EP2691180B1

EP2691180B1 - Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische fragmentierungsanlage

Info

Publication number: EP2691180B1
Application number: EP12709777.2A
Authority: EP
Inventors: Reinhard MÜLLER-SIEBERT; Fabrice Monti Di Sopra; Bernhard Hasler; Harald Giese
Original assignee: Selfrag AG
Current assignee: Selfrag AG
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2032-03-08
Also published as: ZA201307291B; WO2012129708A1; WO2012129713A1; US20140042146A1; JP5946518B2; CA2830572C; AU2012234676A1; JP2014509560A; EP2691180A1; ES2629703T3; US9604225B2; RU2591718C2; RU2013148141A; CA2830572A1; AU2012234676B2

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fragmentieren von Material mittels Hochspanungsentladungen, Elektrodenanordnungen zur Verwendung in dem Verfahren, eine Fragmentierungsanlage umfassend eine solche Elektrodenanordnung sowie eine Verwendung der Fragmentierungsanlage gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

STAND DER TECHNIK

Bei der elektrodynamischen Fragmentierung wird das Fragmentiergut, beispielsweise eine Schüttung aus Betonstücken, zwischen zwei Elektroden angeordnet und durch Beaufschlagung der Elektroden mit Hochspannungsimpulsen, welche zu Hochspannungsdurchschlägen durch das Fragmentiergut führen, zerkleinert.
Soll das Fragmentiergut auf eine bestimmte Zielgrösse zerkleinert werden, wird es nach Erreichen der Zielgrösse aus der Fragmentierungszone entfernt.
Hierzu wird die Fragmentierungszone derartig ausgebildet, dass in ihren Begrenzungen eine oder mehrere Öffnungen mit einer Grösse entsprechend der Zielgrösse vorhanden sind, über welche das auf Zielgrösse zerkleinerte Fragmentiergut die Fragmentierungszone verlassen kann.
Aus DE 195 34 232 A1 ist eine Vorrichtung zur elektrodynamischen Fragmentierung von Fragmentiergut bekannt, bei welcher der Boden des Prozessbehälters von einer als kalottenförmiges Sieb ausgebildeten Bodenelektrode gebildet wird, welche auf Erdpotential liegt. Oberhalb der Bodenelektrode ist mit einem Abstand eine zentrale stabförmige Hochspannungselektrode angeordnet. Im Betrieb wird der Prozessbehälter mit Fragmentiergut und einer Prozessflüssigkeit befüllt, derart, dass das Fragmentiergut als Schüttung auf dem Boden des Prozessbehälters aufliegt und die Hochspannungselektrode in die Fragmentiergutschüttung und die Prozessflüssigkeit eintaucht. Sodann wird die Hochspannungselektrode mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt, so dass zwischen der Bodenelektrode und der Hochspannungselektrode Hochspannungsdurchschläge durch das Fragmentiergut stattfinden, welche dieses zerkleinern. Dabei fallen Fragmentiergutstücke, welche kleiner sind als die Sieböffnungen der Bodenelektrode, durch diese Sieböffnungen hindurch und verlassen dadurch die Fragmentierungszone.
Aus GB 2 342 304 A sind Vorrichtungen zur elektrodynamischen Fragmentierung bekannt, bei welchen die Fragmentierungszone von zwei als Elektroden ausgebildeten Wänden begrenzt wird, von denen zumindest eine Sieböffnungen aufweist. Auch hier wird im Betrieb eine Schüttung aus Fragmentiergut in die Fragmentierungszone eingebracht und sodann die als Elektroden ausgebildeten Wände mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt, derart, dass zwischen diesen Wänden Hochspannungsdurchschläge durch das Fragmentiergut stattfinden, welche dieses zerkleinern. Fragmentiergutstücke, welche kleiner sind als die Sieböffnungen in den Wandelektroden, verlassen die Fragmentierungszone durch diese Sieböffnungen.
Auch aus JP 11033430 sind Vorrichtungen zur elektrodynamischen Fragmentierung von Fragmentiergut bekannt, bei welchen eine oder mehrere trichterförmige Fragmentierungszonen von als Elektroden ausgebildeten Wänden gebildet werden. Dabei wird am unteren Ende der jeweiligen Fragmentierungszone eine Austrittsöffnung durch den kleinsten Abstand zwischen den als Elektroden ausgebildeten Wänden dieser Fragmentierungszone begrenzt. Auch hier wird im Betrieb eine Schüttung aus Fragmentiergut in die jeweilige Fragmentierungszone eingebracht und es werden sodann die als Elektroden ausgebildeten Wände mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt, so dass zwischen diesen Wänden Hochspannungsdurchschläge durch das Fragmentiergut stattfinden, welche dieses zerkleinern. Fragmentiergutstücke, welche kleiner sind als der kleinste Abstand zwischen den als Elektroden ausgebildeten Wänden der jeweiligen Fragmentierungszone, verlassen diese Fragmentierungszone durch die Austrittsöffnung.
Aus SU 555 226 A1 ist eine Vorrichtung zur elektrodynamischen Fragmentierung von Fragmentiergut bekannt, bei welcher die Fragmentierungszone von einer stufenweise trichterförmigen Wandelektrode und einer koaxial in den von dieser umschlossenen Raum hineinreichenden Stabelektrode gebildet wird. Dabei wird der kleinste Durchtrittsquerschnitt durch die Breite des zwischen der Stabelektrode und der trichterförmigen Wandelektrode gebildeten kreisringförmigen Spalts im Bereich der Spitze der Stabelektrode definiert. Im Betrieb wird eine Schüttung aus Fragmentiergut in die Fragmentierungszone eingebracht und es werden zwischen der Stabelektrode und der Wandelektrode Hochspannungsdurchschläge durch das Fragmentiergut erzeugt, welche dieses zerkleinern. Fragmentiergutstücke, welche kleiner sind als die Breite des zwischen der Stabelektrode und der trichterförmigen Wandelektrode gebildeten kreisringförmigen Spalts im Bereich der Spitze der Stabelektrode, verlassen die Fragmentierungszone durch diesen Spalt.
Ein entscheidender Nachteil der in DE 195 34 232 A1 und GB 2 342 304 A offenbarten Konstruktionsprinzipien mit als Sieb ausgebildeten Boden- bzw. Wandelektroden besteht darin, dass diese Elektroden relativ aufwendig in der Herstellung sind, was in Lichte der Tatsache, dass die Elektroden bei elektrodynamischen Fragmentierungsprozessen Verbrauchsmaterial darstellen, zu hohen Betriebskosten führt. Hinzu kommt, dass sich die Grösse der Sieböffnungen während des Betriebs vergrössert, was zu einer entsprechenden Veränderung der Zielgrösse des fertig fragmentierten Materials führt.
Bei allen der zuvor genannten Vorrichtungen ergibt sich zudem der Nachteil, dass die Elektrodenabstände gleich gross oder grösser als die Sieb- bzw. Austrittsöffnungen sind, was für den Fall, dass eine Grobfragmentierung gewünscht ist, zu relativ grossen Elektrodenabständen führt, mit dem Erfordernis des Bereitstellens von entsprechend grossen Hochspannungsimpulsen. Dies wiederum erfordert aber die Verwendung von sehr teuren Hochspannungsimpulsgeneratoren.
Aus den Dokumenten FR 1 341 851 A , CN 201 105 234 Y und SU 697 188 A1 sind Verfahren und Vorrichtungen zur elektrodynamischen Fragmentierung von Fragmentiergut bekannt, bei welchen zwischen in den Prozessraum hineinragenden stabförmige Elektroden Hochspannungsdurchschläge erzeugt werden, zur Zerkleinerung des darin befindlichen Fragmentierguts. Dabei ist es möglich, auch Fragmentiergut zu fragmentieren, welches grösser ist als die Elektrodenabstände. Jedoch erfolgt hier eine willkürliche Zerkleinerung des Fragmentierguts ohne gezielte Entfernung des Materials, welches auf Zielgrösse zerkleinert ist, aus der Prozesszone, was insbesondere für den Fall, dass eine Grobfragmentierung gewünscht ist, ungeeignet ist, da ein hoher Feinanteil erzeugt wird.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es stellt sich daher die Aufgabe, Verfahren und Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen, welche die zuvor genannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen oder diese zumindest teilweise vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Gemäss diesen betrifft ein erster Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Fragmentieren von Material mittels Hochspannungsentladungen auf eine Stückgrösse kleiner oder gleich einer Zielgrösse.
Dabei wird eine Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage verwendet, mit einer Durchtrittsöffnung bzw. einem Durchtrittskanal für Fragmentiergut und mit einem Elektrodenpaar oder mehreren Elektrodenpaaren, mittels welchem bzw. welchen, durch Beaufschlagung der Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaares mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals erzeugbar sind, zur Fragmentierung des Fragmentierguts. Eine Durchtrittsöffnung im anspruchsgemässen Sinne kann eine relativ geringe axiale Erstreckung in Durchtrittsrichtung aufweisen, während ein Durchtrittskanal im anspruchsgemässen Sinne eine deutlich ausgeprägtere Erstreckung in Durchtrittsrichtung aufweist und insbesondere dann vorliegt, wenn Elektroden in Durchtrittsrichtung gesehen in mehreren Ebenen axial hintereinander angeordnet sind.
Die Elektroden der Elektrodenpaare können von separaten Einzelelektroden und/oder von Elektrodenvorsprüngen an einem oder mehreren elektrisch leitenden Elektrodenkörpern gebildet sein. Bei Einzelelektroden können diese elektrisch gegeneinander isoliert sein oder auch elektrisch leitend miteinander verbunden sein. Auch können sich mehrere Elektrodenpaare eine Einzelelektrode oder einen Elektrodenvorsprung eines Elektrodenkörpers als gemeinsame Elektrode teilen. So können z.B. mehrere Elektrodenpaare dadurch gebildet sein, dass einer mit Hochspannungsimpulsen zu beaufschlagenden Einzelelektrode oder einem Elektrodenvorsprung eines mit Hochspannungsimpulsen zu beaufschlagenden Elektrodenkörpers mehrere auf Erdpotential liegende Einzelelektroden oder Elektrodenvorsprünge eines auf Erdpotential liegenden Elektrodenkörpers zugeordnet werden, so dass ein Hochspannungsdurchschlag je Spannungsimpuls über eines der so gebildeten Elektrodenpaare stattfindet, je nach aktueller Leitfähigkeitssituation im Bereich der Elektrodenpaare.
Die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal ist derartig ausgebildet und die Elektroden der Elektrodenpaare sind derartig darin angeordnet oder die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal wird derartig von den Elektroden des Elektrodenpaares oder der Elektrodenpaare gebildet, dass im Bereich einer kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden zumindest eines der Elektrodenpaare, bevorzugterweise unter Angrenzung an eine oder an beide Elektroden dieses Elektrodenpaares, eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden. Eine Kugel befindet sich im anspruchsgemässen Sinne dann "im Bereich der kürzesten Verbindungslinie" zwischen zwei Elektroden, wenn die Summe ihrer kürzesten Verbindungslinien zu diesen beiden Elektroden kürzer ist als die kürzeste Verbindungslinie zwischen den beiden Elektroden.
Mit anderen Worten gesagt wird also eine Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage verwendet, mit einer Durchtrittöffnung bzw. einem Durchtrittskanal für Fragmentiergut und mit mindestens zwei Elektroden, zwischen denen innerhalb der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals durch Beaufschlagung derselben mit Hochspannungsimpulsen Hochspannungsentladungen erzeugbar sind, zur Fragmentierung des Fragmentierguts. Dabei sind die Elektroden derartig innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals angeordnet oder bilden derartig die Durchtrittöffnung oder den Durchtrittskanal, dass der kleinste Abstand zwischen zwei Elektroden, zwischen denen Hochspannungsentladungen erzeugbar sind, kleiner ist als der Durchmesser einer grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal im Bereich dieser beiden Elektroden passieren kann.
Dabei ist die Durchtrittsöffnung oder der Durchtrittskanal der verwendeten Elektrodenanordnung derartig ausgebildet, dass Materialstücke mit einer Stückgrösse kleiner oder gleich der Zielgrösse durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurchtreten können, während Materialstücke mit einer Stückgrösse grösser als die Zielgrösse die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal nicht passieren können und dadurch durch die Elektrodenanordnung zurückgehalten werden.
Die Elektrodenanordnung wird auf einer Seite ihrer Durchtrittsöffnung bzw. ihres Durchtrittskanals mit zu fragmentierendem Material mit einer Stückgrösse grösser als die Zielgrösse beaufschlagt, wobei etwaige im beaufschlagten Fragmentiergut enthaltene Materialstücke mit einer Stückgrösse kleiner oder gleich der Zielgrösse durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurchtreten können
Die Elektroden der Elektrodenanordnung werden mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt, so dass Hochspannungsentladungen in der Durchtrittsöffnung oder dem Durchtrittskanal stattfinden, durch welche in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hineinragende bzw. an die Elektroden angrenzende Materialstücke fragmentiert werden.
Die auf diese Weise auf eine Stückgrösse kleiner oder gleich der Zielgrösse fragmentierten Materialstücke werden durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal der Elektrodenanordnung hindurchgeführt und so aus der Fragmentierungszone entfernt.
Mit den erfindungsgemässen Verfahren ist es möglich, eine elektrodynamische Fragmentierung von Material (Fragmentiergut) auf wirtschaftliche Weise auch mit deutlich kleineren Elektrodenabständen als die Zielgrösse des zerkleinerten Materials durchzuführen, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass auch mit kostengünstigen Hochspannungsgeneratoren eine Fragmentierung auf relativ grosse Zielgrössen möglich wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist die Elektrodenanordnung mehrere Elektrodenpaare auf, mittels welchen, durch Beaufschlagung der jeweils zugehörigen Elektroden mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals erzeugbar sind, zur Fragmentierung des Fragmentierguts. Mit Vorteil ist dabei die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal derartig ausgebildet und sind die Elektroden der Elektrodenpaare derartig darin angeordnet oder wird die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal derartig von den Elektroden der Elektrodenpaare gebildet, dass bei jedem Elektrodenpaar im Bereich der kürzesten Verbindungslinie zwischen dessen Elektroden, bevorzugterweise unter Angrenzung an eine oder an beide Elektroden dieses Elektrodenpaares, eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurch treten kann, deren Durchmesser jeweils grösser ist als die Länge der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden. Es kann also bevorzugterweise im Bereich jedes der Elektrodenpaare jeweils eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurchtreten, deren Durchmesser grösser ist als die Länge der kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars.
Mit einer derartigen Elektrodenanordnung ist es möglich, im gesamten Bereich der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals eine elektrodynamische Fragmentierung von Fragmentiergut auf wirtschaftliche Weise mit verhältnismässig kleinen Hochspannungsimpulsen durchzuführen.
Bevorzugterweise ist die verwendete Elektrodenanordnung derartig ausgebildet, dass in Durchtrittsrichtung der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals gesehen beidseitig der jeweiligen kürzesten Verbindungslinien zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaares im Bereich dieser kürzesten Verbindungslinie, bevorzugterweise unter Angrenzung an eine der Elektroden oder an beide Elektroden, eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie. Hierdurch werden Elektrodenanordnungen mit besonders guten Fragmentierungsleistungen möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Elektrodenanordnung derartig ausgebildet, dass der Durchmesser der jeweiligen Kugel, welche im Bereich der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaares, bevorzugterweise unter Angrenzung an mindestens eine der beiden Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars, durch die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hindurch treten kann, jeweils grösser ist als das 1.2 fache, bevorzugterweise als das 1.5 fache der Länge der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal der Elektrodenanordnung eine runde oder eckige, bevorzugterweise kreisrunde Grund- oder Querschnittsform auf, bei welcher insbesondere radial von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals her eine oder mehrere mit Vorteil stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hineinragen, bevorzugterweise unter Freilassung des Zentrums der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals. Derartige Elektrodenanordnungen sind einfach herzustellen und ermöglichen zudem Bauweisen, bei denen abgenutzte Elektrodenvorsprünge auf einfache Weise von aussen her ersetzt werden können.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist die Durchtrittsöffnung oder der Durchtrittskanal der Elektrodenanordnung eine ringförmige, bevorzugterweise kreisringförmige Grundform bzw. Querschnittsform auf. Unter einer Durchtrittsöffnung oder einem Durchtrittskanal mit einer ringförmigen Grund- bzw. Querschnittsform wird hier im weitesten Sinne eine Durchtrittsöffnung oder eine Durchtrittskanal verstanden, welche oder welcher sich in Strömungsrichtung gesehen umlaufend um eine dessen innere Begrenzungen bildende Körperlichkeit herum erstreckt. Dabei kann die ringförmige Grund- bzw. Querschnittsform verschiedenste geometrische Formen aufweisen, z.B. sternförmig oder vieleckig, insbesondere rechteckig oder quadratisch ausgebildet sein oder die Form eines elliptischen Ringes oder eines Kreisringes aufweisen. Zudem kann diese in Strömungsrichtung gesehen über ihren Umfang eine gleichmässige Breite oder eine variierende Breite aufweisen.
Hierdurch werden die Gestaltungsmöglichkeiten bezüglich der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals deutlich erweitert und es werden Ausführungsformen möglich, bei denen über eine zentrale Hochspannungszuführung eine Vielzahl von Elektrodenpaaren, welche zur Erzeugung von Hochspannungsentladungen in der Durchtrittsöffnung oder dem Durchtrittskanal vorgesehen sind, mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt werden können.
Dabei ist es bevorzugt, dass von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals und/oder von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals her eine oder mehrere mit Vorteil stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hineinragen. Hierdurch lassen sich über den Umfang der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals gesehen eine Vielzahl Durchtrittspassagen für auf Zielgrösse zerkleinertes Fragmentiergut schaffen, welche jeweils von Elektrodenpaaren begrenzt sind, die etwaige an diese angrenzende Fragmentiergutstücke, die grösser als die Zielgrösse sind, mit Hochspannungsentladungen beaufschlagen und dadurch fragmentieren, bis diese die Zielgrösse erreicht haben und die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal über die jeweilige Durchtrittspassage passieren können.
Weiter ist es bevorzugt, dass die Elektrodenvorsprünge senkrecht zur bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung oder geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in die Durchtrittsöffnung oder in den Durchtrittskanal hineinragen. Im erstgenannten Fall ergibt sich der Vorteil, dass derartige Elektrodenanordnungen auch mit austauschbaren Elektrodenvorsprüngen relativ einfach zu fertigen sind und entsprechend kostengünstig bereitgestellt werden können. Im letztgenannten Fall ergibt sich der Vorteil, dass die Elektrodenvorsprünge zum Fragmentiergut hin gerichtet sind, was die Wahrscheinlichkeit eines direkten Kontakts mit dem Fragmentiergut erhöht, wodurch, insbesondere bei bestimmten Stückgrössen des Fragmentierguts, eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades des Fragmentierungsprozesses ermöglicht wird.
Auch ist es dabei bevorzugt, dass die inneren Begrenzungen und/oder die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals jeweils von einem Isolatorkörper gebildet sind, welcher einzelne Elektrodenvorsprünge trägt. Hierdurch wird es möglich, auf kostengünstige Weise abgenutzte Elektrodenvorsprünge zu ersetzen, ohne dass hierfür die gesamten Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals ersetzt werden müssen. Dabei können die Elektrodenvorsprünge gegeneinander elektrisch isoliert sein oder einige oder alle der Elektrodenvorsprünge, z.B. über eine im Isolatorkörper verlaufende Verbindungsleitung, elektrisch leitend miteinander verbunden sein.
In einer bevorzugten Variante der beiden zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens mit Verwendung einer Elektrodenanordnung mit ringförmiger Durchtrittsöffnung oder ringförmigem Durchtrittskanal ragen von den inneren Begrenzungen und von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals her jeweils mehrere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hinein. Dabei sind jedem der Elektrodenvorsprünge, welche von den inneren Begrenzungen in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hineinragen, jeweils mindestens zwei der Elektrodenvorsprünge, welche von den äusseren Begrenzungen in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hineinragen, zugeordnet. Hierdurch bildet der jeweilige an den inneren Begrenzungen angeordnete Elektrodenvorsprung zusammen mit den zugeordneten Elektrodenvorsprüngen an den äusseren Begrenzungen mehrere Elektrodenpaare, welche sich diesen als gemeinsame Elektrode teilen. Entsprechend wird eine von dem jeweiligen an der inneren Begrenzung angeordneten Elektrodenvorsprung ausgehende Hochspannungsentladung, in Abhängigkeit von Leitfähigkeitssituation im Bereich zwischen diesem Elektrodenvorsprung und den zugeordneten Elektrodenvorsprüngen an den äusseren Begrenzungen, zu einem der zugeordneten Elektrodenvorsprünge an den äusseren Begrenzungen stattfinden. Durch diese Ausgestaltung lassen sich mit jedem an den inneren Begrenzungen angeordneten Elektrodenvorsprung mehrere Fragmentierungszonen innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals bilden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ragen von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals der Elektrodenanordnung her eine oder mehrere bevorzugterweise stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hinein, während die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals von einer einzigen Elektrode gebildet sind, welche bevorzugterweise ringförmig ausgebildet ist. Die äusseren Begrenzungen der Durchrittsöffnung oder des Durchtrittskanals bilden also eine umlaufende Elektrode, welche jeweils mit jedem der Elektrodenvorsprünge ein Elektrodenpaar bildet. Eine derartige Elektrode ist robust und kostengünstig in der Herstellung.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ragen von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals der Elektrodenanordnung her mehrere bevorzugterweise stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hinein, wobei ein Teil oder alle dieser Elektrodenvorsprünge geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hineinragen, bevorzugterweise derart, dass ihre freien Enden in axialer Richtung über eine diese Elektrodenvorsprünge tragende Körperlichkeit hinaus stehen. Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit eines direkten Kontakts der Elektrodenvorsprünge mit dem Fragmentiergut weiter erhöht was, wie bereits erwähnt wurde, insbesondere bei bestimmten Stückgrössen des Fragmentierguts eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades des Fragmentierungsprozesses erlaubt.
In einer vorteilhaften Variante der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, bei welcher eine Elektrodenanordnung verwendet wird, bei der die Durchtrittsöffnung oder der Durchtrittskanal eine ringförmige, bevorzugterweise kreisringförmige Grundform oder Querschnittsform aufweist, werden die inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals von einer einzigen, bevorzugterweise scheibenförmigen, stabförmigen oder kugelförmigen Elektrode gebildet. Eine derartige Ausgestaltung ist robust und kann kostengünstig hergestellt werden.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist die verwendete Elektrodenanordnung einen Durchtrittskanal für Fragmentiergut auf, in welchem an verschiedenen axialen Positionen bezogen auf die bestimmungsgemässe Durchtrittsrichtung von den äusseren Begrenzungen und/oder, sofern vorhanden, von den inneren Begrenzungen des Durchtrittskanals her bevorzugterweise stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in den Durchtrittskanal hineinragen. Solche Elektrodenanordnungen werden im Folgenden auch als mehrstufige Elektrodenanordnungen bezeichnet.
Dabei ist es von Vorteil, dass an unterschiedlichen axialen Positionen angeordnete Elektrodenvorsprünge an unterschiedlichen Umfangspositionen der äusseren Begrenzungen und/oder der inneren Begrenzungen in den Durchtrittskanal hineinragen. Mit derartigen Elektrodenanordnungen kann auf kleinem Raum eine besonders intensive Einwirkung mittels Hochspannungsentladungen auf der Fragmentiergut bewirkt werden.
Bevorzugterweise ragt oder ragen bei solchen mehrstufigen Elektrodenanordnungen ein Teil oder alle der in Durchtrittsrichtung gesehen an erster axialer Position angeordneten Elektrodenvorsprünge geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in den Durchtrittskanal hinein.
Dabei ist es weiter bevorzugt, dass zumindest ein Teil oder alle der von den inneren Begrenzungen des Durchtrittskanals her in den Durchtrittskanal hineinragenden und an erster axialer Position angeordneten Elektrodenvorsprünge geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in den Durchtrittskanal hineinragen. Hierdurch ergibt sich, wie bereits zuvor erwähnt wurde, der Vorteil, dass die Wahrscheinlichkeit eines direkten Kontakts der Elektrodenvorsprünge mit dem Fragmentiergut weiter erhöht wird. Dies wiederum wirkt sich positiv auf den Wirkungsgrad des Fragmentierungsprozesses aus.
Weiter ist es bei Verwendung von solchen mehrstufigen Elektrodenanordnungen in dem Verfahren bevorzugt, dass die in Durchtrittsrichtung gesehen an einer auf die erste axiale Position folgenden axiale Position angeordneten Elektrodenvorsprünge, also die auf eine zweiten, dritten usw. axialen Position angeordneten Elektrodenvorsprünge, senkrecht zur bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung oder geneigt in Richtung der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in den Durchtrittskanal hineinragen. Hierdurch wird der Durchtritt des auf Zielgrösse zerkleinerten Fragmentierguts durch den Durchtrittskanal erleichtert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, bei welcher eine mehrstufige Elektrodenanordnung verwendet wird, ragen die Elektrodenvorsprünge derartig in den Durchtrittskanal hinein, dass dieser unpassierbar ist für einen zylindrischen Körper mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel, welche den Durchtrittskanal passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, bevorzugterweise von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist. Hierdurch wird es möglich, den Durchtrittskanal unpassierbar für lange Fragmentiergutstücke mit Zielkorndurchmesser zu machen und dadurch zu bewirken, dass das aus dem Durchtrittskanal austretende Fragmentiergut im Wesentlichen aus kompakten Stücken besteht und wenig oder gar kein Langkorn enthält.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, bei welcher eine Elektrodenanordnung mit von der äusseren und/oder, wo vorhanden, von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals her radial in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hineinragenden Elektrodenvorsprüngen verwendet wird, sind die Elektrodenvorsprünge in bestimmungsgemässer Durchtrittsrichtung gesehen gleichmässig am Umfang der äusseren Begrenzungen und/oder der inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals verteilt angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine Geometrie der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanal, welche die Fragmentierung des Fragmentierguts in möglichst gleichförmige Stücke begünstigt.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist auf der bestimmungsgemässen Austrittsseite der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals der Elektrodenanordnung eine Sperreinrichtung angeordnet, welche bezüglich ihrer Geometrie derartig ausgebildet und bezüglich der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals derartig angeordnet ist, dass eine Kugel mit dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal passieren kann, von der Durchtrittsöffnung bzw. dem Durchtrittskanal weggeführt werden kann, während ein zylindrischer Körper mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist, durch die Sperreinrichtung am Verlassen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals gehindert wird. Hierdurch wird es ebenfalls möglich, den Durchtrittskanal unpassierbar für lange Fragmentiergutstücke mit Zielkorndurchmesser zu machen und dadurch zu bewirken, dass das aus dem Durchtrittskanal austretende Fragmentiergut im Wesentlichen kompakt ist und praktisch kein Langkorn enthält.
Dabei ist es von Vorteil, dass die Sperreinrichtung als Umlenkvorrichtung für das austretende Fragmentiergut ausgebildet ist, welche bezüglich ihres Abstands zu den Elektroden und des Umlenkungswinkels derartig ausgebildet ist, dass eine Kugel mit dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal passieren kann, durch die Umlenkvorrichtung von der Durchtrittsöffnung oder von dem Durchtrittskanal weggeführt werden kann, während ein zylindrischer Körper mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist, durch die Umlenkvorrichtung am Verlassen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals gehindert wird. Bevorzugterweise werden solche Umlenkvorrichtungen von einem oder mehreren schräggestellten Blechen gebildet. Derartige Sperreinrichtungen sind wirkungsvoll und kostengünstig in der Herstellung.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Beaufschlagen der Elektrodenanordnung mit zu fragmentierendem Material und das Hindurchführen der fragmentierten Materialstücke durch die Durchtrittsöffnung oder durch den Durchtrittskanal mittels Schwerkraftförderung bewirkt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass keine Hilfseinrichtungen für den Transport des Fragmentierguts zu der Fragmentierzone und nach dem Fragmentieren von dieser weg benötigt werden.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Durchtrittsöffnung oder der Durchtrittskanal der Elektrodenanordnung während dem Erzeugen der Hochspannungsentladungen mit einer Prozessflüssigkeit geflutet. In einer bevorzugten Variante wird dabei die Durchtrittsöffnung oder der Durchtrittskanal in Materialdurchtrittsrichtung mit der Prozessflüssigkeit durchströmt. Durch die letztgenannte Massnahme wird der Abtransport von feinen Fragmentiergutpartikeln aus der Fragmentierzone, welche sich negativ auf die Fragmentierungsleistung auswirken, begünstigt.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage zur Verwendung im Verfahren gemäss der ersten Aspekt der Erfindung. Die Elektrodenanordnung weist eine Durchtrittsöffnung bzw. einen Durchtrittskanal für Fragmentiergut auf sowie ein Elektrodenpaar oder mehrere Elektrodenpaaren, mittels welchem bzw. welchen, durch Beaufschlagung der Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaares mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals erzeugbar sind, zur Fragmentierung des Fragmentierguts. Eine Durchtrittsöffnung im anspruchsgemässen Sinne kann eine relativ geringe axiale Erstreckung in Durchtrittsrichtung aufweisen, während ein Durchtrittskanal im anspruchsgemässen Sinne eine deutlich ausgeprägtere Erstreckung in Durchtrittsrichtung aufweist und insbesondere dann vorliegt, wenn Elektroden in Durchtrittsrichtung gesehen in mehreren Ebenen axial hintereinander angeordnet sind.
Die Elektroden der Elektrodenpaare können von separaten Einzelelektroden und/oder von Elektrodenvorsprüngen an einem oder mehreren elektrisch leitenden Elektrodenkörpern gebildet sein. Bei Einzelelektroden können diese elektrisch gegeneinander isoliert sein oder auch elektrisch leitend miteinander verbunden sein. Auch können sich mehrere Elektrodenpaare eine Einzelelektrode oder einen Elektrodenvorsprung eines Elektrodenkörpers als gemeinsame Elektrode teilen. So können z.B. mehrere Elektrodenpaare dadurch gebildet sein, dass einer mit Hochspannungsimpulsen zu beaufschlagenden Einzelelektrode oder einem Elektrodenvorsprung eines mit Hochspannungsimpulsen zu beaufschlagenden Elektrodenkörpers mehrere auf Erdpotential liegende Einzelelektroden oder Elektrodenvorsprünge eines auf Erdpotential liegenden Elektrodenkörpers zugeordnet werden, so dass ein Hochspannungsdurchschlag je Spannungsimpuls über eines der so gebildeten Elektrodenpaare stattfindet, je nach aktueller Leitfähigkeitssituation im Bereich der Elektrodenpaare.
Die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal ist derartig ausgebildet und sind die Elektroden der Elektrodenpaare derartig darin angeordnet oder wird die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal derartig von den Elektroden des Elektrodenpaares oder der Elektrodenpaare gebildet, dass im Bereich einer kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden zumindest eines der Elektrodenpaare, bevorzugterweise unter Angrenzung an eine oder an beide Elektroden dieses Elektrodenpaares, eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden. Eine Kugel befindet sich im anspruchsgemässen Sinne dann "im Bereich der kürzesten Verbindungslinie" zwischen zwei Elektroden, wenn die Summe ihrer kürzesten Verbindungslinien zu diesen beiden Elektroden kürzer ist als die kürzeste Verbindungslinie zwischen den beiden Elektroden.
Mit anderen Worten gesagt betrifft der zweite Aspekt der Erfindung also eine Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage mit einer Durchtrittöffnung bzw. einem Durchtrittskanal für Fragmentiergut und mit mindestens zwei Elektroden, zwischen denen innerhalb der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals durch Beaufschlagung derselben mit Hochspannungsimpulsen Hochspannungsentladungen erzeugbar sind, zur Fragmentierung des Fragmentierguts. Dabei sind die Elektroden derartig innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals angeordnet oder bilden derartig die Durchtrittöffnung oder den Durchtrittskanal, dass der kleinste Abstand zwischen zwei Elektroden, zwischen denen Hochspannungsentladungen erzeugbar sind, kleiner ist als der Durchmesser einer grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal im Bereich dieser beiden Elektroden passieren kann.
Mit einer derartigen Elektrodenanordnung ist es grundsätzlich möglich, zumindest in einem Teilbereich der Elektrodenanordnung eine elektrodynamische Fragementierung von Fragmentiergut auf wirtschaftliche Weise mit verhältnismässig kleinen Hochspannungsimpulsen durchzuführen. Auch ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, durch Nachrüstung bestehender Anlagen mit der erfindungsgemässen Elektrodenanordnung den realisierbaren Zielgrössenbereich solcher Anlagen deutlich in Richtung grösserer Zielgrössen zu erweitern.
Erfindungsgemäss weist die Durchtrittsöffnung oder der Durchtrittskanal der Elektrodenanordnung eine ringförmige, bevorzugterweise kreisringförmige Grundform bzw. Querschnittsform auf. Unter einer Durchtrittsöffnung oder einem Durchtrittskanal mit einer ringförmigen Grund- bzw. Querschnittsform wird hier im weitesten Sinne eine Durchtrittsöffnung oder eine Durchtrittskanal verstanden, welche oder welcher sich in Strömungsrichtung gesehen umlaufend um eine dessen innere Begrenzungen bildende Körperlichkeit herum erstreckt. Dabei kann die ringförmige Grund- bzw. Querschnittsform verschiedenste geometrische Formen aufweisen, z.B. sternförmig oder vieleckig, insbesondere rechteckig oder quadratisch ausgebildet sein oder die Form eines elliptischen Ringes oder eines Kreisringes aufweisen. Zudem kann diese in Strömungsrichtung gesehen über ihren Umfang eine gleichmässige Breite oder eine variierende Breite aufweisen.
Hierdurch werden die Gestaltungsmöglichkeiten bezüglich der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals deutlich erweitert und es werden Ausführungsformen möglich, bei denen über eine zentrale Hochspannungszuführung eine Vielzahl von Elektrodenpaaren, welche zur Erzeugung von Hochspannungsentladungen in der Durchtrittsöffnung oder dem Durchtrittskanal vorgesehen sind, mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Elektrodenanordnung mehrere Elektrodenpaare auf, mittels welchen, durch Beaufschlagung der jeweils zugehörigen Elektroden mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals erzeugbar sind, zur Fragmentierung des Fragmentierguts. Mit Vorteil ist dabei die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal derartig ausgebildet und sind die Elektroden der Elektrodenpaare derartig darin angeordnet oder wird die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal derartig von den Elektroden der Elektrodenpaare gebildet, dass bei jedem Elektrodenpaar im Bereich der kürzesten Verbindungslinie zwischen dessen Elektroden, bevorzugterweise unter Angrenzung an eine oder an beide Elektroden dieses Elektrodenpaares, eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurch treten kann, deren Durchmesser jeweils grösser ist als die Länge der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden. Es kann also bevorzugterweise im Bereich jedes der Elektrodenpaare jeweils eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurchtreten, deren Durchmesser grösser ist als die Länge der kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars.
Mit einer derartigen Elektrodenanordnung ist es möglich, im gesamten Bereich der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals eine elektrodynamische Fragmentierung von Fragmentiergut auf wirtschaftliche Weise mit verhältnismässig kleinen Hochspannungsimpulsen durchzuführen.
Bevorzugterweise ist die Elektrodenanordnung derartig ausgebildet, dass in Durchtrittsrichtung der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals gesehen beidseitig der jeweiligen kürzesten Verbindungslinien zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaares im Bereich dieser kürzesten Verbindungslinie, bevorzugterweise unter Angrenzung an eine der Elektroden oder an beide Elektroden, eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie. Hierdurch werden Elektrodenanordnungen mit besonders guten Fragmentierungsleistungen möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Elektrodenanordnung derartig ausgebildet, dass der Durchmesser der jeweiligen Kugel, welche im Bereich der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaares, bevorzugterweise unter Angrenzung an mindestens eine der beiden Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars, durch die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hindurch treten kann, jeweils grösser ist als das 1.2 fache, bevorzugterweise als das 1.5 fache der Länge der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden.
Auch ist es bevorzugt, dass von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals und/oder von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals her eine oder mehrere mit Vorteil stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hineinragen. Hierdurch lassen sich über den Umfang der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals gesehen eine Vielzahl Durchtrittspassagen für auf Zielgrösse zerkleinertes Fragmentiergut schaffen, welche jeweils von Elektrodenpaaren begrenzt sind, die etwaige an diese angrenzende Fragmentiergutstücke, die grösser als die Zielgrösse sind, mit Hochspannungsentladungen beaufschlagen und dadurch fragmentieren, bis diese die Zielgrösse erreicht haben und die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal über die jeweilige Durchtrittspassage passieren können.
Weiter ist es bevorzugt, dass die Elektrodenvorsprünge senkrecht zur bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung oder geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in die Durchtrittsöffnung oder in den Durchtrittskanal hineinragen. Im erstgenannten Fall ergibt sich der Vorteil, dass derartige Elektrodenanordnungen auch mit austauschbaren Elektrodenvorsprüngen relativ einfach zu fertigen sind und entsprechend kostengünstig bereitgestellt werden können. Im letztgenannten Fall ergibt sich der Vorteil, dass die Elektrodenvorsprünge zum Fragmentiergut hin gerichtet sind, was die Wahrscheinlichkeit eines direkten Kontakts mit dem Fragmentiergut erhöht, wodurch, insbesondere bei bestimmten Stückgrössen des Fragmentierguts, eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades des Fragmentierungsprozesses ermöglicht wird.
Auch ist es dabei bevorzugt, dass die inneren Begrenzungen und/oder die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals jeweils von einem Isolatorkörper gebildet sind, welcher einzelne Elektrodenvorsprünge trägt. Hierdurch wird es möglich, auf kostengünstige Weise abgenutzte Elektrodenvorsprünge zu ersetzen, ohne dass hierfür die gesamten Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals ersetzt werden müssen. Dabei können die Elektrodenvorsprünge gegeneinander elektrisch isoliert sein oder einige oder alle der Elektrodenvorsprünge, z.B. über eine im Isolatorkörper verlaufende Verbindungsleitung, elektrisch leitend miteinander verbunden sein.
In einer bevorzugten Variante der beiden zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten der bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung mit ringförmiger Durchtrittsöffnung oder ringförmigem Durchtrittskanal ragen von den inneren Begrenzungen und von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals her jeweils mehrere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hinein. Dabei sind jedem der Elektrodenvorsprünge, welche von den inneren Begrenzungen in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hineinragen, jeweils mindestens zwei der Elektrodenvorsprünge, welche von den äusseren Begrenzungen in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hineinragen, zugeordnet. Hierdurch bildet der jeweilige an den inneren Begrenzungen angeordnete Elektrodenvorsprung zusammen mit den zugeordneten Elektrodenvorsprüngen an den äusseren Begrenzungen mehrere Elektrodenpaare, welche sich diesen als gemeinsame Elektrode teilen. Entsprechend wird eine von dem jeweiligen an der inneren Begrenzung angeordneten Elektrodenvorsprung ausgehende Hochspannungsentladung, in Abhängigkeit von Leitfähigkeitssituation im Bereich zwischen diesem Elektrodenvorsprung und den zugeordneten Elektrodenvorsprüngen an den äusseren Begrenzungen, zu einem der zugeordneten Elektrodenvorsprünge an den äusseren Begrenzungen stattfinden. Durch diese Ausgestaltung lassen sich mit jedem an den inneren Begrenzungen angeordneten Elektrodenvorsprung mehrere Fragmentierungszonen innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals bilden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung ragen von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals her eine oder mehrere bevorzugterweise stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hinein, während die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals von einer einzigen Elektrode gebildet sind, welche bevorzugterweise ringförmig ausgebildet ist. Die äusseren Begrenzungen der Durchrittsöffnung oder des Durchtrittskanals bilden also eine umlaufende Elektrode, welche jeweils mit jedem der Elektrodenvorsprünge ein Elektrodenpaar bildet. Eine derartige Elektrode ist robust und kostengünstig in der Herstellung.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung ragen von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals her mehrere bevorzugterweise stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hinein, wobei ein Teil oder alle dieser Elektrodenvorsprünge geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hineinragen, bevorzugterweise derart, dass ihre freien Enden in axialer Richtung über eine diese Elektrodenvorsprünge tragende Körperlichkeit hinaus stehen. Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit eines direkten Kontakts der Elektrodenvorsprünge mit dem Fragmentiergut weiter erhöht was, wie bereits erwähnt wurde, insbesondere bei bestimmten Stückgrössen des Fragmentierguts eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades des Fragmentierungsprozesses erlaubt.
In einer vorteilhaften Variante der bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung, bei welcher die Durchtrittsöffnung oder der Durchtrittskanal eine ringförmige, bevorzugterweise kreisringförmige Grundform oder Querschnittsform aufweist, werden die inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals von einer einzigen, bevorzugterweise scheibenförmigen, stabförmigen oder kugelförmigen Elektrode gebildet. Eine derartige Ausgestaltung ist robust und kann kostengünstig hergestellt werden.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung weist diese einen Durchtrittskanal für Fragmentiergut auf, in welchem an verschiedenen axialen Positionen bezogen auf die bestimmungsgemässe Durchtrittsrichtung von den äusseren Begrenzungen und/oder, sofern vorhanden, von den inneren Begrenzungen des Durchtrittskanals her bevorzugterweise stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in den Durchtrittskanal hineinragen. Solche Elektrodenanordnungen werden im Folgenden auch als mehrstufige Elektrodenanordnungen bezeichnet.
Dabei ist es von Vorteil, dass an unterschiedlichen axialen Positionen angeordnete Elektrodenvorsprünge an unterschiedlichen Umfangspositionen der äusseren Begrenzungen und/oder der inneren Begrenzungen in den Durchtrittskanal hineinragen. Mit derartigen Elektrodenanordnungen kann auf kleinem Raum eine besonders intensive Einwirkung mittels Hochspannungsentladungen auf das Fragmentiergut bewirkt werden.
Bevorzugterweise ragt oder ragen bei solchen mehrstufigen Elektrodenanordnungen ein Teil oder alle der in Durchtrittsrichtung gesehen an erster axialer Position angeordneten Elektrodenvorsprünge geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in den Durchtrittskanal hinein.
Dabei ist es weiter bevorzugt, dass zumindest ein Teil oder alle der von den inneren Begrenzungen des Durchtrittskanals her in den Durchtrittskanal hineinragenden und an erster axialer Position angeordneten Elektrodenvorsprünge geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in den Durchtrittskanal hineinragen. Hierdurch ergibt sich, wie bereits zuvor erwähnt wurde, der Vorteil, dass die Wahrscheinlichkeit eines direkten Kontakts der Elektrodenvorsprünge mit dem Fragmentiergut weiter erhöht wird. Dies wiederum wirkt sich positiv auf den Wirkungsgrad des Fragmentierungsprozesses aus.
Weiter ist es bei solchen mehrstufigen Elektrodenanordnungen bevorzugt, dass die in Durchtrittsrichtung gesehen an einer auf die erste axiale Position folgenden axiale Position angeordneten Elektrodenvorsprünge, also die auf eine zweiten, dritten usw. axialen Position angeordneten Elektrodenvorsprünge, senkrecht zur bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung oder geneigt in Richtung der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in den Durchtrittskanal hineinragen. Hierdurch wird der Durchtritt des auf Zielgrösse zerkleinerten Fragmentierguts durch den Durchtrittskanal erleichtert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der mehrstufigen Elektrodenanordnung ragen die Elektrodenvorsprünge derartig in den Durchtrittskanal hinein, dass dieser unpassierbar ist für einen zylindrischen Körper mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel, welche den Durchtrittskanal passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, bevorzugterweise von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist. Hierdurch wird es möglich, den Durchtrittskanal unpassierbar für lange Fragmentiergutstücke mit Zielkorndurchmesser zu machen und dadurch zu bewirken, dass das aus dem Durchtrittskanal austretende Fragmentiergut im Wesentlichen aus kompakten Stücken besteht und wenig oder gar kein Langkorn enthält.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung mit von der äusseren und/oder, wo vorhanden, von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals her radial in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hineinragenden Elektrodenvorsprüngen sind die Elektrodenvorsprünge in bestimmungsgemässer Durchtrittsrichtung gesehen gleichmässig am Umfang der äusseren Begrenzungen und/oder der inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals verteilt angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine Geometrie der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanal, welche die Fragmentierung des Fragmentierguts in möglichst gleichförmige Stücke begünstigt.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung ist auf der bestimmungsgemässen Austrittsseite der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals eine Sperreinrichtung angeordnet, welche bezüglich ihrer Geometrie derartig ausgebildet und bezüglich der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals derartig angeordnet ist, dass eine Kugel mit dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal passieren kann, von der Durchtrittsöffnung bzw. dem Durchtrittskanal weggeführt werden kann, während ein zylindrischer Körper mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist, durch die Sperreinrichtung am Verlassen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals gehindert wird. Hierdurch wird es ebenfalls möglich, den Durchtrittskanal unpassierbar für lange Fragmentiergutstücke mit Zielkorndurchmesser zu machen und dadurch zu bewirken, dass das aus dem Durchtrittskanal austretende Fragmentiergut im Wesentlichen kompakt ist und praktisch kein Langkorn enthält.
Dabei ist es von Vorteil, dass die Sperreinrichtung als Umlenkvorrichtung für das austretende Fragmentiergut ausgebildet ist, welche bezüglich ihres Abstands zu den Elektroden und des Umlenkungswinkels derartig ausgebildet ist, dass eine Kugel mit dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal passieren kann, durch die Umlenkvorrichtung von der Durchtrittsöffnung oder von dem Durchtrittskanal weggeführt werden kann, während ein zylindrischer Körper mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist, durch die Umlenkvorrichtung am Verlassen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals gehindert wird. Bevorzugterweise werden solche Umlenkvorrichtungen von einem oder mehreren schräggestellten Blechen gebildet. Derartige Sperreinrichtungen sind wirkungsvoll und kostengünstig in der Herstellung.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage mit einer Durchtrittsöffnung bzw. einem Durchtrittskanal für Fragmentiergut und mit einem Elektrodenpaar oder mehreren Elektrodenpaaren, mittels welchem bzw. welchen, durch Beaufschlagung der Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaares mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals erzeugbar sind, zur Fragmentierung des Fragmentierguts. Eine Durchtrittsöffnung im anspruchsgemässen Sinne kann eine relativ geringe axiale Erstreckung in Durchtrittsrichtung aufweisen, während ein Durchtrittskanal im anspruchsgemässen Sinne eine deutlich ausgeprägtere Erstreckung in Durchtrittsrichtung aufweist und insbesondere dann vorliegt, wenn Elektroden in Durchtrittsrichtung gesehen in mehreren Ebenen axial hintereinander angeordnet sind.
Die Elektroden der Elektrodenpaare können von separaten Einzelelektroden und/oder von Elektrodenvorsprüngen an einem oder mehreren elektrisch leitenden Elektrodenkörpern gebildet sein. Bei Einzelelektroden können diese elektrisch gegeneinander isoliert sein oder auch elektrisch leitend miteinander verbunden sein. Auch können sich mehrere Elektrodenpaare eine Einzelelektrode oder einen Elektrodenvorsprung eines Elektrodenkörpers als gemeinsame Elektrode teilen. So können z.B. mehrere Elektrodenpaare dadurch gebildet sein, dass einer mit Hochspannungsimpulsen zu beaufschlagenden Einzelelektrode oder einem Elektrodenvorsprung eines mit Hochspannungsimpulsen zu beaufschlagenden Elektrodenkörpers mehrere auf Erdpotential liegende Einzelelektroden oder Elektrodenvorsprünge eines auf Erdpotential liegenden Elektrodenkörpers zugeordnet werden, so dass ein Hochspannungsdurchschlag je Spannungsimpuls über eines der so gebildeten Elektrodenpaare stattfindet, je nach aktueller Leitfähigkeitssituation im Bereich der Elektrodenpaare.
Die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal ist derartig ausgebildet und sind die Elektroden der Elektrodenpaare derartig darin angeordnet oder wird die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal derartig von den Elektroden des Elektrodenpaares oder der Elektrodenpaare gebildet, dass im Bereich einer kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden zumindest eines der Elektrodenpaare, bevorzugterweise unter Angrenzung an eine oder an beide Elektroden dieses Elektrodenpaares, eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden. Eine Kugel befindet sich im anspruchsgemässen Sinne dann "im Bereich der kürzesten Verbindungslinie" zwischen zwei Elektroden, wenn die Summe ihrer kürzesten Verbindungslinien zu diesen beiden Elektroden kürzer ist als die kürzeste Verbindungslinie zwischen den beiden Elektroden.
Mit anderen Worten gesagt betrifft der dritte Aspekt der Erfindung also eine Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage mit einer Durchtrittöffnung bzw. einem Durchtrittskanal für Fragmentiergut und mit mindestens zwei Elektroden, zwischen denen innerhalb der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals durch Beaufschlagung derselben mit Hochspannungsimpulsen Hochspannungsentladungen erzeugbar sind, zur Fragmentierung des Fragmentierguts. Dabei sind die Elektroden derartig innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals angeordnet oder bilden derartig die Durchtrittöffnung oder den Durchtrittskanal, dass der kleinste Abstand zwischen zwei Elektroden, zwischen denen Hochspannungsentladungen erzeugbar sind, kleiner ist als der Durchmesser einer grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal im Bereich dieser beiden Elektroden passieren kann.
Mit einer derartigen Elektrodenanordnung ist es grundsätzlich möglich, zumindest in einem Teilbereich der Elektrodenanordnung eine elektrodynamische Fragementierung von Fragmentiergut auf wirtschaftliche Weise mit verhältnismässig kleinen Hochspannungsimpulsen durchzuführen. Auch ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, durch Nachrüstung bestehender Anlagen mit der erfindungsgemässen Elektrodenanordnung den realisierbaren Zielgrössenbereich solcher Anlagen deutlich in Richtung grösserer Zielgrössen zu erweitern.
Erfindungsgemäss ist auf der bestimmungsgemässen Austrittsseite der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals eine Sperreinrichtung angeordnet, welche bezüglich ihrer Geometrie derartig ausgebildet und bezüglich der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals derartig angeordnet ist, dass eine Kugel mit dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal passieren kann, von der Durchtrittsöffnung bzw. dem Durchtrittskanal weggeführt werden kann, während ein zylindrischer Körper mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist, durch die Sperreinrichtung am Verlassen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals gehindert wird.
Hierdurch wird es ebenfalls möglich, den Durchtrittskanal unpassierbar für lange Fragmentiergutstücke mit Zielkorndurchmesser zu machen und dadurch zu bewirken, dass das aus dem Durchtrittskanal austretende Fragmentiergut im Wesentlichen kompakt ist und praktisch kein Langkorn enthält.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Elektrodenanordnung mehrere Elektrodenpaare auf, mittels welchen, durch Beaufschlagung der jeweils zugehörigen Elektroden mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals erzeugbar sind, zur Fragmentierung des Fragmentierguts. Mit Vorteil ist dabei die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal derartig ausgebildet und sind die Elektroden der Elektrodenpaare derartig darin angeordnet oder wird die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal derartig von den Elektroden der Elektrodenpaare gebildet, dass bei jedem Elektrodenpaar im Bereich der kürzesten Verbindungslinie zwischen dessen Elektroden, bevorzugterweise unter Angrenzung an eine oder an beide Elektroden dieses Elektrodenpaares, eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurch treten kann, deren Durchmesser jeweils grösser ist als die Länge der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden. Es kann also bevorzugterweise im Bereich jedes der Elektrodenpaare jeweils eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurchtreten, deren Durchmesser grösser ist als die Länge der kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars.
Mit einer derartigen Elektrodenanordnung ist es möglich, im gesamten Bereich der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals eine elektrodynamische Fragmentierung von Fragmentiergut auf wirtschaftliche Weise mit verhältnismässig kleinen Hochspannungsimpulsen durchzuführen.
Bevorzugterweise ist die Elektrodenanordnung derartig ausgebildet, dass in Durchtrittsrichtung der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals gesehen beidseitig der jeweiligen kürzesten Verbindungslinien zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaares im Bereich dieser kürzesten Verbindungslinie, bevorzugterweise unter Angrenzung an eine der Elektroden oder an beide Elektroden, eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie. Hierdurch werden Elektrodenanordnungen mit besonders guten Fragmentierungsleistungen möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Elektrodenanordnung derartig ausgebildet, dass der Durchmesser der jeweiligen Kugel, welche im Bereich der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaares, bevorzugterweise unter Angrenzung an mindestens eine der beiden Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars, durch die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hindurch treten kann, jeweils grösser ist als das 1.2 fache, bevorzugterweise als das 1.5 fache der Länge der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung weist die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal eine runde oder eckige, bevorzugterweise kreisrunde Grund- oder Querschnittsform auf, bei welcher insbesondere radial von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals her eine oder mehrere mit Vorteil stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hineinragen, bevorzugterweise unter Freilassung des Zentrums der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals. Derartige Elektrodenanordnungen sind einfach herzustellen und ermöglichen zudem Bauweisen, bei denen abgenutzte Elektrodenvorsprünge auf einfache Weise von aussen her ersetzt werden können.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung weist die Durchtrittsöffnung oder der Durchtrittskanal eine ringförmige, bevorzugterweise kreisringförmige Grundform bzw. Querschnittsform auf. Unter einer Durchtrittsöffnung oder einem Durchtrittskanal mit einer ringförmigen Grund- bzw. Querschnittsform wird hier im weitesten Sinne eine Durchtrittsöffnung oder eine Durchtrittskanal verstanden, welche oder welcher sich in Strömungsrichtung gesehen umlaufend um eine dessen innere Begrenzungen bildende Körperlichkeit herum erstreckt. Dabei kann die ringförmige Grund- bzw. Querschnittsform verschiedenste geometrische Formen aufweisen, z.B. sternförmig oder vieleckig, insbesondere rechteckig oder quadratisch ausgebildet sein oder die Form eines elliptischen Ringes oder eines Kreisringes aufweisen. Zudem kann diese in Strömungsrichtung gesehen über ihren Umfang eine gleichmässige Breite oder eine variierende Breite aufweisen.
Hierdurch werden die Gestaltungsmöglichkeiten bezüglich der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals deutlich erweitert und es werden Ausführungsformen möglich, bei denen über eine zentrale Hochspannungszuführung eine Vielzahl von Elektrodenpaaren, welche zur Erzeugung von Hochspannungsentladungen in der Durchtrittsöffnung oder dem Durchtrittskanal vorgesehen sind, mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt werden können.
Dabei ist es bevorzugt, dass von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals und/oder von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals her eine oder mehrere mit Vorteil stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hineinragen. Hierdurch lassen sich über den Umfang der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals gesehen eine Vielzahl Durchtrittspassagen für auf Zielgrösse zerkleinertes Fragmentiergut schaffen, welche jeweils von Elektrodenpaaren begrenzt sind, die etwaige an diese angrenzende Fragmentiergutstücke, die grösser als die Zielgrösse sind, mit Hochspannungsentladungen beaufschlagen und dadurch fragmentieren, bis diese die Zielgrösse erreicht haben und die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal über die jeweilige Durchtrittspassage passieren können.
Weiter ist es bevorzugt, dass die Elektrodenvorsprünge senkrecht zur bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung oder geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in die Durchtrittsöffnung oder in den Durchtrittskanal hineinragen. Im erstgenannten Fall ergibt sich der Vorteil, dass derartige Elektrodenanordnungen auch mit austauschbaren Elektrodenvorsprüngen relativ einfach zu fertigen sind und entsprechend kostengünstig bereitgestellt werden können. Im letztgenannten Fall ergibt sich der Vorteil, dass die Elektrodenvorsprünge zum Fragmentiergut hin gerichtet sind, was die Wahrscheinlichkeit eines direkten Kontakts mit dem Fragmentiergut erhöht, wodurch, insbesondere bei bestimmten Stückgrössen des Fragmentierguts, eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades des Fragmentierungsprozesses ermöglicht wird.
Auch ist es dabei bevorzugt, dass die inneren Begrenzungen und/oder die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals jeweils von einem Isolatorkörper gebildet sind, welcher einzelne Elektrodenvorsprünge trägt. Hierdurch wird es möglich, auf kostengünstige Weise abgenutzte Elektrodenvorsprünge zu ersetzen, ohne dass hierfür die gesamten Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals ersetzt werden müssen. Dabei können die Elektrodenvorsprünge gegeneinander elektrisch isoliert sein oder einige oder alle der Elektrodenvorsprünge, z.B. über eine im Isolatorkörper verlaufende Verbindungsleitung, elektrisch leitend miteinander verbunden sein.
In einer bevorzugten Variante der beiden zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten der bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung mit ringförmiger Durchtrittsöffnung oder ringförmigem Durchtrittskanal ragen von den inneren Begrenzungen und von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals her jeweils mehrere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hinein. Dabei sind jedem der Elektrodenvorsprünge, welche von den inneren Begrenzungen in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hineinragen, jeweils mindestens zwei der Elektrodenvorsprünge, welche von den äusseren Begrenzungen in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hineinragen, zugeordnet. Hierdurch bildet der jeweilige an den inneren Begrenzungen angeordnete Elektrodenvorsprung zusammen mit den zugeordneten Elektrodenvorsprüngen an den äusseren Begrenzungen mehrere Elektrodenpaare, welche sich diesen als gemeinsame Elektrode teilen. Entsprechend wird eine von dem jeweiligen an der inneren Begrenzung angeordneten Elektrodenvorsprung ausgehende Hochspannungsentladung, in Abhängigkeit von Leitfähigkeitssituation im Bereich zwischen diesem Elektrodenvorsprung und den zugeordneten Elektrodenvorsprüngen an den äusseren Begrenzungen, zu einem der zugeordneten Elektrodenvorsprünge an den äusseren Begrenzungen stattfinden. Durch diese Ausgestaltung lassen sich mit jedem an den inneren Begrenzungen angeordneten Elektrodenvorsprung mehrere Fragmentierungszonen innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals bilden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung ragen von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals her eine oder mehrere bevorzugterweise stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hinein, während die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals von einer einzigen Elektrode gebildet sind, welche bevorzugterweise ringförmig ausgebildet ist. Die äusseren Begrenzungen der Durchrittsöffnung oder des Durchtrittskanals bilden also eine umlaufende Elektrode, welche jeweils mit jedem der Elektrodenvorsprünge ein Elektrodenpaar bildet. Eine derartige Elektrode ist robust und kostengünstig in der Herstellung.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung ragen von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals her mehrere bevorzugterweise stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hinein, wobei ein Teil oder alle dieser Elektrodenvorsprünge geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hineinragen, bevorzugterweise derart, dass ihre freien Enden in axialer Richtung über eine diese Elektrodenvorsprünge tragende Körperlichkeit hinaus stehen. Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit eines direkten Kontakts der Elektrodenvorsprünge mit dem Fragmentiergut weiter erhöht was, wie bereits erwähnt wurde, insbesondere bei bestimmten Stückgrössen des Fragmentierguts eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades des Fragmentierungsprozesses erlaubt.
In einer vorteilhaften Variante der bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung, bei welcher die Durchtrittsöffnung oder der Durchtrittskanal eine ringförmige, bevorzugterweise kreisringförmige Grundform oder Querschnittsform aufweist, werden die inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals von einer einzigen, bevorzugterweise scheibenförmigen, stabförmigen oder kugelförmigen Elektrode gebildet. Eine derartige Ausgestaltung ist robust und kann kostengünstig hergestellt werden.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung weist diese einen Durchtrittskanal für Fragmentiergut auf, in welchem an verschiedenen axialen Positionen bezogen auf die bestimmungsgemässe Durchtrittsrichtung von den äusseren Begrenzungen und/oder, sofern vorhanden, von den inneren Begrenzungen des Durchtrittskanals her bevorzugterweise stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in den Durchtrittskanal hineinragen. Solche Elektrodenanordnungen werden im Folgenden auch als mehrstufige Elektrodenanordnungen bezeichnet.
Dabei ist es von Vorteil, dass an unterschiedlichen axialen Positionen angeordnete Elektrodenvorsprünge an unterschiedlichen Umfangspositionen der äusseren Begrenzungen und/oder der inneren Begrenzungen in den Durchtrittskanal hineinragen. Mit derartigen Elektrodenanordnungen kann auf kleinem Raum eine besonders intensive Einwirkung mittels Hochspannungsentladungen auf der Fragmentiergut bewirkt werden.
Bevorzugterweise ragt oder ragen bei solchen mehrstufigen Elektrodenanordnungen ein Teil oder alle der in Durchtrittsrichtung gesehen an erster axialer Position angeordneten Elektrodenvorsprünge geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in den Durchtrittskanal hinein.
Dabei ist es weiter bevorzugt, dass zumindest ein Teil oder alle der von den inneren Begrenzungen des Durchtrittskanals her in den Durchtrittskanal hineinragenden und an erster axialer Position angeordneten Elektrodenvorsprünge geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in den Durchtrittskanal hineinragen. Hierdurch ergibt sich, wie bereits zuvor erwähnt wurde, der Vorteil, dass die Wahrscheinlichkeit eines direkten Kontakts der Elektrodenvorsprünge mit dem Fragmentiergut weiter erhöht wird. Dies wiederum wirkt sich positiv auf den Wirkungsgrad des Fragmentierungsprozesses aus.
Weiter ist es bei solchen mehrstufigen Elektrodenanordnungen bevorzugt, dass die in Durchtrittsrichtung gesehen an einer auf die erste axiale Position folgenden axiale Position angeordneten Elektrodenvorsprünge, also die auf eine zweiten, dritten usw. axialen Position angeordneten Elektrodenvorsprünge, senkrecht zur bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung oder geneigt in Richtung der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung in den Durchtrittskanal hineinragen. Hierdurch wird der Durchtritt des auf Zielgrösse zerkleinerten Fragmentierguts durch den Durchtrittskanal erleichtert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der mehrstufigen Elektrodenanordnung ragen die Elektrodenvorsprünge derartig in den Durchtrittskanal hinein, dass dieser unpassierbar ist für einen zylindrischen Körper mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel, welche den Durchtrittskanal passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, bevorzugterweise von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist. Hierdurch wird es möglich, den Durchtrittskanal unpassierbar für lange Fragmentiergutstücke mit Zielkorndurchmesser zu machen und dadurch zu bewirken, dass das aus dem Durchtrittskanal austretende Fragmentiergut im Wesentlichen aus kompakten Stücken besteht und wenig oder gar kein Langkorn enthält.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung mit von der äusseren und/oder, wo vorhanden, von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals her radial in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hineinragenden Elektrodenvorsprüngen sind die Elektrodenvorsprünge in bestimmungsgemässer Durchtrittsrichtung gesehen gleichmässig am Umfang der äusseren Begrenzungen und/oder der inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals verteilt angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine Geometrie der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanal, welche die Fragmentierung des Fragmentierguts in möglichst gleichförmige Stücke begünstigt.
Auch ist es von Vorteil, dass die Sperreinrichtung als Umlenkvorrichtung für das austretende Fragmentiergut ausgebildet ist, welche bezüglich ihres Abstands zu den Elektroden und des Umlenkungswinkels derartig ausgebildet ist, dass eine Kugel mit dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal passieren kann, durch die Umlenkvorrichtung von der Durchtrittsöffnung oder von dem Durchtrittskanal weggeführt werden kann, während ein zylindrischer Körper mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist, durch die Umlenkvorrichtung am Verlassen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals gehindert wird. Bevorzugterweise werden solche Umlenkvorrichtungen von einem oder mehreren schräggestellten Blechen gebildet. Derartige Sperreinrichtungen sind wirkungsvoll und kostengünstig in der Herstellung.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft eine Fragmentierungsanlage zur elektrodynamischen Fragmentierung von Fragmentiergut mit mindestens einer Elektrodenanordnung gemäss dem zweiten oder dem dritten Aspekt der Erfindung und mit einem Hochspannungsimpulsgenerator zur Beaufschlagung der Elektroden der Elektrodenanordnung mit Hochspannungsimpulsen. Der Einsatz der erfindungsgemässen Elektrodenanordnungen in solchen Anlagen entspricht deren bestimmungsgemässer Verwendung.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Fragmentierungsanlage ist die Elektrodenanordnung derartig orientiert, dass die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchrittskanal eine vertikale Durchtrittsrichtung aufweist. Auf diese Weise wird es möglich, das Beaufschlagen der Elektrodenanordnung mit dem zu fragmentierenden Material und das Hindurchführen der fragmentierten Materialstücke durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal ausschliesslich mittels Schwerkraftförderung zu bewerkstelligen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Fragmentierungsanlage weist die Elektrodenanordnung eine Durchtrittsöffnung oder einen Durchtrittskanal mit einer ringförmigen, mit Vorteil kreisringförmigen Grund- bzw. Querschnittsform auf. Dabei ist der Hochspannungsimpulsgenerator unter der Durchtrittsöffnung oder dem Durchtrittskanal angeordnet und die an den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals gebildeten Elektroden werden auf direktem Wege von unten her mit dem Hochspannungsimpulsgenerator mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt.
Dabei ist es weiter bevorzugt, dass die äussere Begrenzung der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals oder die an diesen äusseren Begrenzungen angeordneten Elektroden auf Erdpotential liegen. Hierdurch muss lediglich die zu den an den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals gebildeten Elektroden führende Zuleitung des Hochspannungsimpulsgenerators isoliert werden und es können sehr kurze Zuleitungswege realisiert werden, was bevorzugt ist.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung der Fragmentierungsanlage gemäss dem vierten Aspekt der Erfindung zum Fragmentieren von schlecht leitendem Material, bevorzugterweise von Silizium, Beton oder Schlacke. Bei derartigen Verwendungen treten die Vorteile der Erfindung besonders deutlich zu Tage.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste nicht-erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine zweite nicht-erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine dritte nicht-erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine vierte nicht-erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine fünfte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine sechste erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine siebte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 8 eine Draufsicht auf eine achte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 8a eine Draufsicht auf eine neunte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 8b einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer ersten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 8a;
Fig. 9 eine Draufsicht auf eine zehnte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine elfte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 11 eine Draufsicht auf eine zwölfte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 11a einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer zweiten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 11;
Fig. 11b eine Darstellung wie Fig. 11a mit der erfindungsgemässen Anlage im Fragmentierungsbetrieb;
Fig. 11c eine Darstellung wie Fig. 11a mit schematisch dargestellten kugel- und zylinderförmigen Körpern angeordnet in der Durchtrittsöffnung;
Fig. 11d eine Darstellung wie Fig. 11a mit einem in der Elektrodenanordnung angeordnetem Langkorn-Fragment;
Fig. 11e eine Darstellung wie Fig. 11a der zweiten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit einer Variante der Elektrodenanordnung aus Fig. 11;
Fig. 12 eine Draufsicht auf eine dreizehnte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 12a einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer dritten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 12;
Fig. 12b eine Darstellung wie Fig. 12a der dritten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit einer Variante der Elektrodenanordnung aus Fig. 12;
Fig. 13 eine Draufsicht auf eine vierzehnte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 14 eine Draufsicht auf eine fünfzehnte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 14a einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer vierten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 14;
Fig. 14b eine Darstellung wie Fig. 14a der vierten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit einer Variante der Elektrodenanordnung aus Fig. 14;
Fig. 15 eine Draufsicht auf eine sechzehnte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung; und
Fig. 15a einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer fünften erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 15.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt eine erste nicht-erfindungsgemässe Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage in der Draufsicht. Wie zu erkennen ist, weist die Elektrodenanordnung eine Durchtrittsöffnung 1 mit einer rechteckigen Grund- bzw. Querschnittsform für Fragmentiergut auf, von deren äusseren Begrenzungen drei stabförmige Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c in diese hineinragen, unter Freilassung des Zentrums der Durchtrittsöffnung 1.
Die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 werden von einem Isolatorkörper 7 gebildet. Die Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c werden von Einzelelektroden gebildet, welche von dem Isolatorkörper 7 getragen sind.
Die beiden gemeinsam auf einer Seite der äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 angeordneten Elektroden 5b, 5c sind über eine Leitung (nicht sichtbar) elektrisch leitend miteinander verbunden und über den Isolatorkörper 7 elektrisch gegenüber der ihnen gegenüberliegenden Elektrode 5a isoliert. Auf diese Weise bilden die drei Elektroden 5a, 5b, 5c zwei Elektrodenpaare 5a, 5b und 5a, 5c, mittels welchen, durch Beaufschlagung der Elektroden mit Hochspannungsimpulsen, z.B. indem die beiden unteren Elektroden 5b, 5c auf Erdpotential gelegt werden, während die obere Elektrode 5a an einen Hochspannungsimpulsgenerator angeschlossen wird, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung 1 erzeugbar sind, zur Fragmentierung von Fragmentiergut, welches in die Durchtrittsöffnung 1 hinein tritt oder sich in der Nähe eines der Elektrodenpaare befindet.
Dabei ist die Durchtrittsöffnung 1 derartig ausgebildet und sind die Elektroden 5a, 5b, 5c derartig darin angeordnet, dass je Elektrodenpaar 5a, 5b und 5a, 5c im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden 5a, 5b bzw. 5a, 5c des jeweiligen Elektrodenpaars (jeweils gepunktet dargestellt) eine Kugel K (jeweils gestrichelt dargestellt) durch die Durchtrittsöffnung 1 hindurch treten kann, deren Durchmesser jeweils grösser ist als die Länge dieser jeweiligen kürzesten Verbindungslinie L.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine zweite nicht-erfindungsgemässe Elektrodenanordnung, welche sich von der in Fig.1 gezeigten Elektrodenanordnung dadurch unterscheidet, dass deren Durchtrittsöffnung 1 eine kreisrunde Grund- bzw. Querschnittsform aufweist, von deren äusseren Begrenzungen sich gegenüberliegend zwei stabförmige Elektrodenvorsprünge 5a, 5b radial in diese hineinragen, ebenfalls unter Freilassung des Zentrums der Durchtrittsöffnung 1.
Auch hier werden die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 von einem Isolatorkörper 7 und die Elektrodenvorsprünge 5a, 5b von Einzelelektroden gebildet, welche vom Isolatorkörper 7 getragen sind.
Entsprechend bilden die zwei Elektroden 5a, 5b ein Elektrodenpaar 5a, 5b, mittels welchem Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung 1 erzeugbar sind.
Dabei ist die Durchtrittsöffnung 1 auch hier derartig ausgebildet und sind die Elektroden 5a, 5b derartig darin angeordnet, dass im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden 5a, 5b (gepunktet dargestellt) eine Kugel K (gestrichelt dargestellt) durch die Durchtrittsöffnung 1 hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser Verbindungslinie L.
Fig. 3 zeigt eine dritte nicht-erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.1 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass deren Durchtrittsöffnung 1 eine kreisrunde Grund- bzw. Querschnittsform aufweist, von deren äusseren Begrenzungen die Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c radial in diese hineinragen. Alle übrigen zuvor zu der in Fig.1 gezeigten Elektrodenanordnung gemachten Aussagen treffen sinngemäss auch auf diese Elektrodenanordnung zu und müssen deshalb an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
Fig. 4 zeigt eine vierte nicht-erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.2 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass sie aus zwei hintereinander angeordneten Elektrodenanordnungen gemäss Fig. 2 besteht, welche einen gemeinsamen Isolatorkörper 7 aufweisen, und dass die hintere Elektrodenanordnung um 90° gegenüber der vorderen verdreht ist. Die Elektroden 5c, 5d der hinteren Elektrodenanordnung sind hier gepunktet dargestellt um anzudeuten, dass diese in einer Ebene hinter den Elektroden 5a, 5b der vorderen Elektrodenanordnungen angeordnet sind. Alle übrigen zuvor zu der in Fig.2 gezeigten Elektrodenanordnung gemachten Aussagen treffen sinngemäss auch auf diese Elektrodenanordnung zu und müssen deshalb an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf eine fünfte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung. Bei dieser Ausführungsform weist die Elektrodenanordnung einen Durchtrittskanal 2 mit einer ringförmigen Grund- bzw. Querschnittsform auf, dessen äussere Begrenzungen von einem rechteckigen Metallrohr 5, z.B. aus Edelstahl, gebildet werden. Die inneren Begrenzungen des Durchtrittskanals 2 werden von einem Metall-Vollprofil 4, beispielsweise ebenfalls aus Edelstahl, mit quadratischem Querschnitt gebildet, welches im Zentrum des Rohres 5 angeordnet ist und dessen Aussenflächen mit den gegenüberliegenden Innenflächen des rechteckigen Metallrohrs 5 jeweils Winkel von 45° bilden. Im vorliegenden Fall dienen die Ecken des Vollprofils 4 als Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, welche zusammen mit dem jeweiligen ihnen gegenüberliegenden Innenwandbereich des Metallrohrs 5 jeweils ein Elektrodenpaar 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 bilden, mittels dem, durch Beaufschlagung des rechteckigen Metallrohrs 5 und des Metall-Vollprofils 4 mit Hochspannungsimpulsen, z.B. indem das Rohr 5 auf Erdpotential gelegt wird während das Vollprofil 4 an einen Hochspannungsimpulsgenerator angeschlossen wird, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb des Durchtrittskanals 2 erzeugbar sind. Die kürzesten Verbindungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen Elektrodenpaare 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 sind gepunktet dargestellt.
Dabei ist, wie zu erkennen ist, der Durchtrittskanal 2 derartig von den Elektroden 4a, 4b, 4c, 4d, 5 gebildet, dass je Elektrodenpaar 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch den Durchtrittskanal 2 hindurch treten kann, deren Durchmesser jeweils grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie L.
Fig. 6 zeigt eine sechste erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.5 gezeigten Elektrodenanordnung dadurch unterscheidet, dass im Zentrum des rechteckigen Metallrohrs 5 nicht ein Metall-Vollprofil 4 mit quadratischem Querschnitt angeordnet ist, sondern ein Isolatorkörper 6 mit kreisrundem Querschnitt, von dem jeweils in Richtung einer der Ecken des rechteckigen Metallrohrs 5 zeigend vier von Einzelelektroden gebildete Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d radial nach aussen abstehen. Diese Elektroden 4a, 4b, 4c, 4d sind in einen im Zentrum des Isolatorkörpers 6 verlaufenden Leiter (nicht gezeigt) eingeschraubt und dadurch elektrisch leitend miteinander verbunden, so dass sie über diesen Leiter gemeinsam mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt werden können.
Im vorliegenden Fall bildet jeder der Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, zusammen mit jeder der beiden diesem gegenüberliegenden Innenwände des rechteckigen Metallrohrs 5 jeweils ein Elektrodenpaar, mittels welchem Hochspannungsentladungen innerhalb des Durchtrittskanals 2 erzeugbar sind. Die kürzesten Verbindungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen so gebildeten Elektrodenpaare sind jeweils gepunktet dargestellt.
Dabei ist auch hier der Durchtrittskanal 2 derartig ausgebildet und die Elektroden 4a, 4b, 4c, 4d, 5 derartig angeordnet, dass bei jedem der acht durch die Elektroden 4a, 4b, 4c, 4d und die jeweiligen beiden jeder Elektrode 4a, 4b, 4c, 4d gegenüberliegenden Innenwände des rechteckigen Edelstahlrohrs 5 gebildeten Elektrodenpaare im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch den Durchtrittskanal 2 hindurch treten kann, deren Durchmesser jeweils grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars.
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf eine siebte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung. Bei dieser Ausführung weist die Elektrodenanordnung eine Durchtrittsöffnung 1 mit einer ringförmigen Grund- bzw. Querschnittsform auf, dessen äussere Begrenzungen von einem Metallring 5 gebildet werden. Die inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 werden von einem sternförmigen Elektrodenkörper 4, ebenfalls aus Metall, gebildet, welcher im Zentrum des Ringes 5 angeordnet ist. Der sternförmige Elektrodenkörper 4 bildet vier Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, welche jeweils zusammen mit dem jeweiligen ihnen gegenüberliegenden Innenwandbereich des den Elektrodenkörper 4 umgebenden Ringes 5 ein Elektrodenpaar 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 bilden, mittels welchem jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb des Durchtrittskanals 2 erzeugbar sind. Die kürzesten Verbindungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen Elektrodenpaare 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 sind gepunktet dargestellt.
Wie zu erkennen ist, wird die Durchtrittsöffnung 1 hier derartig von dem Metallring 5 und dem Elektrodenkörper 4 bzw. von den Elektroden 4a, 4b, 4c, 4d, 5 gebildet, dass je Elektrodenpaar 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch die Durchtrittsöffnung 1 hindurch treten kann, deren Durchmesser jeweils grösser ist als die Länge der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5.
Fig. 8 zeigt eine achte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.7 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass an Stelle des sternförmigen Elektrodenkörpers ein Isolatorkörper 6 mit daran angeordneten Elektrodenvorsprüngen 4a, 4b, 4c, 4d wie bei der Ausführungsform aus Fig. 6 beschrieben im Zentrum des Metallringes 5 angeordnet ist.
Dabei bildet jeder der Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, zusammen mit dem jeweiligen diesem gegenüberliegenden Innenwandbereich des den Elektrodenkörper 4 umgebenden Ringes 5 ein Elektrodenpaar 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5, mittels welchem Hochspannungsentladungen innerhalb des Durchtrittskanals 2 erzeugbar sind. Die kürzesten Verbindungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen Elektrodenpaare 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 sind wiederum gepunktet dargestellt.
Auf diese Weise wird auch hier die Durchtrittsöffnung 1 derartig von dem Metallring 5 und dem Isolatorkörper 6 sowie den daran angeordneten Elektroden 4a, 4b, 4c, 4d, gebildet, dass je Elektrodenpaar 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch die Durchtrittsöffnung 1 hindurch treten kann, deren Durchmesser jeweils grösser ist als die Länge der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5.
Fig. 8a zeigt eine neunte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.8 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass die Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d vom zentralen Isolatorkörper 6 geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung S in die Durchtrittsöffnung 1 hineinragen.
Wie aus Fig. 8b zu erkennen ist, welche einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer ersten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 8a zeigt, ist die Elektrodenanordnung in der Fragmentierungsanlage derartig orientiert, dass deren Durchtrittsöffnung 1 eine vertikale bestimmungsgemässe Durchtrittsrichtung S aufweist. Dabei bilden die vier Elektrodenvorsprüngen 4a, 4b, 4c, 4d das obere Ende einer Hochspannungselektrode 9, welche mit einem direkt unter dieser angeordnetem Hochspannungsimpulsgenerator (nicht dargestellt) verbunden ist, zur Beaufschlagung der Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d mit Hochspannungsimpulsen. Der Metallring 5 liegt auf Erdpotential.
Oberhalb der Elektrodenanordnung, d.h. auf der Eintrittsseite der Elektrodenanordnung, ist ein Zuführungstrichter 13 angeordnet, mittels welchem das zu zerkleinernde Fragmentiergut durch Schwerkraftförderung der Elektrodenanordnung zuführbar ist.
Unterhalb der Elektrodenanordnung, d.h. auf der Austrittsseite der Elektrodenanordnung, ist eine Umlenkvorrichtung in Form eines kegelförmigen Umlenkbleches 10 angeordnet, welche das aus der Elektrodenanordnung austretende und auf Zielgrösse zerkleinerte Fragmentiergut radial nach aussen umlenken und durch Schwerkraftförderung von der Elektrodenanordnung wegführen kann.
Fig. 9 zeigt eine zehnte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.7 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 nicht von einem Metallring gebildet werden, sondern von einem rohrförmigen Isolatorkörper 7, welcher auf seiner Innenseite jeweils gegenüberliegend zu den einzelnen Elektrodenvorsprüngen 4a, 4b, 4c, 4d des sternförmigen Elektrodenkörpers 4 linsenförmige Einzelelektroden 5a, 5b, 5c, 5d aus Metall trägt, welche über eine Verbindungsleitung (nicht gezeigt) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Die vier Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, des sternförmigen Elektrodenkörpers 4 bilden jeweils zusammen mit der jeweiligen ihnen gegenüberliegenden Einzelelektroden 5a, 5b, 5c, 5d ein Elektrodenpaar 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d, mittels welchem jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb des Durchtrittskanals 2 erzeugbar sind. Die kürzesten Verbindungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen Elektrodenpaare 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 sind wiederum jeweils gepunktet dargestellt.
Auch hier wird die Durchtrittsöffnung 1 derartig von dem rohrförmigen Isolatorkörper 7 mit den daran angeordneten Einzelelektroden 5a, 5b, 5c, 5d und dem Elektrodenkörper 4 gebildet, dass je Elektrodenpaar 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch die Durchtrittsöffnung 1 hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d.
Fig. 10 zeigt eine elfte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.9 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass an Stelle des sternförmigen Elektrodenkörpers ein Metall-Vollprofil 4 mit quadratischem Querschnitt wie in Fig. 5 im Zentrum des rohrförmigen Isolatorkörpers 7 angeordnet ist.
Auch hier dienen die Ecken des Vollprofils 4 als Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, welche zusammen mit der jeweiligen ihnen gegenüberliegenden linsenförmigen Einzelelektroden 5a, 5b, 5c, 5d jeweils ein Elektrodenpaar 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d bilden, mittels welchem Hochspannungsentladungen erzeugbar sind. Die kürzesten Verbindungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen Elektrodenpaare 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 sind wiederum gepunktet dargestellt.
Diese Elektrodenanordnung weist einen Durchtrittskanal 2 auf, welcher derartig von dem rohrförmigen Isolatorkörper 7 mit den daran angeordneten Einzelelektroden 5a, 5b, 5c, 5d und dem Elektrodenkörper 4 gebildet wird, dass je Elektrodenpaar 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch den Durchtrittskanal hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d.
Fig. 11 zeigt eine zwölfte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.8 gezeigten Elektrodenanordnung dadurch unterscheidet, dass die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 an Stelle von einem Metallring von einem rohrförmigen Isolatorkörper 7 gebildet werden, welcher auf seiner Innenseite gleichmässig über seinen Umfang verteilt radial in die Durchtrittsöffnung 1 hineinragende stabförmige Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h aufweist.
Dabei sind jedem der Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, welche vom zentralen Isolatorkörper 6 in radialer Richtung in die Durchtrittsöffnung 1 hinein ragen, jeweils zwei der stabförmige Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h zugeordnet, welche auf der Innenseite des rohrförmigen Isolatorkörpers 7 angeordnet sind. Auf diese Weise werden mit den Elektrodenvorsprüngen 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h, welche von den inneren und den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 in diese hineinragen, insgesamt acht Elektrodenpaare 4a, 5a; 4a, 5b; 4b, 5c; 4b, 5d; 4c, 5e; 4c, 5f; 4d, 5g; 4d, 5h gebildet, mittels welchen jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung 1 erzeugbar sind. Die kürzesten Verbindungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen Elektrodenpaare sind wiederum gepunktet dargestellt.
Wie zu erkennen ist, wird hier die Durchtrittsöffnung 1 derartig von dem rohrförmigen Isolatorkörper 7 mit den daran angeordneten Elektrodenvorsprüngen 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h und dem zentralen Isolatorkörper 6 mit den daran angeordneten Elektrodenvorsprüngen 4a, 4b, 4c, 4d gebildet, dass je Elektrodenpaar 4a, 5a; 4a, 5b; 4b, 5c; 4b, 5d; 4c, 5e; 4c, 5f; 4d, 5g; 4d, 5h im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch die Durchtrittsöffnung 1 hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars 4a, 5a; 4a, 5b; 4b, 5c; 4b, 5d; 4c, 5e; 4c, 5f; 4d, 5g; 4d, 5h.
Die Figuren 11a, 11b, 11c und 11d zeigen Vertikalschnitte durch einen Teil einer zweiten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 11, einmal ohne Fragmentiergut (Fig. 11a), einmal mit Fragmentiergut (Fig. 11b), einmal mit schematisch dargestellten kugel- und zylinderförmigen Körpern angeordnet in der Durchtrittsöffnung (Fig. 11c) und einmal mit einem Langkorn-Fragment angeordnet in der Durchtrittsöffnung 1 der Elektrodenanordnung (Fig. 11d).
Wie aus diesen Figuren zu erkennen ist, ist die Elektrodenanordnung in der Fragmentierungsanlage derartig orientiert, dass deren Durchtrittsöffnung 1 eine vertikale Durchtrittsrichtung S aufweist. Dabei bildet der zentrale Isolatorkörper 6 mit den vier Elektrodenvorsprüngen 4a, 4b, 4c, 4d das obere Ende einer zylindrischen Hochspannungselektrode 9, welche mit einem direkt unter dieser angeordnetem Hochspannungsimpulsgenerator (nicht dargestellt) verbunden ist, zur Beaufschlagung der Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d mit Hochspannungsimpulsen. Die vom rohrförmigen Isolatorkörper 7 getragenen Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h sind auf Erdpotential gelegt.
Oberhalb der Elektrodenanordnung, d.h. auf der Eintrittsseite der Elektrodenanordnung, ist ein Zuführungstrichter 13 angeordnet, mittels welchem das zu zerkleinernde Fragmentiergut 3 durch Schwerkraftförderung der Elektrodenanordnung zugeführt wird.
Unterhalb der Elektrodenanordnung, d.h. auf der Austrittsseite der Elektrodenanordnung, ist eine Umlenkvorrichtung in Form eines kegelförmigen Umlenkbleches 10 angeordnet, welche das aus der Elektrodenanordnung austretende und auf Zielgrösse zerkleinerte Fragmentiergut 11a radial nach aussen umlenkt und durch Schwerkraftförderung von der Elektrodenanordnung wegführt. Wie insbesondere aus Fig. 11c ersichtlich ist, bildet die Umlenkvorrichtung 10 dabei eine Sperreinrichtung, welche bezüglich ihrer Geometrie derartig ausgebildet und bezüglich der Durchtrittsöffnung 1 derartig angeordnet ist, dass ein zylindrischer Körper Z mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel K, welche die Durchtrittsöffnung 1 im jeweiligen Durchtrittsbereich passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist, durch diese Sperreinrichtung 10 am Verlassen der Durchtrittsöffnung 1 gehindert wird, während die grösste Kugel K, welche die Durchtrittsöffnung 1 im jeweiligen Durchtrittsbereich passieren kann, durch die Umlenkvorrichtung 10 von der Durchtrittsöffnung 1 weggeführt werden kann.
Hierdurch ergibt sich der in Fig. 11d dargestellte Vorteil, dass lange Fragmentiergutstücke 11b so lange durch die als Sperreinrichtung wirkende Umlenkeinrichtung 10 in der Durchtrittsöffnung 1 gehalten werden und weiter fragmentiert werden, bis sie kurz genug sind, um die Umlenkeinrichtung 10 zu passieren und von der Durchtrittsöffnung 1 weggeführt zu werden. Hierdurch kann erreicht werden, dass das austretende Fragmentiergut im Wesentlichen aus kompakten Stücken 11a besteht und praktisch kein Langkorn 11b enthält.
Fig. 11e zeigt eine Variante der zweiten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage. Diese unterscheidet sich von der in Fig. 11a gezeigten Fragmentierungsanlage lediglich dadurch, dass sämtliche Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung S in die Durchtrittsöffnung 1 hineinragen. Dabei bilden die vier Elektrodenvorsprüngen 4a, 4b, 4c, 4d, welche vom zentralen Isolatorkörper 6 in die Durchtrittsöffnung 1 hineinragen, das obere Ende der Hochspannungselektrode 9.
Fig. 12 zeigt eine dreizehnte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.11 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass an Stelle des zentralen Isolatorkörpers mit den daran angeordneten Elektrodenvorsprüngen eine kegelförmige Elektrode 4 aus Metall die inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 bildet. Dabei bilden die von der Innenseite des rohrförmigen Isolatorkörpers 7 radial in die Durchtrittsöffnung 1 hineinragenden stabförmigen Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h jeweils mit dem ihnen gegenüberliegenden Randbereich der kegelförmigen Elektrode 4 insgesamt acht Elektrodenpaare 4, 5a; 4, 5b; 4, 5c; 4, 5d; 4, 5e; 4, 5f; 4, 5g; 4, 5h, mittels welchen jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung 1 erzeugbar sind. Die kürzesten Verbindungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen Elektrodenpaare sind auch hier gepunktet dargestellt.
Wie zu erkennen ist, wird hier die Durchtrittsöffnung 1 derartig von dem rohrförmigen Isolatorkörper 7 mit den daran angeordneten Elektroden 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h und der zentralen Kegelelektrode 4 gebildet, dass je Elektrodenpaar 4, 5a; 4, 5b; 4, 5c; 4, 5d; 4, 5e; 4, 5f; 4, 5g; 4, 5h im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch die Durchtrittsöffnung 1 hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars 4, 5a; 4, 5b; 4, 5c; 4, 5d; 4, 5e; 4, 5f; 4, 5g; 4, 5h.
Fig. 12a zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer dritten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 12. Diese Fragmentierungsanlage unterscheidet sich von der Fragmentierungsanlage gemäss den Figuren 11a-11d lediglich durch die Bauart der zentrale Hochspannungselektrode 9, deren oberes Ende hier von der kegelförmigen Elektrode 4 gebildet wird. Alle übrigen zu der in den Figuren 11a-11d gezeigten Elektrodenanordnung gemachten Aussagen treffen sinngemäss auch auf diese Elektrodenanordnung zu und müssen deshalb an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
Fig. 12b zeigt eine Variante der dritten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage. Diese unterscheidet sich von der in Fig. 12a gezeigten Fragmentierungsanlage lediglich dadurch, dass die an dem rohrförmigen Isolatorkörper 7 angeordneten Elektroden 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung S in die Durchtrittsöffnung 1 hineinragen.
Fig. 13 zeigt eine vierzehnte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.9 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass sie aus zwei hintereinander angeordneten Elektrodenanordnungen gemäss Fig. 9 besteht, welche einen gemeinsamen Isolatorkörper 7 aufweisen, und dass die hintere Elektrodenanordnung um 45° gegenüber der vorderen verdreht ist. Die Elektroden 4e, 4f, 4g, 4h und 5e, 5f, 5g, 5h der hinteren Elektrodenanordnung sind hier gepunktet dargestellt, um anzudeuten, dass diese in einer Ebene hinter den Elektroden 4a, 4b, 4c, 4d und 5a, 5b, 5c, 5d der vorderen Elektrodenanordnung angeordnet sind. Alle übrigen zu der in Fig.9 gezeigten Elektrodenanordnung gemachten Aussagen treffen sinngemäss auch auf diese Elektrodenanordnung zu und müssen deshalb an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
Fig. 14 zeigt eine fünfzehnte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.11 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass sie aus zwei hintereinander angeordneten Elektrodenanordnungen gemäss Fig. 11 besteht, welche einen gemeinsamen Isolatorkörper 7 aufweisen, und dass die von dem zentralen Isolatorkörper 6 in den Durchtrittskanal 2 hineinragenden Elektrodenvorsprünge 4e, 4f, 4g, 4h der hinteren Elektrodenanordnung um 45° um die zentrale Achse der Elektrodenanordnung verdreht sind. Die Elektrodenvorsprünge 4e, 4f, 4g, 4h der hinteren Elektrodenanordnung sind hier wiederum gepunktet dargestellt, um anzudeuten, dass diese in einer Ebene hinter den Elektrodenvorsprüngen 4a, 4b, 4c, 4d und 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h der vorderen Elektrodenanordnung angeordnet sind. Die Elektrodenvorsprünge 5i, 5j, 5k, 51, 5m, 5n, 5o, 5p der hinteren Elektrodenanordnung sind hier nicht sichtbar, da sie in dieser Darstellung durch die Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h der vorderen Elektrodenanordnung verdeckt sind. Sie sind jedoch zum Teil in Fig. 14a sichtbar. Alle übrigen zu der in Fig.11 gezeigten Elektrodenanordnung gemachten Aussagen treffen sinngemäss auch auf diese Elektrodenanordnung zu und müssen deshalb an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
Fig. 14a zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer vierten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 14.
Auch bei dieser Fragmentierungsanlage ist die Elektrodenanordnung derartig orientiert, dass der Durchtrittskanal 2 eine vertikale Durchtrittsrichtung S aufweist. Dabei bildet der zentrale Isolatorkörper 6 mit den acht am Umfang versetzt angeordneten Elektrodenvorsprüngen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h das obere Ende einer zylindrischen Hochspannungselektrode 9, welche, wie schon bei den zuvor beschriebenen Fragmentierungsanlagen, mit einem direkt unter dieser angeordneten Hochspannungsimpulsgenerator verbunden ist, zur gemeinsamen Beaufschlagung der Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h mit Hochspannungsimpulsen. Die vom rohrförmigen Isolatorkörper 7 getragenen Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h, 5i, 5j, 5k, 51, 5m, 5n, 5o, 5p sind gemeinsam auf Erdpotential gelegt.
Wie schon bei den zuvor beschriebenen Fragmentierungsanlagen ist auch hier oberhalb der Elektrodenanordnung ein Zuführungstrichter 13 angeordnet, mittels welchem das zu zerkleinernde Fragmentiergut 3 durch Schwerkraft der Elektrodenanordnung zugeführt wird.
Bei dieser Fragmentierungsanlage bildet unterhalb der Elektrodenanordnung, d.h. auf der Austrittsseite der Elektrodenanordnung, eine kegelstumpfförmige Ausgestaltung 8 des Isolatorkörpers 6 der Hochspannungselektrode 9 eine Umlenkvorrichtung, welche das aus der Elektrodenanordnung austretende und auf Zielgrösse zerkleinerte Fragmentiergut radial nach aussen umlenkt und durch Schwerkraftförderung von der Elektrodenanordnung wegführt.
Fig. 14b zeigt eine Variante der vierten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage. Diese unterscheidet sich von der in Fig. 14a gezeigten Fragmentierungsanlage dadurch, dass sämtliche Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h, welche in Durchtrittsrichtung S gesehen an erster axialer Position angeordnet sind, geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung S in den Durchtrittskanal 2 hineinragen. Dabei bilden die vier Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, welche vom zentralen Isolatorkörper 6 in den Durchtrittskanal 2 hineinragen, das obere Ende der Hochspannungselektrode 9. Die Elektrodenvorsprünge 4e, 4f, 4g, 4h, 5i, 5j, 5k, 51, 5m, 5n, 5o, 5p, welche in Durchtrittsrichtung S gesehen auf der zweiten axialen Position angeordnet sind, ragen senkrecht zur bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung S in den Durchtrittskanal 2 hinein.
Fig. 15 zeigt eine sechzehnte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, und Fig. 15a einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer fünften erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 15. Diese unterscheiden sich von der in Fig.8 gezeigten Elektrodenanordnung und der in Fig. 8a gezeigten Anlage im Wesentlichen dadurch, dass hier die Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d von einem elektrisch leitenden linsenförmigen Körper 14 getragen werden, welcher an seiner Unterseite an den Isolatorkörper 6 der Hochspannungselektrode 9 angrenzt und an seiner der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung S entgegenzeigenden Stirnseite eine Isolatorkappe 15 trägt. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass hier der Metallring 5 einen Einlauftrichter für die Durchtrittsöffnung 1 bildet. Wie bei allen zuvor beschriebenen Fragmentierungsanlagen ist auch hier oberhalb der Elektrodenanordnung, d.h. auf der Eintrittsseite der Elektrodenanordnung, ein Zuführungstrichter 13 angeordnet, mittels welchem das zu zerkleinernde Fragmentiergut durch Schwerkraftförderung der Elektrodenanordnung zugeführt wird.
Ebenfalls wie bei allen zuvor beschriebenen Fragmentierungsanlagen ist auch hier unterhalb der Elektrodenanordnung, d.h. auf der Austrittsseite der Elektrodenanordnung, eine Umlenkvorrichtung in Form eines Umlenkbleches 10 angeordnet, welche das aus der Elektrodenanordnung austretende und auf Zielgrösse zerkleinerte Fragmentiergut nach aussen umlenkt und durch Schwerkraftförderung von der Elektrodenanordnung wegführt. Im vorliegenden Fall ist dieses Umlenkblech 10 jedoch nicht kegelförmig ausgebildet wie bei den zuvor beschriebenen Fragmentierungsanlagen, sondern als im Wesentlichen ebene schräge Fläche, welche von der Hochspannungselektrode 9 durchdrungen wird.
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.

Claims

Verfahren zum Fragmentieren von Material mittels Hochspannungsentladungen auf eine Stückgrösse kleiner oder gleich einer Zielgrösse, umfassend die Schritte:
a) Bereitstellen einer Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage mit einer Durchtrittöffnung (1) oder einem Durchtrittskanal (2) für Fragmentiergut (3) und mit einem oder mehreren Elektrodenpaaren, mittels welchen, durch Beaufschlagung von deren Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) erzeugbar sind zur Fragmentierung von Fragmentiergut (3), wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) derartig ausgebildet ist und die Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) der Elektrodenpaare derartig darin angeordnet sind oder wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) derartig von den Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) der Elektrodenpaare gebildet ist, dass im Bereich einer kürzesten Verbindungslinie (L) zwischen den Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) eines der Elektrodenpaare, insbesondere unter Angrenzung an mindestens eine der beiden Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) des Elektrodenpaares, eine Kugel (K) durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie (L),
wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) derartig ausgebildet ist, dass Materialstücke (11a, 11b) mit einer Stückgrösse gleich der Zielgrösse durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurchtreten können und Materialstücke (3) mit einer Stückgrösse grösser als die Zielgrösse durch die Elektrodenanordnung zurückgehalten werden,

b) Beaufschlagen der Elektrodenanordnung auf einer Seite der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) mit zu fragmentierendem Material (3) mit einer Stückgrösse grösser als die Zielgrösse;

c) Erzeugen von Hochspannungsentladungen in der Durchtrittsöffnung (1) oder dem Durchtrittskanal (2) durch Beaufschlagung der Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) der Elektrodenanordnung mit Hochspannungsimpulsen zur Fragmentierung des Materials (3) auf eine Stückgrösse kleiner oder gleich der Zielgrösse; und

d) Hindurchführen der auf eine Stückgrösse kleiner oder gleich der Zielgrösse fragmentierten Materialstücke (11a, 11b) durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) der Elektrodenanordnung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, welche mehrere Elektrodenpaare aufweist, mittels welchen, durch Beaufschlagung von deren Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) erzeugbar sind zur Fragmentierung von Fragmentiergut (3), und wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) derartig ausgebildet ist und die Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) derartig darin angeordnet sind oder wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) derartig von den Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) gebildet ist, dass je Elektrodenpaar im Bereich der kürzesten Verbindungslinie (L) zwischen den Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) des jeweiligen Elektrodenpaars, insbesondere unter Angrenzung an mindestens eine der jeweils zwei zugehörigen Elektroden, eine Kugel (K) durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser jeweiligen kürzesten Verbindungslinie (L).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher in Durchtrittsrichtung (S) gesehen jeweils beidseitig der kürzesten Verbindungslinien (L) im Bereich der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie (L), insbesondere unter Angrenzung an mindestens eine der zwei zugehörigen Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p), eine Kugel (K), deren Durchmesser grösser ist als die Länge der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie (L), durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurch treten kann.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher der Durchmesser der Kugel (K), welche im Bereich der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie (L), insbesondere unter Angrenzung an mindestens eine der zwei zugehörigen Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p), durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurch treten kann, jeweils grösser ist als das 1.2 fache, insbesondere als das 1.5 fache der Länge dieser kürzesten Verbindungslinie (L).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) eine runde oder eckige, insbesondere kreisrunde Grundform oder Querschnittsform aufweist und wobei von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) her eine oder mehrere insbesondere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (5a-5d) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen, insbesondere unter Freilassung des Zentrums der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) eine ringförmige, insbesondere kreisringförmige Grundform oder Querschnittsform aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher von den inneren Begrenzungen und/oder von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) her eine oder mehrere insbesondere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Verfahren nach Anspruch 5 oder nach Anspruch 7, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher die insbesondere stab- oder spitzenförmigen Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) senkrecht zur bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung (S) oder geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung (S) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher die inneren Begrenzungen und/oder die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) von einem Isolatorkörper (6, 7) gebildet sind, welcher einzelne Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) trägt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher von den inneren Begrenzungen und von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) her mehrere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (4a-4d; 5a-5h) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen und bei welcher jedem der von den inneren Begrenzungen in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragenden Elektrodenvorsprünge (4a-4d) jeweils mindestens zwei der von den äusseren Begrenzungen in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragenden Elektrodenvorsprünge (5a-5h) zugeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) her eine oder mehrere insbesondere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (4a-4d) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen und wobei die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) von einer einzigen, insbesondere ringförmigen Elektrode (5) gebildet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) her mehrere insbesondere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (4a-4h) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen, von denen ein Teil oder alle geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung (S) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen, insbesondere derart, dass ihre freien Enden in axialer Richtung über eine diese Elektrodenvorsprünge (4a-4h) tragende Körperlichkeit hinaus stehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher die inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) von einer einzigen insbesondere scheibenförmigen, stabförmigen oder kugelförmigen Elektrode (4) gebildet sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, welche einen Durchtrittskanal (2) für Fragmentiergut (3) aufweist, in welchem an verschiedenen axialen Positionen bezogen auf die bestimmungsgemässe Durchtrittsrichtung (S) von den äusseren Begrenzungen und/oder von den inneren Begrenzungen des Durchtrittskanals (2) her insbesondere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) in den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher an unterschiedlichen axialen Positionen angeordnete Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) an unterschiedlichen Umfangspositionen der äusseren Begrenzungen und/oder der inneren Begrenzungen in den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 15, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher ein Teil oder alle der in Durchtrittsrichtung (S) gesehen an erster axialer Position angeordneten insbesondere stab- oder spitzenförmigen Elektrodenvorsprünge (4a-4d; 5a-5h) geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung (S) in den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher zumindest ein Teil oder alle der von den inneren Begrenzungen des Durchtrittskanals (2) her in den Durchtrittskanal (2) hineinragenden und an erster axialer Position angeordneten insbesondere stab- oder spitzenförmigen Elektrodenvorsprünge (4a-4d) geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung (S) in den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 17, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher die in Durchtrittsrichtung (S) gesehen an einer auf die erste axiale Position folgenden axialen Position angeordneten insbesondere stab- oder spitzenförmigen Elektrodenvorsprünge (4e-4h; 5i-5p) senkrecht zur bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung (S) oder geneigt in Richtung der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung (S) in den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher die Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) derartig in den Durchtrittskanal (2) hineinragen, dass der Durchtrittskanal (2) unpassierbar ist für einen zylindrischen Körper (Z) mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel, welche den Durchtrittskanal (2) passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 19, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher die Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) in bestimmungsgemässer Durchtrittsrichtung (S) gesehen gleichmässig am Umfang der äusseren Begrenzungen und/oder der inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) verteilt sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher auf der bestimmungsgemässen Austrittsseite der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) eine Sperreinrichtung (10) angeordnet ist, welche bezüglich ihrer Geometrie derartig ausgebildet und bezüglich der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) derartig angeordnet ist, dass ein zylindrischer Körper (Z) mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel (K), welche die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist, durch die Sperreinrichtung am Verlassen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) gehindert wird, während die grösste Kugel (K), welche die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) passieren kann, von der Durchtrittsöffnung (1) oder von dem Durchtrittskanal (2) weggeführt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei eine Elektrodenanordnung bereitgestellt wird, bei welcher die Sperreinrichtung als eine Umlenkvorrichtung (10) für das austretende Fragmentiergut (11a, 11b) ausgebildet ist, insbesondere als Umlenkblech.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Beaufschlagen der Elektrodenanordnung mit zu fragmentierendem Material (3) und das Hindurchführen der fragmentierten Materialstücke (11a, 11b) durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) mittels Schwerkraftförderung bewirkt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) der Elektrodenanordnung während dem Erzeugen der Hochspannungsentladungen mit einer Prozessflüssigkeit (12) geflutet ist und insbesondere, wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) in Materialdurchtrittsrichtung (S) mit einer Prozessflüssigkeit (12) durchströmt wird.
Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage, zur Verwendung im Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Durchtrittöffnung (1) oder einem Durchtrittskanal (2) für Fragmentiergut (3) und mit einem oder mehreren Elektrodenpaaren, mittels welchen, durch Beaufschlagung von deren Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) erzeugbar sind zur Fragmentierung von Fragmentiergut (3), wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) derartig ausgebildet ist und die Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) der Elektrodenpaare derartig darin angeordnet sind oder wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) derartig von den Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) der Elektrodenpaare gebildet ist, dass im Bereich einer kürzesten Verbindungslinie (L) zwischen den Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) eines der Elektrodenpaare, insbesondere unter Angrenzung an mindestens eine der beiden Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) des Elektrodenpaares, eine Kugel (K) durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie (L),
dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) eine ringförmige, insbesondere kreisringförmige Grundform oder Querschnittsform aufweist.
Elektrodenanordnung nach Anspruch 25, wobei von den inneren Begrenzungen und/oder von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) her eine oder mehrere insbesondere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 25 bis 26, wobei auf der bestimmungsgemässen Austrittsseite der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) eine Sperreinrichtung (10) angeordnet ist, welche bezüglich ihrer Geometrie derartig ausgebildet und bezüglich der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) derartig angeordnet ist, dass ein zylindrischer Körper (Z) mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel (K), welche die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist, durch die Sperreinrichtung am Verlassen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) gehindert wird, während die grösste Kugel (K), welche die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) passieren kann, von der Durchtrittsöffnung (1) oder von dem Durchtrittskanal (2) weggeführt werden kann.
Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage, zur Verwendung im Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Durchtrittöffnung (1) oder einem Durchtrittskanal (2) für Fragmentiergut (3) und mit einem oder mehreren Elektrodenpaaren, mittels welchen, durch Beaufschlagung von deren Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) erzeugbar sind zur Fragmentierung von Fragmentiergut (3), wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) derartig ausgebildet ist und die Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) der Elektrodenpaare derartig darin angeordnet sind oder wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) derartig von den Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) der Elektrodenpaare gebildet ist, dass im Bereich einer kürzesten Verbindungslinie (L) zwischen den Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) eines der Elektrodenpaare, insbesondere unter Angrenzung an mindestens eine der beiden Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) des Elektrodenpaares, eine Kugel (K) durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie (L),
dadurch gekennzeichnet, dass auf der bestimmungsgemässen Austrittsseite der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) eine Sperreinrichtung (10) angeordnet ist, welche bezüglich ihrer Geometrie derartig ausgebildet und bezüglich der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) derartig angeordnet ist, dass ein zylindrischer Körper (Z) mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel (K), welche die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist, durch die Sperreinrichtung am Verlassen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) gehindert wird, während die grösste Kugel (K), welche die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) passieren kann, von der Durchtrittsöffnung (1) oder von dem Durchtrittskanal (2) weggeführt werden kann.
Elektrodenanordnung nach Anspruch 28, wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) eine runde oder eckige, insbesondere kreisrunde Grundform oder Querschnittsform aufweist und wobei von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) her eine oder mehrere insbesondere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (5a-5d) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen, insbesondere unter Freilassung des Zentrums der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2).
Elektrodenanordnung nach Anspruch 28, wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) eine ringförmige, insbesondere kreisringförmige Grundform oder Querschnittsform aufweist.
Elektrodenanordnung nach Anspruch 30, wobei von den inneren Begrenzungen und/oder von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) her eine oder mehrere insbesondere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 27 bis 31, wobei die Sperreinrichtung als eine Umlenkvorrichtung (10) für das austretende Fragmentiergut (11a, 11b) ausgebildet ist, insbesondere als Umlenkblech.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 26, 29 und 31, wobei die insbesondere stab- oder spitzenförmigen Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) senkrecht zur bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung (S) oder geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung (S) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 26, 31 und 33, wobei die inneren Begrenzungen und/oder die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) von einem Isolatorkörper (6, 7) gebildet sind, welcher einzelne Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) trägt.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 26, 31, 33 und 34, wobei von den inneren Begrenzungen und von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) her mehrere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (4a-4d; 5a-5h) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen und wobei jedem der von den inneren Begrenzungen in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragenden Elektrodenvorsprünge (4a-4d) jeweils mindestens zwei der von den äusseren Begrenzungen in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragenden Elektrodenvorsprünge (5a-5h) zugeordnet sind.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 26, 31, 33 und 34, wobei von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) her eine oder mehrere insbesondere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (4a-4d) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen und wobei die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) von einer einzigen, insbesondere ringförmigen Elektrode (5) gebildet sind.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 26, 31, 33, 34, 35 und 36, wobei von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) her mehrere insbesondere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (4a-4h) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen, von denen ein Teil oder alle geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung (S) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen, insbesondere derart, dass ihre freien Enden in axialer Richtung über eine diese Elektrodenvorsprünge (4a-4h) tragende Körperlichkeit hinaus stehen.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 25, 26, 27, 30, 31, 33, 34 und 35, wobei die inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) von einer einzigen insbesondere scheibenförmigen, stabförmigen oder kugelförmigen Elektrode (4) gebildet sind.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 25 bis 38, wobei die Elektrodenanordnung einen Durchtrittskanal (2) für Fragmentiergut (3) aufweist, in welchem an verschiedenen axialen Positionen bezogen auf die bestimmungsgemässe Durchtrittsrichtung (S) von den äusseren Begrenzungen und/oder von den inneren Begrenzungen des Durchtrittskanals (2) her insbesondere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) in den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Elektrodenanordnung nach Anspruch 39, wobei an unterschiedlichen axialen Positionen angeordnete Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) an unterschiedlichen Umfangspositionen der äusseren Begrenzungen und/oder der inneren Begrenzungen in den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 39 bis 40, wobei ein Teil oder alle der in Durchtrittsrichtung (S) gesehen an erster axialer Position angeordneten insbesondere stab- oder spitzenförmigen Elektrodenvorsprünge (4a-4d; 5a-5h) geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung (S) in den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Elektrodenanordnung nach Anspruch 41, wobei zumindest ein Teil oder alle der von den inneren Begrenzungen des Durchtrittskanals (2) her in den Durchtrittskanal (2) hineinragenden und an erster axialer Position angeordneten insbesondere stab- oder spitzenförmigen Elektrodenvorsprünge (4a-4d) geneigt in eine Richtung entgegen der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung (S) in den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 41 bis 42, wobei die in Durchtrittsrichtung (S) gesehen an einer auf die erste axiale Position folgenden axialen Position angeordneten insbesondere stab- oder spitzenförmigen Elektrodenvorsprünge (4e-4h; 5i-5p) senkrecht zur bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung (S) oder geneigt in Richtung der bestimmungsgemässen Durchtrittsrichtung (S) in den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 40 bis 43, wobei die Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) derartig in den Durchtrittskanal (2) hineinragen, dass der Durchtrittskanal (2) unpassierbar ist für einen zylindrischen Körper (Z) mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel, welche den Durchtrittskanal (2) passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 25, 26, 27 und 29 bis 44, wobei die Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) in bestimmungsgemässer Durchtrittsrichtung (S) gesehen gleichmässig am Umfang der äusseren Begrenzungen und/oder der inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) verteilt sind.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 25 bis 45, wobei die Elektrodenanordnung mehrere Elektrodenpaare aufweist, mittels welchen, durch Beaufschlagung von deren Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) erzeugbar sind zur Fragmentierung von Fragmentiergut (3), und wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) derartig ausgebildet ist und die Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) derartig darin angeordnet sind oder wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) derartig von den Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) gebildet ist, dass je Elektrodenpaar im Bereich der kürzesten Verbindungslinie (L) zwischen den Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) des jeweiligen Elektrodenpaars, insbesondere unter Angrenzung an mindestens eine der jeweils zwei zugehörigen Elektroden, eine Kugel (K) durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser jeweiligen kürzesten Verbindungslinie (L).
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 25 bis 46, wobei in Durchtrittsrichtung (S) gesehen jeweils beidseitig der kürzesten Verbindungslinien (L) im Bereich der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie (L), insbesondere unter Angrenzung an mindestens eine der zwei zugehörigen Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p), eine Kugel (K), deren Durchmesser grösser ist als die Länge der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie (L), durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurch treten kann.
Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 25 bis 47, wobei der Durchmesser der Kugel (K), welche im Bereich der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie (L), insbesondere unter Angrenzung an mindestens eine der zwei zugehörigen Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p), durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurch treten kann, jeweils grösser ist als das 1.2 fache, insbesondere als das 1.5 fache der Länge dieser kürzesten Verbindungslinie (L).
Fragmentierungsanlage umfassend eine Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 25 bis 48 und einen Hochspannungsimpulsgenerator zur Beaufschlagung der Elektroden (4a-4h; 5a-5p) der Elektrodenanordnung mit Hochspannungsimpulsen.
Fragmentierungsanlage nach Anspruch 49, wobei die Elektrodenanordnung derartig orientiert ist, dass die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchrittskanal (2) eine vertikale Durchtrittsrichtung (S) aufweist.
Fragmentierungsanlage nach einem der Ansprüche 49 bis 50, wobei die Elektrodenanordnung eine Durchtrittsöffnung (1) oder einen Durchtrittskanal (2) mit einer ringförmigen, insbesondere kreisringförmigen Grund- oder Querschnittsform aufweist und wobei der Hochspannungsimpulsgenerator unter der Durchtrittsöffnung (1) oder dem Durchtrittskanal (2) angeordnet ist und die an den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) gebildeten Elektroden (4a-4h; 5a-5p) auf direktem Wege von unten her mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt.
Fragmentierungsanlage nach Anspruch 51, wobei die äussere Begrenzung der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) oder die an diesen äusseren Begrenzungen angeordneten Elektroden (5, 5a-5p) auf Erdpotential liegen.
Verwendung der Fragmentierungsanlage nach einem der Ansprüche 49 bis 52 zum Fragmentieren von schlecht leitendem Material, insbesondere von Silizium, Beton oder Schlacke.