ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ДРОБИЛКА
ELECTROHYDRAULIC CRUSHER

Изобретение относится к оборудованию для дробления материалов и может быть использовано при дроблении хрупких материалов в разных отраслях промышленности, в частности в горноперерабатывающей и строительной, а также к сельскому хозяйству для переработки органических отходов с целью получения органно-минеральных удобрений.
Известна установка для электрогидравлической обработки материалов (патент №2207230, кл. B23H 3/02, B08B 3/10, B02C 25/00, опубл. 2003.06.27), которая содержит 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.
Наиболее близким из известных технических решений является 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, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введено 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 (патент №2317856, МПК B02C 19/18, опублик. 2008.02.27).
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, что 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.
Техническим результатом изобретения является уменьшение энергоемкости установки, повышение надежности работы, увеличение степени дробления и КПД.
Поставленный технический результат достигается тем, что в электрогидравлической дробилке, содержащей корпус с электродами и дробильную решетку, 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.
Применение электрических взрывающихся проводников обеспечивает стабильность возникновения и протекания электрического разряда, вне зависимости от размеров, форм и плотности породы. Наличие взрывающихся проводников позволяет уменьшить начальное зарядное напряжение конденсаторного накопителя энергии, тем самым обеспечить более безопасный режим работы и уменьшить энергоемкость.
Применение двойного встречного симметричного разрядного контура с общей точкой позволяет оптимизировать размещение элементов электрической цепи, организовать одновременный взрыв и равномерное распределение источников генерации ударных волн, оказывающих разрушающее воздействие на весь объем породы, находящейся в корпусе. Обеспечивает уменьшение энергетических затрат на осуществление непосредственно самого электрического взрыва при организации согласованного режима протекания электрического взрыва, тем самым повысить КПД.
Генерируемые ударные волны последовательно соединенными взрывающимися проводниками являются расходящимися. В области тени отдельно взятого электрода происходит взаимодействие между собой волн от соседних проводников, которое является нелинейным. В результате формируется некоторая результирующая волна высокой амплитуды давления вследствие эффекта нелинейности, эффективно оказывающая разрушающее действие на обрабатываемую породу, тем самым уменьшается энергоемкость установки, повышается степень дробления и КПД.
Использование установленной в корпусе над электродами решетки-сеялки, совершающей вибрационные перемещения, позволяет создать падающий однородный поток породы и организовать попадание породы в зону ударного воздействия дробилки, т.е. сформировать однородное ее распределение по всему объему.
Вода исполняет роль передающей рабочей среды, благодаря которой энергия электрического разряда трансформируется в энергию ударной волны, воздействующей на породу. Кроме того, наличие жидкости позволяет создать равномерное падение породы с малой скоростью в зоне расположения электродов, тем самым практически каждый кусок породы будет подвержен ударному воздействию.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструкция устройства электрогидравлической дробилки с разделением продукта по фракциям, на фиг.2 представлен электрод с фиксатором взрывающегося проводника, на фиг.3 показан цилиндрический шток с цанговым зажимом на конце и металлический проводник в его полости, на фиг.4 представлен альтернативный вариант фиксатора взрывающегося проводника с электродом, на фиг.5 показана электрическая цепь двойного встречного симметричного разрядного контура с общей точкой.
Металлический проводник 1, установленный (фиг.1) в технологических отверстиях электродов 2, закреплен с образованием надежного электрического контакта с помощью фиксаторов 3 (фиг.2). Размещение металлического проводника 1 в отверстиях электродов 2 осуществляется с помощью полого цилиндрического штока 4, имеющего на конце цанговый зажим 5 с конусной фиксирующей гайкой 6 (фиг.3). Металлический проводник 1 и электроды 2 располагаются в корпусе 7 дробилки между решеткой-сеялкой 8 и дробильной решеткой 9. В стенке корпуса 7 дробилки установлен механический привод 10, посредством которого осуществляется возвратно-поступательное и вращательное движение цилиндрического штока 4. На противоположной стороне корпуса 7 имеется посадочное гнездо 11, выполненное по профилю конусной фиксирующей гайки 6. На решетку-сеялку 8 дозированно подается порода 12, корпус дробилки 7 заполняется водой 13. Для обеспечения более надежного электрического контакта взрывающегося проводника 1 с электродом 2 предлагается (фиг.4) использовать только один фиксатор 3, при этом взрывающийся проводник 1 непосредственно контактирует с электродом 2.
Устройство работает следующим образом.
В полости цилиндрического штока 4 располагается взрывающийся металлический проводник 1, который закрепляется с помощью цангового зажима 5. Посредством механического привода 10 цилиндрический шток 4 вместе с металлическим проводником в виде проволоки начинает движение в сторону электродов 2, технологические отверстия в которых расположены соосно расположению цилиндрического штока 4. Дойдя до первого из электродов 2, цилиндрический шток 4 благодаря конусной форме фиксирующей гайки 6 раздвигает фиксаторы 3, находящиеся под действием упругой пружины, которые в дальнейшем скользят по его поверхности. Достигнув последнего электрода 2, а затем и стенки корпуса 7 конусная фиксирующая гайки 6 располагается в посадочном гнезде 11. Осуществляя поворот цилиндрического штока 4 вокруг своей оси, конусная фиксирующая гайки 6 отворачивается, ослабляя прижимное усилие цангового зажима 5, и взрывающийся металлический проводник 1 освобождается от цилиндрического штока 4, который начинает двигаться в обратном направлении. Проходя электроды 2, цилиндрический шток 4 освобождает фиксаторы 3, которые под действием пружины фиксируют металлический проводник 1, осуществляя надежный электрический контакт с электродами 2. На электроды 2 посредством коммутирующего устройства 14 подается высокое напряжение от двойного встречного симметричного разрядного контура с общей точкой энергетического накопителя емкостью C, вследствие чего возникает электрический взрыв металлических проводников 1, и в окружающем пространстве возбуждается ударная волна, оказывающая разрушительное воздействие на породу. В результате применения синхроимпульса происходит одновременное начало электрического разряда всех контуров каскада. За счет создания одновременного взрыва металлических проводников 1 и многократного отражения ударной волны от стенок корпуса и от решетки-сеялки, а также вследствие взаимодействия кусков породы между собой происходит скоростное и эффективное дробление породы.
Таким образом, применение данного устройства обеспечивает уменьшение энергоемкости установки, повышение надежности работы, увеличение степени дробления и КПД.