[发明专利]一种用于固体水中破碎的高压脉冲装置

权利要求书

1.一种用于固体水中破碎的高压脉冲装置，其特征在于：它包括变压器（1）、设置于变压器初级回路上的晶闸管、以及控制器（11）、接地电极（9）、储能电容（2），控制器（11）用于控制晶闸管的通断，变压器（1）的次级回路输出端分别与第一电极（12）、放电电极（7）连接，所述接地电极（9）的另一端为第一接地端（13），储能电容（2）两端并联恒流充电电源（5），储能电容（2）的一端与第二接地端（14）连接、另一端与高压磁开关（3）的一端连接，高压磁开关（3）的另一端与第二电极（4）连接，第一电极（12）与第二电极（4）之间形成气体间隙。

2.根据权利要求1所述的用于固体水中破碎的高压脉冲装置，其特征在于：包括用于装液质和待破碎固体物（8）的槽体（10），放电电极（7）、接地电极（9）用于与待破碎固体物（8）接触以对待破碎固体物（8）进行破碎。

3.根据权利要求1或2所述的用于固体水中破碎的高压脉冲装置，其特征在于：所述变压器（1）为Tesla变压器。

4.根据权利要求3所述的用于固体水中破碎的高压脉冲装置，其特征在于：所述变压器（1）的次级回路输出端通过同轴传输线（14）与电阻（6）连接后再分别与第一电极（12）、放电电极（7）连接。

5.根据权利要求3所述的用于固体水中破碎的高压脉冲装置，其特征在于：所述变压器（1）的初级回路与整流电路（15）连接。

6.根据权利要求3所述的用于固体水中破碎的高压脉冲装置，其特征在于，操作时，采用以下步骤：

1) 将固体放置于槽体（10），槽体（10）中加入水，水位超过固体高度；

2) 将放电电极（7）、接地电极（9）固定于固体旁，并通以Tesla变压器产生的纳秒级高压脉冲对水中待破碎固体物（8）放电，使其在待破碎固体物（8）中形成导电通道；

3）纳秒级高压脉冲将两电极气体间隙击穿，并使高压磁开关（3）反向饱和，使储能电容器（2）中的能量灌入放电通道，加剧导电通道内放电形成的等离子体膨胀过程，破碎待破碎固体物（8）。

7.根据权利要求6所述的用于固体水中破碎的高压脉冲装置，其特征在于：在步骤2）中，首先通过恒流充电电源（5）将储能电容器充电，充电到额定电压；通过控制器（11）使整流电路（15）对Tesla变压器原边电容充电，充电完毕后，通过控制器（11）对晶闸管控制以触发电容器放电，Tesla变压器副边产生高压脉冲，并经过同轴传输线（14）传递到放电电极（7），并在水中放电。

8.根据权利要求6或7所述的用于固体水中破碎的高压脉冲装置，其特征在于：在高压脉冲通过同轴传输线（14）和电阻（6）对水中放电这个放电回路中，高压脉冲将第一电极（12）与第二电极（4）形成的气体间隙击穿，此时高压磁开关（3）正向饱和，并不能对储能电容器（2）放电，高压脉冲在固体中形成放电通道，放电通道形成后，储能电容器（2）使高压磁开关（3）反向饱和，储能电容器（2）放电，放电完成后，电源分别对储能电容器（2）和Tesla变压器（1）原边电容充电，充电到额定电压后再放电，重复上述过程。

9.根据权利要求8所述的用于固体水中破碎的高压脉冲装置，其特征在于：所述接地电极（9）与放电电极（7）相对，且接地电极（9）与放电电极（7）之间距离为50-100mm。

10.根据权利要求1或2所述的用于固体水中破碎的高压脉冲装置，其特征在于：所述放电电极（7）的电极末端为尖端。