EP3894080A1 - Einrichtung zur beanspruchung von partikeln mittels elektroimpulsen - Google Patents

Einrichtung zur beanspruchung von partikeln mittels elektroimpulsen

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EP3894080A1
EP3894080A1 EP19820710.2A EP19820710A EP3894080A1 EP 3894080 A1 EP3894080 A1 EP 3894080A1 EP 19820710 A EP19820710 A EP 19820710A EP 3894080 A1 EP3894080 A1 EP 3894080A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
particles
pipe section
electrodes
medium
marx
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19820710.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Holger Lieberwirth
Erik Anders
Max Hesse
Petra Hoske
Thomas Krampitz
Günter KUNZE
Margarita Mezzetti
Oleg Popov
Matthias Voigt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Haver Engineering GmbH
Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Original Assignee
Haver Engineering GmbH
Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Haver Engineering GmbH, Technische Universitaet Bergakademie Freiberg filed Critical Haver Engineering GmbH
Publication of EP3894080A1 publication Critical patent/EP3894080A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
    • B02C2019/183—Crushing by discharge of high electrical energy

Definitions

  • the invention relates to devices for stressing particles by means of electro pulses with a device for supplying particles, at least one vertically arranged pipe section with a reaction chamber for stressing particles and a device for discharging particles.
  • a system for continuous electrohydraulic comminution and mixing of substances in a liquid medium is known.
  • the electrical discharges occur through the liquid surrounding the material to be shredded, usually water. Due to the plasma channel created in the liquid, a pressure wave is generated in it, which hits the material to be shredded and stresses it.
  • the necessary generation of the electrical impulses takes place by means of resonant circuits, which results in a correspondingly slow increase in impulses.
  • the liquid reservoir is pressure shock resistant in order to withstand the indirect exposure of the substances (pulverization) due to the shock wave generated in the water by means of electrical impulses.
  • Flat electrodes are also described in the device in order to maximize the effect of the shock wave.
  • Another method for comminuting solids by means of electrical impulses is electrodynamic comminution.
  • a device and a method for the continuous comminution of solids by means of electrical pulses are known from the document DE 10 2014 008 989 A1.
  • This has at least one reaction space to which the solids are fed by means of a transport means, the reaction space being located in a reaction vessel.
  • This has at least one electrode set consisting of at least two electrodes arranged at a predetermined distance from one another, which form an electrode gap in the reaction space. At least one central electrode and electrodes surrounding it are present.
  • a device for generating electrical pulses delivers the electrical pulses to the electrodes of the electrode set, the solids being pressed against the electrode set until the solids present there are comminuted by means of the electrical pulses so that the comminuted solids are smaller than the distance between them are opposite electrodes.
  • the shredded solids pass through the gap between the electrodes together with the flowing means of transport. Continuous comminution is essentially only possible with solids of approximately the same size. No or insufficient comminution can lead to the accumulation of solid
  • the publication WO 2012 129 713 A relates to an electrode arrangement for an electrodynamic fragmentation system with a passage opening or a passage channel for material to be fragmented and with one or more pairs of electrodes.
  • high-voltage pulses By applying high-voltage pulses to the fragments of the electrodes, high-voltage discharges are generated within the passage opening or the passage channel.
  • Rod-shaped, pointed or rounded electrodes protrude from the edge of a surrounding jacket and, if appropriate, from a centrally located dome-shaped insulation body into the comminution space in order to obtain approximately spherical comminution material.
  • the electrode distance is smaller than the maximum particle size that can pass through the passage opening or the passage channel.
  • JP 11-33 430 A discloses a comminution process and a device for carrying out the process.
  • the electrode plates form a tapering gap.
  • the particles must be smaller than the distance between the electrode plates at the respective point in order to pass through the tapering gap.
  • a solution consisting of shredding and classifying function is described. The material must therefore be shredded in order to pass through the facility.
  • the object of the invention specified in claim 1 is to at least claim particles in such a way that they are already better or completely digested in coarser fractions for subsequent mechanical comminution. This object is achieved with the features listed in claim 1.
  • the devices for stressing particles by means of electrical pulses with a device for supplying particles, at least one vertically arranged pipe section with a reaction chamber for stressing particles and a device for discharging particles are characterized in particular by the fact that they are already in coarser fractions for subsequent comminution better or completely open minded.
  • the pipe section and thus the reaction space is a flow channel of a flowable medium.
  • a device conveying the medium is connected to the pipe section in such a way that the medium flows against the direction of movement of particles supplied to the pipe section and sinking through the pipe section.
  • the pipe section has at least two electrodes spaced apart from one another and connected to at least one Marx generator as a pulse voltage generator, the pulse rise time of the Marx generator being less than 500 ns.
  • the electrodes end with or in front of the inner surface of the pipe section, so that the electrodes do not protrude into the pipe section and do not hinder the flow of the medium in the pipe section.
  • the particles passing through the pipe section are electrodynamically stressed by means of the electrical impulses, which also includes the electrodynamic comminution of particles.
  • the so-called Marx generator is used, which is a surge voltage generator. This is used to generate pulses with a pulse rise time of less than 500 ns. During these short rise times, the discharge between the electrodes arranged at a distance from one another preferably takes place directly through the particle or a plurality of particles simultaneously. The resulting plasma channel leads to an immediate stress on the particle.
  • the plasma channel within the particle is accompanied by high pressures and temperatures, which weaken or completely loosen the bonds along the discharge channel and are broken down within the particle. This results in a reduction in the strength of the particle and thus also supports selective decomposition into different components.
  • the direct energy input in the particles to be stressed is energy-efficient and advantageously does not require a pressure-shock-proof pipe section as a reaction space for stressing particles.
  • the pipe section can have a cross section that is constant over its length, so that the flow of the medium is not influenced thereby either.
  • the particles can be checked and discharged size-selectively. Continuous operation is easy to implement.
  • the voltage of the Marx generator can be, for example, 400 kV to 600 kV.
  • the frequency can be equal to or greater than 25 Hz.
  • the energy range can be greater than / equal to 7 J to equal to / less than 700 J.
  • the device is further characterized by the fact that no movable conveying devices are required in the reaction space. Furthermore, the particles can also pass through the process space without stress and the associated damage or comminution.
  • the residence time of the particles in the reaction space can advantageously be set as a function of the material, the throughput and / or the size by means of the device which conveys the medium, the medium flowing against the direction of movement of particles supplied to and falling through the pipe section. Unintentionally produced fine particles and very fine particles can be continuously discharged from the reaction space by means of the flowing medium against the direction of the particles to be damaged.
  • the electrodes do not protrude into the reaction space, so that contact between the particles to be stressed and the electrodes and thus abrasive wear on the electrodes is largely avoided.
  • the electrodes can advantageously be controlled individually. Respective electrode pairs can be controlled simultaneously or sequentially, it being possible for electrode pairs to be arranged next to one another and / or one below the other.
  • the particles also as mineral grains, are therefore advantageously present in coarser fractions in a better or completely digested form for subsequent comminution, so that less energy may be required for this.
  • the device for feeding particles is optionally arranged so that the particles to be loaded sink from top to bottom through the pipe section. So that can the particles are also fed continuously, so that a continuous loading of particles with electrical impulses in the pipe section can be realized.
  • a plurality of electrodes are distributed around the inner circumference of the tube piece and are arranged at a distance from one another. Furthermore, the electrodes are connected to pulse voltage generators.
  • Two electrodes each are optionally arranged in at least two mutually spaced planes of the pipe section, these electrodes being connected to the Marx generator or to Marx generators.
  • the loading of the particles can thus take place in several levels while the particles are sinking.
  • electrodes are distributed around the inner circumference of the pipe section in a plane and / or in planes spaced apart from one another. Furthermore, the electrodes are connected to the Marx generator or to Marx generators. The electrodes can also be arranged helically.
  • the electrodes of one level can be connected to the Marx generator or to Marx generators. Furthermore, the Marx generator or the Marx generators are connected together with a control device in such a way that the voltages and / or impulses of the planes which are present at the same time differ from one another.
  • the device for discharging particles is optionally arranged such that the particles sinking through the pipe section are transported away from the device for stressing particles.
  • the device conveying the medium is connected to a control device, so that the flow velocity of the medium and thus the speed of the particles sinking through the pipe section can be influenced.
  • a device for the discharge of fine and / or very fine particles is optionally arranged outside the reaction space in the direction of the device for supplying particles.
  • This can be an opening in the wall of the pipe section, which can be connected to a suction device.
  • the device for supplying particles, the vertically arranged pipe section, the medium-conveying device and lines are a medium-carrying circuit.
  • the medium can in particular be a gas or a liquid.
  • Fig. 1 shows a device for stressing particles by means of electrical pulses
  • Fig. 2 shows a piece of pipe with electrodes and a reaction space.
  • a device for stressing particles 9 by means of electrical pulses 11 essentially consists of a device 1 for supplying particles 9, a vertically arranged pipe section 2 with a reaction chamber, a device 3 for discharging particles 9, a device 4 which conveys medium 10, electrodes 5 , a Marx generator 6 and a control device 7.
  • Fig. 1 shows a device for stressing particles 9 by means of electrical pulses 11 in a basic representation.
  • the device 1 for supplying particles 9 is arranged such that the particles 9 sink from top to bottom through the pipe section 2.
  • the device 3 for discharging particles 9 is located in such a way that the particles 9 that have sunk through the pipe section 2 are transported away from the device for stressing particles 9.
  • the device 4 conveying the medium 10 is connected to the control device 7 such that the flow velocity of the medium 11 and thus the speed of the particles 9 falling through the pipe section 2 can be influenced.
  • a device 8 for discharging fine and / or very fine particles 9 can be arranged in the direction of the device 1 for supplying particles 9.
  • FIG. 2 shows a tube section 2 with electrodes 5 and a reaction space in a basic representation.
  • the pipe section 2 and thus the reaction space represents a flow channel of the flowable medium 10.
  • the device 4 conveying the medium 10 with the pipe section 2 connected in such a way that the medium 10 flows against the direction of movement of the particles 9 fed to the pipe section 2 and falling through the pipe section 2.
  • the pipe section 2 has the electrodes 5 spaced apart and connected to the Marx generator 6, the electrodes 5 ending with or in front of the inner surface of the pipe section 2, so that the electrodes 5 do not protrude into the pipe section 2 and the flow of the Do not hinder the medium 10 in the pipe section 2.
  • Electrodes 5 can also be connected to several Marx generators 6. This means that different pulses can be generated in their frequency and / or pulse duration.
  • the voltage can be, for example, 400 kV to 600 kV.
  • the frequency can be equal to or greater than 25 Hz.
  • the energy range can be greater than / equal to 7 J to equal to / less than 700 J.
  • a plurality of electrodes 5 can be distributed around the inner circumference of the pipe section 2 and arranged at a distance from one another.
  • an electrode 5 can be located in at least two mutually spaced planes of the pipe section 2.
  • electrodes 5 can also be arranged in a plane and / or in mutually spaced planes distributed around the inner circumference of the pipe section 2, so that the electrodes 5 are arranged in a screw shape.
  • At least the device 1 for supplying particles, the vertically arranged pipe section 2, the device 4 conveying the medium 10 and lines can be a circuit carrying the medium 10.
  • the device 3 can also be integrated into this circuit for the discharge of particles 9.
  • the medium 10 is a gas or a liquid.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Disintegrating Or Milling (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Beanspruchung von Partikeln (9) mittels Elektroimpulsen (11) mit einer Vorrichtung zum Zuführen von Partikeln, wenigstens einem vertikal angeordneten Rohrstück (2) mit einem Reaktionsraum zur Beanspruchung von Partikeln und einer Vorrichtung zum Austrag von Partikeln. Die Einrichtungen zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass diese zur nachfolgenden Zerkleinerung bereits in gröberen Fraktionen besser oder komplett aufgeschlossen vorliegen. Dazu ist das Rohrstück (2) und damit der Reaktionsraum ein Strömungskanal eines fließfähigen Mediums (10). Weiterhin ist eine das Medium fördernde Einrichtung (4) mit dem Rohrstück so verbunden, dass das Medium entgegen der Bewegungsrichtung dem Rohrstück zugeführter und durch das Rohrstück (2) sinkender Partikel (9) strömt. Das Rohrstück weist wenigstens zwei beabstandet voneinander angeordnete und mit mindestens einem Impulsspannungsgenerator in Form eines Marx-Generators (6) verbundene Elektroden (5) auf. Darüber hinaus enden die Elektroden mit oder vor der inneren Oberfläche des Rohrstücks, so dass die Elektroden (5) nicht in das Rohrstück (2) hineinragen und die Strömung des Mediums im Rohrstück nicht behindern.

Description

Einrichtung zur Beanspruchung von Partikeln mittels Elektroimpulsen
Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Beanspruchung von Partikeln mittels Elektroimpulsen mit einer Vorrichtung zum Zuführen von Partikeln, wenigstens einem vertikal angeordneten Rohrstück mit einem Reaktionsraum zur Beanspruchung von Partikeln und einer Vorrichtung zum Austrag von Partikeln.
Das Prinzip der Zerkleinerung von Feststoffen durch Elektroimpulse ist bekannt. Diese Elektroimpulsverfahren besitzen Nachteile insbesondere bei der kontinuierlichen Förderung von aus Feststoffen bestehendem Aufgabegut durch den Reaktionsraum sowie der material· und partikelgrößenabhängig unterschiedlichen erforderlichen Verweilzeiten im Reaktionsraum. Weiterhin besteht eine Gefahr von Schädigungen von Bauteilen durch die zur Anwendung kommenden Elektroimpulse.
Durch die Druckschrift FR 1 341 851 A ist eine Anlage für eine kontinuierliche elektrohydraulische Zerkleinerung und Mischung von Stoffen in einem flüssigen Medium bekannt. Die elektrischen Entladungen erfolgen durch die den zu zerkleinernden Stoff umgebende Flüssigkeit, in der Regel Wasser. Durch den in der Flüssigkeit entstehenden Plasmakanal wird in dieser eine Druckwelle erzeugt, die das zu zerkleinernde Materiä trifft und dieses beansprucht. Die dazu erforderliche Erzeugung der Elektroimpulse erfolgt mittels Schwingkreisen, die einen entsprechend langsamen Impulsanstieg zur Folge hat. Das Flüssigkeitsreservoir ist druckstoßfest, um der mittelbaren Beanspruchung der Stoffe (Pulverisieren) durch die im Wasser mittels Elektroimpulsen erzeugte Schockwelle standzuhalten. Bei der Vorrichtung sind auch flächige Elektroden beschrieben, um die Wirkung der Schockwelle zu maximieren. Diese ragen jedoch in den Prozessraum hinein oder sind in einem sich verjüngenden Rohrstück flächig verbaut. Der Flüssigkeitsstrom wird behindert und die Elektroden erfahren mithin einen erhöhten Verschleiß. Der Reaktor wird von einer Flüssigkeit durchströmt, um die Zerkleinerungsprodukte vollständig nach oben oder nach unten auszutragen.
Ein weiteres Verfahren zur Zerkleinerung von Feststoffen durch Elektroimpulse ist die elektrodynamische Zerkleinerung.
Durch die Druckschrift DE 10 2014 008 989 A1 ist eine Einrichtung und ein Verfahren zur kontinuierlichen Zerkleinerung von Feststoffen mittels Elektroimpulsen bekannt. Diese weist mindestens einen Reaktionsraum auf, dem die Feststoffe mittels eines Transportmittels zugeführt werden, wobei sich der Reaktionsraum in einem Reaktionsgefäß befindet. Dieses besitzt mindestens einen Elektrodensatz aus mindestens zwei in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordneten Elektroden, die im Reaktionsraum einen Elektrodenzwischenraum ausbilden. Dabei ist zumindest eine zentrale Elektrode und diese umgebende Elektroden vorhanden. Eine Einrichtung zur Erzeugung von Elektroimpulsen liefert die Elektroimpulse an die Elektroden des Elektrodensatzes, wobei die Feststoffe solange am Elektrodensatz gedrückt anliegen, bis die dort anliegenden Feststoffe mittels der Elektroimpulse derart zerkleinert sind, dass die zerkleinerten Feststoffe in ihren Abmaßen kleiner als der Abstand zwischen den sich gegenüberliegenden Elektroden sind. Die zerkleinerten Feststoffe passieren den Elektrodenzwischenraum gemeinsam mit dem strömenden Transportmittel. Eine kontinuierliche Zerkleinerung ist im Wesentlichen nur bei annähernd gleich großen Feststoffen gegeben. Keine oder nicht ausreichende Zerkleinerung kann zum Stau der Feststoffe führen.
Die Druckschrift WO 2012 129 713 A betrifft eine Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage mit einer Durchtrittsöffnung oder einem Durchtrittskanal für Fragmentiergut und mit einem oder mehreren Elektrodenpaaren. Durch Beaufschlagen des Fragmentierguts mit Hochspannungsimpulsen der Elektroden werden Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals erzeugt. Dabei ragen stabförmige, spitze oder abgerundete Elektroden von der Randseite eines umgebenden Mantels und gegebenenfalls von einem mittig angeordneten kalottenförmigen Isolationskörpers aus in den Zerkleinerungsraum, um näherungsweise kugelförmiges Zerkleinerungsgut zu erhalten. Dazu ist der Elektrodenabstand kleiner als die maximale Partikelgröße, die die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal passieren kann.
Die Druckschrift JP 11-33 430 A offenbart ein Zerkleinerungsverfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Dazu sind schräg zueinander geneigte Elektrodenplatten vorhanden, zwischen denen durch Spannungsimpulse Hochspannungsentladungen erfolgen. Die Elektrodenplatten bilden einen sich verjüngenden Spalt. Die Partikel müssen zum Durchtritt durch den sich verjüngenden Spalt kleiner als der Abstand zwischen den Elektrodenplatten an der jeweiligen Stelle sein. Es wird eine Lösung bestehend aus Zerkleinerungs- und Klassierfunktion beschrieben. Das Material muss somit zwangsläufig zerkleinert werden, um die Einrichtung zu passieren.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Partikel wenigstens so zu beanspruchen, dass diese zur nachfolgenden mechanischen Zerkleinerung bereits in gröberen Fraktionen besser oder komplett aufgeschlossen vorliegen. Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die Einrichtungen zur Beanspruchung von Partikeln mittels Elektroimpulsen mit einer Vorrichtung zum Zuführen von Partikeln, wenigstens einem vertikal angeordneten Rohrstück mit einem Reaktionsraum zur Beanspruchung von Partikeln und einer VorrichtLng zum Austrag von Partikeln zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass diese zur nachfolgenden Zerkleinerung bereits in gröberen Fraktionen besser oder komplett aufgeschlossen vorliegen.
Dazu ist das Rohrstück und damit der Reaktionsraum ein Strömungskanal eines fließfähigen Mediums. Weiterhin ist eine das Medium fördernde Einrichtung mit dem Rohrstück so verbunden, dass das Medium entgegen der Bewegungsrichtung dem Rohrstück zugeführter und durch das Rohrstück sinkender Partikel strömt. Das Rohrstück weist wenigstens zwei beabstandet voneinander angeordnete und mit mindestens einem Marx-Generator als Impulsspannungsgenerator verbundene Elektroden auf, wobei die Impulsanstiegszeit des Marx-Generators kleiner 500 ns ist. Darüber hinaus enden die Elektroden mit oder vor der inneren Oberfläche des Rohrstücks, so dass die Elektroden nicht in das Rohrstück hineinragen und die Strömung des Mediums im Rohrstück nicht behindern.
Die das Rohrstück passierenden Partikel werden mittels der Elektroimpulse elektrodynamisch beansprucht, das auch die elektrodynamische Zerkleinerung von Partikeln einschließt. Dabei wird der sogenannte Marx-Generator verwendet, der ein Stoß- Spannungsgenerator ist. Mit diesem werden Impulse mit einer Impulsanstiegszeit kleiner 500 ns erzeugt. Bei diesen kurzen Anstiegszeiten erfolgt die Entladung zwischen den beabstandet zueinander angeordneten Elektroden vorzugsweise direkt durch den Partikel oder mehrere Partikel gleichzeitig. Der dabei entstehende Plasmakanal führt zu einer unmittelbaren Beanspruchung des Partikels. Der Plasmakanal innerhalb des Partikels ist von hohen Drücken und Temperaturen begleitet, welche die Bindungen entlang des Entladungskanals schwächen oder komplett lösen und innerhalb des Partikels abgebaut werden. Dies bewirkt eine Reduzierung der Festigkeit des Partikels und unterstützt so auch eine selektive Zerlegung in unterschiedliche Bestandteile. Der unmittelbare Energieeintrag in den zu beanspruchenden Partikel ist energieeffizient und benötigt vorteilhafterweise kein druckstoßfestes Rohrstück als Reaktionsraum zur Beanspruchung von Partikeln. Das Rohrstück kann einen über seine Länge konstanten Querschnitt aufweisen, so dass auch dadurch keine Beeinflussung der Strömung des Mediums erfolgt. Die Partikel können kontrolliert und größenselektiv ausgetragen werden. Ein kontinuierlicher Betrieb ist leicht zu realisieren. Die Spannung des Marx-Generators kann beispielsweise 400 kV bis 600 kV betragen. Die Frequenz kann gleich/größer 25 Hz sein. Der Energiebereich kann größer/gleich 7 J bis gleich/kleiner 700 J sein.
Die Einrichtung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass keine beweglichen Fördereinrichtungen im Reaktionsraum erforderlich sind. Weiterhin können die Partikel den Prozessraum auch ohne Beanspruchung und damit einhergehender Schädigung oder Zerkleinerung passieren. Die Verweildauer der Partikel im Reaktionsraum ist vorteilhafterweise in Abhängigkeit des Materials, des Durchsatzes und/oder der Größe mittels der das Medium fördernde Einrichtung einstellbar, wobei das Medium entgegen der Bewegungsrichtung dem Rohrstück zugeführter und durch das Rohrstück fallender Partikel strömt. Ungewollt entstandene Feinpartikel und Feinstpartikel können kontinuierlich aus dem Reaktionsraum mittels des strömenden Mediums entgegen der Fallrichtung der zu schädigenden Partikel ausgetragen werden.
Die Elektroden ragen nicht in den Reaktionsraum, so dass ein Kontakt zwischen den zu beanspruchenden Partikeln und den Elektroden und mithin ein Abrasivverschleiß der Elektroden weitestgehend vermieden wird. Die Elektroden können vorteilhafterweise einzeln angesteuert werden. Jeweilige Elektrodenpaare können gleichzeitig oder sequentiell angesteuert werden, wobei Elektrodenpaare nebeneinander und/oder untereinander angeordnet sein können.
Die Partikel auch als Mineralkörner liegen damit vorteilhafterweise zur nachfolgenden Zerkleinerung bereits in gröberen Fraktionen besser oder komplett aufgeschlossen vor, so dass hierfür auch ein geringerer Energieaufwand erforderlich sein kann. Damit lassen sich beispielsweise die metallhaltigen Minerale bei Erzen besser ausbringen, vollständiger und in höheren Konzentrationen anreichern. Dadurch können auch Lagerstättenbereiche mit geringeren Erzgehalten noch wirtschaftlich genutzt, die gebotene Vollständigkeit der Lagerstättennutzung erhöht und die Nachhaltigkeit der Rohstoffaulbereitung verbessert werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 11 angegeben.
Die Vorrichtung zum Zuführen von Partikeln ist optional so angeordnet, dass die zu beanspruchenden Partikel von oben nach unten durch das Rohrstück sinken. Damit können die Partikel auch kontinuierlich zugeführt werden, so dass eine kontinuierliche Beanspruchung von Partikeln mit Elektroimpulsen im Rohrstück realisierbar ist.
Mehrere Elektroden sind in einer Ausführungsform um den Innenumfang des Rohrstücks verteilt und beabstandet zueinander angeordnet. Weiterhin sind die Elektroden mit Impulsspannungsgeneratoren verbunden.
Jeweils zwei Elektroden sind optional in mindestens zwei voneinander beabstandet zueinander angeordneten Ebenen des Rohrstücks angeordnet, wobei diese Elektroden mit dem Marx-Generator oder mit Marx-Generatoren verbunden sind. Die Beanspruchung der Partikel kann so in mehreren Ebenen während des Sinkens der Partikel erfolgen.
Elektroden sind in einer Ausbildung in einer Ebene und/oder in beabstandet zueinander angeordneten Ebenen um den Innenumfang des Rohrstücks verteilt angeordnet. Weiterhin sind die Elektroden mit dem Marx-Generator oder mit Marx-Generatoren verbunden. Die Elektroden können so auch schraubenförmig angeordnet sein.
Die Elektroden einer Ebene können mit dem Marx-Generator oder mit Marx-Generatoren verbunden sein. Weiterhin ist der Marx-Generator oder sind die Marx-Generatoren mit einer Steuereinrichtung so zusammengeschaltet, dass die zeitgleich an den Elektroden anliegenden Spannungen und/oder Impulse der Ebenen sich voneinander unterscheiden.
Die Vorrichtung zum Austrag von Partikeln ist optional so angeordnet, dass die durch das Rohrstück sinkenden Partikel von der Einrichtung zur Beanspruchung von Partikeln wegtransportiert werden.
Die das Medium fördernde Einrichtung ist in einer Ausführungsform mit einer Steuereinrichtung zusammengeschaltet, so dass die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums und damit die Geschwindigkeit der durch das Rohrstück sinkenden Partikel beeinflussbar ist.
Außerhalb des Reaktionsraumes in Richtung der Vorrichtung zum Zuführen von Partikeln ist optional eine Einrichtung zum Austrag von Fein- und/oder Feinstpartikeln angeordnet. Das kann eine Öffnung in der Wand des Rohrstücks sein, welches mit einer Saugvorrichtung verbunden sein kann. Die Vorrichtung zum Zuführen von Partikeln, das vertikal angeordnete Rohrstück, die das Medium fördernde Einrichtung und Leitungen sind ein das Medium führender Kreislauf.
Das Medium kann insbesondere ein Gas oder eine Flüssigkeit sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Einrichtung zur Beanspruchung von Partikeln mittels Elektroimpulsen und
Fig. 2 ein Rohrstück mit Elektroden und einem Reaktionsraum.
Eine Einrichtung zur Beanspruchung von Partikeln 9 mittels Elektroimpulsen 11 besteht im Wesentlichen aus einer Vorrichtung 1 zum Zuführen von Partikeln 9, einem vertikal angeordneten Rohrstück 2 mit einem Reaktionsraum, einer Vorrichtung 3 zum Austrag von Partikeln 9, einer Medium 10 fördernden Einrichtung 4, Elektroden 5, einem Marx-Generator 6 und einer Steuereinrichtung 7.
Die Fig. 1 zeigt eine Einrichtung zur Beanspruchung von Partikeln 9 mittels Elektroimpulsen 11 in einer prinzipiellen Darstellung.
Die Vorrichtung 1 zum Zuführen von Partikeln 9 ist so angeordnet, dass die Partikel 9 von oben nach unten durch das Rohrstück 2 sinken. Die Vorrichtung 3 zum Austrag von Partikeln 9 befindet sich so, dass die durch das Rohrstück 2 gesunkenen Partikel 9 von der Einrichtung zur Beanspruchung von Partikeln 9 wegtransportiert werden. Die das Medium 10 fördernde Einrichtung 4 ist mit der Steuereinrichtung 7 zusammengeschaltet, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums 11 und damit die Geschwindigkeit der durch das Rohrstück 2 sinkenden Partikel 9 beeinflussbar ist. In Richtung der Vorrichtung 1 zum Zuführen von Partikeln 9 kann eine Einrichtung 8 zum Austrag von Fein- und/oder Feinstpartikeln 9 angeordnet sein.
Die Fig. 2 zeigt ein Rohrstück 2 mit Elektroden 5 und einem Reaktionsraum in einer prinzipiellen Darstellung.
Das Rohrstück 2 und damit der Reaktionsraum stellt einen Strömungskanal des fließfähigen Mediums 10 dar. Dazu ist die das Medium 10 fördernde Einrichtung 4 mit dem Rohrstück 2 so verbunden, dass das Medium 10 entgegen der Bewegungsrichtung dem Rohrstück 2 zugeführter und durch das Rohrstück 2 fallender Partikel 9 strömt.
Das Rohrstück 2 weist die beabstandet voneinander angeordneten und mit dem Marx- Generator 6 verbundene Elektroden 5 auf, wobei die Elektroden 5 mit oder vor der inneren Oberfläche des Rohrstücks 2 enden, so dass die Elektroden 5 nicht in das Rohrstück 2 hineinragen und die Strömung des Mediums 10 im Rohrstück 2 nicht behindern. Elektroden 5 können auch mit mehreren Marx-Generatoren 6 verbunden sein. Damit können auch in ihrer Frequenz und/oder Impulsdauer voneinander unterschiedliche Impulse erzeugt werden. Die Spannung kann beispielsweise 400 kV bis 600 kV betragen. Die Frequenz kann dabei gleich/größer 25 Hz sein. Der Energiebereich kann dabei größer/gleich 7 J bis gleich/kleiner 700 J sein.
Dazu können mehrere Elektroden 5 um den Innenumfang des Rohrstücks 2 verteilt und beabstandet zueinander angeordnet sein. Dazu kann sich jeweils eine Elektrode 5 in mindestens zwei voneinander beabstandet zueinander angeordneten Ebenen des Rohrstücks 2 befinden. In einer Ausführungsform können dazu Elektroden 5 auch in einer Ebene und/oder in beabstandet zueinander angeordneten Ebenen um den Innenumfang des Rohrstücks 2 verteilt angeordnet sein, so dass die Elektroden 5 in einer Schraubenform angeordnet sind.
Wenigstens die Vorrichtung 1 zum Zuführen von Partikeln, das vertikal angeordnete Rohrstück 2, die das Medium 10 fördernde Einrichtung 4 und Leitungen können ein das Medium 10 führender Kreislauf sein. In Fortführung kann auch die Vorrichtung 3 zun Austrag von Partikeln 9 in diesen Kreislauf eingebunden sein.
Das Medium 10 ist ein Gas oder eine Flüssigkeit.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung zum Zuführen von Partikeln
2 Rohrstück
3 Vorrichtung zum Austrag von Partikeln
4 Medium fördernde Einrichtung
5 Elektrode
6 Marx-Generator
7 Steuereinrichtung
8 Einrichtung zum Austrag von Fein- und/oder Feinstpartikeln
9 Partikel
10 Medium
11 Elektroimpuls

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zur Beanspruchung von Partikeln (9) mittels Elektroimpulsen (11) mit einer Vorrichtung (1) zum Zuführen von Partikeln (9), wenigstens einem vertikal angeordneten Rohrstück (2) mit einem Reaktionsraum zur Beanspruchung von Partikeln (9) und einer Vorrichtung (3) zum Austrag von Partikeln (9), dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (2) und damit der Reaktionsraum ein Strömungskanal eines fließfähigen Mediums (10) ist, dass eine das Medium (10) fördernde Einrichtung (4) mit dem Rohrstück (2) so verbunden ist, dass das Medium (10) entgegen der Bewegungsrichtung dem Rohrstück (2) zugeführter und durch das Rohrstück (2) sinkender Partikel (9) strömt, dass das Rohrstück (2) wenigstens zwei beabstandet voneinander angeordnete und mit mindestens einem Marx-Generator (6) verbundene Elektroden (5) aufweist, wobei die Impulsanstiegszeit des Marx-Generators (6) kleiner 500 ns ist, und dass die Elektroden (5) mit oder vor der inneren Oberfläche des Rohrstücks (2) enden, so dass die Elektroden (5) nicht in das Rohrstück (2) hineinragen und die Strömung des Mediums (10) im Rohrstück (2) nicht behindern.
2. Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zum Zuführen von Partikeln (9) so angeordnet ist, dass die zu beanspruchenden Partikel (9) von oben nach unten durch das Rohrstück (2) sinken.
3. Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Elektroden (5) um den Innenumfang des Rohrstücks (2) verteilt und beabstandet zueinander angeordnet sind und dass die Elektroden (5) mit dem Marx-Generator oder mit Marx- Generatoren (6) verbunden sind.
4. Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Elektroden (5) in mindestens zwei voneinander beabstandet zueinander angeordneten Ebenen des Rohrstücks (2) angeordnet sind und dass diese Elektroden (5) mitdem Marx- Generator (6) verbunden sind.
5. Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Elektroden (5) in einer Ebene und/oder in beabstandet zueinander angeordneten Ebenen um den Innenumfang des Rohrstücks (2) verteilt angeordnet sind und dass die Elektroden (5) mit dem Marx- Generator (6) oder mit Marx-Generatoren (6) verbunden sind.
6. Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 , 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (5) einer Ebene mit dem Marx-Generator (6) oder mit Marx-Generatoren (6) verbunden sind, dass der Marx-Generator (6) oder die Marx-Generatoren (6) mit einer Steuereinrichtung (7) so zusammengeschaltet ist oder sind, dass die zeitgleich an den Elektroden (5) anliegenden Spannungen und/oder Impulse der Ebenen sich voneinander unterscheiden.
7. Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) zum Austrag von Partikeln (9) so angeordnet ist, dass die durch das Rohrstück (2) gesunkenen Partikel (9) von der Einrichtung zur Beanspruchung von Partikeln (9) wegtransportiert werden.
8. Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die das Medium (10) fördernde Einrichtung (4) mit einer Steuereinrichtung (7) zusammengeschaltet ist, so dass die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums (10) und damit die Geschwindigkeit der durch das Rohrstück (2) sinkenden Partikel (9) beeinflussbar ist.
9. Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des Reaktionsraumes in Richtung der Vorrichtung (1) zum Zuführen von Partikeln (9) eine Einrichtung (8) zum Austrag von Feinpartikeln und/oder Feinstpartikeln (9) angeordnet ist.
10. Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zum Zuführen von Partikeln (9), das vertikal angeordnete Rohrstück (9), die das Medium (10) fördernde Einrichtung (4) und Leitungen ein das Medium (10) führender Kreislauf sind.
11. Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Medium (10) ein Gas oder eine Flüssigkeit ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1341851A (fr) * 1962-12-17 1963-11-02 Enertron Corp Procédé et appareil pour le traitement de matières, notamment par pulvérisation et le mélange de matières par une nouvelle action électrohydraulique
US3207447A (en) * 1963-08-22 1965-09-21 Kennecott Copper Corp Method of crushing ores with explosive energy released in a liquid medium, and apparatus therefor
DE19534232C2 (de) * 1995-09-15 1998-01-29 Karlsruhe Forschzent Verfahren zur Zerkleinerung und Zertrümmerung von aus nichtmetallischen oder teilweise metallischen Bestandteilen konglomerierten Festkörpern und zur Zerkleinerung homogener nichtmetallischer Festkörper
JP3825889B2 (ja) 1997-07-23 2006-09-27 日鉄鉱業株式会社 電気破砕方法及び装置
DE19902010C2 (de) * 1999-01-21 2001-02-08 Karlsruhe Forschzent Verfahren zur Aufbereitung von Asche aus Müllverbrennungsanlagen und von mineralischen Rückständen durch Entsalzung und künstlichen Alterung mittels elektrodynamischer Unter-Wasser-Prozesse und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
WO2012129708A1 (de) 2011-03-30 2012-10-04 Selfrag Ag Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische fragmentierungsanlage
DE102014008989B4 (de) 2014-06-13 2022-04-07 Technische Universität Bergakademie Freiberg Einrichtung und Verfahren zur Zerkleinerung von Feststoffen mittels Elektroimpulsen
AU2016411989B2 (en) * 2016-06-15 2022-10-06 Selfrag Ag Method of treating a solid material by means of high voltage discharges
MY189166A (en) * 2018-05-31 2022-01-30 Jk Chee Marcus Dehydration and disintegration apparatus and system

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