DE2407112C3 - Vorrichtung zur Erzeugung von Druckstößen in einem flüssigen Medium - Google Patents
Vorrichtung zur Erzeugung von Druckstößen in einem flüssigen MediumInfo
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- B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
- B01J3/08—Application of shock waves for chemical reactions or for modifying the crystal structure of substances
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- H05H1/01—Handling plasma, e.g. of subatomic particles
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eins Vorrichtung zur Erzeugung von Druckstößen in einem
flüssigen Medium mit einem Elektrodensystem aus koaxial zueinander angeordneten Elektroden, in der
durch an die Elektroden angelegte Hochspannungsimpulse elektrische Entladungen durch das flüssige
Medium hindurch ausgelöst werden, die Druckstöße in dem flüssigen Medium auslösen. Eine solche Vorrichtung
ist aus dem Aufsatz »Der e'ektrohydraulische Effekt und einige Möglichkeiten seiner Anwendung«
von R. Laschimke in »Technische Rundschau« Nr. 27 vom 22.6.1962, dort F i g. 6, bekannt.
Bei dieser bekannten Ausbildung geht es um ein in
schlagspröden Gesteinen einsetzbares elektrohydraulisches Sprenggerät, das in eine wassergefüllte Bohrung
abgesenkt wird. Es wird eine starke elektrische Ladung durch das Wasser zwischen dem unteren Ende der
positiven Zentralelektrode und dem unteren Stirnende einer diese umgebenden und als negative Elektrode
dienenden Ummantelung gezündet, die eine Druckwelle erzeugt, die das Gestein sprengt und zerkleinert.
Bei den bekannten Vorrichtungen können impulsartige Druckerhöhungen bis auf Werte in der Größenordnung
von ΙΟ5 bar erreicht werden. Da die Druckwelle im
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tritt bei ihrer Fortpflanzung bis zur Wirkungsstelle auch keine große Dämpfung auf. Allerdings kann die
Druckwirkung an der Wirkungsstelle nie größer sein als durch die Auslöseenergie vorgegeben. Es kann jedoch
notwendig werden, besonders hohe Druckwirkungen zu erzielen, wie sie mit einer der beschriebenen Vorrichtungen
nicht erreicht werden können. Diese Notwendigkeit kann z. B. bei der Dispersion von in Flüssigkeiten
mitgeführten Stoffen oder bei der Behandlung von Flüssigkeiten selbst auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Erzeugung höchster Drücke in
Flüssigkeiten an einer geeigneten Bearbeitungsstelle zu schaffen, die besonders zur Dispersion nicht metallischer
in einem Wasserstrom mitgeführter Rohstoffe geeignet ist
Zur Lösung dieser Aufgabe werden wenigstens zwei der eingangs beschriebenen Elekirodensysteme unter
einem Winkel von mindestens 110° zueinander angeordnet, so daß die von ihnen ausgehenden Druckstöbe
sich in ihrem Mündungsbereich überlagern. Bei einer solchen Ausbildung werden an der Stelle des Gegeneinandertreffens
der von jedem Elektrodensystem erzeugten Druckwelle Drücke erreicht, die 3- bis 8mal so groß
sind, wie die Druckwirkung jeder einzelnen Druckwelle. An sich ist aus dem UdSSR-Erfinderschein 105 011
bekannt, zur Erhöhung des durch Flüssigkeitsentladungen erzeugten Drucks mehrere Elektrodensysteme zur
Auslösung gleichzeitiger elektrischer Entladungen zu verwenden. Hierbei ist aber nicht gesagt, wie dies
praktisch verwirklicht werden kann; es ist dort auch nicht angegeben, daß jedes Elektrodensystem koaxial
aufgebaut sein soll.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung eignet sich in besonders zweckmäßiger Weise zur Dispersion nichtmetallischer
Stoffe in Flüssigkeiten. Diese können in einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung
in Form einer Trübe zugeführt werden, wobei jeweils die als Gehäuse dienende Außenelektrode jedes
Elektrodensystems an der dem Mündungsbereich abgewandten Seite einen Zufuhrstutzen für die Trübe
aufweist und im Mündungsbereich ein zentraler Abfuhrstutzen zur Ableitung der Flüssigkeit angeschlossen
ist.
Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung
weiter erläutert. Das Ausführungsbeispiel betrifft eine Vorrichtung zur Dispergierung nichtmetallischer Rohstoffe.
Die gezeigte Vorrichtung zur Dispergierung von nichtmetallischem Rohstoff besteht aus zwei miteinander
verbundenen Elektrodensystemen 1 und 2, deren Achsen miteinander einen Winkel β von mehr als 110°
bilden. Jedes Elektrodensystem hat eine sich in Achsrichtung erstreckende Zentralelektrode 3 bzw. 4,
die mittels eines Isolators 5 bzw. 6 in einem zylindrischen Gehäuse 7 bzw. 8, das gleichzeitig die
Außenelektrode darstellt, befestigt ist. An der Kreuzungsstelle der Achsen der Systeme ist eine Kammer 9
für Hoch- und Höchstdrücke vorgesehen, die durch die Gehäuse 7 und 8 ausgebildet ist. )ede zentrale Elektrode
3 und 4 sowie jedes Gehäuse 7 und 8 sind an die äußeren Stromkreise 10 bzw. 11 angeschlossen.
Inder Kammer 9 befindet sich die Zone 12, in welcher
der Druck beim Aufeinandertreffen der Wellenflanken rapide ansteigt.
Die Gehäuse 7 und 8 sind mit Stutzen 13 bzw. 14 ausgerüstet, über welche eine Trübe bestehend aus einer
Flüssigkeit und dem von ihr mitgeführten nichtmetallischen Rohstoff von den Trübequellen 15 bzw. 16
zugeführt wird. Die Stutzen 13 und 14 befinden sich an den Gehäusen jeweils stromaufwärts von der Zone des
bo Durchschlages. Der Trübestrom passiert also nach
seinem Eintritt die Stelle der Entladung zwischen Zentralelektrode und Gehäuseelektrode und strömt
dann weiter zur Höchstdruckzone 12.
In der Höchstdruckkammer 9 vereinigen sich die
t>5 beiden Ströme und verlassen diese gemeinsam durch
einen Abfuhrstutzen 17.
Beim Betrieb der Vorrichtung werden in den Elektrodensystemen 1 und 2 syrchron energiereiche
elektrische Entladungen erzeugt, die in Radialrichtung
zwischen Zentralelektrode und Gehäuseelektrode stattfinden. Ein Teil der Flüssigkeit im Entladungsbereich
verdampft und wird ionisiert und das entstandene Plasma erzeugt eine verdichtungsstoßartige Druckwelle
und treibt das vor ihr befindliche Volumen in Richtung zur Höchstdruckkammer 9. Der Entladestrom wirkt
dabei mit dem Magnetfeld des über die Zentralelektrode fließender Stromes zusammen.
Die durch dieses Zusammenwirken auf das Plasma wirkende Kraft ist längs der Achse der Elektrodensysteme gerichtet und beschleunigt das Plasma und dadurch
auch die Trübe in Richtung zur Höchstdruckkammer 9. Dabei bilden sich in beiden Elc-ktrodensystemen
Hochdruck-Stoßwelien, die einander zulaufen. Die Stoßwellen und die schnelle Trübeströmungen prallen in
der Mittelebene der Höchstdruckkammer 9 zusammen, in der Zone 12 nimmt der Druck rapide zu, wobei eine
kunu-lative Wirkung längs der Symmetrieachse der
konvergierenden Stoßwellen feststellbar ist
In der Höchstdruckkammer 12 kommt es infolge der schnellen Änderung der effektiven Drücke ind Geschwindigkeiten der Ströme zu einer intensiven
Zerkleinerung des nichtmetallischen Rohstoffes, bis der gewün5chte Dispersionsgrad erzielt wird. Aus der
Höchstdruckkammer wird die dispergierte Trübe über den Abfuhrstutzen 17 zur weiterer Verarbeitung, z. B.
zur Entwässerung und Trocknung und zur Produkt
erzeugung geleitet.
Die Erfindung gestattet gegenüber bekannten Systemen eine 2- bis 3fache Erhöhung der Zerkleinerungsleistung und -wirkung. Es findet eine hochleistungsfähige
und hochwirksame Zermalmung von verschiedenen
Werkstoffen statt, die der Kammer als Trübe oder als
Stücke zugeführt werden. Es können auch metallische Werkstoffe bearbeitet werden, z. B. um diese im Bereich
der Zusammenwirkung der konvergierenden Stoßwellen zu verfestigen, zu entspannen oder zu verformen.
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Erzeugung von Druckstößen in einem flüssigen Medium mit einem Elektrodensystem
aus koaxial zueinander angeordneten Elektroden, in der durch an die Elektroden angelegte
Hochspannungsimpulse elektrische Entladungen durch das flüssige Medium hindurch ausgelöst
werden, die Druckstöße in dem flüssigen Medium auslösen,ge kennzeichne t durch wenigstens
zwei Elektrodensysteme (I1 2), deren Achsen in
einem Winkel (ß) von mindestens 110° zueinander
angeordnet sind, so daß sich die von ihnen ausgehenden Druckstöße in ihrem Mündungsbereich
überlagern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Dispersion nichtmetallischer
Rohstoffe.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils die als Gehäuse dienende Außenelektrode jedes Elektrodensystems an der
dem Mündungsbereich abgewandten Seite einen Stutzen aufweist zum Zuführen der Rohstoffe in
Form einer Trübe und daß im Mündungsbereich ein zentraler Abfuhrstutzen (17) zur Ableitung der
Flüssigkeit angeschlossen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2407112A DE2407112C3 (de) | 1974-02-15 | 1974-02-15 | Vorrichtung zur Erzeugung von Druckstößen in einem flüssigen Medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2407112A DE2407112C3 (de) | 1974-02-15 | 1974-02-15 | Vorrichtung zur Erzeugung von Druckstößen in einem flüssigen Medium |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2407112A1 DE2407112A1 (de) | 1975-08-21 |
DE2407112B2 DE2407112B2 (de) | 1978-07-20 |
DE2407112C3 true DE2407112C3 (de) | 1979-04-26 |
Family
ID=5907399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2407112A Expired DE2407112C3 (de) | 1974-02-15 | 1974-02-15 | Vorrichtung zur Erzeugung von Druckstößen in einem flüssigen Medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2407112C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3021317B8 (de) * | 2014-11-11 | 2018-04-04 | STORZ MEDICAL Deutschland GmbH | Vorrichtung zur erzeugung elektrohydraulischer stosswellen |
-
1974
- 1974-02-15 DE DE2407112A patent/DE2407112C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2407112B2 (de) | 1978-07-20 |
DE2407112A1 (de) | 1975-08-21 |
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