脉冲放电装置制造方法及图纸

一种液体中的脉冲放电装置(1A、1B)，所述装置(1A、1B)包括：至少一对电极(10)，所述至少一对电极被配置为在将预定电压施加在所述电极(10)之间时浸入所述液体中并在所述液体中产生电弧，至少一个加热单元(20)，所述至少一个加热单元被配置为将所述液体加热一段所谓的“加热”持续时间，至少一个放电单元(30)，所述至少一个放电单元被配置为将放电电压施加在所述至少一对电极(10)的电极(10)之间，以及至少一个控制单元(40)，所述至少一个控制单元被配置为控制所述至少一个加热单元(20)以使所述加热单元(20)将所述液体加热一段所述加热持续时间，并被配置为在所述加热持续时间结束时控制至少一个放电单元(30)以使所述至少一个放电单元(30)将依所述预定施加。一个放电单元(30)将依所述预定施加。一个放电单元(30)将依所述预定施加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脉冲放电装置


[0001]本专利技术涉及电力电子领域，具体来讲，涉及一种用于在液体中脉冲放电的装置及其方法。该方法和装置尤其适用于电液压成形、地震工具、油井增产或碎石术。

技术介绍

[0002]在电力电子器件中，已知使用脉冲放电装置，该脉冲放电装置能够在非常高的电压下瞬时使非常高强度的电流在浸入液体中的两个电极之间传递。两个电极之间的电压由外部电源(例如1到40kV之间)供电，该外部电源包括电容模块，该电容模块用于存储电能并将其恢复为非常高的电压(在非常高的电压下)。
[0003]通过已知的方式，在水中高压脉冲放电的情况下，存在两个阶段：第一阶段为所谓的“预放电”阶段，随后为第二阶段，即所谓的“击穿”阶段。通过在第一高电压值(例如20kV)上接通一个电极来触发预放电阶段，同时另一个电极则连接到设置电势基准(例如0kV)的接地端。在预放电阶段期间，两个电极之间定义的电压使水能够加热到沸点，从而形成气体通道，从而产生击穿条件。在该水温上升期间，电极两端的电压缓慢下降到发生击穿阶段的第二电压值。该击穿阶段对应于在气体通道中传播并产生电弧的放电现象，该电弧使电流在两个电极之间流动。
[0004]然而，该类装置有一些缺陷，尤其是在金属零件的电液压成型中的应用时。首先，不控制产生电弧时的电压电平。因此，能量集中在电极之间，然后转换为压力波，从而从一次发射到下一次发射就不稳定。结果，从一个测试到下一个测试，施加到工件上的成型压力是不同的。但是，这种成型差异可能太大，以致于所生产的某些零件不符合要求。另外，在使用几对电极进行成形的情况下，产生电弧所需的时间范围为冲击波的传播顺序。但是击穿时间之间的平均偏差可能证明是很大的，因此不能确保触发不同冲击波的同步性，并且零件的成型会表现出不均匀性，这是主要的缺点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于通过提供功率放大器的简单、可靠和有效的解决方案来至少部分克服这些缺陷。
[0006]为此，本专利技术的一个目的首先在于液体(优选水中)中的脉冲放电装置，所述装置包括：
[0007]至少一对电极，所述至少一对电极被配置为在将预定电压施加在所述电极之间时浸入所述液体中并在所述液体中产生电弧，
[0008]至少一个加热单元，所述至少一个加热单元被配置为将所述液体加热一段所谓的“加热”持续时间，以及
[0009]至少一个放电单元，所述至少一个放电单元被配置为将放电电压施加在所述至少一对电极的电极之间，
[0010]至少一个控制单元，所述至少一个控制单元被配置为控制所述至少一个加热单元
以使所述加热单元将所述液体加热一段所述加热持续时间，并被配置为在所述加热持续时间结束时控制至少一个放电单元以使所述至少一个放电单元将所述预定电压施加在所述至少一对电极的电极之间且从而在所述液体中产生放电。
[0011]根据本专利技术的装置能够在预定的时间点触发电极之间的放电，使得从一个发射到下一个发射期间放电是完全相同的。因此，在将其应用于电液压成形中时，本专利技术可确保从一次发射到另一次发射的可靠性和准确性，以实现产品之间的均匀性。本专利技术能够设置不同的参数以优化放电效率，比如，增加电极间的距离，从而提高能量供应的质量或降低液体介质的电导率，以便使电弧触发更加稳定。根据本专利技术的装置不需要复杂的外部布线，因此可用于车载应用，例如用于地震应用的井下。
[0012]优选地，加热单元的数量等于放电单元的数量。替代地，所述装置可包括数量上大于加热单元数量的多个放电单元。
[0013]还优选地，所述装置包括单个控制单元，所述单个控制单元连接至所有的加热和放电单元，以简化所述装置的架构。
[0014]在一个实施例中，每个加热单元包括连接至至少一对电极中的一个所述电极电容模块(例如，包括一个或多个电容)和所谓的“加热”开关，所述“加热”开关一方面连接至所述电容模块且另一方面连接至所述一对电极中的另一个所述电极。
[0015]在一个实施例中，每个放电单元包括连接至至少一对电极中的一个所述电极电容模块(例如，包括一个或多个电容)和所谓的“放电”开关，所述“加热”开关一方面连接至所述电容模块且另一方面连接至所述一对电极中的另一个所述电极。
[0016]优选地，预定所述加热持续时间，以使所述放电触发从一次发射固定到另一次发射并使所述装置简单有效。
[0017]根据本专利技术的一个方面，所述至少一个控制单元包括计数器，并被配置为在所述至少一个控制单元激活所述至少一个加热单元时触发所述计数器且在所述计数器已达到所述加热持续时间时激活所述至少一个放电单元。该计数器代表用于测量所述预定加热持续时间的简单装置。
[0018]有利地，所述加热持续时间在5到500毫秒之间，以使所述放电能够可靠且有效地得到触发。
[0019]替代地或另外，所述装置尤其是所述至少一个控制单元可被配置为在所述加热电压已达到反映能量转移的预定阈值时监测所述加热电压的变化并中断所述至少一个加热单元对电极之间液体的加热，所述能量转移等于在所述电极之间达到沸腾温度并能产生脉冲放电所需的能量。所述所需的能量是待加热的水量的函数，并取决于所述电极的几何形状。所述能量值可使用下列公式来进行确定：
[0020]E＝ρx Cp x V x(Te
–
Ti)
[0021]其中，E是达到所述电极之间的所述沸腾温度所需的能量，ρ是所述液体的密度，Cp是所述液体的等压热容，V是所述电极之间待加热的水量，Te是所述液体的沸腾温度，且Ti是所述液体的初始温度(即加热之前)。
[0022]替代地或另外，所述装置尤其是所述至少一个控制单元可被配置为在电流的强度已达到反映所述能量转移的预定阈值时时监测在所述至少一对电极的电极之间流动的所述电流的强度的变化并中断所述至少一个加热单元对所述电极之间的液体的加热，所述能
量转移等于达到所述电极之间沸腾温度并产生脉冲放电所需的能量，如上所述。
[0023]根据本专利技术的一个特征，所述至少一个加热单元被配置为在所述电极之间传递加热电压以加热所述液体，在所述电极之间施加电压的使用是加热所述液体的简单有效的手段。
[0024]有利地，所述加热电压在0.1到5kV之间。
[0025]有利地，所述放电电压在1到40kV之间。
[0026]根据本专利技术的一个方面，所述装置包括单对电极。
[0027]在所述装置的一个实施例中，所述装置包括单对电极、单个加热单元、单个放电单元和单个控制单元。
[0028]在所述装置的另一个实施例中，所述装置包括单对电极、多个加热单元、多个放电单元和单个控制单元。使用多个加热单元可减少所述加热持续时间。多个放电单元的使用能够在所述电极之间增加所述电流放电的功率，特别是在用于精确且有效地形成复杂的金属部件时。
[0029]在一个特定实施例中，所述装置包括一对电极、两个加热单元、两个放电单元和控制单元。
[0030]在另一个特定实施例中，所述装置包括一对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种液体中的脉冲放电装置(1A、1B)，其特征在于，所述装置(1A、1B)包括：至少一对电极(10)，所述至少一对电极被配置为在将预定电压施加在所述电极(10)之间时浸入所述液体中并在所述液体中产生电弧，至少一个加热单元(20)，所述至少一个加热单元被配置为将所述液体加热一段所谓的“加热”持续时间，至少一个放电单元(30)，所述至少一个放电单元被配置为将放电电压施加在所述至少一对电极(10)的电极(10)之间，以及至少一个控制单元(40)，所述至少一个控制单元被配置为控制所述至少一个加热单元(20)以使所述加热单元(20)将所述液体加热一段所述加热持续时间，并被配置为在所述加热持续时间结束时控制所述至少一个放电单元(30)以使所述至少一个放电单元(30)将所述预定电压施加在所述至少一对电极(10)的电极(10)之间且从而在所述液体中产生放电。2.根据权利要求1所述的装置(1A、1B)，其特征在于，所述加热持续时间是预定的。3.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1A、1B)，其特征在于，所述至少一个控制单元(40)包括计数器，并且所述至少一个控制单元(40)被配置为在所述至少一个控制单元(40)激活所述至少一个加热单元(20)时触发所述计数器且在所述计数器已...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：ADM二八责任有限公司，
类型：发明
国别省市：