ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ДРОБИЛКА

Полезная модель относится к оборудованию для дробления материалов и может быть использована при дроблении хрупких материалов в разных отраслях промышленности, в частности, в машиностроении для переработки бракованных изделий и отходов технологического процесса из абразивных материалов, а также в горно-перерабатывающей и строительной промышленности.
На сегодняшний день известны различные установки для электрогидравлической обработки материалов, в частности, патент RU 2207230, МПК B23H 3/02, B08B 3/10, B02C 25/00, опубл. 27.06.2003.
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, опубл. 27.02.2008.
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.
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 неоправданному потери энергии.
Наиболее близким из известных технических решений является электрогидравлическая дробилка (патент RU 2393921, МПК B02C 19/18, опубл. 10.07.2010), включающая заполненный водой корпус, узел, состоящий из электрических взрывающихся металлических проводников, соединенных посредством цилиндрических электродов и закрепленных посредством механически прочного диэлектрического элемента, режущие элементы, выполненные с возможностью прохода дробленого материала.
Недостатком является то, что в процессе электрического взрыва цилиндрического проводника в пространстве возбуждается ударная волна цилиндрического волнового фронта, который впоследствии при распространении волны трансформируется в плоский, в то время как геометрия рассматриваемой задачи и эффективность конечного результата подразумевает формирование ударной волны плоского волнового фронта изначально. Кроме того, из-за открытости корпуса, приводящей к выплескам воды в атмосферу, эффективность гидроудара, возникающего вследствие электрического взрыва проводника понижается.
Задачей полезной модели является повышение эффективности ударного воздействия, оказываемого на объект в целях его разрушения и диспергирования, и уменьшение энергоемкости устройства.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности переработки материалов.
Поставленный технический результат достигается тем, что в электрогидравлической дробилке, включающей заполненный водой корпус, узел из электрического взрывающегося металлического проводника, закрепленного посредством механически прочного диэлектрического элемента, и цилиндрических электродов, режущие элементы, выполненные с возможностью прохода дробленого материала, при этом, корпус выполнен герметичным со съемными крышкой и основанием, узел, состоящий из проводника, выполненного в виде диска из металлической фольги, двух цилиндрических электродов и диэлектрического элемента, расположен в крышке корпуса, причем диэлектрический элемент выполнен в виде цилиндра и расположен между цилиндрическими электродами соосно с ними, с образованием сопряженных цилиндрических поверхностей, проводник расположен на нижней торцевой поверхности механически прочного диэлектрического элемента, выступы режущих элементов, выполненные пирамидальной формы и впадины между режущими элементами, имеющие калибровочные каналы, расположены в шахматном порядке по всей площади поперечного сечения корпуса с образованием съемного дробящего узла.
Применение герметичного корпуса позволяет предотвратить выплеск воды в атмосферу и тем самым повысить эффективность гидроудара, возникающего вследствие электрического взрыва проводника, а съемные крышка и основание обеспечивают доступ в полость корпуса при загрузке обрабатываемого объекта и выгрузке полученного дробленого материала.
Применение взрывающегося металлического проводника, выполненного в виде диска из металлической фольги, замыкающего цилиндрические электроды, позволяет создавать при ее электрическом взрыве ударную волну плоского волнового фронта и осуществлять ударное воздействие генерируемых волн на обрабатываемый объект наиболее полноценно в объеме взрывной камеры.
Размещение металлического проводника, выполненного в виде диска из металлической фольги, на торцевой поверхности механически прочного диэлектрического цилиндра обеспечивает возникновение самоприжатого электрического взрыва фольги, в результате чего, генерируемая волна, распространяющаяся в сторону диэлектрика, претерпевает отражение от его поверхности и перенаправляется в противоположную сторону. Вследствие того, что отраженная ударная волна распространяется по возмущенной среде падающей ударной волной, она догоняет ее и сливается с нею, в результате чего формируется результирующая ударная волна с увеличенной амплитудой. Замена взрывающегося проводника осуществляется с помощью автоматизированного механизма револьверного типа.
Использование электродной системы в виде двух соосно расположенных цилиндрических электродов (центрального в виде стержня и внешнего в виде кольца) позволяет организовать протекание разрядного тока в радиальном направлении, тем самым обеспечивается выполнение условия квазиоднородного взрыва кольцевой фольги.
Применение выступов режущих элементов, выполненных пирамидальной формы, позволяет эффективно использовать энергию результирующей ударной волны, возникающей при электрическом взрыве, для ударного воздействия на обрабатываемый материал в целях его разрушения и дробления.
Наличие впадин между режущими элементами, имеющих сквозные калибровочные каналы, позволяет собирать получаемый раздробленный материал и просеивать ту его часть, которая достигла необходимой дисперсности.
Вода исполняет роль передающей рабочей среды, благодаря которой энергия электрического взрыва проводника трансформируется в энергию ударной волны, воздействующей на обрабатываемый объект.
Таким образом, перечисленные выше отличительные признаки позволяют повысить эффективность ударного воздействия, оказываемое на объект в целях его разрушения и диспергирования, и уменьшить энергоемкость предлагаемого устройства, в результате чего повышается эффективность переработки материала электрогидравлической дробилкой.
Таким образом, перечисленные выше отличительные признаки позволяют повысить эффективность ударного воздействия, оказываемое на объект в целях его разрушения и диспергирования, и уменьшить энергозатраты предлагаемого устройства.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема устройства электрогидравлической дробилки, на фиг. 2 представлена конструкция электрогидравлической дробилки, на фиг. 3 представлен узел, содержащий взрывающийся проводник и электроды.
Корпус 1 (фиг. 1 и фиг. 2), снабжен съемным основанием 2 и съемной крышкой 3, с расположенным в ней узлом (фиг. 3), состоящем из электрического взрывающегося металлического проводника 4 и цилиндрических электродов: центрального цилиндрического электрода 5 и внешнего цилиндрического электрода 6. Электрический взрывающийся металлический проводник 4 выполнен в виде диска из металлической фольги и размещен на торцевой плоской поверхности механически прочного диэлектрического цилиндра 7, замыкая центральный цилиндрический электрод 5 и внешний цилиндрический электрод 6. Механически прочный диэлектрический элемент 7 выполнен в виде цилиндра и расположен между центральным цилиндрическим электродом 5 и внешним цилиндрическим электродом 6, соосно с ними, с образованием сопряженных цилиндрических поверхностей. Обрабатываемый объект 8, в качестве которого, в частности, могут выступать бракованные изделия абразивного производства - обрабатывающие круги из абразивного материала, отходы технологического процесса при изготовлении абразивных изделий и т.д., располагается на выступах режущих элементов 9. Выступы режущих элементов 9, выполненные пирамидальной формы и впадины 10 между ними расположены в шахматном порядке по всей площади поперечного сечения корпуса с образованием съемного дробящего узла 11. Впадины 10 имеют сквозные калибровочные каналы 12.
Устройство работает следующим образом.
Корпус 1 с установленным в нем съемным дробящим узлом 11, на поверхность которого помещен обрабатываемый объект 8, например, абразивный круг соответствующего размера, заполняется водой, либо другой диэлектрической жидкостью. Посредством блока автоматизированной механической подачи 13 револьверного типа осуществляется установка электрического взрывающегося металлического проводника 4 на торцевой плоской поверхности механически прочного диэлектрического элемента 7, обеспечивая электрический контакт между центральным цилиндрическим электродом 5 и внешним цилиндрическим электродом 6. При подаче высокого напряжения на электроды 5 и 6 с генератора импульсных токов 14, происходит электрический взрыв металлического проводника 4, в результате чего генерируется ударная волна направленного действия, распространяющаяся по конденсированной среде по направлению к объекту 8. В процессе воздействия ударной волны на обрабатываемый объект 8, опирающийся на вершины пирамидальных выступов 9, обрабатываемый объект 8 испытывает большие градиенты механических напряжений значительно превышающих пределы прочности материала, в результате чего происходит его разрушение и дробление. Фракционные продукты разрушения материала попадают в полости впадин 10, где происходит их дальнейшее разрушение и дробление под воздействием ударных волн, генерируемых последующими сериями электрических взрывов проводников. Процесс дробления материала происходит до достижения размеров дисперсности материала соизмеримых, либо меньших, сечения калибровочных каналов 12. В случае необходимости дробления абразивного круга или отходов другого абразивного производства, до размеров абразивного зерна в чистом виде, диаметр калибровочных каналов должен соответствовать размерам зерна. Процесс разрушения материала осуществляется и повторяется в непрерывном автоматическом режиме. Полученный диспергированный порошок материала попадает на дно корпуса 1 и в дальнейшем извлекается.
Таким образом, применение данного устройства обеспечивает повышение эффективности ударного воздействия, оказываемого на объект в целях его разрушения и диспергирования и уменьшение энергоемкости устройства, что обеспечивает повышение эффективности переработки материалов электрогидравлической дробилкой.