EP2015870B1 - Method for grounding a high voltage electrode - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erden einer Hochspannungselektrode einer elektrodynamischen Fragmentierungsanlage, eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, eine Anlage mit der Anordnung sowie eine Verwendung der Anordnung oder der Anlage gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a method for grounding a high-voltage electrode of an electrodynamic fragmentation system, an arrangement for carrying out the method, a system with the arrangement and a use of the arrangement or the system according to the preambles of the independent claims.
Bei der elektrodynamischen Fragmentierung, welche beispielsweise zur selektiven Zerkleinerung von Beton oder Schlacke verwendet werden kann, werden in einem Prozessgefäss zwischen dem Arbeitsende einer mit Hochspannungspulsen beaufschlagten Hochspannungselektrode und einer üblicherweise auf neutralem Potential liegenden Basiselektrode Hochspannungsdurchschläge durch das zu zerkleinernde Material erzeugt, wodurch es zur Zerkleinerung des Materials kommt. Wird das Arbeitsende der Hochspannungselektrode z.B. zu Wartungszwecken oder Zwecks Neubeschickung des Prozessgefässes vorübergehend zugänglich gemacht, so ist es aus Gründen des Personenschutzes notwendig, die Hochspannungselektrode zu Erden, um das unbeabsichtigte Auftreten eines Hochspannungspulses am arbeitsseitigen Elektrodenende sicher zu unterbinden. Dieses wird heute dadurch bewerkstelligt, dass manuell eine Erdungsstange an die Hochspannungselektrode angelegt wird und/oder der Erdungsschalter am Hochspannungsgenerator geschlossen wird. Diese bekannten Massnahmen weisen den Nachteil auf, dass sie im wesentlichen von der Sorgfalt des Servicepersonals abhängig sind, so dass es durch Unachtsamkeit zu Unfällen kommen kann. Zudem ist beim Arbeiten an der Hochspannungselektrode der Erdungsschalter des Generators und damit auch dessen Betriebsstatus oftmals nicht einsehbar. Eine alleinige Erdung der Hochspannungselektrode über den Erdungsschalter des Hochspannungsgenerators ist zudem deshalb problematisch, da der in den Erdungsschalter des Hochspannungsgenerators integrierte Entladewiderstand defekt sein kann und für den theoretischen Fall, dass die Litze einer Ladespule unterbrochen ist und zugleich ein Druckabfall im Funkenstreckenrohr auftritt, der Erdungsschalter seine Schutzwirkung nicht entfalten kann, was ebenfalls visuell nicht erkennbar ist. Beispiele hiervon sind aus den Dokumenten
Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Erdung einer Hochspannungselektrode einer Fragmentierungsanlage sowie Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen oder diese zumindest teilweise vermeiden.It is therefore an object to provide a method for grounding a high-voltage electrode of a fragmentation system and devices available that do not have the disadvantages of the prior art or at least partially avoided.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren, die Anordnung und die Anlage gemäss den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.This object is achieved by the method, the arrangement and the system according to the independent claims.
Demgemäss betrifft ein erster Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Erden der Hochspannungselektrode einer elektrodynamischen Fragmentierungsanlage in einem Nichtbetriebszustand, in welchem das Arbeitsende der Hochspannungselektrode zugänglich ist und somit bei Arbeiten an oder in der Nähe desselben eine Gefahr für Personen besteht für den Fall, dass die Hochspannungselektrode unbeabsichtigt bzw. unbemerkt mit Hochspannung beaufschlagt wird. Solche Fragmentierungsanlage weisen ein Prozessgefäss auf, innerhalb welchem im Fragmentierungsbetrieb das arbeitsseitige Elektrodenende, eine Basiselektrode sowie das zu fragmentierende Material angeordnet sind und zur Fragmentierung des Materials Hochspannungsentladungen zwischen dem arbeitsseitigen Elektrodenende und der Basiselektrode erzeugt werden. Das arbeitsseitige Elektrodenende ist also während dem Betrieb der Anlage derartig vom Prozessgefäss umgeben, dass es für Personen unzugänglich ist. Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Erdungsvorrichtung bereitgestellt, mittels welcher die Hochspannungselektrode durch Kontaktieren derselben an ihrem arbeitsseitigen Elektrodenende geerdet werden kann. Diese Erdungsvorrichtung wird derartig mit der Hochspannungselektrode und dem Prozessgefäss gekoppelt, also derartig mit der Anordnung aus Prozessgefäss und Hochspannungselektrode wirkverbunden, dass sie das arbeitsseitige Elektrodenende bei einem Zugänglichmachen desselben automatisch kontaktiert und dadurch die Hochspannungselektrode erdet. Sodann wird das arbeitsseitige Elektrodenende für Personen zugänglich gemacht, wodurch automatisch eine Erdung der Hochspannungselektrode mit der Erdungsvorrichtung erfolgt, indem das arbeitsseitige Elektrodenende mit der Erdungsvorrichtung im Bereich des arbeitsseitigen Elektrodenendes kontaktiert wird. Als arbeitsseitiges Elektrodenende bzw. Arbeitsende der Hochspannungselektrode wird hier derjenige elektrisch leitende Bereich der Hochspannungselektrode verstanden, welcher auf der dem Prozessgefäss zugewandten Seite der Hochspannungselektrode aus dem Isolator derselben herausschaut und die Elektrodenspitze trägt, von welcher aus im Betrieb die Hochspannungsentladungen zur Basiselektrode hin stattfinden.Accordingly, a first aspect of the invention relates to a method for grounding the high-voltage electrode of an electrodynamic fragmentation system in a non-operating state, in which the working end of the high-voltage electrode is accessible and thus a risk to persons when working on or in the vicinity of it in the event that the high-voltage electrode unintentionally or unnoticed with high voltage is applied. Such Fragmentierungsanlage have a process vessel, within which in the fragmentation operation, the working-side electrode end, a base electrode and the material to be fragmented are arranged and to fragment the material high voltage discharges between the working side electrode end and the base electrode are generated. The working end of the electrode is thus surrounded during operation of the system in such a way from the process vessel, that it is inaccessible to persons. For carrying out the method according to the invention, a grounding device is provided, by means of which the high-voltage electrode can be grounded by contacting it at its working-side end of the electrode. This earthing device is thus coupled to the high-voltage electrode and the process vessel, thus operatively connected to the arrangement of process vessel and high-voltage electrode, so that it automatically contacts the working-side electrode end when it is made accessible, thus grounding the high-voltage electrode. Then, the working end of the electrode is made accessible to persons, whereby automatically a grounding of the high voltage electrode with the grounding device by the working side electrode end is contacted with the grounding device in the region of the working side electrode end. In this case, the working-side electrode end or working end of the high-voltage electrode is understood as the electrically conductive region of the high-voltage electrode which protrudes from the insulator thereof on the side of the high-voltage electrode facing the process vessel and carries the electrode tip, from which the high-voltage discharges take place toward the base electrode during operation.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren ergibt sich eine selbsttätige, zuverlässige und gut sichtbare Erdung der Hochspannungselektrode bei zugänglichem arbeitsseitigem Elektrodenende, so dass ein optimaler Personenschutz resultiert.The method according to the invention results in an automatic, reliable and easily visible grounding of the high-voltage electrode when the working end of the electrode is accessible, so that optimum personal protection results.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Zugänglichmachen des arbeitsseitigen Elektrodenendes ausschliesslich oder zumindest teilweise dadurch, dass das Prozessgefäss geöffnet wird, z.B. indem eine Revisionsklappe geöffnet oder ein Verschlussdeckel entfernt wird.In a preferred embodiment of the method, the working end of the electrode end is made accessible exclusively or at least partially by opening the process vessel, e.g. by opening a revision flap or removing a cap.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Zugänglichmachen des arbeitsseitigen Elektrodenendes ausschliesslich oder zumindest teilweise dadurch, dass die Hochspannungselektrode und das Prozessgefäss voneinander entfernt werden, bevorzugterweise indem die Hochspannungselektrode durch ein Anheben derselben gegenüber dem Prozessgefäss und/oder ein Absenken des Prozessgefässes gegenüber der Hochspannungselektrode aus dem Prozessgefäss ausgefahren wird.In a further preferred embodiment of the method, the accessibility of the working side takes place End of the electrode exclusively or at least partially in that the high voltage electrode and the process vessel are removed from each other, preferably by the high voltage electrode is extended by lifting the same relative to the process vessel and / or lowering the process vessel relative to the high voltage electrode from the process vessel.
Hierdurch ergibt sich zumindest bei den Ausführungsformen, bei denen ausschliesslich das Prozessgefäss geöffnet und/oder abgesenkt wird, der Vorteil, dass es auch für Fragmentieruhgsanlagen geeignet ist, bei denen die Hochspannungselektrode fest mit einer starren Hochspannungszuführung verbunden ist, was z.B. bei Anlagen mit öl- oder gasisolierten Hochspannungszuführungen der Fall ist.As a result, at least in the embodiments in which only the process vessel is opened and / or lowered, the advantage is that it is also suitable for Fragmentieruhgsanlagen in which the high-voltage electrode is fixedly connected to a rigid high-voltage supply, which is e.g. in systems with oil or gas insulated high voltage feeders is the case.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kommt eine Erdungsvorrichtung mit einem Hebelmechanismus zum Einsatz. Mit dem Hebelmechanismus wird eine geerdete Kontaktfläche an das arbeitsseitige Elektrodenende angelegt, wodurch die Hochspannungselektrode geerdet wird.In yet another preferred embodiment of the method, a grounding device with a lever mechanism is used. With the lever mechanism, a grounded contact surface is applied to the working electrode end, thereby grounding the high voltage electrode.
Dabei ist es bevorzugt, wenn die Bewegung zum Anlegen der Kontaktfläche an das arbeitsseitige Elektrodenende ausschliesslich oder zumindest teilweise durch Schwerkraft und/oder Federkraft bewirkt wird.It is preferred if the movement for applying the contact surface to the working-side end of the electrode is effected exclusively or at least partially by gravity and / or spring force.
Hierzu ist die Erdungsvorrichtung bevorzugterweise derartig ausgebildet und derartig mit der Hochspannungselektrode und dem Prozessgefäss gekoppelt, dass ein die Kontaktfläche tragender Hebel des Hebelmechanismus bei einem Zugänglichmachen des arbeitsseitigen Elektrodenendes automatisch freigegeben wird, um dann ganz oder teilweise schwerkraft- und/oder federkraftgetrieben zum arbeitsseitigen Elektrodenende hin bewegt zu werden, wo seine Bewegung durch ein Anschlagen der Kontaktfläche am arbeitsseitigen Elektrodenende gestoppt wird.For this purpose, the grounding device is preferably designed and coupled with the high-voltage electrode and the process vessel in such a way that a lever of the lever mechanism carrying the contact surface is automatically released when the working end of the electrode is made accessible, then fully or partially gravitationally and / or spring-driven towards the working-side electrode end to be moved, where its movement is stopped by abutting the contact surface at the working end of the electrode.
Mit diesen Massnahmen kann auf einfache Weise eine zuverlässige Erdung erzielt werden, nicht zuletzt auch deshalb, weil ein gewisser Anpressdruck der Kontaktfläche an das arbeitsseitige Ende der Hochspannungselektrode sichergestellt wird.With these measures, a reliable grounding can be achieved easily, not least also because a certain contact pressure of the contact surface is ensured at the working end of the high voltage electrode.
Wird dabei der die Kontaktfläche tragende Hebel von der Oberkante des Prozessgefässes freigegeben, was bevorzugt ist, so ergibt sich eine denkbar einfache und visuell wahrnehmbare Koppelung zwischen Erdungsvorrichtung und Prozessgefäss.If the lever carrying the contact surface is thereby released from the upper edge of the process vessel, which is preferred, the result is a conceivably simple and visually perceptible coupling between grounding device and process vessel.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, bei dem eine Erdungsvorrichtung mit einem Hebelmechanismus zum Einsatz kommt, wird die Erdungsvorrichtung derartig ausgebildet und mit der Hochspannungselektrode und dem Prozessgefäss gekoppelt, dass das Anlegen der Kontaktfläche an das arbeitsseitige Elektrodenende mechanisch zwangsgekoppelt erfolgt, das Zugänglichmachen des arbeitsseitigen Elektrodenendes also zwangsläufig auf mechanischem Wege zu einem Anlegen der Kontaktfläche an das arbeitsseitige Elektrodenende und damit zur Erdung der Hochspannungselektrode führt. Hierdurch lässt sich ein Maximum an Sicherheit erzielen.In yet another preferred embodiment of the method employing a grounding device with a lever mechanism, the grounding device is configured and coupled to the high voltage electrode and the process vessel such that the application of the contact surface to the working end of the electrode is mechanically positively coupled Thus, the end of the electrode on the working side inevitably leads mechanically to the application of the contact surface to the working-side end of the electrode and thus to grounding of the high-voltage electrode. As a result, a maximum of security can be achieved.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, bei welchem eine Erdungsvorrichtung mit einem Hebelmechanismus zum Einsatz kommt, weist dieser Hebelmechanismus exakt einen bewegten Hebel auf, wobei dieser Hebel zum Anlegen der Kontaktfläche an das arbeitsseitige Elektrodenende um eine bevorzugterweise horizontale oder vertikale Drehachse geschwenkt wird. Solche Hebelmechanismen weisen ein Minimum an bewegten Teilen auf und sind robust und preiswert.In yet another preferred embodiment of the method, which uses a grounding device with a lever mechanism, this lever mechanism has exactly one moving lever, this lever being pivoted to apply the contact surface to the working side electrode end about a preferably horizontal or vertical axis of rotation. Such lever mechanisms have a minimum of moving parts and are robust and inexpensive.
Wird beim Bewegen des Hebels zum Anlegen der Kontaktfläche an das arbeitsseitige Elektrodenende der Hebel zusätzlich entlang der Drehachse verschoben, was bevorzugt ist, so lassen sich auf einfache Weise zweidimensionale Schwenkbewegungen realisieren, was insbesondere bei beengten Platzverhältnissen vorteilhaft sein kann.If the lever is additionally displaced along the axis of rotation when moving the lever for applying the contact surface to the working-side end of the electrode, which is preferred, two-dimensional pivoting movements can be realized in a simple manner, which can be advantageous in particular in confined spaces.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Kontakt zwischen dem arbeitsseitigen Elektrodenende und der Erdungsvorrichtung mittels einer geerdeten Kontaktbürste hergestellt, wodurch sich eine sichere Erdung auch bei verschmutzter Hochspannungselektrode sicherstellen lässt.In yet another preferred embodiment of the method, the contact between the working-side electrode end and the grounding device is made by means of a grounded contact brush, whereby a secure grounding can be ensured even when the high-voltage electrode is soiled.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Anordnung, welche geeignet ist zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung. Die Anordnung weist eine Hochspannungselektrode und ein der Hochspannungselektrode zugeordnetes Prozessgefäss auf, in welchem bei bestimmungsgemässem Betrieb der Anordnung, z.B. als Bestandteil einer elektrodynamischen Fragmentierungsanlage, gepulste Hochspannungsentladungen zwischen dem arbeitsseitigen Elektrodenende und einer Basiselektrode stattfinden. Dabei sind die Hochspannungselektrode und das Prozessgefäss derartig relativ zueinander bewegbar, dass sie wahlweise in einer Betriebsposition, in der die Hochspannungselektrode mit ihrem arbeitsseitigen Elektrodenende in das Prozessgefässeingetaucht ist, und in einer Nichtbetriebsposition, in der das arbeitsseitige Elektrodenende ausserhalb des Prozessgefässes angeordnet ist, positionierbar sind. Des Weiteren weist die Anordnung eine Erdungsvorrichtung auf. Die Erdungsvorrichtung ist derartig ausgestaltet und mit der Hochspannungselektrode und dem Prozessgefäss gekoppelt, dass sie beim Positionieren in der Nichtbetriebsposition bzw. bei einem Wechseln von der Betriebsposition in die Nichtbetriebsposition automatisch mit dem arbeitsseitigen Elektrodenende in Kontakt gebracht wird und dadurch die Hochspannungselektrode erdet.A second aspect of the invention relates to an arrangement which is suitable for carrying out the method according to the first aspect of the invention. The arrangement comprises a high voltage electrode and a process vessel associated with the high voltage electrode, in which, when the device is operated as intended, e.g. as part of an electrodynamic fragmentation system, pulsed high-voltage discharges take place between the working-side electrode end and a base electrode. In this case, the high-voltage electrode and the process vessel are movable relative to one another such that they can be positioned optionally in an operating position in which the high-voltage electrode is immersed with its working-side electrode end in the process vessel, and in a non-operating position in which the working-side electrode end is arranged outside the process vessel , Furthermore, the arrangement has a grounding device. The grounding device is configured and coupled to the high-voltage electrode and the process vessel so that it is automatically brought into contact with the working-side electrode end when positioned in the non-operating position or when changing from the operating position to the non-operating position, thereby grounding the high-voltage electrode.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung wird die Bereitstellung von elektrodynamischen Fragmentierungsanlagen möglich, bei denen die Hochspannungselektrode bei einem Zugänglichmachen ihres arbeitsseitigen Elektrodenendes selbsttätig und zuverlässig geerdet wird und die Erdung zudem auch visuell erkennbar ist. Hierdurch kann der Personenschutz deutlich verbessert werden.The arrangement according to the invention makes it possible to provide electrodynamic fragmentation systems in which the high-voltage electrode is grounded automatically and reliably when its working-side end of the electrode is made accessible, and the Grounding is also visually recognizable. As a result, the protection of persons can be significantly improved.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung ist die Erdungsvorrichtung zudem derartig ausgestaltet und mit der Hochspannungselektrode und dem Prozessgefäss gekoppelt, dass sie beim Positionieren in der Betriebsposition bzw. bei einem Wechseln von der Nichtbetriebsposition in die Betriebsposition automatisch ausser Kontakt mit dem arbeitsseitigen Elektrodenende gebracht wird, wodurch die Erdung der Hochspannungselektrode aufgehoben wird und die Erzeugung von Hochspannungsentladungen zwischen der Hochspannungselektrode und der Basiselektrode möglich wird.In a preferred embodiment of the arrangement, the grounding device is also designed and coupled to the high-voltage electrode and the process vessel so that it is automatically brought out of contact with the working-side electrode end when positioning in the operating position or when switching from the non-operating position to the operating position the grounding of the high voltage electrode is canceled and the generation of high voltage discharges between the high voltage electrode and the base electrode becomes possible.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anordnung umfasst deren Erdungsvorrichtung einen Hebelmechanismus, mittels welchem zur Erdung bzw. Aufhebung der Erdung der Hochspannungselektrode eine Kontaktfläche in Kontakt bzw.,ausser Kontakt mit dem arbeitsseitigen Elektrodenende gebracht werden kann.In a further preferred embodiment of the arrangement, the earthing device comprises a lever mechanism by means of which a contact surface can be brought into contact or out of contact with the working end of the electrode for earthing or grounding the high-voltage electrode.
Dabei ist der Hebelmechanismus vorteilhafterweise derartig ausgestaltet, dass er in einer seiner beiden Bewegungsrichtungen ausschliesslich oder zumindest teilweise schwerkraft- und/oder federkraftbetätigt ist, wobei es bevorzugt ist, wenn dies die Bewegungsrichtung ist, in welcher das Inkontaktbringen der Kontaktfläche mit dem arbeitsseitigen Elektrodenende bewirkbar ist.In this case, the lever mechanism is advantageously designed such that it is exclusively or at least partially gravity and / or spring-actuated in one of its two directions of movement, it being preferred if this is the direction of movement, in which the contacting of the contact surface with the working side electrode end is effected ,
Anordnungen mit derartigen Erdungsvorrichtungen weisen den Vorteil auf, dass sie einfach und kostengünstig sind und dass die korrekte Funktion der Erdungsvorrichtung auf einfache Weise visuell überprüfbar ist. Bei letztgenannter Ausführungsvariante ergibt sich zudem der Vorteil, dass die Kontaktfläche unter einem gewissen Anpressdruck am arbeitsseitigen Elektrodenende anliegt und so für einen sicheren Kontakt gesorgt ist.Arrangements with such earthing devices have the advantage that they are simple and inexpensive and that the correct function of the earthing device can be visually checked in a simple manner. In the case of the last-mentioned embodiment variant, there is also the advantage that the contact surface bears against the working-side electrode end under a certain contact pressure and thus ensures a secure contact.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anordnung ist der Hebelmechanismus derartig mit der Hochspannungselektrode und dem Prozessgefäss gekoppelt bzw. wirkverbunden, dass die Kontaktfläche, bei einem Bewegen der Hochspannungselektrode und des Prozessgefässes relativ zueinander von der Nichtbetriebsposition in die Betriebsposition, durch mechanische Zwangskoppelung vom arbeitsseitigen Elektrodenende der Hochspannungselektrode abgehoben und entfernt wird.In yet another preferred embodiment of the arrangement, the lever mechanism is thus coupled to the high voltage electrode and the process vessel or operatively connected, that the contact surface, when moving the high voltage electrode and the process vessel relative to each other from the non-operating position to the operating position, lifted and removed by mechanical forced coupling from the working side electrode end of the high voltage electrode.
Dabei wird die mechanische Zwangkoppelung mit Vorteil derart realisiert, dass ein die Kontaktfläche tragender Hebel des Hebelmechanismus durch das Prozessgefäss, und zwar bevorzugterweise durch dessen Oberkante, weggedrückt wird und so die Kontaktfläche vom arbeitsseitigen Elektrodenende abgehoben und von diesem entfernt wird.In this case, the mechanical positive coupling is advantageously realized such that a contact surface bearing lever of the lever mechanism through the process vessel, and preferably through its upper edge, pushed away and so the contact surface is lifted from the working side electrode end and removed from it.
Auf diese Weise lässt sich eine einfache und robuste mechanische Zwangskopplung der Erdungsvorrichtung mit der Hochspannungselektrode und dem Prozessgefäss in dieser Bewegungsrichtung realisieren, welche zudem noch einfach visuell nachzuvollziehen ist.In this way, a simple and robust mechanical positive coupling of the grounding device with the high-voltage electrode and the process vessel in this direction of movement can be realized, which is also easy to understand visually.
Bevorzugterweise wird hierzu der die Kontaktfläche tragende Hebel derartig ausgebildet, dass er eine kurvenförmige Anschlagbahn für die Oberkante des Prozessgefässes aufweist, entlang welcher die Oberkante den Hebel beim Wegdrücken kontaktiert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die auf das Prozessgefäss einwirkende horizontale Kraftkomponente begrenzt wird, was insbesondere bei kleineren, nicht gesicherten Prozessgefässen den Vorteil bringt, dass die Gefahr eines Umkippens des Gefässes deutlich verringert wird.For this purpose, the lever bearing the contact surface is preferably designed such that it has a curved stop track for the upper edge of the process vessel, along which the upper edge contacts the lever when pushing away. This has the advantage that the horizontal force component acting on the process vessel is limited, which has the advantage, in particular for smaller, unsecured process vessels, that the risk of the vessel tipping over is significantly reduced.
Wird der Hebel der Erdungsvorrichtung zudem noch derartig ausgestaltet und die Kontaktfläche derartig an diesem angeordnet ist, dass ein Berühren der Kontaktfläche mit dem Prozessgefäss beim Wegdrücken des Hebels verunmöglicht wird, was bevorzugt ist, so wird auch die Verwendung von empfindlichen Kontaktflächen, wie z.B. Kontaktbürsten, möglich, welche ansonsten leicht beschädigt werden könnten.If the lever of the grounding device is also configured in this way and the contact surface is arranged on it in such a way that it is impossible to touch the contact surface with the process vessel when the lever is pushed away, which is preferred, the use of sensitive contact surfaces, such as, for example, contact brushes, possible, which could otherwise be easily damaged.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anordnung ist der Hebelmechanismus derartig mit der Hochspannungselektrode und mit dem Prozessgefäss gekoppelt bzw. wirkverbunden, dass die Kontaktfläche bei einem Bewegen der Hochspannungselektrode und des Prozessgefässes relativ zueinander von der Betriebsposition in die Nichtbetriebsposition durch mechanische Zwangskoppelung zur Hochspannungselektrode hin bewegt und an deren arbeitsseitiges Elektrodenende angelegt wird. Durch die Zwangskoppelung in dieser Bewegungsrichtung ergibt sich der Vorteil, dass das Zugänglichmachen des arbeitsseitigen Elektrodenendes mechanisch zwangsläufig ein Erden der Hochspannungselektrode bewirkt, wodurch ein Maximum an Sicherheit erreicht werden kann. Es ist auch vorgesehen, die mechanisch zwangsgekoppelte Bewegung schwerkraft- und/oder federkraftunterstützt durchzuführen.In yet another preferred embodiment of the arrangement, the lever mechanism is coupled to the high voltage electrode and to the process vessel so that the contact surface moves from the operating position to the non-operating position by mechanical positive coupling to the high voltage electrode as the high voltage electrode and process vessel move relative to each other and at the working end of the electrode is applied. Due to the positive coupling in this direction of movement has the advantage that the accessibility of the working end of the electrode mechanically inevitably causes grounding of the high voltage electrode, whereby a maximum of security can be achieved. It is also envisaged to carry out the mechanical force-coupled movement by gravity and / or spring force.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform der Anordnung umfasst der Hebelmechanismus exakt einen bewegbaren Hebel, welcher zum Inkontaktbringen bzw. Ausserkontaktbringen der Kontaktfläche mit dem arbeitsseitigen Elektrodenende um eine bevorzugterweise horizontale oder vertikale Drehachse herum schwenkbar ist. Solche Hebelmechanismen weisen ein Minimum an bewegten Teilen auf und sind robust und preiswert.In yet another preferred embodiment of the arrangement, the lever mechanism comprises exactly one movable lever, which is pivotable about a preferably horizontal or vertical axis of rotation for contacting or disengaging the contact surface with the working-side electrode end. Such lever mechanisms have a minimum of moving parts and are robust and inexpensive.
Dabei ist es bevorzugt, wenn der Hebel zum Inkontaktbringen bzw. Ausserkontaktbringen der Kontaktfläche mit dem arbeitsseitigen Elektrodenende zudem entlang der Drehachse verschiebbar ist. Auf diese Weise können auch komplizierte, mehrdimensionale Schwenkbewegungen mit einem geringen konstruktionstechnischen Mehraufwand realisiert werden.It is preferred if the lever for contacting or Ausserkontaktbring the contact surface with the working side electrode end is also displaceable along the axis of rotation. In this way, complicated, multi-dimensional pivoting movements can be realized with a low design overhead.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anordnung ist die Kontaktfläche von einer Kontaktbürste gebildet, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass auch bei einem verschmutzten arbeitsseitigen Elektrodenende eine sichere Erdung bewirkt werden kann.In yet another preferred embodiment of the arrangement, the contact surface is formed by a contact brush, which has the advantage that a secure grounding can be effected even with a dirty working end of the electrode.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung derartig ausgestaltet, dass die zum Positionieren in der Nichtbetriebsposition bzw. Betriebsposition erforderliche Relativbewegung zwischen der Hochspannungselektrode und dem Prozessgefäss durch ein Absenken bzw. Anheben des Prozessgefässes gegenüber der Hochspannungselektrode bewirkbar ist, z.B. mittels eines Hubtisches, welcher das Prozessgefäss trägt, wobei es bevorzugt ist, wenn dies bei gleichzeitig feststehender Hochspannungselektrode erfolgen kann. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die erfindungsgemässe Anordnung auch für Anlagen verwendet werden kann, bei denen die Hochspannungselektrode an eine starre Hochspannungszuführung angeschlossen ist, was insbesondere bei Anlagen mit öl- oder gasisolierten Hochspannungszuführungen der Fall ist.In yet another preferred embodiment, the arrangement is configured such that the relative movement between the high-voltage electrode and the process vessel required for positioning in the inoperative position can be effected by lowering the process vessel with respect to the high-voltage electrode, e.g. by means of a lifting table, which carries the process vessel, wherein it is preferred if this can be done with simultaneously fixed high-voltage electrode. This has the advantage that the arrangement according to the invention can also be used for installations in which the high-voltage electrode is connected to a rigid high-voltage supply, which is the case in particular in systems with oil or gas-insulated high-voltage supply lines.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Anlage mit einer Anordnung gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung und mit einem Hochspannungspulsgenerator zur Beaufschlagung der Hochspannungselektrode mit Hochspannungspulsen. Bei einer solchen Anlage treten die Vorteile der Erfindung besonders deutlich zü Tage.A third aspect of the invention relates to a system with an arrangement according to the second aspect of the invention and with a high voltage pulse generator for applying high voltage pulses to the high voltage electrode. In such a system, the advantages of the invention occur particularly clearly zü days.
Ein vierter und letzter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung der Anordnung gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung oder der Anlage gemäss dem dritten Aspekt der Erfindung zur elektrodynamischen Fragmentierung von bevorzugterweise elektrisch schlecht leitendem Material, bevorzugterweise von Beton oder Schlacke.A fourth and final aspect of the invention relates to the use of the arrangement according to the second aspect of the invention or the plant according to the third aspect of the invention for the electrodynamic fragmentation of preferably electrically poorly conductive material, preferably of concrete or slag.
Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
- die
Figuren 1a und 1b schematische Darstellungen einer ersten erfindungsgemässen Anordnung in einer Nichtbetriebsposition und in einer Betriebsposition; - die
Figuren 2a und 2b schematische Darstellungen einer zweiten erfindungsgemässen Anordnung in einer Nichtbetriebsposition und in einer Betriebsposition; - die
Figuren 3a und 3b schematische Darstellungen einer dritten erfindungsgemässen Anordnung in einer Nichtbetriebsposition und in einer Betriebsposition;
und -
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Hochspannungselektrode mit Erdungsvorrichtung für eine erfindungsgemässe Anordnung.
- the
FIGS. 1a and 1b schematic representations of a first inventive arrangement in a non-operating position and in an operating position; - the
FIGS. 2a and 2b schematic representations of a second inventive arrangement in a non-operating position and in an operating position; - the
FIGS. 3a and 3b schematic representations of a third inventive arrangement in a non-operating position and in an operating position;
and -
Fig. 4 a perspective view of a high voltage electrode with grounding device for an inventive arrangement.
Die
In der in
Wird nun ausgehend von der in
Wird das Prozessgefäss 2 erneut abgesenkt, um die in
Die
Wird nun ausgehend von der in
Wird der Prozessbehälter 2 erneut abgesenkt, um die in
Die
Ein weiterer Unterschied dieser Anordnung gegenüber der in den
Wird nun ausgehend von der in
Wird der Prozessbehälter 2 erneut abgesenkt, um wieder die in
Auch wenn bei den zuvor gezeigten erfindungsgemässen Anordnungen lediglich das Aufheben der Erdung der Hochspannungselektrode mechanisch zwangsgekoppelt durch ein Anheben des Prozessgefässes 2 mit Hilfe des Hubtisches 4 bewirkt wird, während die Erdung derselben beim Absenken des Prozessbehälters und Zugänglichmachen des arbeitsseitigen Elektrodenendes 5 im wesentlichen federkraft- oder schwerkraftbetätigt erfolgt, so ist es auch vorgesehen, eine mechanisch zwangsgekoppelte Erdungsbewegung vorzusehen, z.B. indem bei der in den
Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und auch in anderer Weise innerhalb des Umfangs der nun folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.While preferred embodiments of the invention are described in the present application, it should be clearly understood that the invention is not limited to these and may be practiced otherwise within the scope of the following claims.
Claims (27)
- Method for grounding a high voltage electrode (1) of an electrodynamic fragmenting installation in the off-state, wherein the fragmenting installation comprises a process vessel (2) which encloses the operational electrode end (5) during operation in such a manner that said end is inaccessible during operation, comprising the steps:providing a grounding device (3) for grounding of the high voltage electrode (1) by contacting said electrode in the area of the operational electrode end (5);coupling the grounding device (3) with the high voltage electrode (1) and the process vessel (2) in such a manner that the grounding device (3) automatically contacts the operational electrode end (5) upon a gaining of access to said electrode end for grounding the high voltage electrode (1); andgaining access to the operational electrode end (5) with automatic grounding of the high voltage electrode (1) by means of the grounding device (3).
- Method according to claim 1, wherein the gaining of access to the operational electrode end (5) at least partially take place through opening of a subarea of the boundary walls of the process vessel (2).
- Method according to one of the preceding claims, wherein the gaining of access to the operational electrode end (5) at least partially takes place through moving away the high voltage electrode (1) and the process vessel (2) from each other, in particular through pulling the high voltage electrode (1) out of the process vessel (2) by means of lifting the high voltage electrode (1) and/or lowering the process vessel (2).
- Method according to one of the preceding claims, wherein a grounding device (3) is used which comprises a lever mechanism (7, 8; 13, 14; 13, 17, 18) by means of which lever mechanism a contact area (9) is applied to the operational electrode end (5) for grounding the high voltage electrode (1).
- Method according to claim 4, wherein the applying motion at least partially is driven by gravity and/or spring forces.
- Method according to claim 5, wherein the grounding device (3) is designed and coupled to the high voltage electrode (1) and to the process vessel (2) in such a manner that a lever (7, 13) of the lever mechanism (7, 8; 13, 14; 13, 17, 18) which lever is carrying the contact area (9) upon a gaining of access to the operational electrode end (5) is released and at least partially driven by gravity and/or spring forces is moved towards the operational electrode end (5) until the contact area (9) abuts against said electrode end.
- Method according to claim 6, wherein the lever (7, 13) which is carrying the contact area (9) through a moving, in particular through a lowering of the upper edge of the process vessel (2) is released.
- Method according to one of the claims 4 to 7, wherein the grounding device (3) is designed and coupled to the high voltage electrode (1) and to the process vessel (2) in such a manner that the applying of the contact area (9) to the operational electrode end (5) takes place in a mechanically compulsory coupled manner.
- Method according to one of the claims 4 to 8, wherein a lever mechanism (7, 8; 13, 14; 13, 17, 18) having only one single movable lever (7, 13) is used, which for applying the contact area (9) to the operational electrode end (5) is pivoted around a in particular horizontal or vertical axis of rotation (D).
- Method according to claim 9, wherein the lever (7, 13) for applying the contact area (9) additionally is displaced along the axis of rotation (D).
- Method according to one of the preceding claims, wherein the contact between the operational electrode end (5) and the grounding device (3) is established by means of a contact brush (9).
- Arrangement for performing the method according to one of the preceding claims, comprising a high voltage electrode (1) and a process vessel (2) assigned to the high voltage electrode (1), wherein the high voltage electrode (1) and the process vessel (2) are moveable relative to each other in such a manner that they can be positioned in at least one operating position, in which the high voltage electrode (1) with its operational electrode end (5) is immersed in the process vessel (2), and in an non-operating position, in which the operational electrode end (5) is disposed outside the process vessel (2), and with a grounding device (3) which is designed in such a manner that, upon a positioning in the non-operating position, it automatically is brought into contact with the operational electrode end (5) in order to ground the high voltage electrode (1).
- Arrangement according to claim 12, wherein the grounding device is furthermore designed in such a manner that, upon a positioning in the operating position, it automatically is moved out of contact with the operational electrode end (5) for abolishing the grounding in order to render possible high voltage discharges starting from the high voltage electrode (1).
- Arrangement according to one of the claims 12 to 13, wherein the grounding device (3) comprises a lever mechanism (7, 8; 13, 14; 13, 17, 18), by means of which a contact area (9) can be brought into contact and out of contact, respectively, with the operational electrode end (5), for grounding and abolishing the grounding, respectively, of the high voltage electrode (1).
- Arrangement according to claim 14, wherein the lever mechanism (7, 8; 13, 14; 13, 17, 18) is designed in such a manner, that its movement in one of its two moving directions fully or partially is gravity and/- or spring force driven, in particular in the moving direction, in which the contact area (9) can be brought into contact with the operational electrode end (5).
- Arrangement according to one of the claims 14 to 15, wherein the lever mechanism (7, 8; 13, 14; 13, 17, 18) is coupled to the high voltage electrode (1) and to the process vessel (2) in such a manner that the contact area (9), upon a moving of the high voltage electrode (1) and the process vessel (2) relative to each other from the non-operating position to the operating position, is lifted and removed from the operational electrode end (5) of the high voltage electrode (1) in a mechanically compulsory coupled manner.
- Arrangement according to claim 16, wherein the mechanical compulsory coupling is realized in such a manner that a lever (7, 13) of the lever mechanism (7, 8; 13, 14; 13, 17, 18), which lever is carrying the contact area (9), is pushed away by the process vessel (2), in particular by the upper edge of the process vessel or by a actuator element (20) arranged at the outside of the process vessel, and thereby the contact area (9) is lifted-off and removed from the operational electrode end (5).
- Arrangement according to claim 17, wherein the lever (7, 13) which is carrying the contact area (9) comprises a curved track (11) for abutment of the upper edge of the process vessel (2).
- Arrangement according to one of the claims 17 to 18, wherein the lever (7, 13) is designed and the contact area (9) is arranged at it in such a manner that a contacting of the contact area (9) with the process vessel (2) during pushing away of the lever (7, 13) is reliably obviated.
- Arrangement according to claim 16, wherein the mechanical compulsory coupling is realized in such a manner that a component (18) which carries the lever (7, 13) of the lever mechanism (7, 8; 13, 14; 13, 17, 18) which lever carries the contact area (9) is pushed away by the process vessel (2), in particular by the upper edge of the process vessel or by an actuator element (20) arranged at the outside of the process vessel, and thereby the contact area (9) is lifted-off and removed from the operational electrode end (5).
- Arrangement according to one of the claims 14 to 20, wherein the lever mechanism (7, 8; 13, 14; 13, 17, 18) is coupled to the high voltage electrode (1) and to the process vessel (2) in such a manner that the contact area (9), upon a moving of the high voltage electrode (1) and the process vessel (2) relative to each other from the operating position to the non-operating position, in a mechanically compulsory coupled manner is moved towards the high voltage electrode (1) and applied to the operational electrode end (5) of the high voltage electrode.
- Arrangement according to one of the claims 14 to 21, wherein the lever mechanism (7, 8; 13, 14; 13, 17, 18) comprises one single moveable lever (7, 13) only, which, for bringing the contact area (9) into contact and out of contact, respectively, with the operational electrode end (5), is pivotable around a in particular horizontal or vertical axis of rotation (D).
- Arrangement according to claim 22, wherein the lever (7, 13) for bringing the contact area (9) into contact and out of contact, respectively, with the operational electrode end (5), in addition is displaceable along the axis of rotation (D).
- Arrangement according to one of the claims 14 to 23, wherein the contact area (9) is formed by a contact brush (9).
- Arrangement according to one of the claims 12 to 24, wherein the arrangement is designed in such a manner that the relative movement between the high voltage electrode (1) and the process vessel (2) which is necessary for the positioning in the non-operating position and the operating position, respectively, can be effected through a lowering and lifting, respectively, of the process vessel (2), in particular while at the same time the high voltage electrode (1) is stationary.
- Installation comprising an arrangement according to one of the claims 12 to 25 and comprising a high voltage pulse generator for charging the high voltage electrode (1) with high voltage pulses.
- Use of the arrangement or of the Installation according to one of the claims 12 to 26 for the electrodynamic fragmentation of in particular electrically poorly conductive material, in particular of concrete or slag.
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