ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ДРОБИЛКА

Полезная модель относится к оборудованию для дробления материалов и может быть использовано при дроблении хрупких материалов в разных отраслях промышленности, в частности, в горноперерабатывающей и строительной, в сельском хозяйстве для переработки органических отходов с целью получения органно-минеральных удобрений, а также, машиностроении для переработки бракованных изделий из абразивных материалов.
На сегодняшний день известны различные установки для электрогидравлической обработки материалов, в частности, патент Ru 2207230 кл. B23H 3/02, B08B 3/10, B02C 25/00, опубл. 2003.06.27.
Сущность изобретения состоит в том, что установка для электрогидравлической обработки, содержащая источник питания, элемент ограничивающего сопротивления, повышающий трансформатор, выпрямительный блок, накопительный конденсатор и электрический разрядник, снабжена преобразователем частоты тока, датчиком тока, блоком сравнения и усиления сигнала рассогласования, при этом элемент ограничивающего сопротивления выполнен в виде элемента с управляемой индуктивностью, выход источника питания соединен со входом преобразователя частоты тока, выход преобразователя частоты тока соединен со входом элемента с управляемой индуктивностью, выход элемента с управляемой индуктивностью соединен со входом повышающего трансформатора, выход повышающего трансформатора соединен со входом выпрямительного блока, выходы выпрямительного блока соединены соответственно со входами датчика тока, разрядника и накопительного конденсатора, выход датчика тока соединен со входом блока сравнения и усиления сигнала рассогласования, а выход последнего соединен со входом элемента с управляемой индуктивностью.
Недостатком является то что, данное изобретение направлено на оптимизацию организации и управления процесса дробления, а не на непосредственное воздействие на обрабатываемый объект.
Другим техническим решением является электрогидравлическая дробилка с разделением продукта по фракциям (патент Ru 2317856, МПК B02C 19/18, опубликовано 2008.02.27).
Сущность изобретения состоит в том, что электрогидравлическая дробилка с разделением продукта по фракциям, содержащая конвейер, корпус с электродами и дробильную решетку, и, по меньшей мере, одну наклонную решетку-классификатор с лотками и приспособлениями для отвода разделенного по фракциям продукта, имеет устройство для смывания водой нисходящей части ленты конвейера, установленное у выходного конца конвейера, а решетки-классификаторы с лотками и приспособлениями для отвода разделенного по фракциям продукта скреплены с дробилкой и установлены под выходным концом конвейера, угол наклона решеток-классификаторов к горизонту лежит в пределах 15…45°, а угол наклона к горизонту лотков равен или превышает 15°, верхняя решетка-классификатор выполнена в виде двускатной крыши, конек которой направлен в сторону конвейера, снабжена возвратным конвейером, а верхняя решетка-классификатор установлена с уклоном в его сторону.
Недостатком является то, что осуществление устойчивого одновременного электрического разряда между системой электродов при одинаковых начальных напряжениях достаточно проблематично. Создание очередности протекания электрического разряда не приведет к должному эффекту дробления вследствие локальности расположения пары электродов относительно корпуса. Фракции дробильного материала, находящиеся между электродами, разнородны по своим размерам и формам, что препятствует возникновению электрического разряда, а это влечет за собой малую эффективность ударного воздействия. Кроме того, не в полной мере удаление раздробленного материала из зоны воздействия приводит к излишнему измельчению породы и неоправданным потерям энергии.
Наиболее близким из известных технических решений является электрогидравлическая дробилка, содержащая корпус с электродами и дробильную решетку, при этом, между каждыми тремя электродами установлены с электрическим контактом два взрывающихся металлических проводника, соединенные электрической цепью, образующие двойные встречные симметричные разрядные контуры с общей точкой, установленные рядно, при этом в корпусе над электродами расположена решетка-сеялка, причем решетка-сеялка и дробильная решетка установлены с возможностью вибрационного перемещения, а уровень воды в корпусе находится выше решетки-сеялки (пат. Ru 2401701 РФ, МПК C1 B02C 19/18, опуб. 20.10.2010. Бюл. №29).
Недостатком является то, что между каждыми тремя электродами устанавливаются два взрывающихся металлических проводника, образующих двойной встречный симметричный разрядный контур с общей точкой, что влечет за собой увеличение сложности и металлоемкости конструкции с уменьшением надежности в эксплуатации, в частности, при осуществлении контакта проводников с электродами.
Техническим результатом полезной модели является уменьшение энергоемкости и металлоемкости установки, повышение надежности работы.
Поставленный технический результат достигается тем, что электрогидравлическая дробилка, содержит корпус, заполненный водой, электроды с взрывающимся проводником в виде металлической проволоки, дробильную решетку, решетку-сеялку, установленные с возможностью вибрационного перемещения, при этом, уровень воды в корпусе расположен выше решетки-сеялки, причем электроды расположены в ударной трубе, снабженной протяжным механизмом и выполненной в виде сопла Лаваля, один конец которой снабжен заглушкой-рефлектором, с параболической внутренней поверхностью, а второй - герметично соединен с корпусом в зоне дробления, взрывающийся проводник выполнен в виде цилиндрической оплетки, состоящей из семейства металлических микропроволок, с армирующим элементом в виде гибкой механически прочной жилы с диэлектрической поверхностью, а корпус установлен в механически прочной емкости, с образованием сообщающихся сосудов.
Размещение электродов в ударной трубе, снабженной протяжным механизмом и выполненной в виде сопла Лаваля, один конец которой снабжен заглушкой-рефлектором, с параболической внутренней поверхностью, а второй - герметично соединен с корпусом в зоне дробления, позволяет изолировать взрывающийся проводник и посадочные гнезда от падающего раздробленного материала и сформировать направленную ударную волну. Выполнение ударной трубы в виде сопла Лаваля позволяет создать высокоскоростной поток, обеспечивающий увеличение амплитуды ударной волны и мощности воздействия на обрабатываемый материал. Рефлектор обеспечивает дополнительное направленное ударное воздействие: ударная волна отражается от его параболической внутренней поверхности, при этом формируется фронт ударной волны плоской геометрии для однородного воздействия на обрабатываемый материал. Протяжный механизм обеспечивает надежный контакт взрывающегося проводника и посадочных отверстий электродов и его скоростную автоматическую подачу.
Выполнение взрывающегося проводника в виде цилиндрической оплетки, состоящей из семейства металлических микропроволок, с армирующим элементом в виде гибкой механически прочной жилы с диэлектрической поверхностью позволяет организовать энергетически более выгодный электрический взрыв. Известно, что при равенстве объемов и длин целостного цилиндрического проводника и семейства микропроволок при одних и тех же начальных условиях электрический взрыв микропроволок происходит более однородно и с большей скоростью нарастания тока разряда, что влечет за собой уменьшение времени нарастания импульса, увеличение амплитуды давления ударной волны и увеличение эффективности воздействия. Армирующий элемент предназначен для осуществления протягивания взрывающегося проводника в полости ударной трубы через посадочные отверстия электродов, где осуществляется надежный электрический контакт микропроволок с электродами. Его диэлектрическая поверхность предотвращает возможность возникновения паразитного электрического разряда между микропроволоками и гибкой механически прочной жилой. Гибкая механически прочная жила может быть выполнена из металла, покрытого диэлектрическим материалом или из цельного диэлектрика.
Использование широкого спектра диаметров и материалов, взрывающихся металлических микропроволок и энергетических параметров генератора импульсных токов, а также скоростной автоматической подачи взрывающегося проводника, обеспечивает дробление материала различных размеров, тем самым достигается повышение мобильности дробилки. Все это в совокупности с высокоскоростным потоком, обеспечивающим увеличение амплитуды ударной волны и дополнительным направленным ударным воздействием позволяет осуществить полноценную организацию электрического взрыва и формирование ударной волны, надежный режим работы, что повышает эффективность работы электрогидравлической дробилки при уменьшении энергоемкости и металлоемкости установки.
Размещение корпуса электрогидравлической дробилки в механически прочной емкости, реализованной как сообщающийся сосуд с корпусом дробилки, обеспечивает постоянный уровень воды в корпусе в течение всего рабочего периода, что в свою очередь увеличивает надежность работы дробилки. Наличие условия сообщающихся сосудов позволяет без остановки технологического процесса производить дробление материала вследствие естественного удаления парогазового пузыря из зоны электрического разряда, что в свою очередь увеличивает мобильность дробильной установки.
Вода исполняет роль передающей рабочей среды, благодаря которой энергия электрического взрыва проводника трансформируется в энергию ударной волны, воздействующей на обрабатываемый материал.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где представлена конструкция устройства электрогидравлической дробилки.
Корпус 1 с ударной трубой 2 в виде сопла Лаваля, установлен в механически прочной емкости 3, заполненной водой 4 образуя сообщающиеся сосуды. В корпусе 1 размещены решетка-сеялка 5 и дробильная решетка 6, с возможностью их вибрационного перемещения, при этом, уровень воды находится выше решетки-сеялки 5. Один конец ударной трубы 2 снабжен заглушкой-рефлектором 7, с параболической внутренней поверхностью, а второй конец ударной трубы герметично соединен с корпусом 1 в зоне дробления 8. Взрывающийся проводник 9, выполненный в виде цилиндрической оплетки, состоящей из семейства металлических микропроволок, с армирующим элементом в виде гибкой механически прочной жилы с диэлектрической поверхностью, размещается в посадочных отверстиях электродов 10 посредством его автоматической подачи протяжным механизмом, состоящим из подающей 11 и принимающей 12 катушек и механического устройства 13. Электрогидравлическая дробилка снабжена конвейером 14.
Устройство работает следующим образом.
Механически прочная емкость 3 заполняется водой, либо другой диэлектрической жидкостью, причем уровень воды в ней и в сообщающимся с ней корпусом 1 находится выше решетки-сеялки 5. В полость корпуса 1, установленного вертикально, засыпается обрабатываемый материал, часть которого располагается на решетке-сеялке 5, а более мелкая фракция за счет создания вибрационного движения поступает на дробильную решетку 6, также работающей в вибрационном режиме. Взрывающийся проводник 9, посредством протяжного механизма устанавливается в посадочные отверстия электродов 10, где осуществляется надежный электрический контакт с применением, в частности, цанговых зажимов. При подаче высокого напряжения, формируемого генератором импульсных токов (ГИТ), на электроды 10, осуществляется электрический взрыв проводника 9 и в ударной трубе 2 в виде сопла Лаваля генерируется ударная волна. Сгенерированная и отраженная от рефлектора 7 и затем усиленная ударная волна распространяется в зоне дробления 8 (область расположения обрабатываемого материала), вследствие чего происходит высокоскоростное и эффективное разрушение обрабатываемого материала. Раздробленная фракция, соответствующая размерам ячейки дробильной решетки 6, падает вниз и поступает на конвейер 14, посредством которого удаляется из механически прочной емкости 3. Процесс разрушения материала повторяется и осуществляется в непрерывном режиме. Уровень воды 4, которая в процессе работы электрогидравлической дробилки разбрызгивается из корпуса, при этом не меняется.
Таким образом, применение данного устройства обеспечивает уменьшение энергоемкости и металлоемкости установки, а также повышение надежности работы электрогидравлической дробилки.