DE1200229B

DE1200229B - Process for splitting non-metallic sproeder materials and the device for carrying out this process, especially for use in splitting rocks in tunnels, tunnels and the like. like

Info

Publication number: DE1200229B
Application number: DEN22273A
Authority: DE
Inventors: Theodorus Regnerus Seldenrath; Jan Verstraten; Franciscus Josephus Timmermans
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1961-10-30
Filing date: 1962-10-26
Publication date: 1965-09-09

Description

Verfahren zum Spalten nichtmetallischer spröder Materialien sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, insbesondere zur Verwendung beim Spalten von Gesteinen in Stollen, Tunneln u. dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spalten nichtmetallischer spröder Materialien sowie Einrichtungen zum Durchführen dieses Verfahrens, insbesondere zur Verwendung beim Spalten von Gesteinen in Stollen, Tunneln u. dgl. unter Anwendung von Schwingungen ultrahoher Frequenz, insbesondere im Dezimeter- oder Zentimeterbereich. Die Erfindung bezweckt, ein neues Verfahren zum Spalten solcher Materialien mittels Schwingungen ultrahoher Frequenz zu schaffen, das sich unter anderem durch seine besondere Wirksamkeit auszeichnet.Methods for splitting non-metallic brittle materials as well as Device for performing this method, in particular for use in Splitting rocks in tunnels, tunnels and the like The invention relates to a method for splitting non-metallic brittle materials as well as devices for performing this method, especially for use in splitting rocks in tunnels, Tunneling and the like using ultra-high frequency vibrations, in particular in the decimeter or centimeter range. The invention aims to provide a new method for splitting such materials by means of ultra-high frequency vibrations, which is characterized, among other things, by its particular effectiveness.

Nach der Erfindung wird dazu in eine im zu spaltenden Material ausgesparte Einlaßöffnung eine als Injektor ausgebildete Strahlvorrichtung eingebracht, die durch die Schwingungen ultrahoher Frequenz gespeist wird und diese Ultrahochfrequenzschwingungen durch Injektion des Injektors im Inneren des zu spaltenden Materials konzentriert werden, wobei die injektierten Schwingungen durch eine stellenweise innere dielektrische Erhitzung des zu spaltenden Materials eine Spaltung desselben herbeiführen. Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Injektionsmethode von Schwingungen ultrahoher Frequenz, die wohl zu unterscheiden ist von einer Anstrahlmethode, wird ein besonders wirksamer Spaltungsprozeß geschaffen, bei dem z. B. die notwendige Energie pro 1000 kg in der Größenordnung von 0,1 kWh liegt. Die ultrahohen, Frequenzen werden bevorzu-t in der Fonn von zwe, elektroma-netischen Feldern mit zueinander senkrechten Polarisationsrichtungen weitergeleitet.According to the invention, a jet device designed as an injector is introduced into an inlet opening recessed in the material to be split, which is fed by the ultra-high frequency vibrations and these ultra-high frequency vibrations are concentrated by injecting the injector inside the material to be split, the injected vibrations by a local internal dielectric heating of the material to be cleaved to bring about a cleavage of the same. By using the injection method according to the invention of vibrations of ultra-high frequency, which must be distinguished from a radiation method, a particularly effective splitting process is created in which z. B. the necessary energy per 1000 kg is in the order of 0.1 kWh. The ultra-high frequencies are preferably transmitted in the form of two electromagnetic fields with mutually perpendicular directions of polarization.

Zur Durchführung dieses Verfahrens wird gemäß der Erlindung eine als Injektor ausgebildete Strahlvorrichtung verwendet, die aus zwei zueinander senkrecht polarisierten Strahlern, die beide gemeinsam praktisch in denselben örtlichen Raum ausstrahlen, sowie zwei Ultrahochfrequenzgeneratoren besteht, deren Ausgangskreise mit einem zur Strahlungsvorrichtung führenden Wellenleitersystem gekoppelt sind, das bei gegenseitiger Entkopplung der Ultrahochfrequenzgeneratoren die beidenzueinandersenkrecht polarisierten Strahler speist.To carry out this method, according to the invention, a Injector-shaped blasting device used, which consists of two mutually perpendicular polarized emitters, both together practically in the same local space radiate, as well as two ultra-high frequency generators, their output circuits are coupled to a waveguide system leading to the radiation device, that with mutual decoupling of the ultra-high frequency generators both of them perpendicular to each other polarized radiator feeds.

Die in den weiteren Unteransprücheu gekennzeichiteten Gegenstände verkörpem vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The subjects identified in the further subclaims embody advantageous features of the device according to the invention.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden an Hand der F i g. 1 bis 5 näher erläutert. In F i g. 1 ist eine schematische Einrichtung zur Erläuftrung des, Verfahrens nach der Erfkidung dargestellt; in F i g. 2 und 3 sind einige besonders vorteilhafte Ausführungsformen einer zum Durchführen des an Hand der F i g. 1 beschriebenen Verfahrens geeigneten Vorrichtung dargestellt; F i g. 4 und 5 zeigen in größerem Maßstab einen Querschnitt bzw. einen Längsschnitt durch ein Einzelteil der Einrichtung nach F i g. 3. The invention and its advantages are illustrated in FIGS. 1 to 5 explained in more detail. In Fig. 1 is a schematic device for establishing the method according to the invention; in Fig. 2 and 3 are some particularly advantageous embodiments of one for performing the on the basis of FIG. 1 shown method suitable device described; F i g. 4 and 5 show, on a larger scale, a cross section and a longitudinal section through an individual part of the device according to FIG. 3.

In F i g. 1 ist 1 ein zu spaltender Stein, der beispielsweise mehrere Tonnen Gewicht haben kann und in dem ein Loch 2 eingebohrt ist. Der Durchmesser de-, Bohrloches beträgt beispielsweise 4 bis 6 cm und dessen Tiefe 15 bis 20 cm.In Fig. 1 , 1 is a stone to be split, which can weigh several tons, for example, and in which a hole 2 is drilled. The diameter of the drill hole is, for example, 4 to 6 cm and its depth 15 to 20 cm.

Zur Spaltung des Steines ist in das Bohrloch 2 eine als Injektor ausgebildete Strahlvorrichtung 3 eingebracht, die durch Schwingungen ultrahoher Frequenz, die von einem Ultrahochfrfflenzgenerator 4 bezogen werden, beispielsweise mit einer Wellenlänge von 12 cm (2450 Hz) und einer Leistung von 10 kW, über ein Wellenleitersystem 5 gespeist wird. Diese Ultrahochfrequenzschwingungen werden an der Stelle des lni-ektors 3 im Inneren des Steines 1 konzentriert, wodurch nach Einschaltung des Ultrahochfrequenzgenerators 4 der Stein 1 innerhalb weniger Minuten längs verschiedener, um das Bohrloch 2 herumliegender Spaltflächen 6 in kleinere Teile zerfallen wird.In order to split the stone, a jet device 3 designed as an injector is introduced into the borehole 2, which is generated by ultra-high frequency vibrations, which are obtained from an ultra-high frequency generator 4, for example with a wavelength of 12 cm (2450 Hz) and a power of 10 kW a waveguide system 5 is fed. These ultra-high frequency oscillations are concentrated at the location of the ln ector 3 inside the stone 1 , whereby after switching on the ultra-high frequency generator 4, the stone 1 will disintegrate into smaller parts within a few minutes along various gap surfaces 6 around the borehole 2.

In diesem Ultrahochfrequenzbereich wird nämlich durch die in diesem Frequenzbereich liegenden Schwingungen um das Bohrloch 2 herum im Inneren des Steines 1 eine starke stellenweise dielektrische Erhitzung herbeigeführt, wodurch im Inneren des Steines 1 außerordentlich hohe innere Spannungen erzeugt werden, die innerhalb weniger Minuten den Stein 1 zerfallen lassen.In this ultra-high frequency range, the vibrations in this frequency range around the borehole 2 inside the stone 1 bring about strong dielectric heating in places, as a result of which extremely high internal stresses are generated inside the stone 1 , which disintegrate the stone 1 within a few minutes permit.

Neben der besonders hohen Wirksamkeit dieses neuen Verfahrens zum Spalten von Gesteinen, bei dem die natürlichen Eigenschaften des Gesteins ausnutzt werden, unterscheidet sich dieser neue Vorschlag auch noch dadurch vom Stand der Technik, daß der Spaltvorgang ohne nennenswerte Staubentwicklung erfolgt, was für die Gesundheit des Bedienungspersonals von besonderer Wichtigkeit ist. Dieses Spaltungsverfahren hat insbesondere eine hohe Wirkkamkeit für sehr harte, auf andere Weise schwer spaltbare Gesteine, wie z. B. Granit.In addition to the particularly high effectiveness of this new method for Cleavage of rocks in which the natural properties of the rock are used this new proposal differs from the state of the art Technique that the splitting process takes place without significant dust generation, what for the health of the operating personnel is of particular importance. This division process is particularly effective for very hard ones that are difficult to split in any other way Rocks such as B. granite.

In F i g. 2 und 3 sind zur Durchführung des im vorhergehenden beschriebenen Verfahrens zwei besonders vorteilhafte Vorrichtungen nach der Erfindung dargestellt, die zur Erzielung optimaler Verhältnisse derart ausgebildet sind, daß jeweils die Leistungskonzentration der Ultrahochfrequenzschwingungen an der Stelle der als Injektor ausgebildeten Strahlungsvorrichtung bis zum Maximum gesteigert ist. Ausgedehnte Prüfungen haben nämlich ergeben, daß der Spaltvorgang mit der Leistungskonzentration der von der Strahlungsvorrichtung emittierten Ultrahochfrequenzstrahlung in progressiver Weise zunimmt.In Fig. 2 and 3 show two particularly advantageous devices according to the invention for carrying out the method described above, which are designed to achieve optimal conditions in such a way that the power concentration of the ultra-high frequency oscillations at the point of the radiation device designed as an injector is increased to the maximum. Extensive tests have shown that the fission process increases progressively with the power concentration of the ultra-high frequency radiation emitted by the radiation device.

Die in F i g. 2 schaubildlich dargestellte Vorrichtung weist zwei Magnetrone 7, 8 auf, die über koaxiale Leitungen 9, 10 an einen Wellenleiter 11 angeschlossen sind, um die von den beiden Magnetronen 7, 8 erzeugten Schwingungen ultrahoher Frequenz, z. B. mit einer Wellenlänge von 12 cm (2450 MHz), zu einer als Injektor ausgebildeten Strahlvorrichtung 12 zu leiten, die in ein Bohrloch 2 mit einem Durchmesser von 5 cm im zu spaltenden Gestein 1 einaesetzt werden kann. Für die beiden Magnetrone 7, 8 werden solche des Typs 55125 verwendet, die eine bisher maximal erreichbare Leistung von 5 kW liefern.The in F i g. The device shown diagrammatically in FIG. 2 has two magnetrons 7, 8 which are connected to a waveguide 11 via coaxial lines 9, 10 in order to transmit the ultra-high frequency oscillations generated by the two magnetrons 7, 8, e.g. B. with a wavelength of 12 cm (2450 MHz) to lead to a jet device 12 designed as an injector, which can be inserted into a borehole 2 with a diameter of 5 cm in the rock 1 to be split. For the two magnetrons 7, 8 those of the 55125 type are used, which deliver a previously achievable maximum power of 5 kW.

Bei der dargestellten Vorrichtung sind die beiden Magnetrone 7, 8 an den Wellenleiter 11 angeschlossen, in dem die Innenleiter 13, 14 der koaxialen Leitungen 9, 10 senk-recht zueinander in den Wellenleiter 11 eingeführt sind, wobei von jedem der zueinander senkrecht stehenden Innenleiter 13, 14 ein linear polarisiertes elektromagnetisches Feld mit einer Polarisationsrichtung parallel zum betreffenden Innenleiter 13, 14 ausgestrahlt wird. Ohne eine direkte gegenseitige Beeinflussung der Magnetrone 7, 8 werden die beiden elektromagnetischen Felder mit senkrecht zueinander stehenden Polarisationsrichtungen gemeinsam der als Injektor ausgebildeten Strahlvorrichtung 12 über den Wellenleiter 11 zugeführt, der sich zum Anschluß an die Strahlvorrichtung 12 mit einem kleineren Durchmesser als 5 cm allmählich bis zum Durchmesser der Strahlvorrichtung 12 verengt.In the device shown, the two magnetrons 7, 8 are connected to the waveguide 11 , in which the inner conductors 13, 14 of the coaxial lines 9, 10 are inserted perpendicular to one another into the waveguide 11 , with each of the inner conductors 13 perpendicular to one another , 14 a linearly polarized electromagnetic field with a direction of polarization parallel to the respective inner conductor 13, 14 is emitted. Without a direct mutual influence of the magnetrons 7, 8 , the two electromagnetic fields with mutually perpendicular directions of polarization are jointly fed to the jet device 12, designed as an injector, via the waveguide 11 , which gradually increases to connect to the jet device 12 with a diameter smaller than 5 cm narrowed to the diameter of the blasting device 12.

Gleichzeitig mit der Verengung des Wellenleiters 11 sind an dessen Wand zwei einander diametral cyeg--niiberlie"ende Leitungsstreifenpaare 15, 16 in Z, C Richtung parallel zu den Polarisationsrichtun(ren der beiden emittierten elektromagnetischen Felde"r" angebracht, wobei sich das Feld des Magnetrons 7 mit einer zum Leitungsstreifen 15 parallelen Polarisationsrichtung im wesentlichen im engen Spalt zwischeu den beiden Leitungsstreifen 15 in axialer Richtung fortpflanzt und ebenso das Feld des anderen Magnetrons 8 in axialer Richtung durch den Spalt zwischen den beiden anderen Leitungsstreifen 16 hindurchgeleitet wird. Ungestört durch die Verengung des Wellenleiters 11 pflanzen sich die beiden senkrecht zueinder polarisierten Felder der Magnetrone 7, 8 in den Spalten der einander diametral gegenüberliegenden Leitungsstreifen 15, 16 fort, wo-Z, ID bei diese sich über den Wellenleiter 11 hinaus in zwei zueinander senkrecht polaris-erte Strahler fortsetzen, die gemeinsam die als Injektor ausgebildete Strahlvorrichtung 12 bilden. Insbesondere bildet der zwischen den Leitungsstreifen 15 liegende Spalt einen Spalts'Lratier für die vom Magnetron 7 herrührenden Schwingungen, während der zwischen den Leitungsstreifen 16 liegende Spalt einen Spaltstrahler für die zu diesen senkrecht polarisierten Schwingungen des Magnetrons 8 bildet, wobei durch die so ausgestrahlten elektroma-netischen Felder eine starke dielektrische Erhitzung der um das Bohrloch 2 herumliegenden Steimnasse 1 herbeigeführt wird. Etwaige Mantelströme längs des an der Strahlvorrichtung 12 angrenzenden Außenmantels des Wellenleiters 11 werden von der umgebenden Steinmasse 1 gedämpft. Es werden nun nicht nur die von den Magnetronen 7, 8 erzeugten Schwingungen ohne gegenseitige Beeinflussung dieser Magnetrone in denselben örtlichen Raum ausgestrahlt, sondern es läßt sich. auch jedes dieser Magnetrone 7, 8 unabhängig voneinander der vom Gestein 1 gebildeten Belastung anpassen, d. h. daß für jeden der Magnetrone 7, 8 eine optimale Leistungsübertragung auf die Belastung erzielbar ist.At the same time as the narrowing of the waveguide 11 , two diametrically cyeg-overlapping pairs of conductor strips 15, 16 are attached to its wall in the Z, C direction parallel to the polarization directions of the two emitted electromagnetic fields "r" Magnetron 7 with a polarization direction parallel to the line strip 15 essentially propagates in the narrow gap between the two line strips 15 in the axial direction and the field of the other magnetron 8 is also passed in the axial direction through the gap between the two other line strips 16. Undisturbed by the constriction of the waveguide 11 , the two perpendicularly polarized fields of the magnetrons 7, 8 propagate in the columns of the diametrically opposed conductor strips 15, 16 , where-Z, ID with these extend beyond the waveguide 11 into two mutually perpendicularly polarized emitters continue working together as the injector Form trained blasting device 12. In particular, the gap between the conductor strips 15 forms a gap for the vibrations originating from the magnetron 7 , while the gap between the conductor strips 16 forms a slit radiator for the oscillations of the magnetron 8 that are polarized perpendicular to them. Netic fields a strong dielectric heating of the rock mass 1 lying around the borehole 2 is brought about. Any sheath currents along the outer sheath of the waveguide 11 adjoining the jet device 12 are attenuated by the surrounding stone mass 1. Not only are the vibrations generated by the magnetrons 7, 8 radiated into the same local space without these magnetrons influencing one another, but it can also be done. also adapt each of these magnetrons 7, 8 independently of one another to the load formed by the rock 1 , d. H. that for each of the magnetrons 7, 8 an optimal power transfer to the load can be achieved.

In der dar-estellten Einrichtung wird dabei die Belastungsanpassung des Magnetrons 8 durch Regelung der Einstecktiefe des Innenleiters 14 der koaxialen Leitung 10 und eine Verschiebung eines Anpassungskolbens 17 bewirkt, während die Anpassung des Magnetrons 7 durch Regelung der Einstecktiefe des Innenleiters 13 der koaxialen Leitung 9 und eine Verschiebung eines zwischen den Innenleitern 13 ' 14 angebrachten Polarisationsgitters 18 bewirkt wird, welches die Schwingungen des Magnetrons 8 durchläßt und die Schwingungen des Magnetrons 7 reflektiert. Bei der dargestellten Einrichtung, bei der die Länge der Strahlvorrichtung 12 etwa 3/4 #L = 9 cm beträgt, hat es sich für eine günstige Anpassungsregelung als vorteilhaft erwiesen, die Leitungsstreifen 15, 16 durch ein Kurzschlußstück 19 kurzzuschließen.In the device shown, the load adjustment of the magnetron 8 is effected by regulating the insertion depth of the inner conductor 14 of the coaxial line 10 and a displacement of an adjustment piston 17 , while the adjustment of the magnetron 7 is effected by regulating the insertion depth of the inner conductor 13 of the coaxial line 9 and a displacement of a polarization grating 18 attached between the inner conductors 13 ′ 14 is effected, which allows the vibrations of the magnetron 8 to pass through and reflects the vibrations of the magnetron 7. In the device shown, in which the length of the blasting device 12 is approximately 3/4 #L = 9 cm, it has proven to be advantageous for a favorable adjustment control to short-circuit the conductor strips 15, 16 by means of a short-circuit piece 19.

Bei dieser Vorrichtung wird an der Stelle der als Injektor ausgebildeten Strahlvorrichtung 12 nicht nur eine maximale Leistungskonzentration verwirklicht, wodurch, wie im vorhergehenden erklärt wurde, ein besonders wirksamer Spaltvorgang zu erreichen ist, sondern es sind auch für diesen Spaltungsvorgang die zueinander senkrechten Polarisationsrichtunaen der beiden ausgestrahlten elektromagnetischen Felder von besonderem Vorteil. Bei Prüfungen, besonders mit geschichteten Steinen, wurde nämlich festgestellt, daß der Spaltungsvorgang von der Polarisationsrichtung des ausgestrahlten elektromagnetischen Feldes abhängig ist; beispielsweise weist der Spaltvorgang für eine bestimmte Polarisationsrichtung ein Minimum und für eine hierzu etwa senkrechte Polarisationsrichtung ein Maximum auf. Dadurch, daß gleichzeitig zwei elektromagnetische Felder mit senkrecht zueinander liegenden Polarisationsrichtungen ausgestrahlt werden, ist unabhängig vom Aufbau des Gesteins stets eine wirksame Spaltwirkung gewährleitet.In this device is designed as an injector at the point Blasting device 12 not only realizes a maximum power concentration, whereby, as explained above, a particularly effective splitting process is to be achieved, but it is also for this process of division that they are mutually exclusive perpendicular directions of polarization of the two emitted electromagnetic Fields of particular advantage. During exams, especially with layered stones, namely, it was found that the splitting process depends on the direction of polarization depends on the emitted electromagnetic field; for example, has the cleavage process is a minimum for a certain direction of polarization and for one this approximately perpendicular polarization direction to a maximum. By doing that at the same time two electromagnetic fields with mutually perpendicular directions of polarization broadcast is always an effective splitting effect regardless of the structure of the rock guarantees.

F i g. 3 ist eine schaubildiche Darstellung einer weiteren Ausführungsforin einer Vorrichtung nach der Erfindung, bei der sämtliche Vorteile der in F i g. 2 beschriebenen Vorrichtung gleichfalls verwirklicht sind.F i g. 3 is a diagrammatic representation of a further embodiment of a device according to the invention, in which all the advantages of the in FIG . 2 described device are also realized.

Ebenso wie bei der Vorrichtung nach F i g. 2 besitzt diese Vorrichtung zwei Magnetrone 7, 8 von je 5 kW, die eingerichtet sind zum Erzeugen von Schwingungen mit einer Wellenlänge von 12 cm (2450 MHZ). Mit den Ausgangskreisen der Magnetrone 7, 8 sind koaxiale Leitungen 9, 10 zur Kopplung der Ausgangskreise der Magnetrone 7, 8 mit einem Wellenleitungssystem verbunden, das die von den beiden Magnetronen 7, 8 erzeugten Schwingungen einer als Injektor ausgebildeten Strahlvorrichtung 20 zuführt, die von zwei senkrecht polarisierten Strahlen gebildet wird.As with the device according to FIG. 2, this apparatus has two magnetrons 7, 8 each of 5 kW, which are adapted for generating vibrations having a wavelength of 12 cm (2450 MHz). With the output circuits of the magnetrons 7, 8 coaxial lines 9, 10 for coupling the output circuits of the magnetrons 7, 8 are connected to a waveguide system that feeds the vibrations generated by the two magnetrons 7, 8 to a jet device 20 designed as an injector, which is controlled by two perpendicularly polarized rays are formed.

Im Gegensatz zu der Vorrichtung nach F i g. 2 wird in dieser Vorrichtung das Wellenleitungssystem von zwei konzentrischen koaxialen Leitungen gebildet, wobei das Magnetron 7 an die innere koaxiale Leitung mit Leitern 21, 22 und das Magnetron 8 an die äußere koaxiale Leitung mit Leitern 22, 23 angeschlossen ist zwecks getrennter Speisung der beiden zueinander senkrecht polarisierten Strahler. Insbesondere wird vom Magnetron 8 über die koaxiale Leitung 22, 23 ein Linienstrahler 24, z. B. mit einer Länge von 6 cm, gespeist, der von dem nach außen geführten inneren Leiter 22 der koaxialen Leitung 22, 23 gebildet wird, während vom Magnetron 7 über die koaxiale Leitung 21, 22 ein Ringstrahler 25 gespeist wird, der auf den als Linienstrahler 24 gebildeten inneren Leiter 22 der koaxialen Leitung 22, 23 gesetzt ist.In contrast to the device according to FIG. 2, the waveguide system in this device is formed by two concentric coaxial lines, the magnetron 7 being connected to the inner coaxial line with conductors 21, 22 and the magnetron 8 being connected to the outer coaxial line with conductors 22, 23 for the purpose of separately feeding the two to one another vertically polarized radiator. In particular, from the magnetron 8 via the coaxial line 22, 23 a line source 24, for example. B. with a length of 6 cm, which is formed by the outwardly guided inner conductor 22 of the coaxial line 22, 23 , while the magnetron 7 via the coaxial line 21, 22, a ring radiator 25 is fed to the as Line radiator 24 formed inner conductor 22 of the coaxial line 22, 23 is set.

Zur deutlichen Illustrierung der Ausbildung des Ringstrahlers 25 sind in F i g. 4 und 5 in größerem Maßstab ein Querschnitt und ein Längsschnitt des Ringstrahlers 25 dargestellt. Wie aus diesen Figuren ersichtlich, wird der Ringstrahler 25 von mehreren, z. B. vier, durch Spalte getrennten koaxialen Ringsegmenten 26, 27 28, 29 gebildet, die über radial gerichtete koaxiale Leitungsstücke 30, 31, 32, 33 vom Innenleiter 21 der koaxialen Leitung 21, 22 derart gespeist worden, daß jeweils der Innenleiter eines koaxialen Ringsegmentes 26, 27, 28, 29 an den Außenleiter eines nächsten Ringsegmentes 26, 27, 28, 29 angeschlossen ist, in dem beispielsweise der betreffende Teil des Ringsegmentes 26, 27, 28, 29 aus massivem Metall hergestellt wird, wie es in der Figur durch Schraffierung angegeben ist. Sämtliche Ringsegmente 26, 27, 28, 29 des Ringstrahlers 25 werden dann gleichphasig erregt, wodurch in den Außenleitern der Ringsegmente 26, 27, 28, 29 umlaufende Ströme gleicher Richtung fließen, wie es durch die Pfeile angedeutet ist, wenn dafür gesorgt ist, daß die Länge der Außenleiter der Ringsegmente 26, 27 28, 29 kleiner ist als eine halbe Wellenlänge der erzeugten Schwingungen.To clearly illustrate the design of the ring radiator 25 , FIG. 4 and 5 show a cross section and a longitudinal section of the ring radiator 25 on a larger scale. As can be seen from these figures, the ring radiator 25 of several, for. B. four, separated by gaps coaxial ring segments 26, 27, 28, 29 are formed, which have been fed via radially directed coaxial line pieces 30, 31, 32, 33 from the inner conductor 21 of the coaxial line 21, 22 in such a way that each of the inner conductors of a coaxial ring segment 26, 27, 28, 29 is connected to the outer conductor of a next ring segment 26, 27, 28, 29 , in which, for example, the relevant part of the ring segment 26, 27, 28, 29 is made of solid metal, as shown in the figure by Hatching is indicated. All ring segments 26, 27, 28, 29 of the ring radiator 25 are then excited in phase, so that in the outer conductors of the ring segments 26, 27, 28, 29 circulating currents flow in the same direction, as indicated by the arrows, if it is ensured that the length of the outer conductors of the ring segments 26, 27, 28, 29 is less than half a wavelength of the generated vibrations.

Die Länge jedes der Ringsegmente 26, 27, 28, 29 beträgt in der dargestellten Ausführungsform z. B. 4 cm.The length of each of the ring segments 26, 27, 28, 29 is in the illustrated embodiment, for. B. 4 cm.

In der hier dargestellten Vorrichtung werden, ebenso wie bei der nach F i g. 2, zwei senkrecht polarisierte elektromagnetische Felder in denselben örtlichen Raum ausgestrahlt. Die Richtung des axialen Stromes im Linienstrahler 24 steht nämlich genau senkrecht zur Richtung des umlaufenden Stromes im Ringstrahlers 25, wobei gleichfalls eine gegenseitige Beeinflussung der Magnetrone 7, 8 praktisch vermieden ist.In the device shown here, as in the case of FIG. 2, two perpendicularly polarized electromagnetic fields emitted in the same local space. The direction of the axial current in the line radiator 24 is precisely perpendicular to the direction of the circulating current in the ring radiator 25, whereby mutual influencing of the magnetrons 7, 8 is also practically avoided.

Für die Belastungsanpassung des mit dem Linienstrahler 24 verbundenen Magnetrons 8 kann die Länge des Linienstrahlers 24 dienen und ist weiterhin an dem vom Ringstrahlers 25 abgekehrten Ende der koaxialen Leitung 22, 23 ein verschiebbarer Anpassungskolben 34 angebracht, während zur Belastungsanpassung des mit dem Ringstrahlers 25 verbundenen Magnetrons 7 sowohl in Richtung zum Ende des Linienstrahlers 24 als auch zum anderen Ende der koaxialen Leitung 21, 22 verschiebbare Anpassungskolben 35, 36 angebracht sind. Ebenso wie bei der Vorrichtung nach F i g. 2 ergibt sich hierdurch eine optimale Leistungsübertragung von den Magnetronen 7, 8 auf die vom Gestein gebildete Belastung.For the load adjustment of the associated with the line source 24 magnetrons 8, the length of the line source 24 may be used, and is further attached to the side facing away from the ring radiator 25 end of the coaxial line 22, 23 a displaceable adjusting piston 34, while at the load adjustment connected to the ring radiator 25 magnetrons 7, both in the direction of the end of the line radiator 24 and towards the other end of the coaxial line 21, 22 adjustable adjustment pistons 35, 36 are attached. As with the device according to FIG. 2, this results in an optimal power transmission from the magnetrons 7, 8 to the load formed by the rock.

Auf diese Weise wird erreicht, daß diese Vorrichtung, wie bereits im vorhergehenden erwähnt, sämtliche Vorteile der Vorrichtung nach F i g. 2 aufweist. Kennzeichnend bei allen diesen Vorrichtungen ist, daß die als Injektor ausgebildete Strahlvorrichtung von zwei zueinander senkrecht polarisierten Strahlern, die beide gemeinsam praktisch in denselben örtlichen Raum strahlen, sowie zwei Ultrahochfrequenzgeneratoren gebildet wird, deren Ausgangskreise mit einem zur Strahlvorrichtung führenden Welenleitersystem gekoppelt sind, das bei gegenseitiger Entkopplung der Ultrahochfrequenzgeneratoren die beiden zueinander senkrecht polarisierten Strahler speist.In this way it is achieved that this device, as already mentioned above, all the advantages of the device according to FIG. 2 has. A characteristic of all of these devices is that the injector designed beam device is formed by two mutually perpendicularly polarized radiators, both of which radiate together practically in the same local space, as well as two ultra-high frequency generators, the output circuits of which are coupled to a waveguide system leading to the beam device Decoupling of the ultra-high frequency generators feeds the two perpendicularly polarized radiators.

Schließlich sei noch bemerkt, daß zur Vermeidung von Beschädigungen bei der Einführung der als Injektor ausgebildeten Strahlvorrichtung 12, 20 in das Bohrloch 2 im Gestein 1 die als Injektor ausgebildete Strahlvorrichtung 12, 20 vorteilhaft durch eine Schutzkappe aus praktisch verlustfreiem dielektrischem Material, z. B. Polytetrafluoräthylen, geschützt werden kann.Finally, it should be noted that in order to avoid damage when the jet device 12, 20 designed as an injector is introduced into the borehole 2 in the rock 1, the jet device 12, 20 designed as an injector is advantageously protected by a protective cap made of practically lossless dielectric material, e.g. B. polytetrafluoroethylene can be protected.

Claims

2. The method according to claim 1, characterized in that ultra-high frequencies are fed to the material to be split through the injector in the inlet opening in the form of two electromagnetic fields with mutually perpendicular directions of polarization. 3. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that the device is provided with a jet device designed as an injector (12, 20), which is provided by two mutually perpendicularly polarized emitters, both of which radiate together practically in the same local space , and two ultra-high frequency generators (7, 8) are formed, the output circuits of which are coupled to a waveguide system (11) leading to the beam device, which feeds the two perpendicularly polarized radiators when the ultra-high frequency generators (7, 8) are mutually decoupled. 4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the two ultra-high frequency generators (7, 8) in the waveguide (11) leading to the beam device (12) designed as an injector emit two linearly polarized electromagnetic fields with mutually perpendicular directions of polarization, the waveguide ( 11) narrows in the direction of the injector (12) and in the narrowed part of the waveguide (11) on the wall of which there are diametrically opposed conductor strips (15, 16) in directions parallel to the polarization directions of the emitted electromagnetic fields and these diametrically opposed conductor strips continue beyond the waveguide into the two mutually perpendicularly polarized radiators. 5. Apparatus according to claim 4, characterized in that coaxial lines (9, 10) are connected to the output circuits of the ultra-high frequency generators (7, 8) , the inner conductors (13, 14) of which are introduced into the waveguide (11) practically perpendicular to one another. 6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that for load adaptation of the two ultra-high frequency generators (7, 8) in the waveguide (11) two matching pistons (17, 18) are provided, the between the inner conductors of the to the ultra-high frequency generators (7, 8) connected to the coaxial lines (9, 10) adjusting piston lying (18) is formed by a polarization grating that the vibrations of the passes and farthest from the jet device (12) Ultra-high-frequency generator (8) remote reflects the vibrations of the other ultra-high-frequency generator (7). 7. Apparatus according to claim 4, 5 or 6, characterized in that the line strips (15, 16) led out over the waveguide (11) are short-circuited at their ends by a short-circuit piece (19). 8. Apparatus according to claim 3, characterized in that the waveguide system leading to the beam device (20) is formed by two concentric coaxial lines (21, 22; 22, 23) and one of the high-frequency generators (7, 8) is connected to each of these coaxial lines is, wherein the inner conductor (22) of the outer coaxial line (22, 23) to form a line radiator (24) led to the outside and on this line radiator (24) a ring radiator (25) is attached, which is from the inner coaxial line (21 , 22) is fed. 9. The device according to claim 8, characterized in that the ring radiator (5, 25) consists of several, the ring radiator surrounding coaxial ring segments (26, 27, 28, 29) , which by radially directed coaxial line pieces (30, 31, 32, 33) are connected to the inner conductor (21) of the inner coaxial line (21, 22), and the inner conductor (21) of one coaxial ring segment (26, 27, 28, 29) is connected to the outer conductor of the next coaxial ring segment (26, 27) , 28, 29) is connected. 10. The device according to claim 9, characterized in that the length of the outer conductors of the coaxial ring segments (26, 27, 28, 29) is less than half the wavelength of the vibrations generated. 11. Device according to one of claims 8, 9 or 10, characterized in that for the load adaptation of the two high-frequency generators (7, 8) in the end facing away from the beam device (20) of each of the two coaxial lines (21, 22; 22, 23 ) an adjustment piston (34, 36) and also an adjustment piston (35) is attached in the inner coaxial line between the ring radiator (25) and the end of the line radiator (24). 12. Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that the jet device designed as an injector is protected by a protective cap made of virtually loss-free dielectric material.