СИСТЕМА ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЙ ФРАГМЕНТАЦИИ
ELECTRODE SYSTEM FOR ELECTRODYNAMIC FRAGMENTATION INSTALLATION

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 проходного отверстия 1 образуются посредством корпуса 7 изолятора. Выступы 5a, 5b, 5c электродов образуются посредством отдельных электродов, которые удерживает корпус 7 изолятора.
Оба совместно расположенных на одной стороне внешней границы проходного отверстия 1 электрода 5b, 5c посредством провода (не виден) электропроводящим образом соединены друг с другом и посредством корпуса 7 изолятора электрически изолированы от расположенного напротив них электрода 5a. Таким образом, три электрода 5a, 5b, 5c образуют две пары электродов 5a, 5b и 5а, 5c, посредством которых, за счет подачи на электроды высоковольтных импульсов, к примеру, вследствие того, что оба нижних электрода 5b, 5c прикладываются к потенциалу Земли, в то время как верхний электрод 5а подсоединяется к генератору высоковольтных импульсов, соответственно, внутри проходного отверстия 1 могут быть генерированы высоковольтные разряды, для измельчения фрагментируемого материала, который входит в проходное отверстие 1 или находится вблизи одной из пар электродов.
При этом проходное отверстие 1 выполнено таким образом, а электроды 5a, 5b, 5c расположены в нем таким образом, что в каждой паре электродов 5a, 5b и 5a, 5c в зоне кратчайшей линии L соединения между электродами 5a, 5b или 5a, 5c соответствующей пары электродов (изображенной, соответственно, точками) через проходное отверстие 1 может проходить сфера K (обозначенная, соответственно, штриховой линией), диаметр которой, соответственно, больше, чем длина этой соответствующей кратчайшей линии L соединения.
Фиг.2 демонстрирует вид сверху на вторую систему электродов в соответствии с изобретением, которая отличается от представленной на фиг.1 системы электродов тем, что ее проходное отверстие 1 имеет круглую основную форму или круглое поперечное сечение, от внешних границ которого напротив друг друга внутрь него радиально выступают два стержнеобразных выступа 5a, 5b электрода, также оставляя свободным центр проходного отверстия 1.
И в этом случае внешние границы проходного отверстия 1 образуются посредством корпуса 7 изолятора, а выступы 5a, 5b электродов посредством отдельных электродов, которые удерживаются корпусом 7 изолятора.
Соответственно, два электрода 5а, 5b образуют пару электродов 5a, 5b, посредством которой могут быть генерированы высоковольтные разряды внутри проходного отверстия 1.
При этом проходное отверстие 1 и в данном случае выполнено таким образом, а электроды 5a, 5b расположены в нем таким образом, что в зоне кратчайшей линии L соединения между электродами 5а, 5b (изображенной точками) через проходное отверстие 1 может проходить сфера K (обозначенная штриховой линией), диаметр которой больше, чем длина этой линии L соединения.
Фиг.3 демонстрирует третью систему электродов в соответствии с изобретением на виде сверху, которая отличается от представленной на фиг.1 системы электродов лишь тем, что ее проходное отверстие 1 имеет круглую основную форму или круглое поперечное сечение, от внешних границ которого внутрь него радиально входят выступы 5a, 5b, 5c электродов. Все остальные высказанные ранее в отношении представленной на фиг.1 системы электродов суждения по смыслу относятся и к данной системе электродов и поэтому не будут озвучиваться еще раз.
Фиг.4 демонстрирует четвертую систему электродов в соответствии с изобретением на виде сверху, которая отличается от представленной на фиг.2 системы электродов лишь тем, что состоит из двух расположенных друг за другом систем электродов в соответствии с фиг.2, которые имеют общий корпус 7 изолятора, и что задняя система электродов повернута на 90° относительно передней. Электроды 5c, 5d задней системы электродов изображены в данном случае посредством точек для пояснения того, что они располагаются в плоскости за электродами 5a, 5b передней системы электродов. Все остальные высказанные ранее в отношении представленной на фиг.2 системы электродов суждения по смыслу относятся и к данной системе электродов и поэтому не будут озвучиваться еще раз.
Фиг.5 демонстрирует вид сверху пятой системы электродов в соответствии с изобретением. В данном варианте осуществления система электродов имеет проходной канал 2 кольцеобразной основной формы или с кольцеобразным поперечным сечением, внешние границы которого образованы посредством прямоугольной металлической трубы 5, к примеру, из специальной стали. Внутренние границы проходного канала 2 образуются посредством металлического сплошного профиля 4, к примеру, также из специальной стали, с квадратным поперечным сечением, которое располагается в центре трубы 5, и внешние поверхности которого образуют с противолежащими внутренними поверхностями прямоугольной металлической трубы 5, соответственно, угол 45°. В предложенном на рассмотрение случае углы сплошного профиля 4 служат в качестве выступов 4a, 4b, 4c, 4d электродов, которые совместно с соответствующей, противолежащей им зоной внутренней стенки металлической трубы 5 образуют, соответственно, пару электродов 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5, посредством которой, за счет подачи на прямоугольную металлическую трубу 5 и на металлический сплошной профиль 4 высокочастотных импульсов, к примеру, вследствие того, что труба 5 прикладывается к потенциалу Земли, в то время как сплошной профиль 4 подсоединяется к генератору высоковольтных импульсов, соответственно, внутри проходного канала 2 могут быть генерированы высоковольтные разряды. Кратчайшие линии L соединения между электродами соответствующих пар электродов 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 изображены посредством точек.
При этом, как можно видеть, проходной канал 2 образован посредством электродов 4a, 4b, 4c, 4d таким образом, что в каждой паре электродов 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 в зоне кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов через проходной канал 2 может проходить сфера K, диаметр которой, соответственно, больше, чем длина этой кратчайшей линии L соединения.
Фиг.6 демонстрирует шестую систему электродов в соответствии с изобретением на виде сверху, которая отличается от представленной на фиг.5 системы электродов тем, что в центре прямоугольной металлической трубы 5 располагается не металлический сплошной профиль 4 с квадратным поперечным сечением, а корпус 6 изолятора с круглым поперечным сечением, от которого, соответственно, в направлении одного из углов прямоугольной металлической трубы 5, радиально наружу отстоят четыре образованных посредством отдельных электродов выступа 4a, 4b, 4c, 4d электродов. Эти электроды 4a, 4b, 4c, 4d ввинчены в проходящий в центре корпуса 6 изолятора проводник (не изображен) и, посредством этого, электропроводящим образом соединены друг с другом, так что на них через этот проводник совместно могут подаваться высокочастотные импульсы.
В предложенном на рассмотрение случае каждый из выступов 4a, 4b, 4c, 4d электродов совместно с каждой из двух противолежащих ему внутренних стенок прямоугольной металлической трубы 5 образует, соответственно, пару электродов, посредством которой внутри проходного канала 2 могут быть генерированы высоковольтные разряды. Кратчайшие линии L соединения между электродами соответствующей, образованной таким образом пары электродов изображены, соответственно, посредством точек.
При этом и в данном случае проходной канал 2 выполнен таким образом, а электроды 4a, 4b, 4c, 4d, 5 расположены таким образом, что у каждой из восьми образованных посредством электродов 4a, 4b, 4c, 4d и соответствующих двух противолежащих каждому электроду 4а, 4b, 4c, 4d внутренних стенок прямоугольной трубы 5 из специальной стали пар электродов в зоне кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов через проходной канал 2 может проходить сфера K, диаметр которой, соответственно, больше, чем длина этой кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов.
Фиг.7 демонстрирует вид сверху седьмой системы электродов в соответствии с изобретением. В данном варианте осуществления система электродов имеет проходное отверстие 1 круглой основной формы или с круглым поперечным сечением, внешние границы которого образованы посредством металлического кольца 5. Внутренние границы проходного отверстия 1 образуются посредством звездообразного корпуса 4 электрода, также состоящего из металла, который располагается в центре кольца 5. Звездообразный корпус 4 электрода образует четыре выступа 4a, 4b, 4c, 4d электрода, которые, соответственно, совместно с соответствующим, окружающим противолежащую им зону внутренней стенки корпуса 4 электрода кольцом 5 образуют пару электродов 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5, посредством которой внутри проходного канала 2 смогут генерироваться, соответственно, высоковольтные разряды. Кратчайшие линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов 4а, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 изображены посредством точек.
Как можно видеть, проходное отверстие 1 образуется в данном случае посредством металлического кольца 5 и корпуса 4 электрода или электродов 4а, 4b, 4c, 4d, 5 таким образом, что в каждой паре электродов 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 в зоне кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов через проходное отверстие 1 может проходить сфера K, диаметр которой, соответственно, больше, чем длина кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5.
Фиг.8 демонстрирует восьмую систему электродов в соответствии с изобретением на виде сверху, которая отличается от представленной на фиг.7 системы электродов лишь тем, что вместо звездообразного корпуса электрода в центре металлического кольца 5 располагается корпус 6 изолятора с расположенными на нем выступами 4a, 4b, 4c, 4d электродов, как описано в варианте осуществления согласно фиг.6.
При этом каждый из выступов 4a, 4b, 4c, 4d электродов совместно с соответствующей, противолежащей ему зоной внутренней стенки окружающего корпус 4 электрода кольца 5 образует пару электродов 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5, посредством которой внутри проходного канала 2 могут быть генерированы высоковольтные разряды. Кратчайшие линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 опять же изображены посредством точек.
Таким образом, и в этом случае проходное отверстие 1 образуется посредством металлического кольца 5 и корпуса 6 изолятора, а также расположенных на нем электродов 4a, 4b, 4c, 4d, таким образом, что в каждой паре электродов 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 в зоне кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов через проходное отверстие 1 может проходить сфера K, диаметр которой, соответственно, больше, чем длина кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5.
Фиг.8a демонстрирует девятую систему электродов в соответствии с изобретением на виде сверху, которая отличается от представленной на фиг.8 системы электродов лишь тем, что выступы 4a, 4b, 4c, 4d электродов входят в проходное отверстие 1 с наклоном от центрального корпуса 6 изолятора в направлении, противоположном предписанному направлению S прохождения.
Как видно из фиг.8b, которая демонстрирует вертикальный разрез части первой установки для фрагментации в соответствии с изобретением с системой электродов с фиг.8a, система электродов в установке для фрагментации ориентирована таким образом, что ее проходное отверстие 1 имеет вертикальное предписанное направление S прохождения. При этом четыре выступа 4a, 4b, 4c, 4d электродов образуют верхний конец высоковольтного электрода 9, соединенный с расположенным непосредственно под ним генератором высоковольтных импульсов (не изображен), для подачи на выступы 4a, 4b, 4c, 4d электродов высоковольтных импульсов. Металлическое кольцо 5 приложено к потенциалу Земли.
Над системой электродов, то есть со стороны входа системы электродов, располагается загрузочная воронка 13, посредством которой предназначенный для измельчения фрагментируемый материал посредством подачи самотеком может подводиться к системе электродов.
Ниже системы электродов, то есть со стороны выхода системы электродов располагается поворотное устройство, выполненное в виде конусообразной перегородки 10 для изменения направления движения, которое может поворачивать выходящий из системы электродов и измельченный до заданного размера фрагментированный материал радиально наружу и посредством подачи самотеком отводить его от системы электродов.
Фиг.9 демонстрирует десятую систему электродов в соответствии с изобретением на виде сверху, которая отличается от представленной на фиг.7 системы электродов лишь тем, что внешние границы проходного отверстия 1 образуются не посредством металлического кольца, а посредством корпуса 7 изолятора в форме трубы, который на своей внутренней стороне, соответственно, напротив отдельных выступов 4а, 4b, 4c, 4d электродов звездообразного корпуса 4 электрода имеет линзообразные отдельные электроды 5а, 5b, 5c, 5d из металла, которые посредством соединительного провода (не изображен) электропроводящим способом соединены друг с другом.
Четыре выступа 4a, 4b, 4c, 4d электродов звездообразного корпуса 4 электрода образуют, соответственно, совместно с соответствующими, расположенными напротив них отдельными электродами 5a, 5b, 5c, 5d пару электродов 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d, посредством которой внутри проходного канала 2 могут быть генерированы, соответственно, высоковольтные разряды. Кратчайшие линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d изображены опять же, соответственно, посредством точек.
И в этом случае проходное отверстие 1 образуется посредством корпуса 7 изолятора в форме трубы с расположенными на нем отдельными электродами 5a, 5b, 5c, 5d и корпуса 4 электрода таким образом, что в каждой паре электродов 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d в зоне кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов через проходное отверстие 1 может проходить сфера K, диаметр которой больше, чем длина кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d.
Фиг.10 демонстрирует одиннадцатую систему электродов в соответствии с изобретением на виде сверху, которая отличается от представленной на фиг.9 системы электродов лишь тем, что вместо звездообразного корпуса электрода в центре корпуса 7 изолятора в форме трубы располагается металлический сплошной профиль 4 с квадратным поперечным сечением, как на фиг.5.
И в этом случае углы сплошного профиля 4 служат в качестве выступов 4a, 4b, 4c, 4d электродов, которые совместно с соответствующими, противолежащими им линзообразными отдельными электродами 5a, 5b, 5c, 5d образуют, соответственно, пару электродов 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d, посредством которой могут быть генерированы высоковольтные разряды. Кратчайшие линии L соединения между электродами соответствующих пар электродов 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d опять же изображены посредством точек.
Эта система электродов имеет проходной канал 2, который образуется посредством корпуса 7 изолятора в форме трубы с расположенными на нем отдельными электродами 5a, 5b, 5c, 5d и корпуса 4 электрода таким образом, что в каждой паре электродов 4а, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d в зоне кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов через проходной канал может проходить сфера K, диаметр которой больше, чем длина кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d.
Фиг.11 демонстрирует двенадцатую систему электродов в соответствии с изобретением на виде сверху, которая отличается от представленной на фиг.8 системы электродов лишь тем, что внешние границы проходного отверстия 1 вместо металлического кольца образуются посредством корпуса 7 изолятора в форме трубы, который на своей внутренней стороне имеет радиально входящие в проходное отверстие 1 с равномерным распределением по его периферии стержнеобразные выступы 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h электродов.
При этом каждому выступу 4a, 4b, 4c, 4d электродов, которые от центрального корпуса 6 изолятора в радиальном направлении входят в проходное отверстие 1, соответствуют два стержнеобразных выступа 5а, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h электродов, расположенных на внутренней стороне корпуса 7 изолятора в форме трубы. Таким образом, посредством выступов 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h электродов, которые от внутренних и внешних границ проходного отверстия 1 входят в это отверстие, образуются в целом восемь пар 4a, 5a; 4a, 5b; 4b, 5c; 4b, 5d; 4c, 5e; 4c, 5f; 4d, 5g; 4d, 5h электродов, посредством которых внутри проходного отверстия 1 могут быть генерированы, соответственно, высоковольтные разряды. Кратчайшие линии L соединения между электродами соответствующих пар электродов опять же изображены посредством точек.
Как можно видеть, в данном случае проходное отверстие 1 образуется посредством корпуса 7 изолятора в форме трубы с расположенными на нем отдельными электродами 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h и центрального корпуса 6 изолятора с расположенными на нем выступами 4a, 4b, 4c, 4d электродов таким образом, что в каждой паре электродов 4a, 5a; 4a, 5b; 4b, 5c; 4b, 5d; 4c, 5e; 4c, 5f; 4d, 5g; 4d, 5h в зоне кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов через проходное отверстие 1 может проходить сфера K, диаметр которой больше, чем длина этой кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов 4a, 5a; 4a, 5b; 4b, 5c; 4b, 5d; 4c, 5e; 4c, 5f; 4d, 5g; 4d, 5h.
Фиг.11a, 11b, 11c и 11d демонстрируют вертикальный разрез части второй установки для фрагментации в соответствии с изобретением с системой электродов с фиг.11, без фрагментируемого материала (фиг.11a), с фрагментируемым материалом (фиг.11b), со схематично изображенными коническими или цилиндрическими корпусами, расположенными в проходном отверстии (фиг.11c), с удлиненным фрагментом, расположенным в проходном отверстии 1 системы электродов (фиг.11d).
Как можно видеть на основании данных фигур, система электродов ориентирована в установке для фрагментации таким образом, что ее проходное отверстие 1 имеет вертикальное направление S прохождения. При этом центральный корпус 6 изолятора с четырьмя выступами 4a, 4b, 4c, 4d электродов образует верхний конец цилиндрического высоковольтного электрода 9, соединенный с расположенным непосредственно под ним генератором высоковольтных импульсов (не изображен), для подачи на выступы 4a, 4b, 4c, 4d электродов высоковольтных импульсов. Расположенные на корпусе 7 изолятора в форме трубы выступы 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h электродов приложены к потенциалу Земли.
Над системой электродов, то есть со стороны входа системы электродов, располагается загрузочная воронка 13, посредством которой предназначенный для измельчения фрагментируемый материал 3 посредством подачи самотеком может подводиться к системе электродов.
Под системой электродов, то есть со стороны выхода системы электродов располагается поворотное устройство, выполненное в виде конусообразной перегородки 10, для изменения направления движения, которое может поворачивать выходящий из системы электродов и измельченный до заданного размера фрагментированный материал 11a радиально наружу и посредством подачи самотеком отводить его от системы электродов. Как очевидно, в частности, на основании фиг.11 с, поворотное устройство 10 образует при этом блокировочное устройство, которое в отношении своей геометрии выполнено таким образом и в отношении проходного отверстия 1 расположено таким образом, что цилиндрический корпус Z с полусферическими концами, имеющий диаметр, соответствующий диаметру наибольшей сферы K, которая может пройти проходное отверстие 1 в соответствующей зоне прохождения, и высоту более чем в 1,3 раза больше данного диаметра, за счет данного блокировочного устройства 10 не может пройти проходное отверстие 1, в то время как наибольшая сфера K, которая может пройти через проходное отверстие 1 в соответствующей зоне прохождения, может быть посредством поворотного устройства 10 отведена от проходного отверстия 1.
Вследствие этого, выявляется представленное на фиг.11d то преимущество, что длинные куски фрагментируемого материала 11b удерживаются в проходном отверстии 1 посредством действующего как блокировочное устройство поворотного устройства 10 так долго и подвергаются дальнейшей фрагментации, пока не становятся настолько короткими, чтобы пройти поворотное устройство 10 и быть отведенными от проходного отверстия 1. Посредством этого можно добиться того, что выходящий фрагментированный материал будет состоять, в основном, из компактных кусков 11a и практически не будет содержать длинномерных фрагментов 11b.
Фиг.11e демонстрирует вариант второй установки для фрагментации в соответствии с изобретением. Она отличается от представленной на фиг.11a установки для фрагментации лишь тем, что все выступы 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h электродов входят в проходное отверстие 1 с наклоном в направлении, противоположном предписанному направлению S прохождения. При этом четыре выступа 4a, 4b, 4c, 4d электродов, которые входят в проходное отверстие 1 от центрального корпуса 6 изолятора, образуют верхний конец высоковольтного электрода 9.
Фиг.12 демонстрирует тринадцатую систему электродов в соответствии с изобретением на виде сверху, которая отличается от представленной на фиг.11 системы электродов лишь тем, что вместо центрального корпуса изолятора с расположенными на нем выступами электродов внутренние границы проходного отверстия 1 образует конусообразный электрод 4 из металла. При этом радиально входящие с внутренней стороны корпуса 7 изолятора в форме трубы в проходное отверстие 1 стержнеобразные выступы 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h электродов образуют, соответственно, с расположенной напротив них кромочной зоной конусообразного электрода 4, в целом, восемь пар электродов 4, 5a; 4, 5b; 4, 5c; 4, 5d; 4, 5e; 4, 5f; 4, 5g; 4, 5h, посредством которых в проходном отверстии 1 могут быть генерированы, соответственно, высоковольтные разряды. Кратчайшие линии L соединения между электродами соответствующих пар электродов и в данном случае изображены посредством точек.
Как можно видеть, проходное отверстие 1 образовано в данном случае посредством корпуса 7 изолятора в форме трубы с расположенными на нем электродами 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h и центрального конического электрода 4 таким образом, что в каждой паре электродов 4, 5a; 4, 5b; 4, 5c; 4, 5d; 4, 5e; 4, 5f; 4, 5g; 4, 5h в зоне кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов через проходное отверстие 1 может проходить сфера K, диаметр которой больше, чем длина кратчайшей линии L соединения между электродами соответствующей пары электродов 4, 5a; 4, 5b; 4, 5c; 4, 5d; 4, 5e; 4, 5f; 4, 5g; 4, 5h.
Фиг.12a демонстрирует вертикальный разрез части третьей установки для фрагментации в соответствии с изобретением, с системой электродов с фиг.12. Эта установка для фрагментации отличается от установки для фрагментации в соответствии с фиг.11a-11d лишь конструкцией центрального высоковольтного электрода 9, верхний конец которого в данном случае образуется посредством конусообразного электрода 4. Все остальные, высказанные ранее в отношении представленной на фиг.11a-11d системы электродов суждения по смыслу относятся и к данной системе электродов и поэтому не будут озвучиваться еще раз.
Фиг.12b демонстрирует вариант третьей установки для фрагментации в соответствии с изобретением. Она отличается от представленной на фиг.12a установки для фрагментации лишь тем, что расположенные на корпусе 7 изолятора в форме трубы электроды 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h входят в проходное отверстие 1 с наклоном в направлении, противоположном предписанному направлению S прохождения.
Фиг.13 демонстрирует четырнадцатую систему электродов в соответствии с изобретением на виде сверху, которая отличается от представленной на фиг.9 системы электродов лишь тем, что состоит из двух расположенных друг за другом систем электродов в соответствии с фиг.9, которые имеют общий корпус 7 изолятора, и что задняя система электродов повернута на 45° относительно передней. Электроды 4e, 4f, 4g, 4h и 5e, 5f, 5g, 5h задней системы электродов представлены в данном случае посредством точек для пояснения того, что они расположены в плоскости за электродами 4a, 4b, 4c, 4d и 5a, 5b, 5c, 5d передней системы электродов. Все остальные высказанные в отношении представленной на фиг.9 системы электродов суждения по смыслу относятся и к данной системе электродов и поэтому не будут озвучиваться еще раз.
Фиг.14 демонстрирует пятнадцатую систему электродов в соответствии с изобретением на виде сверху, которая отличается от представленной на фиг.11 системы электродов лишь тем, что состоит из двух расположенных друг за другом систем электродов в соответствии с фиг.11, которые имеют общий корпус 7 изолятора, и что входящие в проходной канал 2 от центрального корпуса 6 изолятора выступы 4e, 4f, 4g, 4h электродов задней системы электродов повернуты на 45° вокруг центральной оси системы электродов. Выступы 4e, 4f, 4g, 4h электродов задней системы электродов представлены в данном случае опять же посредством точек для пояснения того, что они располагаются в плоскости за выступами 4a, 4b, 4c, 4d и 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h передней системы электродов. Выступы 5i, 5j, 5k, 5l, 5m, 5n, 5o, 5p электродов задней системы электродов в данном случае не видны, так как они в этом изображении закрыты выступами 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h передней системы электродов. Однако они частично видны на фиг.14a. Все остальные, высказанные в отношении представленной на фиг.11 системы электродов суждения по смыслу относятся и к данной системе электродов и поэтому не будут озвучиваться еще раз.
Фиг.14a демонстрирует вертикальный разрез части четвертой установки для фрагментации в соответствии с изобретением с системой электродов с фиг.14.
И в этой установке для фрагментации система электродов ориентирована таким образом, что проходной канал 2 имеет вертикальное направление S прохождения. При этом центральный корпус 6 изолятора с восемью расположенными со смещением по периферии выступами 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h электродов образует верхний конец цилиндрического высоковольтного электрода 9, который, как и у описанных ранее установок для фрагментации, соединен с расположенным непосредственно под ним генератором высоковольтных импульсов, для совместной подачи на выступы 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h электродов высоковольтных импульсов. Расположенные на корпусе 7 изолятора в форме трубы выступы 5а, 5b, 5c, 5d, 5е, 5f, 5g, 5h, 5i, 5j, 5k, 5l, 5m, 5n, 5o, 5p электродов совместно подсоединены к потенциалу Земли.
Как и в уже описанных ранее установках для фрагментации, и в данном случае над системой электродов располагается загрузочная воронка 13, посредством которой предназначенный для измельчения фрагментируемый материал 3 посредством подачи самотеком подается к системе электродов.
В такой установке для фрагментации ниже системы электродов, то есть со стороны выхода системы электродов, конусообразный вариант 8 осуществления корпуса 6 изолятора высоковольтного электрода 9 образует поворотное устройство, которое поворачивает выходящий из системы электродов и измельченный до заданной величины фрагментированный материал радиально наружу и посредством подачи самотеком отводит его от системы электродов.
Фиг.14b демонстрирует вариант четвертой установки для фрагментации в соответствии с изобретением. Она отличается от представленной на фиг.14а установки для фрагментации тем, что все выступы 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h электродов, которые в направлении S прохождения расположены в первой аксиальной позиции, с наклоном в направлении, противоположном предписанному направлению S прохождения, входят в проходной канал 2. При этом четыре выступа 4a, 4b, 4c, 4d электродов, которые от центрального корпуса 6 изолятора входят в проходной канал 2, образуют верхний конец высоковольтного электрода 9. Выступы 4e, 4f, 4g, 4h, 5i, 5j, 5k, 5l, 5m, 5n, 5o, 5p электродов, которые в направлении S прохождения расположены во второй аксиальной позиции, входят в проходной канал 2 перпендикулярно предписанному направлению S прохождения.
Фиг.15 демонстрирует шестнадцатую систему электродов в соответствии с изобретением на виде сверху, а фиг.15a - вертикальный разрез части пятой установки для фрагментации в соответствии с изобретением, с системой электродов с фиг.15. Она отличается от представленной на фиг.8 системы электродов и от представленной на фиг.8a установки, в основном тем, что в данном случае выступы 4a, 4b, 4c, 4d электродов располагаются на электропроводящем линзообразном корпусе 14, который по своей нижней стороне граничит с корпусом 6 изолятора высоковольтного электрода 9, а на своей указывающей в направлении, противоположном предписанному направлению S прохождения, торцевой стороне имеет шапку 15 изолятора. Следующее отличие состоит в том, что в данном случае металлическое кольцо 5 образует входную воронку для проходного отверстия 1. Как и во всех описанных ранее установках для фрагментации, и в данном случае над системой электродов, то есть со стороны входа системы электродов, располагается загрузочная воронка 13, посредством которой предназначенный для измельчения фрагментируемый материал посредством подачи самотеком подводится к системе электродов.
Также, как и во всех ранее описанных установках для фрагментации, и в данном случае под системой электродов, то есть со стороны выхода системы электродов, располагается поворотное устройство в форме перегородки 10 для изменения направления движения, которое поворачивает выходящий из системы электродов и измельченный до заданной величины фрагментированный материал радиально наружу и посредством подачи самотеком отводит его от системы электродов. В предложенном на рассмотрении случае эта перегородка 10 для изменения направления движения выполнена, однако, не конусообразной, как в описанных ранее установках для фрагментации, а в виде в основном плоской наклонной поверхности, через которую проходит высоковольтный электрод 9.
В то время как в предложенной на рассмотрение заявке описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, следует, естественно, указать на то, что изобретение не ограничено ими и может быть выполнено другим способом в рамках последующей формулы изобретения.