного тока) может формироваться в интервале времени от 90 эл. град. (от выбранного выше начала отсчета) до 270 эл. град, (от этого же начала отсчета), после чего конденсатор 9, перезаряжаясь, ограничивает ток источника, а соответственно и ток в укрепляемом грунте.Через 60 эл. град. от начала отсчета линейное напряжение фаз 3 и 1 ТИПТ возрастает, а при 150 эл. град. от начала40 45 50 формула изобретения 3отсчета будет максимальным и, суммируясь с напряжением конденсатора 10, обеспечивает заряд конденсатора 9 в течение 90 эл. град., т. е. в предельном угле до 230 эл. град. от выбранного начала отсчета, при этом на обкладке конденсатора 9, соединенной с катодом диода 12, будет положительное напряжение, а на обкладке, соединенной с выводом 1 ТИПТ - отрицательное напряжение. Величина напряжения конденсатора 9 достигает в этот момент 2,73 11 щ где 1.1 р - амплитуда фазового напряжения. Одновременно под действием напряжения обмотки второй фазы ТИПТ с выводами 2 и 4 начинает протекать ток, который заряжает конденсатор 11 до напряжения ТИПТ. Цепь протекания тока: вывод 4 - диод 13 - конденсатор 11 - диод 14 - вывод 2. Через 120 эл. град. от начала отсчета напряжение ТИПТ на выводах 3 и 2 начинает возрастать и спустя 90 эл. град. оно станет максимальным. С момента возрастания напряжения ТИПТ на выводах 3 и 2, суммирующегося с напряжением конденсатора 10, происходит подключение этих двух источников последовательно-согласно и под воздействием этого суммарного напряжения производится дозаряд конденсатора 11 по цели; конденсатор 10 - конденсатор 11 - диод 14 - вывод 2 обмотки ТИПТ - вывод 4 - обмотка с выводом 3 - конденсатор 10. В результате этого зарядного процесса через 90 эл. град. конденсатор 11 также заряжается до напряжения величины 2,73 Бтф. Через 180 эл. град. от начала отсчета напряжение ТИПТ на выводах 1 и 2 начинает возрастать и спустя 90 эл, град, оно становится максимальным, а через 270 эл. град. от выбранного начала отсчета по электрической цепи 9 - 15 - 5 - 7 - 6 - 14 - 2 - 4 - 1 - 9 может быть сформирован униполярный импульс тока, укрепляющий грунт. Напряжение, формирующее этот импульс, суммируется из напряжений конденсатора 9 (напряжение которого равно величине 2,73 11 ф и напряжения обмотка ТИПТ с выводами 1 и 2 (напряжение на которой равно в максимуме величине 1,73 (.Ьф). Эти напряжения суммируются согласно, в результате чего получается импульсный источник с суммарным напряжением, равным 4,46 1.Ьф. Этот импульсный разряд может происходить в интервале времени от 270 эл, град. от выбранного начала отсчета до 450 эл. град, (от этого же начала отсчета).Через 240 эл. град. от выбранного начала отсчета линейное напряжение фаз 1 и 3 суммируется с напряжением конденсаторов 9 и 11, и оно становится максимальным при угле в 330 эл. град. от начала отсчета. При этом напряжение конденсатора 10 компенсируется напряжением обмотки с выводом 3 и 4, т.е. когда на выводе 3 будет 5 10 15 20 25 30 35 отрицательный потенциал, а на выводе 4 - положительный потенциал. В результате того, что эти источники включены встречно, напряжение конденсатора 1 О практически влиять на величину постоянной составляющей тока системы не будет.Таким образом, формируется источник, состоящий из конденсатора 9 (напряжение которого равно величине 2,73 Бтф), конденсатора 11 (напряжение которого также равно величине 2,73 БФ) и обмотки с выводами 1 и 4 (напряжение которой равно величине 0,73 11 ). Эти напряжения суммируются согласно, в результате чего получается импульсный исТочник с суммарным напряжением, равным 6,2 1 Ьф. Этот импульсный источник при открытии тиристора 15 разряжается и создает постоянную составляющую асимметричного тока, которая проходит по цепи: вывод фазы обмотки ТИПТ - конденсатор 9 - тиристор 15 - электрод - инъектор 5 - укрепляемый грунт 7 - электрод-инъектор 6 - конденсатор 11 - конденсатор 1 О - вывод фазы 3 обмотки ТИПТ - вывод 4 обмотки ТИПТ - вывод фазы 1 обмотки ТИПТ.Этот импульсный разряд (постоянная составляющая тока) может происходить в интервале времени от 240 эл. град. от выбранного выше начала отсчета до 420 эл. град. (от этого же начала отсчета), после чего конденсаторы 9 и 11 ограничивают ток источника в интервале до 510 эл, град. Затем эти конденсаторы вновь заряжаются (от соответствующих фаз источника) по рассмотренным выше электрическим цепям.При завершении импульса тока конденсаторы 9 и 11 разряжаются и тиристор 15 гаснет - самопогасает естественным путем. Таким образом, система позволит пропустить через укрепляемый грунт за период изменения питающего напряжения один мощный импульс тока с максимальным значением напряжения 6,2 Ъф, формирующего эти импульсы тока.Изменяя сопротивление 19 можно регулировать угол фазного открытия тиристора 15 в диапазоне 180 - 360 эл. град. При этом моменты открытия тиристора 15 смещаются в угЛовом времени от 120 до 300 эл. град.Предлагаемая система позволит эффективно увеличить количество электроэнергии в импульсе. Система для управления электрохимическим укреплением грунта, содержащая трехфазный источник переменного тока, два электрода-инъектора с закрепляющим раствором, размещенные в укрепляемом грунте, деполяризующий конденсатор, три токоограничивающих конденсатора, три1460118 Сставптель А. КузнецвРе.актр Г. Гербер Текред И. Верее Корректор В. Бутяга3 каз 4 5/26 Тираж 588 ПодписноеВНИИЛИ Государственного комитета по изобрегениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Рау опекая на 6., д. 4/5Г 1 роизводственно-издательский комбинат 11 атент, г. Ужгород, ул. Гагари;а, 101 5диода, тиристор и фазоимпульсный блок управления, причем одни выводы трехфазного источника переменного тока объединены, один вывод первой фазы трехфазного источника переменного тока через первый токоограничивающий конденсатор соединен с анодом тиристора и катодом первого диода, анод которого соединен с катодом второго диода и одной обкладкой второго токоограничивающего конденсатора, катод тиристора соединен с одним электродом-инъектором и с одной из обкладок деполяризующего конденсатора, другой вывод второй фазы трехфазного источника переменного тока соединен с катодом третьего диода, анод которого соединен с другим электродом-инъектором и с одной обкладкой третьего токоограничивающего конденсатора, вход фазоимпульсного блока управления подключен к другим выводам первой и второй фаз трехфазного источника переменного тока, а вывод фазоимпульсного блока управления подключен к управляющему электроду тиристора, отличаюи 1 аяся тем,. что, с целью повышения точности управления, анод второго диода соединен с одними выводами фаз трехфазного источника переменного тока, другой "О вывод деполяризующего конденсатора соединен с катодом первого диода, другая обкладка второго токоограничивающего конденсатора соединена с анодом первого диода, а другая обкладка второго токо- ограничивающего конденсатора подключена к другому выводу третьей фазы трехфазного источника переменного тока.