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公开(公告)号：CN114744738A
公开(公告)日：2022-07-12
申请号：CN202210207814.7
申请日：2022-03-04
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种高压脉冲放电破岩驱动源拓扑系统，通过充电模块中的谐振升压模块能够提高回路谐振频率并通过变压器升压，每个开关周期内产生的充电脉冲传递很小一部分能量给负载，从而能够提高充电精度和充电效率，通过调整开关周期和谐振频率能够控制充电快慢，并有效控制充电启停；通过充电模块中的高压整流双极性输出单元，将高频高压整流为正负极性的两路直流输出，实现对储能模块的正负双极性充电，能够使储能模块的隔离开关数量减少一半，并能实现储能模块电容放电后残余电压的自动隔离，避免储能模块残压对充电模块造成损坏，相对于现有的在储能模块前级设置续流回路的方式，能够减小系统的体积并节约成本。
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公开(公告)号：CN117781795A
公开(公告)日：2024-03-29
申请号：CN202311722659.3
申请日：2023-12-13
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明提供了一种基于高能液电爆轰的激波碎岩方法，属于脉冲功率领域，其包括如下步骤：S1：对待破碎的岩石进行评估以获得破碎岩石所需要的总能量，根据岩石破碎过程，将总能量划分为第一、第二、第三级能量，S2：形成与第一级能量大小对应的第一级激波，使第一级激波在岩石中形成微裂纹；S3：形成与第二级能量大小对应的第二级激波，使第二级激波在岩石中扩展微裂纹，形成主裂纹且无破碎区；S4：形成与第三级能量大小对应的第三级激波，使第三级激波在岩石中扩展主裂纹并累计形成贯穿裂纹，实现岩石碎裂。本发明能解决现有传统的炸药激波碎岩方式中存在的难以控制激波强度，爆轰过程不可控，安全性不足，粉尘污染严重的问题。
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公开(公告)号：CN117430474A
公开(公告)日：2024-01-23
申请号：CN202311356385.0
申请日：2023-10-18
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种高能液电爆轰的能量调控方法，属于脉冲功率技术领域，其包括：金属丝电能与化学能调控，利用复合脉冲功率的高幅值分量，使得金属丝快速沉积电能，并使金属丝化学能完全释放；等离子体通道沉积能量调控，通过复合脉冲功率的长脉宽分量，调节通道沉积能量与对外辐射热量，使得金属粉末与液体介质反应释放能量；金属粉末释放能量调控，调节金属粉末与液体介质反应速率，使得金属粉末与液体介质反应达到自持，提高金属粉能量释放效率；冲击波能量调控，调节复合脉冲功率、金属丝尺寸与金属粉末参数，提高负载沉积能量向冲击波能量转化效率，达到应用需求。本发明方法通过多个环节的匹配，能实现液电爆轰过程中能量精准调控。
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公开(公告)号：CN115862583A
公开(公告)日：2023-03-28
申请号：CN202211400060.3
申请日：2022-11-09
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种高压脉冲放电破岩装置，属于高电压技术领域，包括依次连接的充电单元、储能与脉冲电流形成单元、脉冲电流传输单元、破碎单元以及时序触发单元，通过分阶段破碎以及时序放电控制使破碎单元冲击波叠加，实现大体积岩石破碎。充电单元将低压工频交流电转化为高压直流电，提供系统所需电能；储能与脉冲电流形成单元用于存储充电单元提供电能，并通过时序触发单元控制电能的释放，形成脉冲电流；脉冲电流传输单元用于将脉冲电流传输至破碎单元；破碎单元利用脉冲电流进行金属丝爆，进行岩石破碎；时序触发单元用于控制储能与脉冲形成单元能量释放时序，实现冲击波的叠加，保证岩石的高效破碎。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115780047A
公开(公告)日：2023-03-14
申请号：CN202211401038.0
申请日：2022-11-09
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种高压脉冲放电破岩的电极结构，属于高电压技术领域，包括依次连接的同轴电缆、电极连接单元、放电电极、爆炸筒，可直接应用于岩石破碎，电极可重复使用，金属丝更换便利。其中，同轴电缆用于将脉冲电流传输至放电电极，采用多芯线结构，以减小回路电感与电阻；电极连接单元包括实现同轴电缆与放电电极的连接，在高压电极连接模块与接地电极连接模块间填充绝缘材料，提高绝缘能力；放电电极将脉冲电流传输至金属丝，形成并维持等离子体电弧，有较高机械强度与抗烧蚀能力，可重复利用；爆炸筒填充金属丝，实现金属丝爆产生冲击波，并通过冲击波传播介质降低冲击波衰减，实现岩石破碎。
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公开(公告)号：CN115584932A
公开(公告)日：2023-01-10
申请号：CN202211340339.7
申请日：2022-10-28
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种基于高压脉冲放电的扩桩方法及应用，属于桩基施工技术领域；本发明通过高压脉冲放电的方式将待扩桩位置处的孔径扩大到所要求的桩基孔径大小，在这个过程中，实时测量得到土壤的土压缩模量和泊松比后，基于放电参数与土壤特性参数和预设孔径大小之间的关系，来设定高压脉冲放电的最优放电参数，具体包括放电次数、以及单次脉冲放电的电极间隙距离和放电能量，实现了放电参数‑冲击波荷载‑土层变形的耦合计算，能够根据土壤特性参数和所要求的桩基孔径，确定对应的最优放电参数，能够在不同土壤环境下通过控制高压脉冲放电参数来高效准确地达到所要求的桩基孔径。
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公开(公告)号：CN114737877B
公开(公告)日：2023-01-06
申请号：CN202210207807.7
申请日：2022-03-04
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种高压脉冲破岩拓扑系统，包括依次连接的发电机、高压变换单元、高压隔离及反压吸收单元、高压脉冲叠加单元、高压脉冲陡化单元、高压脉冲传输单元及破碎电极。高压变换单元用于将发电机输出的低压交流电变换为高压直流电；高压隔离及反压吸收单元包括由保护电阻、反压吸收电阻以及高压硅堆，保护电阻与高压变换单元串联，用于实现高压变换单元与高压脉冲叠加单元的电位隔离；高压硅堆与反压吸收电阻反并联于高压脉冲叠加单元，用于吸收高压脉冲叠加单元的电容上产生的反压；高压脉冲叠加单元将多级脉冲电容器的电压进行叠加，输出高压脉冲，经高压脉冲陡化单元进行陡化后，经高压脉冲传输单元传输至破碎电极以对岩石进行破碎。
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公开(公告)号：CN115130290A
公开(公告)日：2022-09-30
申请号：CN202210696903.2
申请日：2022-06-20
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/398 , E21B7/00 , G06F119/06
Abstract: 本发明公开了一种高压脉冲放电破岩系统的迭代优化设计方法，属于脉冲功率技术领域。方法包括：确定破岩需求，确定岩石与液体介质种类以及钻孔直径；确定伏秒特性，绘制实际工况下岩石与液体介质的伏秒曲线；破碎电极电场优化，对破碎电极电进行迭代优化，使得破碎电极电场分布满足破岩需求；输出电压脉冲优化，对驱动源设计进行迭代优化，使得输出电压脉冲满足破岩需求。本发明从实际破岩需求出发，通过有限元仿真与电路仿真软件分别对破碎电极与驱动源设计进行优化，为高压脉冲放电破岩系统的设计提供指导，提高高压脉冲破岩系统的设计效率，降低系统的设计成本，提高系统的破岩效率、可靠性、使用寿命以及对于不同工况的适用性。
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公开(公告)号：CN114737877A
公开(公告)日：2022-07-12
申请号：CN202210207807.7
申请日：2022-03-04
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种高压脉冲破岩拓扑系统，包括依次连接的发电机、高压变换单元、高压隔离及反压吸收单元、高压脉冲叠加单元、高压脉冲陡化单元、高压脉冲传输单元及破碎电极。高压变换单元用于将发电机输出的低压交流电变换为高压直流电；高压隔离及反压吸收单元包括由保护电阻、反压吸收电阻以及高压硅堆，保护电阻与高压变换单元串联，用于实现高压变换单元与高压脉冲叠加单元的电位隔离；高压硅堆与反压吸收电阻反并联于高压脉冲叠加单元，用于吸收高压脉冲叠加单元的电容上产生的反压；高压脉冲叠加单元将多级脉冲电容器的电压进行叠加，输出高压脉冲，经高压脉冲陡化单元进行陡化后，经高压脉冲传输单元传输至破碎电极以对岩石进行破碎。
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