DE10014393A1

DE10014393A1 - Fragmentation of particles or material placed in a conducting medium such as water so that one or more capacitors charged to a high voltage can be discharged through them to cause fragmentation along the grain boundary

Info

Publication number: DE10014393A1
Application number: DE10014393A
Authority: DE
Inventors: Norbert Gras; Gerhard Doenig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2001-06-28

Abstract

Method involves placing the substance to be fragmented in a conducting medium, e.g. water, between high voltage electrodes. Then one or more capacitors (2) are charged to a predetermined high voltage and when they have reached a breakdown voltage are discharged through the medium and the substance. An Independent claim is made for a device for carrying out the fragmentation process.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vor richtung zur Zerkleinerung von Substanzen mit einem Korngefü ge.The invention is directed to a method and a direction for crushing substances with a grain structure ge.

Für das Zerkleinern von Feststoffen sind eine Reihe von Vor richtungen entwickelt worden, die auch für industrielle An wendungszwecke prinzipiell geeignet sind. Hierunter fallen insbesondere sog. Brecher wie Backen-, Kegel-, Walzen- oder Hammerbrecher, ferner Mühlen bspw. in Form des sog. Koller gangs, aber auch in Form von Wälz-, Stift-, Kugel-, Strahl-, Schneid- oder Schermühlen. All diesen Verfahren und Vorrich tungen gemeinsam ist, dass hierfür eine aufwendige, mechani sche Konstruktion erforderlich ist, die vergleichsweise teuer ist, und ein großes Volumen in Anspruch nimmt und aufgrund der großen, während des Betriebs auftretenden Kräfte einer ständigen Wartung bedarf. Andere Verfahren, bspw. unter Ver wendung von Ultraschall, können aufgrund der hierbei erfor derlichen, hohen Frequenzen nicht in dem für industrielle Zwecke erforderlichen Umfang eingesetzt werden, da die Tech nologie in dem gewünschten Leistungsbereich noch nicht ver fügbar ist.There are a number of pre-grinders for crushing solids directions have been developed that are also suitable for industrial applications are basically suitable. This includes especially so-called crusher such as jaw, cone, roller or Hammer crusher, also mills, for example in the form of the so-called Koller gangs, but also in the form of rolling, pin, ball, beam, Cutting or shear mills. All of these procedures and devices What is common is that an elaborate, mechani cal construction is required, which is comparatively expensive is, and takes up a large volume and due to the large forces that occur during operation constant maintenance required. Other processes, e.g. under Ver use of ultrasound, can be high frequencies not in the for industrial For the necessary scope, the Tech not yet available in the desired performance range is available.

Aus den Nachteilen des beschriebenen Stands der Technik re sultiert das die Erfindung initiierende Problem, ein Verfah ren und eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von Feststoffen zur Verfügung zu stellen, die einerseits mit einem möglichst geringen, konstruktiven Aufwand realisiert werden kann und andererseits bereits mit derzeitig verfügbaren Geräten eine für industrielle Anwendungen ausreichende Leistungsfähigkeit ermöglicht.From the disadvantages of the prior art described re results in the problem initiating the invention, a process ren and a device for comminuting solids to provide the one with a possible low, constructive effort can be realized and on the other hand, already with the currently available devices sufficient performance for industrial applications enables.

Zur Lösung dieses Problems sieht die Erfindung vor, dass
To solve this problem, the invention provides that

a) the substance to be shredded at least limited conductive medium, e.g. water, between high voltage electrodes is placed,
b) one or more capacitors by means of one in the following described charger according to the invention on a front certain high voltage are charged
c) and the capacitor (s) after reaching an ignition voltage over the high voltage electrodes, the medium and along the grain boundaries of the substance to be crushed will be unloaded.

Somit wendet sich die Erfindung ab von den bisher großtech nisch eingesetzten Zerkleinerungsverfahren, welche aus schließlich die äußere Einwirkung mechanisch erzeugter Kräfte zum Inhalt hatten. Nach der Lehre der Erfindung wird die Sub stanz vielmehr von innen zerstört, indem durch entlang der Korngrenzen fließende Ströme der Werkstoff lokal erhitzt wird und sich dadurch lokal ausdehnt, so dass derart große, innere Spannungen aufgebaut werden, die das Gefüge sprengen. Hierbei sind keinerlei äußere Kräfte aufzubringen, so dass sich die mechanische Konstruktion auf die Schaffung eines Behälters od. dgl. mit ausreichender Wandstärke reduziert, worin die zerplatzenden Teilchen sicher zurückgehalten werden. Demge genüber ist es von entscheidender Bedeutung für die Erfin dung, dass es gelingt, in Bruchteilen von Millisekunden ex treme, lokale Überhitzungen der zu zerkleinernden Substanz zu bewirken. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass ein ausreichend aufgeladener Kondensator schlagartig über die betreffende Substanz entladen wird, wobei durch den ohmscher Widerstand in dem Gefüge ein innerer Spannungsabfall auf tritt, der bei ausreichendem Stromfluss zu einer entsprechend hohen Leistungsabgabe an eine betreffende Substanz beiträgt. Diese Leistung wird in Form von thermischer Energie freige setzt und kann aufgrund des dem betreffenden Werkstoff inne wohnenden, thermischen Widerstandes nicht schnell genug abtransportiert werden, sondern sorgt für ein starkes Tempera turgefälle innerhalb der zu zerkleinernden Substanz. Wie dar aus folgt, sind die Eckpunkte einer wirkungsvollen Zerkleine rung eine hohe Spannung bei einem entsprechend großen Strom und eine hohe Anstiegsgeschwindigkeit des Stromflusses. Diese Faktoren - Hochspannung von bis zu einigen hundert kV, hohe Stromstärke im Amperebereich sowie Anstiegsgeschwindigkeit in Bruchteilen von Millisekunden, bspw. etwa 250 ns, lassen sich derzeit mit aktiven Energiequellen nicht realisieren. Die Er findung verwendet daher als Energiezwischenspeicher einen Kondensator, der mit einem Ladegerät innerhalb eines Zeit raums von bspw. 100 ms aufgeladen werden kann, sich jedoch innerhalb eines Bruchteils dieses Zeitraums über die zu zer kleinernde Substanz entlädt. Auf diesem Weg gelingt es, mit einer technisch realisierbaren Energiequelle als Ladegerät die zur Zerkleinerung notwendige Energie in einem Kondensator zu sammeln und sodann hinreichend gebündelt an die zu zer kleinernde Substanz abzugeben.Thus, the invention turns away from the previously large-scale technology nically used shredding processes, which consist of finally the external influence of mechanically generated forces content. According to the teaching of the invention, the sub stamp rather destroyed from the inside by by along the Grain boundaries flowing currents where the material is heated locally and thereby expand locally, so that such large, inner ones Tensions are built up that break the structure. Here no external forces are to be applied, so that the mechanical construction on the creation of a container or the like. Reduced with sufficient wall thickness, in which the bursting particles are safely retained. Demge compared to it, it is of crucial importance for the inven that it is possible to ex. in fractions of a millisecond Extreme local overheating of the substance to be crushed cause. This is achieved according to the invention in that a sufficiently charged capacitor suddenly over the the substance in question is discharged, with the ohmic Resistance in the structure results in an internal voltage drop occurs, with sufficient current flow to a corresponding contributes to the high output of a substance in question. This power is released in the form of thermal energy sets and can because of the material in question living thermal resistance is not removed quickly enough but ensures a strong tempera door falls within the substance to be crushed. As shown follows from, are the cornerstones of an effective shredding high voltage with a correspondingly large current and a high slew rate of current flow. This Factors - high voltage up to several hundred kV, high Amperage current and slew rate in Fractions of milliseconds, for example about 250 ns, can be not currently realized with active energy sources. The he invention therefore uses one as an energy buffer Capacitor with a charger within a time space of, for example, 100 ms can be charged, however within a fraction of this period small substance discharges. In this way it succeeds with a technically feasible energy source as a charger the energy required for shredding in a capacitor to collect and then adequately bundled to the zer deliver smaller substance.

Es hat sich als günstig erwiesen, dass mehrere Kondensatoren zum Aufladen parallel an eine Spannungsquelle, zum Entladen seriell zwischen die Hochspannungselektroden geschalten wer den. Hierdurch kann die von dem Ladegerät aufzubringende Hochspannung gegenüber der eigentlichen Zündspannung der Kon densatoreinheit herabgemindert werden, so dass sich der Auf bau des Ladegeräts weiter vereinfacht.It has proven beneficial that several capacitors for charging in parallel to a voltage source, for discharging who are connected in series between the high voltage electrodes the. This allows the charger to be applied High voltage compared to the actual ignition voltage of the con capacitor unit are reduced, so that the on construction of the charger further simplified.

Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass die Kondensatoren derart an die Hochspannungselektroden geschalten werden, dass eine Elektrode, vorzugsweise die negativ geladene, geerdet ist. Hierdurch ist diese Elektrode berührungssicher, so dass bspw. ein die zu zerkleinernde Substanz aufnehmendes Behält nis als metallisches Gehäuse ausgeführt und mit dem Erdepo tential verbunden werden kann, um gleichzeitig bereits eine der Elektroden zu bilden, was sich weiterhin vereinfachend auf die mechanische Anordnung auswirkt.Further advantages result from the fact that the capacitors are connected to the high voltage electrodes in such a way that an electrode, preferably the negatively charged, is grounded is. As a result, this electrode is safe to touch, so that For example, a container holding the substance to be crushed nis designed as a metallic housing and with the earth po potential can be connected to already one of the electrodes form, which continues to be simplistic affects the mechanical arrangement.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Aufladung des/der Kondensator(en) nach einem vorgegebenen Stromsollwert er folgt. Bei einem konstanten Ladestrom kann die erforderliche Ladung auf der Kondensatoreinheit innerhalb eines vorgegebe nen Zeitraums angehäuft werden, ohne von Leitungsinduktivitä ten herrührende Spannungsspitzen hervorzurufen. Auch lässt sich bei bekannter Stromamplitude der Leiterquerschnitt in den Zuleitungen minimieren, da der Effektivwert des Stroms mit dessen Mittelwert übereinstimmt.It is within the scope of the invention that the charging of the / Capacitor (s) according to a specified current setpoint follows. With a constant charging current, the required Charge on the capacitor unit within a given be accumulated over a period of time without line inductance caused voltage spikes. Also lets when the current amplitude is known, the conductor cross section in minimize the supply lines since the effective value of the current matches its mean.

Die Erfindung lässt sich dahingehend weiterbilden, dass die Aufladung des/der Kondensator(en) im Rahmen einer Stromrege lung erfolgt. Diese Maßnahme trägt dazu bei, den Ladestrom trotz der kontinuierlich ansteigenden Kondensatorspannung möglichst konstant auszuregeln, was in einem zeitoptimalen Ladevorgang resultiert.The invention can be further developed in that the Charging of the capacitor (s) as part of a current rain development takes place. This measure helps reduce the charging current despite the continuously increasing capacitor voltage as constant as possible, what in a time-optimal Loading results.

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Ladespan nungssollwerts durch eine Spannungsbegrenzung der Aufladevor gang abgebrochen wird. Diese Maßnahme stellt einen Schutz für die Kondensatoren dar, damit diese nicht durch eine Überspan nung beschädigt werden können.The invention is further characterized in that Reaching or exceeding a specified charge span voltage setpoint by limiting the charging voltage gear is canceled. This measure provides protection for the capacitors so that they are not overvoltage can be damaged.

Andererseits ist die Einhaltung einer vorgegebenen Ladespan nung sehr wichtig für die Effektivität des Zerkleinerungsvor gangs, und deshalb ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der vorgegebene Ladespannungssollwert auf weniger als 5%, vor zugsweise weniger als 2,5%, insbesondere weniger als 1% ge nau eingehalten wird. Dies kann durch eine ausreichende Se lektierung der im Rahmen eines Spannungsteilers verwendeten Bauteile einerseits sowie durch eine schnelle Reaktion des Ladegeräts andererseits erreicht werden. Eine genaue Kenntnis der Ladespannung zum Zeitpunkt des Durchschlags ermöglicht die Bestimmung der im Durchschlag umgesetzten Energie. Da un mittelbar vor dem Durchschlag alle aufgeladenen Kondensatoren in Reihe geschalten sind, multipliziert sich der Messfehler der Spannung mit der Anzahl der Kondensatoren. Da anderer seits die umgesetzte Energie proportional zu dem Quadrat der Durchschlagspannung ist, tritt zusätzlich ein Quadrieren des Messfehlers ein, und aus diesen Zusammenhängen folgt das Er fordernis, den Messfehler so klein als möglich zu halten.On the other hand, compliance with a predetermined charging span Very important for the effectiveness of the shredding process gangs, and therefore it is provided according to the invention that the specified charging voltage setpoint to less than 5% preferably less than 2.5%, especially less than 1% ge is strictly observed. This can be achieved through a sufficient reading the used in the context of a voltage divider Components on the one hand and by a quick reaction of the Charger can be achieved on the other hand. Exact knowledge the charging voltage at the time of the breakdown the determination of the energy converted in the breakthrough. There and indirectly before the breakdown all charged capacitors are connected in series, the measurement error multiplies the voltage with the number of capacitors. Because others on the one hand, the energy converted is proportional to the square of the Breakdown voltage, there is also a squaring of the Measurement error, and the Er follows from these connections requirement to keep the measurement error as small as possible.

Die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Zerkleinerungs verfahrens kann dadurch gesteigert werden, dass die Ausgangs spannung der Spannungsquelle und der Stromsollwert derart vorgegeben sind, dass eine Zykluszeit für einen Lade-Entlade- Zyklus etwa zwischen 50 und 100 ms liegt. Wie oben bereits ausgeführt, ist es erforderlich, dass bei einer Endladephase eine möglichst große Energie innerhalb der zu zerkleinernden Substanz in Wärme umgesetzt wird. Deshalb wird die Kondensa toreinheit bei einem derartigen Zyklus nahezu vollständig entladen und muss sodann von dem Ladegerät erst wieder auf die Nennspannung aufgeladen werden. Da hierbei der Strom durch die erfindungsgemäße Sollwertvorgabe begrenzt ist, nimmt die Aufladezeit einen gewissen Zeitraum in Anspruch, der jedoch nicht länger als etwa 50-100 ms betragen soll, damit etwa 10-15 Zerkleinerungsstöße pro Sekunde möglich sind. Dadurch lassen sich auch hartnäckige Substanzen in ei nem kurzen Zeitraum pulverisieren.The performance of the shredding according to the invention process can be increased by making the output voltage of the voltage source and the current setpoint such are stipulated that a cycle time for a charge-discharge Cycle is approximately between 50 and 100 ms. As above executed, it is necessary that during a final charge phase the greatest possible energy within the to be shredded Substance is converted into heat. That is why the condensate gate unit almost completely in such a cycle discharged and must then be opened again by the charger the nominal voltage can be charged. Because this is the current is limited by the target value specification according to the invention, the charging time takes a certain amount of time, which, however, should not be longer than approximately 50-100 ms, This enables about 10-15 shredding bursts per second are. This also allows stubborn substances in egg powder in a short period of time.

Zur Erhöhung der Bedienerfreundlichkeit einer nach dem erfin dungsgemäßen Verfahren arbeitenden Anordnung kann die Anzahl der Lade-Entlade-Zyklen mit einem Zählerbaustein ermittelt und nach einer vorgebbaren Anzahl von Zyklen die weitere Auf ladung der Kondensatoreinheit automatisch unterbrochen wer den. Somit ist es für eine Bedienperson möglich, nach werkstoffspezifischen Erfahrungswerten sowie ggf. im Hinblick auf die Menge oder Masse der zu zerkleinernden Substanz eine in dividuelle Anzahl von Entladezyklen vorzugeben, damit gerade eben die für die Zerkleinerung der betreffenden Substanz be nötigte Energie eingesetzt und damit ein übermäßiger Energie verbrauch vermieden wird.To increase the user friendliness of one after the invent arrangement working according to the method can be the number the charge-discharge cycles are determined with a counter module and after a predeterminable number of cycles the further up charging of the capacitor unit is automatically interrupted the. It is therefore possible for an operator, according to material-specific Empirical values and possibly with regard to the amount or mass of the substance to be crushed an in to specify the individual number of discharge cycles, so even just be for crushing the substance in question necessary energy used and thus an excessive energy consumption is avoided.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Vorrichtung mit einem Behältnis für die zu zerkleinernde Sub stanz, mit
A device with a container for the substance to be shredded is used to carry out the method according to the invention

a) a high-voltage direct current source,
b) with the connections of at least one capacitor of the charging is coupled and / or connectable,
c) the capacitor (s) for discharge with in the Container arranged for the substance to be crushed High voltage electrodes coupled and / or can be coupled (are).

Wie oben bereits ausgeführt, ist eine Kondensatoreinheit zur Aufnahme und Zwischenspeicherung einer größeren Energiemenge von zentraler Bedeutung für die Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrens, wobei der oder die Kondensator(en) einer seits von einer Hochspannungs-Gleichstromquelle aufgeladen werden und andererseits nach Überschreiten einer Zündspannung ihre Ladung an die zu zerkleinernde Substanz abgeben, wo jene ihre zerstörende Wirkung entfalten kann. Dabei bestand bisher keine Möglichkeit, ein Ladegerät für derart hohe Spannungen von bspw. 60-70 kV zu entwickeln, welches in der Lage wäre, den/die Kondensator(en) in Bruchteilen einer Sekunde aufzula den.As already stated above, a capacitor unit is used Recording and intermediate storage of a larger amount of energy Central to the implementation of the invention According to the method, wherein the capacitor or capacitor (s) one partly charged by a high voltage direct current source and on the other hand after an ignition voltage is exceeded give up their charge to the substance to be crushed, where that can have a destructive effect. So far there was no way a charger for such high voltages of 60-70 kV, for example, which would be able to open the capacitor (s) in a fraction of a second the.

Die zur Zerkleinerung verwendete Energie entnimmt die zur Aufladung der Kondensatoreinheit verwendete Hochspannungs- Gleichstromquelle einem Starkstromnetz, bspw. einem 400 V-Drehstromnetz. The energy used for shredding takes the energy for Charging the capacitor unit high voltage used Direct current source of a heavy current network, for example a 400 V three-phase network.

Dem Netzgleichrichter ist bevorzugt ein Spannungszwischen kreis mit einem Stützkondensator nachgeschaltet, an dem eine weitgehend geglättete Gleichspannung von bspw. etwa 500 V zur Verfügung steht.The mains rectifier is preferably a voltage between circuit with a backing capacitor connected to one largely smoothed DC voltage of, for example, about 500 V to Available.

Von diesem Spannungszwischenkreis wird die Energie mittels eines Wechselrichters, der vorzugsweise die Form einer H- Brückenschaltung aufweist, in einen Wechselstrom umgewandelt, der sodann in einem Hochspannungstransformator auf das Span nungsniveau der Nennspannung eines Ladekondensators hoch transformiert werden kann.The energy is transferred from this voltage intermediate circuit of an inverter, which is preferably in the form of an H Bridge circuit, converted into an alternating current, which is then applied to the chip in a high voltage transformer voltage level of the nominal voltage of a charging capacitor is high can be transformed.

Vorzugsweise ist jeder Längszweig der H-Brücke des Wechsel richters mit zwei in Serie liegenden Leistungsstellgliedern und diesen jeweils antiparallel geschalteten Freilaufdioden aufgebaut. Dabei werden vorzugsweise als Leistungsstellglie der wie auch für die Dioden Halbleiterelemente verwendet. Als Leistungsstellglieder haben sich insbesondere IGBT-Transis toren bewährt, da dieselben kapazitiv, d. h., unter Aufnahme eines minimalen Steuerstroms, große Ausgangsströme und -leis tungen schalten können.Each longitudinal branch of the H-bridge is preferably the change richters with two power actuators in series and these freewheeling diodes connected in antiparallel built up. It is preferably used as a power control unit which uses semiconductor elements as well as for the diodes. As Power actuators have become IGBT transis in particular gates proven because they are capacitive, d. i.e., under recording a minimal control current, large output currents and noise can switch.

Die beiden Längszweige des Wechselrichters werden überbrückt mittels einer (niederohmigen) Primärwicklung eines Hochspan nungstransformators. Indem dieser bspw. ein Spannungsüberset zungsverhältnis in der Größenordnung von 1 : 120 aufweist, kann aus der 500 V-Zwischenkreisspannung eine Ladenennspannung von etwa 60 kV erzeugt werden. Indem die Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators galvanisch von dessen Primärwick lung getrennt ist, findet eine Entkopplung von dem geerdeten Sternpunktpotential des Drehstromnetzes statt, und das Hoch spannungspotential an der Zerkleinerungsanlage kann willkür lich gegenüber dem Erdpotential schwanken oder aber diesem gegenüber festgelegt werden. The two longitudinal branches of the inverter are bridged by means of a (low-resistance) primary winding of a high chip voltage transformer. For example, by translating a voltage ratio of the order of 1: 120, can from the 500 V DC link voltage a nominal store voltage of about 60 kV are generated. By the secondary winding of the High voltage transformer galvanically from its primary winding isolation is decoupled from the grounded Star point potential of the three-phase network instead, and the high tension potential at the shredding plant can be arbitrary fluctuate or differ from the earth potential be set against.

Nach der Lehre der Erfindung schließt sich an die (hochohmi ge) Sekundärwicklung des Hochspannungstranformators ein Hoch spannungsgleichrichter an, der vorzugsweise die Struktur ei nes Vollweg-Gleichrichters nach Grätz aufweist. Hierdurch wird aus der zunächst alternierenden Hochspannung ein unidi rektionaler Signalverlauf erzeugt, ohne dass hierbei ein Teil der eingesetzten Energie verloren ginge.According to the teaching of the invention, the (hochohmi ge) secondary winding of the high voltage transformer a high voltage rectifier, which preferably has the structure egg has a full-wave rectifier according to Grätz. Hereby the initially alternating high voltage becomes a unidi Rectional waveform is generated without any part the energy used would be lost.

Damit der vorzugsweise aus Halbleiterelementen aufgebaute Hochspannungsgleichrichter eine ausreichende Spannungsfestig keit aufweist, kann jeder Diodenzweig des Vollweggleichrich ters durch eine Kaskade aus einer Vielzahl in Reihe geschal tener Halbleiterelemente realisiert sein, bspw. können für eine Ladenennspannung von 60 kV etwa 60 Dioden mit einer Spannungsfestigkeit von jeweils 1 kV in Reihe geschalten wer den.So that the preferably made of semiconductor elements High-voltage rectifiers have a sufficient dielectric strength each diode branch of the full-wave rectifier ters formulated by a cascade of a variety in a row tener semiconductor elements can be realized, for example a nominal charging voltage of 60 kV about 60 diodes with a Dielectric strength of 1 kV each connected in series the.

Wie oben bereits ausgeführt, soll die Kondensatorbaugruppe mit einem möglichst konstanten Strom aufgeladen werden, damit sich ein zeitoptimaler Lade-Entlade-Zyklus ergibt, während der Ausgangsstrom des Hochspannungsgleichrichters im Normal fall einen pulsierenden Verlauf hätte. Hier schafft die Er findung Abhilfe, indem an einem, vorzugsweise an beiden Aus gängen des Hochspannungsgleichrichters eine oder mehrere Spu len zur Entkopplung der Kondensatoren angeschlossen sind. Da bei wird die Periodendauer durch die Betriebsart des Wechsel richters als fest vorgegeben und kann daher bei der Auslegung der Kondensatoren und der Spule als konstante Rechengröße an gesehen werden.As already stated above, the capacitor assembly should be charged with a constant current so that there is a time-optimal charge-discharge cycle during the output current of the high voltage rectifier in normal case has a pulsating course. Here he creates Find a remedy by removing one, preferably both gears of the high-voltage rectifier one or more spu len are connected for decoupling the capacitors. There at the period is determined by the operating mode of the change richer than specified and can therefore be used in the design of the capacitors and the coil as a constant calculation variable be seen.

Wie oben bereits ausgeführt, ist es für eine Optimierung des Zeitablaufs während der Ladephase erforderlich, den Kondensa torladestrom möglichst konstant zu halten. Dies kann im Rah men einer Stromregelung erfolgen, wobei zur Erfassung des Stromistwertes in dem Ausgangskreis des Hochspannungsgleich richters ein Stromsensor, vorzugsweise in Form eines Shunts, angeordnet ist. As stated above, it is for an optimization of the The condensate is required during the charging phase keep the gate charge current as constant as possible. This can be in the frame current control, whereby to record the Current actual values in the output circuit of the high voltage DC richter a current sensor, preferably in the form of a shunt, is arranged.

Ferner ist es von großer Bedeutung für die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Anordnung, dass die Kondensatoreinheit nie mals auf zu große Spannungswerte aufgeladen wird, und die zu diesem Zweck vorgesehene Spannungsbegrenzungsschaltung erfor dert eine präzise Erfassung des aktuellen Spannungsistwertes. Hierzu dient ein zwischen den ausgangsseitigen Anschlüssen des Hochspannungsgleichrichters angeordneter Spannungssensor, der vorzugsweise mit einem Spannungsteiler aufgebaut ist. Durch Verwendung hochpräziser Messwiderstände kann eine Mess genauigkeit von etwa 1% erreicht werden, so dass eine mög lichst präzise Abschaltung vorgenommen werden kann.It is also of great importance for the life of the arrangement according to the invention that the capacitor unit never is charged to excessive voltage values, and the too this intended voltage limiting circuit a precise recording of the current actual voltage value. This is done by a between the connections on the output side voltage sensor arranged in the high-voltage rectifier, which is preferably constructed with a voltage divider. By using high-precision measuring resistors, a measuring accuracy of about 1% can be achieved, so that a possible switch off as precisely as possible.

Von zentraler Bedeutung für die Funktionsfähigkeit des Hoch spannungstransformators, der nicht nur für ein ausreichendes Spannungsniveau zum Aufladen der Kondensatoreinheit, sondern auch für eine galvanische Trennung des Hochspannungskreises gegenüber dem Netzpotential sorgt, ist eine alternierende Eingangsspannung, da nur eine solche einen kontinuierlichen Energiefluss von der Primärwicklung zu der Sekundärwicklung ermöglicht. Zur Abgabe einer entsprechenden Wechselspannung müssen die Leistungsstellglieder der H-Brückenschaltung in einem geeigneten Modus betrieben werden. Dies kann bspw. da durch erfolgen, dass die jeweils diagonal angeordneten Leis tungsstellglieder der H-Brücke in den Durchlasszustand ge schalten und die beiden anderen solange gesperrt werden, bis sodann alle Leistungsstellglieder in den jeweils anderen Zu stand geschalten werden. Solchenfalls lässt sich näherungs weise ein alternierendes Rechtecksignal an der Primärwicklung erzeugen, derart, dass der Primärwicklung des Hochspannungs transformators ein Wechselstrom eingeprägt wird. Hierbei lässt sich die Ansteuerung derart realisieren, dass der Wech selstrom zumindest näherungsweise einen rechteckförmigen oder zumindest etwa trapezförmigen Verlauf aufweist. Ein derarti ger Primärstrom erzeugt einen entsprechenden Sekundärstrom, der nach Gleichrichtung einen näherungsweise konstanten Lade strom ergibt. Central to the functionality of the high voltage transformer, which is not only sufficient Voltage level for charging the capacitor unit, but also for galvanic isolation of the high-voltage circuit against the network potential is an alternating one Input voltage because only such a continuous Energy flow from the primary winding to the secondary winding enables. To deliver a corresponding AC voltage the power actuators of the H-bridge circuit in be operated in a suitable mode. This can be the case, for example by doing that the diagonally arranged Leis tion actuators of the H-bridge in the on state switch and the other two are blocked until then all power actuators in the other Zu be switched. In this case it can be approximated an alternating square wave signal on the primary winding generate such that the primary winding of the high voltage an alternating current is impressed. Here the control can be implemented in such a way that the change selstrom at least approximately a rectangular or has at least approximately trapezoidal shape. Such a ger primary current generates a corresponding secondary current, which after rectification has an approximately constant charge current results.

Eine derartige Ansteuerung des Wechselrichters ergibt sich bspw. bei Verwendung eines Bausteins zur Pulsweitenmodulation (PWM). Hierbei wird die Pulslänge des an die Primärwicklung des Hochspannungstransformators angelegten Spannungsrechteck signals entsprechend einer Sinuswelle verändert und dadurch der Strom durch die Primärentwicklung des Hochspannungstrans formators etwa sinusförmig gesteuert.Such control of the inverter results For example, when using a module for pulse width modulation (PWM). Here, the pulse length of the primary winding of the high-voltage transformer signals changed according to a sine wave and thereby the current through the primary development of the high voltage trans formators controlled approximately sinusoidally.

Da die Taktfrequenz eines PWM-Bausteins einen konstruktiven Freiheitsgrad darstellt, kann sie weitgehend beliebig gewählt werden. Diese Frequenz sollte jedoch nicht unterhalb von 5 kHz liegen, da solchenfalls ein etwa rechteckförmiger förmi ger Verlauf des Primärstroms des Hochspannungstransformators nicht mehr erreicht werden kann, so dass die Regelgenauigkeit leidet, während eine Erhöhung der Taktfrequenz auf über 20 kHz wegen der zunehmenden Schaltverluste in den Leistungs stellgliedern zu erhöhten Verlusten führt. Besonders bewährt hat sich daher eine Taktfrequenz von etwa 10 kHz.Since the clock frequency of a PWM module is constructive Represents degree of freedom, it can largely be chosen arbitrarily become. However, this frequency should not be below 5 kHz lie, because in such an approximately rectangular form ger course of the primary current of the high-voltage transformer can no longer be achieved, so the control accuracy suffers while increasing the clock frequency to over 20 kHz because of increasing switching losses in performance actuators leads to increased losses. Tried and tested therefore has a clock frequency of about 10 kHz.

Eine andere Methode zur Einprägung eines rechteckförmigen Primärstroms in den Hochspannungstransformator bietet eine mit einem Regler für den Primärstrom aufgebaute Ansteuer schaltung des Wechselrichters. Bei dieser Ausführungsform kann sich die Taktfrequenz der H-Brücke ständig ändern, so dass eine erhöhte Genauigkeit des rechteckförmigen Stromsig nals möglich ist.Another method of embossing a rectangular one Primary current in the high voltage transformer provides one with a controller for the primary current control circuit of the inverter. In this embodiment the clock frequency of the H-bridge can change constantly, so that increased accuracy of the rectangular stream sig nals is possible.

Aufgrund dieser Zusammenhänge ist es möglich, den Regler als Zweipunktregler auszubilden und somit die Schaltfrequenz völ lig offen zu lassen. Eine andere Möglichkeit zur Verminderung von durch Stromoberwellen evtl. verursachten Geräuschen in dem Hochspannungstransformator besteht darin, die Schaltpunk te des Stromreglers zu verändern.Because of these relationships, it is possible to use the controller as Train two-point controller and thus the switching frequency völ leave open. Another way to decrease of noises caused by current harmonics in the high voltage transformer is the switching point te of the current controller.

Eine weitere Optimierung der erfindungsgemäßen Anordnung lässt sich durch einen Sollwertgeber für den PWM-Baustein o der den Primärstromregler erreichen, welcher einen etwa rechteckförmigen Primärstromsollwert erzeugt. Der Primär stromsollwert muss dabei mehreren Randbedingungen genügen: Einerseits soll er optimal an die Bedürfnisse des Hochspan nungstransformators angepasst sein, so dass dessen Wirkungs grad möglichst hoch ist, andererseits muss er eine variable Größe aufweisen, die zur Ausregelung des Ladestromssollwerts verwendet werden kann.A further optimization of the arrangement according to the invention can be set by a setpoint generator for the PWM module o who reach the primary current regulator, which is about one rectangular primary current setpoint generated. The primary Current setpoint must satisfy several boundary conditions: On the one hand, it should optimally meet the needs of high chipboard voltage transformer, so that its effects degree is as high as possible, on the other hand it must be a variable Have size that for regulating the charging current setpoint can be used.

Den Bedürfnissen des Hochspannungstransformators entsprechend sollte der von dem Sollwertgeber erzeugte Primärstromsollwert eine Frequenz zwischen 250 Hz und 1 kHz, vorzugsweise etwa 500 Hz, aufweisen. In diesem Frequenzbereich ist eine Taktung des Wechselrichters mit 10 kHz einerseits ausreichend, um ei ne möglichst gute Approximation des Primärstromistwertes an eine Rechteckform zu ermöglichen, andererseits bieten die Ausgangsimpulse des Hochspannungstransformators mit einer Im pulslänge etwa zwischen 1 und 5 ms eine ausreichende Dynamik, um den Ladestrom für die Kondensatoreinheit in einem sehr ge ringen Toleranzband konstant halten zu können.According to the needs of the high voltage transformer should be the primary current setpoint generated by the setpoint generator a frequency between 250 Hz and 1 kHz, preferably about 500 Hz. There is a clocking in this frequency range of the inverter with 10 kHz is sufficient on the one hand to egg ne best possible approximation of the primary current actual value to enable a rectangular shape, on the other hand, the Output pulses of the high voltage transformer with an Im pulse length between 1 and 5 ms sufficient dynamics, to the charging current for the capacitor unit in a very ge rings to keep the tolerance band constant.

Die Rückkopplung dieses Ladestromistwerts muss ebenfalls über den Sollwertgeber für den Primärstrom erfolgen, und die hier bei beeinflusste Größe ist die variable Amplitude des Primär stromsollwerts.The feedback of this charging current actual value must also over the setpoint generator for the primary current, and here if the size is affected, the variable amplitude of the primary current setpoint.

Indem die Amplitude des Primärstromsollwerts als Stellgröße für einen Ladestromregelkreis verwendet wird, ist die Mög lichkeit eröffnet, einen an die Regelstrecke optimal ange passten Regler für den Ladestrom zu verwenden. Besonders günstige Eigenschaften bietet hier ein PI-Regler, da mit ei nem solchen jede Regelabweichung vollständig ausgeregelt wird.By using the amplitude of the primary current setpoint as a manipulated variable is used for a charging current control loop opened, optimally adapted to the controlled system to use suitable regulators for the charging current. Especially A PI controller offers favorable properties here, since with a Every such deviation is completely corrected becomes.

Die Eingangsgröße des übergeordneten Ladestromreglers bildet neben dem Ladestromistwert ein Sollwert, der gemäß der Lehre der Erfindung während der Ladephase konstant vorgegeben wird. Zwar fließen während der Entladung der erfindungsgemäßen Kondensatoreinheit über die zu zerkleinernde Substanz erhebliche Ströme, infolge der Streuinduktivität des Transformators ver ändert sich der Ladestrom hierbei jedoch nur geringfügig, und deshalb sieht die Erfindung vor, die Ladestromregelung auch für den Fall eines normalen Zündvorgangs, d. h., ohne Über schreitung der Ladegrenzspannung, während der Entladephase nicht abzuschalten. Deshalb kann der Ladestromsollwert an ei nem Potentiometer eingestellt oder als Parameter über ein Be dienfeld vorgegeben und sodann über einen gesamten Bearbei tungszyklus hinweg beibehalten werden.The input variable of the higher-level charge current controller forms in addition to the actual charging current value, a setpoint that according to the teaching the invention is constantly specified during the loading phase. It is true that the capacitor unit according to the invention flows during the discharge considerable about the substance to be crushed Currents due to the leakage inductance of the transformer ver however, the charging current changes only slightly, and therefore the invention provides for the charging current control as well in the event of normal ignition, i.e. i.e. without over Charging limit voltage exceeded during the discharge phase not to switch off. The charging current setpoint can therefore be sent to ei potentiometer or as a parameter via a Be field and then over an entire process maintenance cycle are maintained.

In der Praxis hat sich ein Ladestromsollwert in der Größen ordnung zwischen 1 und 10 A, vorzugsweise bei etwa 2 A be währt. Zusammen mit einer mittleren Ladespannung von 30 kV (halbe Maximalspannung) ergibt sich hiermit eine effektive Leistung der erfindungsgemäßen Defragmentierungsanlage von etwa 30 kW. Hiermit lässt sich ohne weiteres ein wirtschaft licher Betrieb der erfindungsgemäßen Defragmentierungsanlage erreichen.In practice, a charging current setpoint has the sizes order between 1 and 10 A, preferably at about 2 A lasts. Together with an average charging voltage of 30 kV (half maximum voltage) results in an effective Performance of the defragmentation system according to the invention by about 30 kW. This makes it easy to do business Licher operation of the defragmentation system according to the invention to reach.

Um eine möglichst schnelle Abschaltung des Wechselrichters beim Erreichen der Ladegrenzspannung zu bewirken, ist vorge sehen, dass diese weder über den Sollwert noch über den Reg lerausgang bewerkstelligt wird, sondern über eine direkte Sperrung der Ansteuersignale für die Leistungsstellglieder des Wechselrichters.To shutdown the inverter as quickly as possible to effect when reaching the charge limit voltage is pre see that these are neither via the setpoint nor via the reg output is accomplished, but via a direct Blocking of the control signals for the power actuators of the inverter.

Die während eines Zerkleinerungszyklus eingesetzte Energie wird einerseits durch die Zündspannung der Kondensatorein heit, andererseits durch die gespeicherte Ladungsmenge und somit durch die Kondensatorkapazität bestimmt. Da die Konden satorspannung bei Veränderung der Prozessparameter nur wenig bis gar nicht geändert werden muss, kann eine Anpassung der Auslegung des elektrischen Teils an die durch das Fassungs vermögen des Defragmentierbehälters bestimmte Chargengröße vor allem durch eine Änderung der Gesamtkapazität der Konden satoreinheit, ggf. begleitet von einer entsprechenden Veränderung des Ladestroms, erreicht werden. Die bei der Schal tungsauslegung zu berücksichtigenden Faktoren sind insbeson dere das Volumen bzw. die Menge der zu zerkleinernden Sub stanz, deren Beschaffenheit sowie die für einen Zerkleine rungsvorgang zur Verfügung stehende Zeit.The energy used during a shredding cycle becomes on the one hand by the ignition voltage of the capacitor unit, on the other hand by the stored amount of charge and thus determined by the capacitor capacity. Because the condens sator voltage only slightly when changing the process parameters until there is no need to change, an adjustment of the Interpretation of the electrical part to that by the socket of the defragmentation container certain batch size especially by changing the total capacity of the condensers sator unit, possibly accompanied by a corresponding change of the charging current. The one at the scarf Factors to be considered are in particular the volume or quantity of the sub to be shredded punch, their nature as well as that for a shredder time available.

Um den Hochspannungsteil des erfindungsgemäßen Ladegeräts nicht für die volle Zündspannung auslegen zu müssen, lässt sich die Kondensatoreinheit in mehrere Kondensatoren auftei len, so dass dem Ladestrom ein anderer Strompfad zugewiesen werden kann wie dem Endladestrom. Indem die einzelnen Konden satoren während der Ladephase parallel geschalten sind, kann die von dem Ladegerät abzugebende Ladespannung auf einen durch die Kondensatorzahl bestimmten Bruchteil der Zündspan nung reduziert werden.To the high voltage part of the charger according to the invention does not have to be designed for the full ignition voltage the capacitor unit is divided into several capacitors len so that a different current path is assigned to the charging current can be like the discharge current. By the individual condens can be connected in parallel during the charging phase the charging voltage to be output by the charger to a fraction of the ignition chip determined by the number of capacitors can be reduced.

Prinzipiell lassen sich für die Änderung der Schaltungsstruk tur in der Kondensatoreinheit Leistungsstellglieder in Form von Halbleiterbauelementen verwenden. Da diese jedoch wenigs tens für die von dem Ladegerät abgegebene Spannung ausgelegt sein müssten, so wäre eine derartige Anordnung vergleichswei se aufwendig. Deshalb bevorzugt die Erfindung passive Bauele mente zur Umschaltung der Kondensatoren von ihrer Lade-Paral lelschaltung zu der Entlade-Serienschaltung.In principle, for changing the circuit structure structure in the capacitor unit of semiconductor devices. However, since this little designed for the voltage output by the charger Such an arrangement would be comparatively se expensive. The invention therefore prefers passive components elements for switching the capacitors from their charging parallel Connection to the discharge series connection.

Hierbei können als Kriterium für die Umschaltung zwischen dem Leit- und dem Sperrzustand die verschiedenen Zustände der Kondensatoreinheit während der Lade- und der Endladephase he rangezogen werden: Während der Ladephase fließt der konstante Ladestrom, während die Spannung vergleichsweise langsam an steigt und sich stets unterhalb der Zündspannung befindet. Andererseits wird die Entladephase durch das Überschreiten der Zündspannung herbeigeführt, und anschließend steigt der Stromfluss mit einer sehr steilen Flanke an und sinkt an schließend wieder sehr schnell ab. Here can be used as a criterion for switching between the The different states of the master and the locked state Capacitor unit during the charging and the final charging phase be drawn: The constant flows during the charging phase Charging current while the voltage is comparatively slow increases and is always below the ignition voltage. On the other hand, the discharge phase is exceeded brought about the ignition voltage, and then increases Current flow with a very steep slope and decreases closing again very quickly.

Aufgrund dieser Erwägungen lassen sich die elektrischen Ver bindungen zwischen den Kondensatoren, welche deren Parallel schaltung während der Ladephase bewirken, mit passiven Bau elementen realisieren, welche für einen konstanten Gleich strom einen möglichst geringen Widerstand, für Ströme mit stark ansteigenden oder abfallenden Flanken jedoch einen mög lichst großen Widerstand aufweisen. Hierfür eignen sich ins besondere Induktivitäten, welche ein typisches Tiefpassver halten aufweisen und daher während der gleichförmigen Lade phase als Kurzschluss, während der Entladephase dagegen wie geöffnete Schalter wirken.Because of these considerations, electrical ver bonds between the capacitors, which are their parallel cause switching during the charging phase, with passive construction Realize elements for constant equality current the lowest possible resistance, for currents with strongly rising or falling flanks is possible have the greatest possible resistance. Are suitable for this special inductors, which are a typical low pass hold and therefore during the uniform loading phase as a short circuit, during the discharge phase how open switches work.

Andererseits können für die beim Entladen zu schließenden Verbindungen in der Kondensatoreinheit Bauteile verwendet werden, welche bei Erreichen der Zündspannung selbsttätig von einem Leerlauf- in einen Kurzschlusszustand übergehen und diesen sodann aufrecht erhalten, bis eine untere Grenzspan nung unterschritten wird oder der Stromfluss unterbrochen wird. Ein derartiges Zünd- und Hystereseverhalten zeigen ins besondere Funkenstrecken, wobei die Zündspannung durch den Abstand zwischen den Funkenelektroden eingestellt werden kann, während die Unterbrechung der Verbindung durch das Ab reißen des Lichtbogens infolge eines abgesunkenen Stroms cha rakterisiert ist.On the other hand, for those to be closed when unloading Connections used in the capacitor unit components which, when the ignition voltage is reached by an open circuit to a short circuit state and then maintain this until a lower limit chip voltage falls below or the current flow is interrupted becomes. Such ignition and hysteresis behavior show ins special spark gaps, the ignition voltage by the Distance between the spark electrodes can be set can, while the connection is interrupted by the Ab break of the arc due to a decreased current cha is characterized.

Sofern die Funkenstrecken mittels voneinander beabstandeter Metallkugeln aufgebaut werden, ergibt sich beim Zünden des Lichtbogens nur ein vergleichsweise geringer Verschleiß, und die Anordnung kann über viele Lade- und Endladezyklen nahezu wartungsfrei betrieben werden.Provided the spark gaps are spaced apart Metal balls are built up when igniting the Arc only a comparatively low wear, and the arrangement can be almost over many charging and discharging cycles be operated maintenance-free.

Eine sowohl der Betriebssicherheit wie auch der elektrischen Sicherheit zuträgliche Maßnahme ist die Erdung einer der bei den Hochspannungselektroden, vorzugsweise der auf negatives Potential aufzuladenden. Hierdurch können die besonders expo nierten Teile der erfindungsgemäßen Defragmentierungsanlage geerdet werden, und ausschließlich innenliegende Elektroden und deren Zuleitungen bis zu der erfindungsgemäßen Kondensa toreinheit führen das hohe Zündspannungspotential, während bereits die Zuleitung von dem Hochspannungsausgang an dem er findungsgemäßen Ladegerät infolge der zwischengeschalteten Induktivitäten nur auf die entsprechend der Kondensatorzahl gegenüber der Zündspannung reduzierte Ladespannung aufgeladen ist.One of operational safety as well as electrical A measure that is conducive to safety is the grounding the high voltage electrodes, preferably the one on negative Potential to be charged. As a result, the particularly expo parts of the defragmentation system according to the invention be grounded, and only internal electrodes and their feed lines up to the condenser according to the invention gate unit carry the high ignition voltage potential while already the supply line from the high voltage output to which he inventive charger due to the intermediary Inductors only based on the number of capacitors charging voltage reduced compared to the ignition voltage is.

Eine weitere Verbesserung der Effizienz der erfindungsgemäßen Defragmentierungsanlage wird erreicht, indem wenigstens eine der Hochspannungselektroden auf die zu zerkleinernde Substanz anstellbar ist. Dadurch kann ein möglichst inniger Kontakt des stückigen und/oder granulatförmigen Ausgangsstoffs mit den Hochspannungselektroden herbeigeführt werden, so dass die Spannung nahezu vollständig an der zu zerkleinernden Substanz abfällt und daher die von dem Ladegerät zu erzeugende Span nung minimiert werden kann.A further improvement in the efficiency of the invention Defragmentation facility is achieved by at least one the high-voltage electrodes on the substance to be shredded is employable. This allows the most intimate contact possible of the lumpy and / or granular starting material with the high-voltage electrodes are brought about, so that the Tension almost completely on the substance to be shredded drops and therefore the chip to be generated by the charger voltage can be minimized.

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass das Behältnis zur Aufnahme der zu zerkleinernden Substanz nach Art eines Bassins zur Aufnahme eines flüssigen Mediums ausge bildet ist. Hierbei bildet das flüssige Medium eine leitfähi ge Brücke zwischen den Hochspannungselektroden und der unre gelmäßigen Oberfläche der zu zerkleinernden Objekte.Finally, it is in accordance with the teaching of the invention that the Container for holding the substance to be crushed Kind of a basin for holding a liquid medium forms is. Here, the liquid medium forms a conductive bridge between the high-voltage electrodes and the unre smooth surface of the objects to be shredded.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Er findung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:Other characteristics, details, advantages and effects on the basis of the invention result from the following Description of a preferred embodiment of the Er and the drawing. Here shows:

Fig. 1 die Gesamtanordnung einer erfindungsgemäßen Defrag mentierungsanlage, wobei die Kondensatoreinheit und der eigentliche Defragmentierungsbehälter nach Art eines Blockschaltbilds vereinfacht wiedergegeben sind; sowie . Figure 1 shows the overall arrangement of a Defrag mentierungsanlage invention, wherein the capacitor unit and the actual defragmentation container in the manner of a block diagram, are shown simplified; such as

Fig. 2 eine detailliertere Darstellung der Kondensatorein heit aus Fig. 1. Fig. 2 is a detailed illustration of the Kondensatorein standardized in FIG. 1.

Das auf die wichtigsten Komponenten reduzierte Blockschalt bild nach Fig. 1 lässt die Grundstruktur der erfindungsgemäßen Anordnung erkennen: Ein Ladegerät 1 dient zum Aufladen einer Kondensatoreinheit 2, die sodann über die eigentliche Defrag mentierungsvorrichtung 3 entladen wird. Dabei ist der Leis tungsteil des Ladegeräts 1 in Fig. 1 im Einzelnen dargestellt, der bevorzugte Aufbau der Kondensatoreinheit 2 in Fig. 2. Die eigentliche Defragmentierungsvorrichtung 3 ist in der Dar stellung als wassergefülltes Bassin wiedergegeben, wobei die Elektroden im Einzelnen nicht dargestellt sind. Hier sind je nach Anwendungsfall unterschiedliche Anordnung denkbar. . The reduced on the main components of the block diagram of Figure 1 makes the basic structure of the arrangement of the invention seen: A charger 1 serves to charge a capacitor unit 2, which is discharged through the actual 3 then mentierungsvorrichtung Defrag. The power part of the charger 1 in Fig. 1 is shown in detail, the preferred construction of the capacitor unit 2 in Fig. 2. The actual defragmentation device 3 is shown in the Dar position as a water-filled basin, the electrodes are not shown in detail. Different arrangements are conceivable depending on the application.

Da die bevorzugte Kondensatoreinheit 2 und deren Verschaltung mit dem Ladegerät 1 einerseits und der Defragmentierungsvor richtung 3 andererseits in Fig. 1 sehr stark schematisiert ist, soll zunächst auf die Fig. 2 eingegangen werden. Man er kennt daraus, dass die Kondensatoreinheit 2 in dem darge stellten Beispiel aus insgesamt drei Einzelkondensatoren 4- 6 aufgebaut ist. Aus der Sicht des Ladegeräts 1 sind diese Kondensatoren 4-6 hintereinander geschalten, derart, dass der Kondensator 5 mit seinen beiden Anschlüssen 7, 8 über je eine Induktivität 9, 10 mit den entsprechenden Anschlüssen 11, 12 des ersten Kondensators 4 verbunden ist, während der dritte Kondensator 6 mit seinen Elektroden 13, 14 über je ei ne weitere Induktivität 15, 16 mit je einem Anschluss 7, 8 des vorangehenden Kondensators 5 verbunden ist. Da die Induk tivitäten 9, 10, 15, 16 für den etwa konstanten Ladegleich strom als Kurzschluss wirken, haben sie den Effekt einer Pa rallelschaltung der Kondensatoren 4, 5, 6 während der Lade phase. Die hierbei parallel liegenden Anschlüsse 7, 11, 13 werden bei der vorliegenden Anordnung bspw. auf positives Spannungspotential aufgeladen, die jeweils anderen Anschlüsse 8, 12, 14 der Kondensatoren 4, 5, 6, welche während der Lade phase untereinander verbunden sind, dienen hierbei als negativer Pol, der beispielsweise mit Erdpotential 17 verbunden sein kann. Während der Ladephase steigt die Spannung über den Kondensatoren 4, 5, 6 kontinuierlich bis auf etwa 60 kV an. Während der Entladephase fließen dagegen weitaus größere Ströme durch die Defragmentierungsvorrichtung 3, die zunächst von einem steilen Stromanstieg eingeleitet werden und sodann mit einer nahezu ebenso steilen Flanke wieder abfallen. Diese starken Stromänderungen können von den Induktivitäten 9, 10, 15, 16 nicht nachvollzogen werden, so dass diese Bauteile während der Entladephase näherungsweise als Leerlauf zu be trachten sind. Daher ist es möglich, die Kondensatoren 4-6 während der Entladephase über Funkenstrecken 18, 19 in Serie zu schalten. Hierbei wird bspw. die positive Elektrode 11 des ersten Kondensators 4 mit dem negativ geladenen Anschluss 8 des folgenden Kondensators 5 gekoppelt 18, während dessen po sitiver Pol 7 durch die zweite Funkenstrecke 19 mit dem Po tential an der negativen Elektrode des dritten Kondensators 6 verbunden wird. Sofern alsdann der positive Anschluss 13 des dritten Kondensators 6 mit einer Elektrode der Defragmentie rungsvorrichtung 3, deren andere Elektrode mit dem Massepo tential 17 bzw. dem negativen Anschluss 12 des ersten Konden sators 4 verbunden wird, ergibt sich eine Serienschaltung der Kondensatoren 4-6, deren Stromkreis sich über die Hochspan nungselektroden der Defragmentierungseinrichtung 3 sowie die zwischen diesen befindliche Substanz schließt.Since the preferred capacitor unit 2 and its interconnection with the charger 1 on the one hand and the defragmentation device 3 on the other hand is very highly schematized in FIG. 1, FIG. 2 will be discussed first. It is known from this that the capacitor unit 2 in the example shown is constructed from a total of three individual capacitors 4-6. From the point of view of the charger 1 , these capacitors 4-6 are connected in series such that the capacitor 5 with its two connections 7 , 8 is connected to the corresponding connections 11 , 12 of the first capacitor 4 via an inductor 9 , 10 , respectively the third capacitor 6 with its electrodes 13 , 14 is connected via a respective additional inductance 15 , 16 to a respective connection 7 , 8 of the preceding capacitor 5 . Since the inductivities 9 , 10 , 15 , 16 act as a short circuit for the approximately constant DC charging current, they have the effect of connecting the capacitors 4 , 5 , 6 in parallel during the charging phase. The connections 7 , 11 , 13 lying in parallel are charged in the present arrangement, for example, to a positive voltage potential, the other connections 8 , 12 , 14 of the capacitors 4 , 5 , 6 , which are connected to one another during the charging phase, are used here as a negative pole, which can be connected to ground potential 17 , for example. During the charging phase, the voltage across the capacitors 4 , 5 , 6 rises continuously to about 60 kV. By contrast, during the discharge phase, much larger currents flow through the defragmentation device 3 , which are initially initiated by a steep current rise and then drop again with an almost equally steep flank. These strong current changes can not be traced by the inductors 9 , 10 , 15 , 16 , so that these components are to be considered approximately as idle during the discharge phase. It is therefore possible to connect the capacitors 4-6 in series during the discharge phase via spark gaps 18 , 19 . Here, for example, the positive electrode 11 of the first capacitor 4 is coupled 18 to the negatively charged terminal 8 of the following capacitor 5 , while its positive pole 7 is connected by the second spark gap 19 to the potential at the negative electrode of the third capacitor 6 . If the positive terminal 13 of the third capacitor 6 is then connected to an electrode of the defragmentation device 3 , the other electrode of which is connected to the ground potential 17 or the negative terminal 12 of the first capacitor 4 , the capacitors 4-6 are connected in series , whose circuit closes via the high-voltage electrodes of the defragmentation device 3 and the substance located between them.

Sofern die Ladespannung eines Kondensators 4-6 die Durch schlagsspannung einer Funkenstrecke 18, 19 überschreitet, so entsteht hier ein Lichtbogen, und in Bruchteilen einer Milli sekunde werden die betreffenden Kondensatoren 4, 5 in Serie gestalten. Dadurch verdoppelt sich die Spannung über der fol genden Funkenstrecke 19, so dass diese unverzüglich ebenfalls zündet und sodann eine volle Serienschaltung entsteht. Dieses Verfahren lässt sich auf weiteren Kondensatoren und zwischen diesen angeordneten Induktivitäten bzw. Funkenstrecken erwei tern, da der Zündeffekt sich wie bei einer Kettenreaktion fortpflanzt. Bereits mit den in Fig. 2 wiedergegebenen drei Kondensatoren 4-6 lässt sich eine Verdreifachung der Lade spannung von bspw. 60 kV auf 180 kV erreichen; bereits mit einem weiteren Kondensator können bereits Spannungen von etwa 250 kV erreicht werden.If the charging voltage of a capacitor 4-6 exceeds the impact voltage of a spark gap 18 , 19 , an arc arises here, and in a fraction of a millisecond the capacitors 4 , 5 in question will be designed in series. As a result, the voltage across the fol lowing spark gap 19 doubles, so that it also ignites immediately and then a full series connection is formed. This method can be extended to further capacitors and inductors or spark gaps arranged between them, since the ignition effect propagates like a chain reaction. Already with the three capacitors 4-6 shown in FIG. 3, the charging voltage can be tripled from, for example, 60 kV to 180 kV; voltages of around 250 kV can already be achieved with a further capacitor.

Solange die Funkenstrecken 18, 19 infolge einer Ionisierung der Luft im Bereich der Lichtbögen in leitfähigem Zustand bleiben, fließt ein kurzzeitiger, hoher Strom durch die De fragmentierungsvorrichtung 3, wobei der mit Abstand größte Widerstand in diesem Stromkreis durch die zu zerkleinernde Substanz zwischen den Hochspannungselektroden gebildet wird. Ein Großteil der von den Kondensatoren 4-6 während der Ent ladung abgegebenen Energie wird daher innerhalb der betref fenden Substanz in Wärme umgesetzt und führt zu starken, lo kalen Erhitzungen im Bereich von Korngrenzen des Gefüges, welche bevorzugt als Strompfade dienen, und sprengt durch die hierbei auftretenden, inneren Spannungen die betreffende Sub stanz auseinander. Schließlich brechen die Lichtbögen 18, 19 zusammen, so dass die Serienschaltung der Kondensatoren 4-6 wieder aufgehoben wird und sich nun ein neuer Ladezyklus an schließen kann, während dem die Induktivitäten 9, 10, 15, 16 wieder die Stromleitung übernehmen.As long as the spark gaps 18 , 19 remain in a conductive state due to ionization of the air in the region of the arcs, a brief, high current flows through the de-fragmentation device 3 , the greatest resistance in this circuit by far being formed by the substance to be comminuted between the high-voltage electrodes becomes. A large part of the energy given off by the capacitors 4-6 during the discharge is therefore converted into heat within the substance in question and leads to strong, local heating in the region of the grain boundaries of the structure, which preferably serve as current paths, and blows through it occurring internal tensions the relevant substance apart. Finally, the arcs 18 , 19 break down, so that the series connection of the capacitors 4-6 is canceled again and a new charging cycle can now follow, during which the inductors 9 , 10 , 15 , 16 again take over the power line.

Da die Spulen 9, 10, 15, 16 aufgrund ihrer vergleichsweise hohen Induktivität sehr empfindlich auf Stromschwankungen re agieren, besteht eine elementare Anforderung an das Ladegerät 1 darin, einen möglichst konstanten Ladestrom an seinem Aus gang zur Verfügung zu stellen. Dies wird durch eine Schaltung erreicht, wie sie in Fig. 1 wiedergegeben ist. Man erkennt dort einen Niederspannungsumrichter 20, dessen dreiphasiger Gleichrichter 21 über Sicherungen 22 und Drosselspulen 23 zur Verringerung von Netzrückwirkungen mit einem 400 V-Drehstrom netz L1, L2, L3 verbunden ist. Der Gleichrichter 21 kann mit gesteuerten und/oder ungesteuerten Leistungsstellgliedern 24, 25 realisiert sein. Er speist einen Spannungszwischenkreis 26 mit einem Stützkondensator 27, welcher eine annähernd kon stante Eingangsspannung für einen als H-Brücke aufgebauten Wechselrichter 28 liefert. Jeder der beiden Längszweige 29, 30 der H-Brücke 28 ist mit zwei in Serie geschalteten IGBT- Leistungstransistoren aufgebaut, wobei jedem Leistungstran sistor 31 jeweils eine antiparallel geschaltete Freilaufdiode 32 zugeordnet ist.Since the coils 9 , 10 , 15 , 16 are very sensitive to current fluctuations due to their comparatively high inductance, an elementary requirement for the charger 1 is to provide a charging current that is as constant as possible at its output. This is achieved by a circuit as shown in Fig. 1. One recognizes there a low-voltage converter 20 , the three-phase rectifier 21 of which is connected via fuses 22 and choke coils 23 to reduce mains interference with a 400 V three-phase mains L1, L2, L3. The rectifier 21 can be implemented with controlled and / or uncontrolled power actuators 24 , 25 . It feeds a voltage intermediate circuit 26 with a backup capacitor 27 , which supplies an approximately constant input voltage for an inverter 28 constructed as an H-bridge. Each of the two longitudinal branches 29 , 30 of the H-bridge 28 is constructed with two IGBT power transistors connected in series, each power transistor 31 being assigned an antiparallel connected freewheeling diode 32 .

In die den Ausgang des Umrichters 20 bildende Querbrücke 33 zwischen den beiden Längszweigen 29, 30 ist die Primärwick lung 34 eines Hochfrequenztransformators 35 eingeschalten. Dessen Sekundärwicklung 36 speist einen Vollweggleichrichter 37 (Grätz-Schaltung), dessen Gleichrichterzweige 38 jeweils aus einer Vielzahl von Einzeldioden kaskadiert sind. Eine in den Ausgangsstromkreis des Vollweggleichrichters 37 einge schaltene Induktivität 39 schützt diesen vor HF-Spannungen, wie sie bei der Umschaltung der Kondensatoreinheit 2 ausge löst werden können.In the output of the converter 20 transverse bridge 33 between the two longitudinal branches 29 , 30 , the primary winding 34 of a high-frequency transformer 35 is turned on. Its secondary winding 36 feeds a full-wave rectifier 37 (Grätz circuit), the rectifier branches 38 of which are each cascaded from a large number of individual diodes. An in the output circuit of the full-wave rectifier 37 switched inductance 39 protects it from RF voltages, as they can be triggered when switching the capacitor unit 2 out.

Wie oben bereits ausgeführt, soll das erfindungsgemäße Lade gerät 1 in der Lage sein, einen möglichst konstanten Lade strom I_L für die Kondensatoreinheit 2 zur Verfügung stellen. Deshalb wird dieser Ladestrom IL mit einem Shunt 40 gemessen. Ferner ist ein Spannungsteiler 41 vorgesehen, mit der die La despannung der Kondensatoren 4, 5, 6, in deren parallel ge schaltenen Zustand überwacht werden kann, um bei Erreichen eines vorgegebenen Ladestromgrenzwertes ein Sperren der Leis tungsstellglieder 31 der H-Brücke 28 auszulösen.As already stated above, the charging device 1 according to the invention should be able to provide a charging current I _L that is as constant as possible for the capacitor unit 2 . This is why this charging current IL is measured with a shunt 40 . Furthermore, a voltage divider 41 is provided with which the voltage of the capacitors 4 , 5 , 6 can be monitored, in their parallel switched state, in order to trigger a blocking of the power control elements 31 of the H-bridge 28 when a predetermined charging current limit value is reached.

Der an dem Shunt 40 ermittelte Ladestrom-Istwert I_L wird von einem nicht wiedergegebenen Steuerbaustein mit einem konstan ten Stromsollwert verglichen, und die durch Differenzbildung zwischen diesen Größen ermittelte Regelabweichung wird einem Reglerbaustein, der vorzugsweise eine PI-Charakteristik auf weist, zugeführt, um daraus ein Reglerausgangssignal zu er zeugen. Dieses Reglerausgangssignal wird dem mit einer festen Frequenz von bspw. 500 Hz schwingenden Primärstrom I_P durch die Primärwicklung 34 des Hochspannungstransformators 35 nach Art einer Amplitudenmodulation aufmoduliert und führt über das etwa proportional dazu ansteigende oder abfallende Aus gangssignal des Hochspannungstransformators 35 und nach "De modulation" in dem Gleichrichter 37 zu einer Ausregelung der aufgetretenen Regeldifferenz, so dass der Ladestrom I_L mög lichst konstant bleibt.The charging current actual value I _L determined on the shunt 40 is compared by a control module (not shown) with a constant current setpoint value, and the control deviation determined by forming the difference between these variables is fed to a controller module, which preferably has a PI characteristic, in order to do so to produce a controller output signal. This controller output signal is modulated onto the primary current I _P , which oscillates at a fixed frequency of, for example, 500 Hz, through the primary winding 34 of the high-voltage transformer 35 in the manner of an amplitude modulation and leads via the output signal of the high-voltage transformer 35 that rises or falls approximately proportionally to it and after "de-modulation" in the rectifier 37 to regulate the control difference that has occurred, so that the charging current I _L remains as constant as possible.

Die Modulation des Primärstroms I_P des Hochspannungstransfor mators 35 wird hierbei durch eine entsprechende Modulation eines mit der gewünschten Frequenz schwingenden Sollwerts für den Primärstrom I_P erzeugt. Dieser Sollwert kann bspw. von einem Rechteckoszillator, bspw. einem Multivibrator, abgelei tet werden, dessen Ausgangssignal mit dem Reglerausgangssig nal des übergeordneten Ladestromreglers multipliziert wird.The modulation of the primary current I _{P of} the high-voltage transformer 35 is in this case generated by a corresponding modulation of a setpoint value for the primary current I _P that oscillates at the desired frequency. This setpoint can be derived, for example, from a rectangular oscillator, for example a multivibrator, the output signal of which is multiplied by the controller output signal of the higher-level charge current controller.

Das solchermaßen erzeugte Sollwertsignal für den Primärstrom I_P des Hochspannungstransformators 35 wird sodann an einen Summationspunkt geführt, wo der bspw. mittels eines Stromsen sors erfasste Primärstrom-Istwert subtrahiert wird, um eine Regeldifferenz zu erhalten, die von einem untergeordneten Primärstromregler zur Erzeugung eines entsprechenden Regler ausgangssignals verarbeitet wird. Dieses kann sodann in einem Pulsweitenmodulationsbaustein einem Rechtecksignal mit kon stanter Taktfrequenz von bspw. 10 kHz aufmoduliert werden, wobei zwei diagonal angeordnete Leistungsstellglieder 31 der H-Brücke 28 mittels dieses Rechtecksignals, die anderen bei den Leistungsstellglieder 31 mittels des invertierten Recht ecksignals angesteuert werden.The setpoint signal generated in this way for the primary current I _{P of} the high-voltage transformer 35 is then passed to a summation point, where the primary current actual value detected, for example, by means of a current sensor is subtracted in order to obtain a control difference, which is generated by a subordinate primary current controller to generate a corresponding controller output signal is processed. This can then be modulated in a pulse-width modulation module on a square-wave signal with a constant clock frequency of, for example, 10 kHz, two diagonally arranged power actuators 31 of the H-bridge 28 using this square-wave signal, the others in the power actuators 31 using the inverted square-wave signal.

Claims

1. Process for comminuting substances with a grain structure, characterized in that

a) the substance to be comminuted is placed in an at least limited conductive medium, for example water, between high-voltage electrodes,
b) that one or more capacitors ( 2 , 4-6 ) are charged to a predetermined high voltage,
c) and that the capacitor (s) ( 2 , 4-6 ) is (are) discharged after reaching an ignition voltage via the high-voltage electrodes, the medium and along the grain boundaries of the substance to be comminuted.

2. The method according to claim 1, characterized in that a plurality of capacitors ( 4-6 ) for charging in parallel to a current source ( 1 ), for discharging are connected in series between the high-voltage electrodes.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the capacitors ( 4-6 ) of the type are connected to the high-voltage electrodes that the negative electrode remains grounded ( 17 ).

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the charging of the capacitor (s) ( 4-6 ) takes place according to a predetermined current setpoint.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the charging of the capacitor (s) ( 4-6 ) takes place in the context of a current control.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, there characterized by that at Errei Chen or exceed a predetermined charging voltage setpoint value through a voltage limitation of the charging process is broken.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, there characterized by that the given level charge voltage setpoint to less than 5%, preferably less than 2.5%, especially less than 1% will hold.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the output voltage of the current source ( 1 ) and the charging current _setpoint (I _Lsoll ) are predetermined such that a cycle time for a charge-discharge cycle is approximately between 50 and 100 ms lies.

9. The method according to any one of the preceding claims, since characterized by that number the charge-discharge cycles are determined with a counter module and after a predeterminable number of cycles the further one Charging is interrupted.

10. The device for carrying out a method according to one of the preceding claims, with a container ( 3 ) for the substance to be comminuted, characterized by

a) a high-voltage direct current source ( 1 ),
b) which is coupled and / or connectable to the connections ( 7 , 8 , 11 , 12 , 13 , 14 ) of at least one capacitor ( 4-6 ) for charging it (I _L ),
c) the capacitor (s) ( 4-6 ) for discharge (I _E ) being coupled and / or couplable to high-voltage electrodes arranged in the container ( 3 ) for the substance to be comminuted.

11. The device according to claim 10, characterized in that the high-voltage direct current source ( 1 ) has a mains rectifier ( 21 ), preferably for 380 V three-phase current (L1, L2, L3).

12. The apparatus of claim 10 or 11, characterized in that the high-voltage direct current source ( 1 ) has a voltage intermediate circuit ( 26 ).

13. Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the voltage intermediate circuit ( 26 ), an inverter, preferably in the form of an H-bridge circuit ( 28 ), is arranged downstream.

14. Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the inverter ( 28 ) with IGBT transistors ( 31 ) as power control elements and these antiparallel-connected free-wheeling diodes ( 32 ) is constructed.

15. Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that in a bridge ( 33 ) of the inverter ( 28 ) a (low-resistance) primary winding ( 34 ) of a high-voltage transformer ( 35 ) is switched.

16. The device according to one of claims 10 to 15, characterized in that the (hochoh mige) secondary winding ( 36 ) of the high-voltage transformer ( 35 ) with a high-voltage rectifier ( 37 ), preferably in Grätz circuit, is connected.

17. Device according to one of claims 10 to 16, characterized in that each branch ( 38 ) of the high-voltage rectifier ( 37 ) is formed by a cascade of diodes.

18. Device according to one of claims 10 to 17, characterized in that the high voltage rectifier ( 37 ) is followed by a coil ( 39 ) for protection against RF voltages.

19. Device according to one of claims 10 to 18, as by in that in the off transition circle (I _L) of the high-voltage rectifier (37) is preferably angeord net in the form of a shunt (40) is a current sensor.

20. Device according to one of claims 10 to 19, characterized in that between the output-side connections of the high-voltage rectifier ( 37 ) and / or parallel to one or more capacitors ( 4-6 ), a voltage sensor, preferably in the form of a voltage divider ( 41 ), is arranged.

21. Device according to one of claims 10 to 20, characterized in that the inverter ( 28 ) is coupled to a control circuit which controls the power actuators ( 31 ) in such a way that the intermediate circuit voltage ( 26 ) with constantly alternating polarity to the Primary winding ( 34 ) of the high-voltage transformer ( 35 ) is switched.

22. The device according to any one of claims 10 to 21, characterized in that the control circuit of the inverter ( 28 ) is constructed such that an alternating current (I _P ) is impressed by its control of the primary winding ( 34 ) of the high-voltage transformer ( 35 ) .

23. Device according to one of claims 10 to 22, characterized in that the control circuit of the inverter ( 28 ) has a module for pulse width modulation (PWM).

24. Device according to one of claims 10 to 23, there characterized by that the PWM construction stone for pulse width modulation of a signal with a clock frequency between 5 and 20 kHz, preferably about 10 kHz, is designed.

25. The device according to one of claims 10 to 24, characterized in that the control circuit of the inverter ( 28 ) has a regulator for the primary current (I _P ) of the high-voltage transformer ( 35 ).

26. Device according to one of claims 10 to 25, there characterized by that the regulator is designed as a two-point controller.

27. Device according to one of claims 10 to 26, characterized by a setpoint generator for the PWM module or the primary current _controller, which generates an approximately rectangular primary current _setpoint (I _Psoll ).

28. Device according to one of claims 10 to 27, characterized in that the setpoint generator generates a primary current setpoint (I _Psoll ) with a frequency between 250 Hz and 1 kHz, preferably about 500 Hz.

29. Device according to one of claims 10 to 28, characterized in that the setpoint generator generates a primary current setpoint (I _Psoll ) with a variable amplitude.

30. Device according to one of claims 10 to 29, characterized in that the amplitude de of the primary current _setpoint (I _Psoll ) is _{predetermined} by a higher-level controller for the charging current (I _L ).

31. The device according to any one of claims 10 to 30, there characterized by that the superordinate arranged charge current regulators a proportional and an integ ral share.

32. Device according to one of claims 10 to 31, characterized in that the setpoint (I _Lsoll ) of the superordinate charging current controller is constantly specified during the charging phase.

33. Device according to one of claims 10 to 32, characterized in that the setpoint (I _Lsoll ) of the higher-level charge current _controller during the charging phase is between about 1 and 10 A, preferably about 2 A.

34. Device according to one of claims 10 to 33, characterized by a voltage limiting circuit which blocks the inverter ( 28 ) as soon as the charging voltage on the capacitor (s) ( 4-6 ) has reached a predetermined voltage limit.

35. Device according to one of claims 10 to 34, characterized in that the total capacitance of the capacitor unit ( 2 ) to be discharged via the substance to be comminuted is dimensioned such that the energy stored in it is sufficient to match that along the grain boundaries flowing current (I _E ) to heat the substance to be shredded locally, in particular to evaporate it.

36. Device according to one of claims 10 to 35, characterized in that the total capacitance of the capacitor unit ( 2 ) is greater than 1 nF.

37. Device according to one of claims 10 to 36, characterized in that a plurality of capacitors ( 4-6 ) are connected such that they are connected in parallel to the charging (I _L ), in series when unloading (I _E ).

38. Device according to one of claims 10 to 37, characterized in that passive components are provided for switching the capacitors ( 4-6 ).

39. Device according to one of claims 10 to 38, characterized in that the parallel circuit of the capacitors ( 4-6 ) via reactances with a low direct current resistance such as inductors ( 9 , 10 , 15 , 16 ), so that the capacitors ( 4-6 ) can be charged with a constant direct current (I _L ).

40. Device according to one of claims 10 to 39, characterized in that the series connection of the capacitors ( 4-6 ) via voltage-dependent components with a high-voltage breakdown behavior such as spark gaps ( 18 , 19 ), so that in the ignited state a short circuit occurs.

41. Device according to one of claims 10 to 40, characterized in that the spark gaps ( 18 , 19 ) are formed with spaced-apart metal balls.

42. Device according to one of claims 10 to 41, characterized in that one of the high-voltage electrodes, preferably the one to be charged to negative potential, is grounded ( 17 ).

43. Device according to one of claims 10 to 42, there characterized by that at least one of the high voltage electrodes on the one to be shredded Substance is employable.

44. Device according to one of claims 10 to 43, characterized in that the container ( 3 ) is designed in the manner of a basin for receiving a liquid medium.