Система электродов для установки электродинамической фрагментации
Иллюстрации
Показать всеГруппа изобретений относится к способу фрагментации материала посредством высоковольтных разрядов, к системе электродов для установки электродинамической фрагментации, позволяющей осуществить вышеуказанный способ, а также к установке для фрагментации и к применению данной установки для фрагментации материала с низкой электропроводностью. Способ включает в себя этап подготовки системы электродов, содержащей проходное отверстие или проходной канал для фрагментируемого материала и одну или несколько пар электродов, этап подачи системы электродов со стороны проходного отверстия или проходного канала, этап генерирования высоковольтных разрядов в проходном отверстии или в проходном канале посредством подачи на электроды высоковольтных импульсов и этап проведения фрагментированных до меньшего или равного заданной величине размера кусков материала через проходное отверстие или проходной канал системы электродов. Установка для фрагментации, применяемая для фрагментации материала с низкой электропроводностью, в частности кремния, бетона или шлака, содержит вышеуказанную систему электродов и генератор высоковольтных импульсов для подачи на электроды системы электродов высоковольтных импульсов. Электродинамическая фрагментация с использованием группы изобретений характеризуется более высокой степенью экономичности процесса. 5 н. и 52 з.п. ф-лы, 27 ил.
Реферат
Изобретение относится к системе электродов для установки электродинамической фрагментации, к установке фрагментации, включающей в себя такую систему электродов, а также к способу фрагментации кусков материала с использованием такой системы электродов в соответствии с ограничительной частью независимых пунктов формулы изобретения.
При электродинамической фрагментации подлежащий фрагментации материал, к примеру, сыпучая масса из кусков бетона, помещается между двумя электродами и посредством подачи на электроды высоковольтных импульсов, которые приводят к высоковольтным пробоям через фрагментируемый материал, измельчается.
Если фрагментируемый материал должен быть измельчен до заданной величины, то он, по достижении заданной величины, удаляется из зоны фрагментации.
Для этого зона фрагментации выполнена такой, что по ее границам имеется одно или несколько отверстий с размером, соответствующим заданной величине, через которые измельченный до заданной величины фрагментированный материал может покидать зону фрагментации.
Из публикации DE 19534232 A1 известно устройство для электродинамической фрагментации предназначенного для фрагментации материала, у которого днище рабочего резервуара образовано посредством выполненного в виде полусферической решетки электрода днища, приложенного к потенциалу Земли. Выше электрода днища, на некотором расстоянии от него, располагается центральный стержнеобразный высоковольтный электрод. В процессе работы рабочий резервуар заполняется фрагментируемым материалом и рабочей жидкостью таким образом, что фрагментируемый материал в виде сыпучей массы располагается на дне рабочего резервуара, а высоковольтный электрод оказывается погруженным в сыпучую массу из фрагментируемого материала и в рабочую жидкость. Затем на высоковольтный электрод подаются высоковольтные импульсы, так что между электродом днища и высоковольтным электродом происходят высоковольтные пробои через фрагментируемый материал, которые измельчают его. При этом куски фрагментированного материала, размеры которых меньше размеров отверстий решетки электрода днища, проваливаются через эти отверстия решетки и, тем самым, покидают зону фрагментации.
Из GB 2342304 A известны устройства для электродинамической фрагментации, у которых зона фрагментации ограничена двумя выполненными в виде электродов стенками, из которых, по меньшей мере, одна имеет решетчатые отверстия. И в этом случае в процессе работы в зону фрагментации помещается сыпучая масса из предназначенного для фрагментации материала, и затем на выполненные в виде электродов стенки подаются высоковольтные импульсы и притом таким образом, что между этими стенками происходят высоковольтные пробои через фрагментируемый материал, которые измельчают его. Куски фрагментированного материала, величина которых оказывается меньше величины отверстий решетки в электродах стенки, покидают зону фрагментации через эти отверстия решетки.
Из JP 11033430 также известны устройства для электродинамической фрагментации предназначенного для фрагментации материала, у которых одна или несколько воронкообразных зон фрагментации образованы посредством выполненных в виде электродов стенок. При этом на нижнем конце соответствующей зоны фрагментации выходное отверстие ограничивается минимальным зазором между выполненными в виде электродов стенками данной зоны фрагментации. И в этом случае в процессе работы в соответствующую зону фрагментации помещается сыпучая масса из предназначенного для фрагментации материала, и затем на выполненные в виде электродов стенки подаются высоковольтные импульсы, так что между этими стенками происходят высоковольтные пробои через фрагментируемый материал, которые измельчают его. Куски фрагментированного материала, величина которых оказывается меньше минимального зазора между выполненными в виде электродов стенками соответствующей зоны фрагментации, покидают эту зону фрагментации через выходное отверстие.
Решающим недостатком выявленных в DE 19534232 A1 и в GB 2342304 A конструктивных принципов с выполненными в виде решетки электродами днища и стенок состоит в том, что эти электроды являются сравнительно дорогостоящими в изготовлении, что в свете того обстоятельства, что электроды в процессе электродинамической фрагментации представляют собой расходный материал, влечет за собой слишком большие расходы. К тому же, размер отверстий решетки в процессе эксплуатации увеличивается, что приводит к соответствующему изменению заданной величины готового фрагментированного материала.
У всех упомянутых ранее устройств выявляется, к тому же, тот недостаток, что расстояние между электродами равно или больше размера отверстий решетки или выходных отверстий, что для случая, когда желательна предварительная фрагментация, требует сравнительно больших расстояний между электродами, наряду с требованиями подачи достаточно мощных высоковольтных импульсов. А это, в свою очередь, требует использования очень дорогих генераторов высоковольтных импульсов.
Таким образом задача предлагаемого изобретения состоит в создании системы электродов и установки для фрагментации, которые не имеют недостатков уровня техники или, по меньшей мере, частично, предотвращают их.
Эта задача решается посредством системы электродов и установки для фрагментации в соответствии с независимыми пунктами формулы изобретения.
В соответствии с этим, первый аспект изобретения относится к системе электродов для электродинамической установки для фрагментации с проходным отверстием или с проходным каналом для фрагментируемого материала и с одной парой электродов или с несколькими парами электродов, посредством которой или которых, за счет подачи на электроды соответствующей пары электродов высоковольтных импульсов, внутри проходного отверстия или проходного канала могут быть генерированы, соответственно, высоковольтные разряды для измельчения фрагментируемого материала. Проходное отверстие в соответствии с формулой изобретения может иметь сравнительно небольшую аксиальную протяженность в направлении прохождения, в то время как проходной канал в соответствии с формулой изобретения имеет явно выраженную протяженность в направлении прохождения и, в частности, имеется тогда, когда электроды в направлении прохождения располагаются в нескольких плоскостях аксиально друг за другом.
Электроды пар электродов могут быть образованы посредством отдельных электродов и/или выступов электродов на одном или нескольких электропроводящих корпусах электродов. В случае использования отдельных электродов, они могут быть электрически изолированы друг от друга или могут быть электропроводящим образом соединены друг с другом. Также несколько пар электродов могут делить между собой отдельный электрод или выступ корпуса электрода в качестве общего электрода. Так, к примеру, несколько пар электродов могут быть образованы посредством того, что одному нагружаемому высоковольтными импульсами отдельному электроду или одному выступу нагружаемого высоковольтными импульсами корпуса электрода назначаются несколько приложенных к потенциалу Земли отдельных электродов или выступов приложенного к потенциалу Земли корпуса электрода, так что при каждом высоковольтном импульсе происходит высоковольтный пробой через образованную таким образом пару электродов, в зависимости от фактической электропроводимости в зоне пары электродов.
В соответствии с изобретением проходное отверстие или проходной канал выполнены таким образом, и электроды пар электродов расположены в них таким образом, или проходное отверстие или проходной канал образованы посредством электродов пары электродов или пар электродов таким образом, что в зоне кратчайшей линии соединения между электродами, по меньшей мере, одной из пар электродов, в предпочтительном варианте, при прилегании к одному или к двум электродам этой пары электродов, через проходное отверстие или проходной канал может проходить сфера, диаметр которой больше, чем длина этой кратчайшей линии соединения между электродами. В этом случае сфера находится в соответствии с формулой изобретения «в зоне кратчайшей линии соединения» между двумя электродами, если сумма кратчайших линий соединения между ней и этими двумя электродами меньше кратчайшей линии соединения между обоими электродами.
Иными словами, первый аспект изобретения относится, таким образом, к системе электродов для установки электродинамической фрагментации с проходным отверстием или проходным каналом для фрагментируемого материала и, по меньшей мере, с двумя электродами, между которыми внутри проходного отверстия или проходного канала, за счет подачи на них высоковольтных импульсов, могут быть генерированы высоковольтные разряды для измельчения фрагментируемого материала. При этом электроды расположены внутри проходного отверстия или проходного канала таким образом или таким образом формируют проходное отверстие или проходной канал, что минимальное расстояние между двумя электродами, между которыми могут быть генерированы высоковольтные разряды, оказывается меньше диаметра максимальной сферы, которая может проходить проходное отверстие или проходной канал в зоне этих двух электродов.
Посредством такой системы электродов возможно, по меньшей мере, в отдельной зоне системы электродов осуществлять электродинамическое измельчение фрагментируемого материала экономичным способом с использованием сравнительно небольших высоковольтных импульсов. Также, вследствие этого, выявляется возможность посредством переоснащения имеющихся установок системами электродов в соответствии с изобретением, существенно расширить реализуемый диапазон заданных величин таких установок в сторону их увеличения.
В предпочтительном варианте осуществления система электродов имеет несколько пар электродов, посредством которых, за счет подачи на их электроды высоковольтных импульсов, внутри проходного отверстия или проходного канала могут быть генерированы, соответственно, высоковольтные разряды для измельчения фрагментируемого материала. При этом проходное отверстие или проходной канал в предпочтительном варианте выполнены таким образом, и электроды пар электродов расположены в них таким образом, или проходное отверстие или проходной канал образуются посредством электродов пар электродов таким образом, что у каждой пары электродов в зоне кратчайшей линии соединения между ее электродами, в предпочтительном варианте, при прилегании, по меньшей мере, к одному или к обоим электродам данной пары электродов, через проходное отверстие или проходной канал может проходить сфера, диаметр которой, соответственно, больше, чем длина соответствующей кратчайшей линии соединения между электродами. То есть в предпочтительном варианте в зоне каждой из пар электродов через проходное отверстие или проходной канал может проходить, соответственно, сфера, диаметр которой больше длины кратчайшей линии соединения между электродами соответствующей пары электродов.
Посредством такой системы электродов возможно по всей зоне проходного отверстия или проходного канала осуществлять электродинамическое измельчение фрагментируемого материала экономичным способом с использованием сравнительно небольших высоковольтных импульсов.
В предпочтительном варианте система электродов выполнена таким образом, что в направлении прохождения проходного отверстия или проходного канала, с обеих сторон соответствующей кратчайшей линии соединения между электродами соответствующей пары электродов, в зоне этой кратчайшей линии соединения, в предпочтительном варианте, при прилегании к одному из электродов или к обоим электродам, через проходное отверстие или проходной канал может проходить сфера, диаметр которой больше, чем длина этой кратчайшей линии соединения. Благодаря этому, становятся возможны системы электродов с особенно хорошей производительностью при выполнении фрагментации.
В следующем предпочтительном варианте осуществления система электродов выполнена таким образом, что диаметр соответствующей сферы, которая в зоне соответствующей кратчайшей линии соединения между электродами соответствующей пары электродов, в предпочтительном варианте, при прилегании, по меньшей мере, к одному из двух электродов соответствующей пары электродов, может проходить через проходное отверстие или проходной канал, соответственно, больше 1,2-кратной, в предпочтительном варианте, 1,5-кратной длины соответствующей кратчайшей линии соединения между электродами.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления системы электродов проходное отверстие или проходной канал имеют округлую или многогранную, в предпочтительном варианте, круглую основную форму или форму поперечного сечения, при которой, в частности, радиально от внешних границ проходного отверстия или проходного канала в проходное отверстие или в проходной канал входят один или несколько, в предпочтительном варианте, стержнеобразных или заостренных выступов электродов, в предпочтительном варианте, оставляя свободным центр проходного отверстия или проходного канала. Такие системы электродов просты в изготовлении и имеют конструкции, в которых использованные выступы электродов могут быть простым способом заменены извне.
В другом предпочтительном варианте осуществления системы электродов проходное отверстие или проходной канал имеют кольцеобразную, в предпочтительном варианте, круглую основную форму или форму поперечного сечения. Под проходным отверстием или проходным каналом с кольцеобразной основной формой или формой поперечного сечения в данном случае, в широком смысле, понимается проходное отверстие или проходной канал, которое или который в направлении потока проходят вокруг образующей их внутренние границы структуры. При этом кольцеобразная основная форма или форма поперечного сечения может иметь различную геометрию, к примеру, форму звезды или многогранника, в частности, может быть выполнена прямоугольной или квадратной, или иметь форму эллиптического кольца или круглого кольца. К тому же, в направлении потока по своей периферии она может иметь равномерную или переменную ширину.
За счет этого конструктивные возможности в отношении проходного отверстия или проходного канала существенно расширяются, и возможны варианты осуществления, при которых, за счет централизованной высоковольтной подачи на большое количество пар электродов, которые предусмотрены для генерирования высоковольтных разрядов в проходном отверстии или в проходном канале, могут быть поданы высоковольтные импульсы.
При этом предпочтительным является то, что от внутренних границ проходного отверстия или проходного канала и/или от внешних границ проходного отверстия или проходного канала в проходное отверстие или в проходной канал входят один или несколько, в предпочтительном варианте, стержнеобразных или заостренных выступов электродов. За счет этого по периферии проходного отверстия или проходного канала может быть образовано множество проходов для измельченного до заданной величины фрагментированного материала, которые, соответственно, ограничены парами электродов, которые, по возможности, подают на граничащие с ними куски фрагментируемого материала размером больше заданной величины, высоковольтные разряды и посредством этого измельчают их, пока они не достигнут заданной величины и смогут пройти проходное отверстие или проходной канал по соответствующим проходам.
Далее предпочтительным является то, что выступы электродов входят в проходное отверстие или в проходной канал перпендикулярно предписанному направлению прохождения или с наклоном в направлении, противоположном предписанному направлению прохождения. В первом случае выявляется преимущество в отношении того, что такие системы электродов также с заменяемыми выступами электродов достаточно просты в изготовлении и, соответственно, не требуют больших затрат. Во втором случае выявляется преимущество в отношении того, что выступы электродов ориентированы в направлении фрагментируемого материала, что повышает вероятность прямого контакта с фрагментируемым материалом, вследствие чего, в частности, при определенных размерах кусков фрагментируемого материала, возможно дальнейшее улучшение эффективности процесса фрагментации.
При этом также является предпочтительным, что внутренние границы и/или внешние границы проходного отверстия или проходного канала образованы, соответственно, посредством корпуса изолятора, на котором располагаются отдельные выступы электродов. Благодаря этому, становится возможным экономичным способом производить замену использованных выступов электродов, без необходимости замены для этого всех границ проходного отверстия или проходного канала. При этом выступы электродов могут быть изолированы относительно друг друга, или же некоторые или все выступы электродов, к примеру, посредством проходящего в корпусе изолятора соединительного провода, могут быть электропроводящим образом соединены друг с другом.
В предпочтительном варианте обоих описанных ранее вариантов осуществления предпочтительного варианта осуществления системы электродов с кольцеобразным проходным отверстием или кольцеобразным проходным каналом от внутренних границ и от внешних границ проходного отверстия или проходного канала в проходное отверстие или в проходной канал входят, соответственно, несколько стержнеобразных или заостренных выступов электродов. При этом каждому выступу электродов, которые от внутренних границ входят в проходное отверстие или в проходной канал, соответствуют, по меньшей мере, два выступа электродов, входящих в проходное отверстие или в проходной канал от внешних границ. Благодаря этому, соответствующий расположенный на внутренних границах выступ электрода, совместно с соответствующими ему выступами электродов на внешних границах, образует несколько пар электродов, которые делят его в качестве общего электрода. Соответственно, будет иметь место исходящий от соответствующего расположенного на внутренних границах выступа электрода высоковольтный разряд, в зависимости от электропроводности в зоне между этим выступом электрода и соответствующими ему выступами электродов на внешних границах, к одному из соответствующих ему выступов электродов на внешних границах. За счет такого варианта осуществления можно посредством каждого расположенного на внутренних границах выступа электрода образовать несколько зон фрагментации внутри проходного отверстия или проходного канала.
В следующем предпочтительном варианте осуществления системы электродов от внутренних границ проходного отверстия или проходного канала в проходное отверстие или в проходной канал входят один или несколько, в предпочтительном варианте, стержнеобразных или заостренных выступов электродов, в то время как внешние границы проходного отверстия или проходного канала образованы посредством одного единственного электрода, который в предпочтительном варианте выполнен кольцеобразным. Внешние границы проходного отверстия или проходного канала образуют, тем самым, круговой электрод, который, соответственно, с каждым из выступов электродов образует пару электродов. Такой электрод надежен и не дорог в изготовлении.
Еще в одном предпочтительном варианте осуществления системы электродов от внутренних границ проходного отверстия или проходного канала в проходное отверстие или в проходной канал входят несколько, в предпочтительном варианте, стержнеобразных или заостренных выступов электродов, причем часть из них или все эти выступы электродов с наклоном в направлении, противоположном предписанному направлению прохождения, входят в проходное отверстие или в проходной канал, в предпочтительном варианте, таким образом, что их свободные концы в аксиальном направлении выступают за пределы структуры, на которой располагаются эти выступы электродов. Благодаря этому, вероятность прямого контакта выступов электродов с фрагментируемым материалом повышается и, при определенной величине кусков фрагментируемого материала позволяет улучшить эффективность процесса фрагментации.
В предпочтительном варианте осуществления системы электродов, при котором проходное отверстие или проходной канал имеют кольцеобразную, в предпочтительном варианте, круговую основную форму или форму поперечного сечения, внутренние границы проходного отверстия или проходного канала образуются посредством одного единственного, в предпочтительном варианте, дискообразного, стержнеобразного или сферического электрода. Такой вариант осуществления является надежным и не требует больших затрат при изготовлении.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления системы электродов эта система электродов имеет проходной канал для фрагментируемого материала, в котором в различных аксиальных позициях относительно предписанного направления прохождения от внешних границ и/или, если они имеются, от внутренних границ проходного канала в проходной канал входят, в предпочтительном варианте, стержнеобразные или заостренные выступы электродов. Такие системы электродов обозначаются далее также как многоступенчатые системы электродов.
При этом преимуществом является то, что расположенные в различных аксиальных позициях выступы электродов входят в проходной канал в различных положениях по периферии внешних границ и/или внутренних границ. Посредством таких систем электродов можно в малом пространстве оказывать особо интенсивное воздействие на фрагментируемый материал посредством высоковольтных разрядов.
В предпочтительном варианте в таких многоступенчатых системах электродов часть или все расположенные в направлении прохождения в первой аксиальной позиции выступы электродов входят в проходной канал с наклоном в направлении, противоположном предписанному направлению прохождения.
При этом предпочтительным является далее то, что, по меньшей мере, часть или все входящие в проходной канал от внутренних границ проходного канала и расположенные в первой аксиальной позиции выступы электродов входят в проходной канал с наклоном в направлении, противоположном предписанному направлению прохождения. Благодаря этому выявляется, как было упомянуто ранее, преимущество в том, что вероятность прямого контакта выступов электродов с фрагментируемым материалом повышается. Это, опять же, положительно влияет на эффективность процесса фрагментации.
При таких многоступенчатых системах электродов предпочтительным является далее то, что расположенные в направлении прохождения на следующей за первой аксиальной позицией аксиальной позиции выступы электродов, то есть расположенные на второй, третьей и т.д. аксиальной позиции выступы электродов, входят в проходной канал перпендикулярно предписанному направлению прохождения или с наклоном в направлении предписанного направления прохождения. За счет этого процесс прохождения измельченного до заданной величины фрагментированного материала через проходной канал облегчается.
В следующем предпочтительном варианте осуществления многоступенчатой системы электродов выступы электродов входят в проходной канал таким образом, что он оказывается непроходимым для цилиндрического корпуса с полусферическими концами, имеющего диаметр, соответствующий диаметру наибольшей сферы, которая может пройти проходной канал, и высоту более 1,1-кратного, в предпочтительном варианте, более 1,3-кратного значения этого диаметра. За счет этого становится возможным сделать проходной канал непроходимым для удлиненных кусков фрагментируемого материала с заданным диаметром частиц и посредством этого добиться того, что выходящий из проходного канала фрагментированный материал будет состоять, в основном, из компактных кусков и будет содержать лишь немного или вообще не будет содержать длиннозерных фрагментов.
В следующем предпочтительном варианте осуществления системы электродов с радиально входящими в проходное отверстие или в проходной канал от внешних и/или, там где имеются, от внутренних границ проходного отверстия или проходного канала выступами электродов эти выступы электродов в предписанном направлении прохождения равномерно распределены по периферии внешних границ и/или внутренних границ проходного отверстия или проходного канала. За счет этого выявляется геометрия проходного отверстия или проходного канала, способствующая измельчению фрагментируемого материала, по возможности, на куски равномерной величины.
В еще одном следующем предпочтительном варианте осуществления системы электродов на предписанной стороне выхода проходного отверстия или проходного канала расположено блокировочное устройство, которое в отношении своей геометрии выполнено таким образом, а относительно проходного отверстия или проходного канала расположено таким образом, что сфера с диаметром наибольшей сферы, которая может пройти проходное отверстие или проходной канал, может быть отведена от проходного отверстия или от проходного канала, в то время как цилиндрический корпус с полусферическими концами, который имеет диаметр, соответствующий диаметру наибольшей сферы, которая может пройти проходное отверстие или проходной канал, и высоту более 1,1-кратного, в частности, 1,3-кратного значения этого диаметра, за счет наличия блокировочного устройства не сможет пройти проходное отверстие или проходной канал. За счет этого также становится возможным сделать проходной канал непроходимым для удлиненных кусков фрагментируемого материала с заданным диаметром частиц и посредством этого добиться того, что выходящий из проходного канала фрагментированный материал будет, в основном, компактным и практически не будет содержать длиннозерных фрагментов.
При этом преимуществом является то, что блокировочное устройство выполнено в виде поворотного устройства для выходящего фрагментированного материала, которое имеет также расстояние до электродов и такой угол поворота, что сфера с диаметром наибольшей сферы, которая может пройти проходное отверстие или проходной канал, посредством поворотного устройства может быть отведена от проходного отверстия или от проходного канала, в то время как цилиндрический корпус с полусферическими концами, который имеет диаметр, соответствующий диаметру наибольшей сферы, которая может пройти проходное отверстие или проходной канал, и высоту более 1,1-кратного, в частности, 1,3-кратного значения этого диаметра, за счет наличия поворотного устройства не сможет пройти проходное отверстие или проходной канал. В предпочтительном варианте такие поворотные устройства образуются посредством одного или нескольких перегородок, установленных с наклоном. Такие блокировочные устройства эффективны и не требуют больших затрат при изготовлении.
Второй аспект изобретения относится к установке для фрагментации для электродинамической фрагментации предназначенного для фрагментации материала, по меньшей мере, с одной системой электродов в соответствии с первым аспектом изобретения и с генератором высоковольтных импульсов для подачи на электроды системы электродов высоковольтных импульсов. Использование систем электродов в соответствии с изобретением в таких установках соответствует их предписанному применению.
В предпочтительном варианте осуществления установки для фрагментации система электродов ориентирована таким образом, что проходное отверстие или проходной канал имеют вертикальное направление прохождения. Таким образом, возможно осуществлять подачу фрагментируемого материала на систему электродов и проведение фрагментируемого материала через проходное отверстие или проходной канал исключительно посредством подачи самотеком.
В следующем предпочтительном варианте осуществления установки для фрагментации система электродов имеет проходное отверстие или проходной канал с кольцеобразной, в предпочтительном варианте, круглой основной формой или формой поперечного сечения. При этом генератор высоковольтных импульсов располагается под проходным отверстием или под проходным каналом и непосредственно снизу подает на образованные на внутренних границах проходного отверстия или проходного канала электроды высоковольтные импульсы.
При этом предпочтительно, что внешние границы проходного отверстия или проходного канала, или расположенные на этих внешних границах электроды приложены к потенциалу Земли. Посредством этого должен быть изолирован лишь ведущий к образованным на внутренних границах проходного отверстия или проходного канала электродам подводящий провод генератора высоковольтных импульсов и могут быть реализованы очень короткие пути подачи, что является предпочтительным.
Третий аспект изобретения относится к применению установки для фрагментации в соответствии со вторым аспектом изобретения для фрагментации материала с низкой электропроводностью, в предпочтительном варианте, кремния, бетона или шлака. При таких вариантах применения преимущества изобретении выявляются особенно явно.
Четвертый аспект изобретения относится к способу фрагментации материала посредством высоковольтных разрядов до размера кусков меньше или равных заданной величине.
При этом используется система электродов в соответствии с первым аспектом изобретения, которая имеет проходное отверстие или проходной канал для фрагментируемого материала, которое или который выполнены таким образом, что куски материала меньшего или равного заданной величине размера могут проходить через проходное отверстие или проходной канал, в то время как куски материала размера больше заданной величины не могут пройти через проходное отверстие или проходной канал и, благодаря этому, удерживаются системой электродов.
На систему электродов с одной стороны ее проходного отверстия или ее проходного канала подается предназначенный для фрагментации материал с размером кусков больше заданной величины, причем возможно имеющиеся в поданном фрагментируемом материале куски материала меньшего или равного заданной величине размера могут проходить через проходное отверстие или проходной канал.
На электроды системы электродов подаются высоковольтные импульсы, так что в проходном отверстии или в проходном канале генерируются высоковольтные разряды, посредством которых входящие в проходное отверстие или в проходной канал, или граничащие с электродами куски материала измельчаются.
Измельченные таким образом до меньшего или равного заданной величине размера куски материала проводятся через проходное отверстие или проходной канал системы электродов и таким образом удаляются из зоны фрагментации.
При использовании способа в соответствии с изобретением возможно осуществлять электродинамическую фрагментацию материала (фрагментируемого материала) экономичным способом и при существенно меньших расстояниях между электродами, чем заданные величины измельченного материала, благодаря чему выявляется преимущество в том, что и при использовании экономичных генераторов высоковольтных импульсов возможна фрагментация до сравнительно больших заданных величин.
В предпочтительном варианте осуществления способа загрузка системы электродов фрагментируемым материалом и проведение фрагментированных кусков материала через проходное отверстие или проходной канал осуществляется посредством подачи самотеком. Благодаря этому, преимущественно не требуется никаких вспомогательных устройств для транспортировки фрагментируемого материала в зону фрагментации и для отведения его из этой зоны после осуществления процесса фрагментации.
В еще одном следующем варианте осуществления способа проходное отверстие или проходной канал системы электродов во время генерирования высоковольтных разрядов заполнены рабочей жидкостью. В предпочтительном варианте осуществления рабочая жидкость проходит при этом через проходное отверстие или проходной канал в направлении прохождения материала. Вышеупомянутые мероприятия способствуют выводу из зоны фрагментации мелких частиц фрагментируемого материала, которые оказывают негативное воздействие на эффективность процесса фрагментации.
Другие варианты осуществления, преимущества и варианты применения изобретения выявляются на основании зависимых пунктов формулы изобретения, а также последующего описания на основании фигур, на которых представлены:
фиг.1 - вид сверху первой системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.2 - вид сверху второй системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.3 - вид сверху третьей системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.4 - вид сверху четвертой системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.5 - вид сверху пятой системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.6 - вид сверху шестой системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.7 - вид сверху седьмой системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.8 - вид сверху восьмой системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.8a - вид сверху девятой системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.8b - вертикальный разрез части первой установки для фрагментации в соответствии с изобретением, с системой электродов с фиг.8a;
фиг.9 - вид сверху десятой системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.10 - вид сверху одиннадцатой системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.11 - вид сверху двенадцатой системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.11a - вертикальный разрез части второй установки для фрагментации в соответствии с изобретением, с системой электродов с фиг.11;
фиг.11b - изображение, аналогичное фиг.11a, с установкой в соответствии с изобретением в процессе фрагментации;
фиг.11c - изображение, аналогичное фиг.11a, со схематично изображенными сферическими или цилиндрическими корпусами, расположенными в проходном отверстии;
фиг.11d - изображение, аналогичное фиг.11a, с расположенным в системе электродов длиннозерным фрагментом;
фиг.11e - изображение, аналогичное фиг.11a, второй установки для фрагментации в соответствии с изобретением, с вариантом осуществления системы электродов с фиг.11;
фиг.12 - вид сверху тринадцатой системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.12a - вертикальный разрез части третьей установки для фрагментации в соответствии с изобретением, с системой электродов с фиг.12;
фиг.12b - изображение, аналогичное фиг.12а, третьей установки для фрагментации в соответствии с изобретением, с вариантом осуществления системы электродов с фиг.12;
фиг.13 - вид сверху четырнадцатой системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.14 - вид сверху пятнадцатой системы электродов в соответствии с изобретением;
фиг.14a - вертикальный разрез части четвертой установки для фрагментации в соответствии с изобретением, с системой электродов с фиг.14;
фиг.14b - изображение, аналогичное фиг.14а, четвертой установки для фрагментации в соответствии с изобретением, с вариантом осуществления системы электродов с фиг.14;
фиг.15 - вид сверху шестнадцатой системы электродов в соответствии с изобретением; и
фиг.15a - вертикальный разрез части пятой установки для фрагментации в соответствии с изобретением, с системой электродов с фиг.15.
Фиг.1 демонстрирует первую систему электродов в соответствии с изобретением для электродинамической установки для фрагментации, на виде сверху. Система электродов имеет проходное отверстие 1 прямоугольной формы или с прямоугольной формой поперечного сечения для фрагментируемого материала, от внешних границ которого в него входят три стержнеобразных выступа 5a, 5b, 5c электродов, оставляя свободным центр проходного отверстия 1.
Внешние границы проходно