RU153578U1

RU153578U1 - ELECTROHYDRAULIC CRUSHER

Info

Publication number: RU153578U1
Application number: RU2015108314/13U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Леонидович Суркаев; Дмитрий Александрович Канцедалов; Михаил Маркович Кумыш; Василий Иванович Усачев
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2015-07-27

Abstract

Электрогидравлическая дробилка, включающая заполненный водой корпус, узел, состоящий из электрических взрывающихся металлических проводников, соединенных посредством цилиндрических электродов и закрепленных посредством механически прочного диэлектрического элемента, режущие элементы, выполненные из высокопрочного металла с возможностью прохода дробленого материала, отличающаяся тем, что корпус выполнен герметичным, со съемными крышкой и основанием, узел, состоящий из эквивалентных проводников, двух цилиндрических электродов и диэлектрического элемента, расположен в крышке корпуса, причем диэлектрический элемент выполнен в виде цилиндра и расположен между цилиндрическими электродами соосно с ними с образованием сопряженных цилиндрических поверхностей, проводники расположены радиально на нижней торцевой плоской поверхности диэлектрического элемента, выступы режущих элементов, выполненные пирамидальной формы, и впадины между режущими элементами, имеющие калибровочные каналы, расположены в шахматном порядке по всей площади поперечного сечения корпуса с образованием съемного дробящего узла.Electro-hydraulic crusher, including a case filled with water, a unit consisting of electric exploding metal conductors connected by means of cylindrical electrodes and secured by a mechanically strong dielectric element, cutting elements made of high strength metal with the possibility of passage of crushed material, characterized in that the case is sealed, with removable cover and base, a unit consisting of equivalent conductors, two cylindrical electrodes and d an electric element is located in the housing cover, the dielectric element being made in the form of a cylinder and located between the cylindrical electrodes coaxially with them to form mating cylindrical surfaces, the conductors are located radially on the lower end face flat surface of the dielectric element, the protrusions of the cutting elements are made in a pyramidal shape, and depressions between the cutting elements having calibration channels are staggered over the entire cross-sectional area of the housing with the sample Azovy removable crushing unit.

Description

Полезная модель относится к оборудованию для дробления материалов и может быть использовано при дроблении хрупких материалов в разных отраслях промышленности, в частности, в машиностроении для переработки бракованных изделий и отходов технологического процесса из абразивных материалов, а также, в горноперерабатывающей и строительной промышленности.The utility model relates to equipment for crushing materials and can be used for crushing fragile materials in various industries, in particular, in mechanical engineering for the processing of defective products and process wastes from abrasive materials, as well as in the mining and construction industries.

На сегодняшний день известны различные установки для электрогидравлической обработки материалов, в частности, патент RU 2207230, МПК В23Н 3/02, В08В 3/10, В02С 25/00, опубл. 27.06.2003.To date, various installations for electro-hydraulic processing of materials are known, in particular, patent RU 2207230, IPC B23H 3/02, B08B 3/10, B02C 25/00, publ. 06/27/2003.

Сущность изобретения состоит в том, что установка для электрогидравлической обработки, содержащая источник питания, элемент ограничивающего сопротивления, повышающий трансформатор, выпрямительный блок, накопительный конденсатор и электрический разрядник, снабжена преобразователем частоты тока, датчиком тока, блоком сравнения и усиления сигнала рассогласования, при этом элемент ограничивающего сопротивления выполнен в виде элемента с управляемой индуктивностью, выход источника питания соединен со входом преобразователя частоты тока, выход преобразователя частоты тока соединен со входом элемента с управляемой индуктивностью, выход элемента с управляемой индуктивностью соединен со входом повышающего трансформатора, выход повышающего трансформатора соединен со входом выпрямительного блока, выходы выпрямительного блока соединены соответственно со входами датчика тока, разрядника и накопительного конденсатора, выход датчика тока соединен со входом блока сравнения и усиления сигнала рассогласования, а выход последнего соединен со входом элемента с управляемой индуктивностью.The essence of the invention lies in the fact that the installation for electro-hydraulic processing, containing a power source, a limiting resistance element, a step-up transformer, a rectifying unit, a storage capacitor and an electric spark gap, is equipped with a current frequency converter, a current sensor, a block for comparison and amplification of the error signal, while limiting resistance is made in the form of an element with a controlled inductance, the output of the power source is connected to the input of the frequency converter ka, the output of the current frequency converter is connected to the input of the element with a controlled inductance, the output of the element with a controlled inductance is connected to the input of the step-up transformer, the output of the step-up transformer is connected to the input of the rectifier block, the outputs of the rectifier block are connected respectively to the inputs of the current sensor, spark gap and storage capacitor, output the current sensor is connected to the input of the unit for comparison and amplification of the error signal, and the output of the latter is connected to the input of the element with controlled nduktivnostyu.

Недостатком является то что, данное изобретение направлено на оптимизацию организации и управления процесса дробления, а не на непосредственное воздействие на обрабатываемый объект.The disadvantage is that this invention is aimed at optimizing the organization and management of the crushing process, and not on the direct impact on the processed object.

Другим техническим решением является электрогидравлическая дробилка с разделением продукта по фракциям - патент RU 2317856, МПК В02С 19/18, опубл. 27.02.2008.Another technical solution is an electro-hydraulic crusher with the separation of the product into fractions - patent RU 2317856, IPC V02C 19/18, publ. 02/27/2008.

Сущность изобретения состоит в том, что электрогидравлическая дробилка с разделением продукта по фракциям, содержащая конвейер, корпус с электродами и дробильную решетку, и, по меньшей мере, одну наклонную решетку-классификатор с лотками и приспособлениями для отвода, разделенного по фракциям продукта, имеет устройство для смывания водой нисходящей части ленты конвейера, установленное у выходного конца конвейера, а решетки-классификаторы с лотками и приспособлениями для отвода разделенного по фракциям продукта скреплены с дробилкой и установлены под выходным концом конвейера, угол наклона решеток-классификаторов к горизонту лежит в пределах 15…45°, а угол наклона к горизонту лотков равен или превышает 15°, верхняя решетка-классификатор выполнена в виде двускатной крыши, конек которой направлен в сторону конвейера, снабжена возвратным конвейером, а верхняя решетка-классификатор установлена с уклоном в его сторону.The essence of the invention lies in the fact that the electro-hydraulic crusher with separation of the product into fractions, comprising a conveyor, a housing with electrodes and a crushing grill, and at least one inclined classifier grill with trays and devices for removal, divided by product fractions, has a device for washing off with water the descending part of the conveyor belt, installed at the outlet end of the conveyor, and classifier gratings with trays and devices for draining the product separated by fractions are fastened with a crusher and installed under the output end of the conveyor, the angle of inclination of the classifier gratings to the horizon lies within 15 ... 45 °, and the angle of inclination to the horizon of the trays is equal to or greater than 15 °, the upper classifier grate is made in the form of a gable roof, the ridge of which is directed towards the conveyor, equipped with a return conveyor, and the upper classifier grille is installed with a slope in its direction.

Недостатком является то, что осуществление устойчивого одновременного электрического разряда между системой электродов при одинаковых начальных напряжениях достаточно проблематично. Создание очередности протекания электрического разряда не приведет к должному эффекту дробления вследствие локальности расположения пары электродов относительно корпуса. Фракции дробильного материала, находящиеся между электродами, разнородны по своим размерам и формам, что препятствует возникновению электрического разряда, а это влечет за собой малую эффективность ударного воздействия. Кроме того, не в полной мере удаление раздробленного материала из зоны воздействия приводит к излишнему измельчению породы и неоправданному потери энергии.The disadvantage is that the implementation of a stable simultaneous electrical discharge between the electrode system at the same initial voltage is quite problematic. Creating a sequence of electric discharge will not lead to the proper effect of crushing due to the locality of the pair of electrodes relative to the housing. The fractions of the crushing material located between the electrodes are heterogeneous in size and shape, which prevents the occurrence of an electric discharge, and this entails a low efficiency of impact. In addition, not fully removing the crushed material from the exposure zone leads to excessive grinding of the rock and unjustified loss of energy.

Наиболее близким из известных технических решений является электрогидравлическая дробилка (патент RU 2393921, МПК В02С 19/18, опубл. 10.07.2010), включающая заполненный водой корпус, узел, состоящий из электрических взрывающихся металлических проводников, соединенных посредством цилиндрических электродов и закрепленных посредством механически прочного диэлектрического элемента, режущие элементы, выполненные с возможностью прохода дробленого материала.The closest known technical solutions is an electro-hydraulic crusher (patent RU 2393921, IPC В02С 19/18, publ. 07/10/2010), including a case filled with water, a unit consisting of electric exploding metal conductors connected by means of cylindrical electrodes and fixed by means of mechanically strong dielectric element, cutting elements made with the possibility of passage of crushed material.

Недостатком является то, что в процессе электрического взрыва цилиндрического проводника в пространстве возбуждается ударная волна цилиндрического волнового фронта, который впоследствии при распространении волны трансформируется в плоский, в то время как геометрия рассматриваемой задачи и эффективность конечного результата подразумевает формирование ударной волны плоского волнового фронта изначально. Кроме того, из-за открытости корпуса, приводящей к выплескам воды в атмосферу, эффективность гидроудара, возникающего вследствие электрического взрыва проводника понижается.The disadvantage is that during the electric explosion of a cylindrical conductor in space, a shock wave of a cylindrical wave front is excited, which subsequently transforms into a plane wave during wave propagation, while the geometry of the problem under consideration and the effectiveness of the final result imply the formation of a plane wave front shock wave. In addition, due to the openness of the casing, which leads to splashes of water into the atmosphere, the efficiency of water hammer resulting from an electric explosion of the conductor is reduced.

Задачей полезной модели является повышение эффективности ударного воздействия, оказываемого на объект в целях его разрушения и диспергирования, и уменьшение энергоемкости устройства.The objective of the utility model is to increase the efficiency of the shock effect exerted on the object in order to destroy and disperse it, and to reduce the energy consumption of the device.

Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности переработки материалов.The technical result of the utility model is to increase the efficiency of material processing.

Поставленный технический результат достигается тем, что в электрогидравлической дробилке, включающей заполненный водой корпус, узел, состоящий из электрических взрывающихся металлических проводников, соединенных посредством цилиндрических электродов и закрепленных посредством механически прочного диэлектрического элемента, режущие элементы, выполненные из высокопрочного металла с возможностью прохода дробленого материала, при этом корпус выполнен герметичным со съемными крышкой и основанием, узел, состоящий из эквивалентных проводников, двух цилиндрических электродов и диэлектрического элемента, расположен в крышке корпуса, причем диэлектрический элемент выполнен в виде цилиндра и расположен между цилиндрическими электродами соосно с ними, с образованием сопряженных цилиндрических поверхностей, проводники расположены радиально на нижней торцевой плоской поверхности диэлектрического элемента, выступы режущих элементов, выполненные пирамидальной формы и впадины между режущими элементами, имеющие калибровочные каналы, расположены в шахматном порядке по всей площади поперечного сечения корпуса с образованием съемного дробящего узла.The technical result achieved is achieved in that in an electro-hydraulic crusher comprising a housing filled with water, a unit consisting of electric exploding metal conductors connected by means of cylindrical electrodes and secured by a mechanically strong dielectric element, cutting elements made of high-strength metal with the possibility of passage of crushed material, the housing is sealed with a removable cover and base, a unit consisting of equivalent water workers, two cylindrical electrodes and a dielectric element, is located in the housing cover, the dielectric element being made in the form of a cylinder and located between the cylindrical electrodes coaxially with them, with the formation of mating cylindrical surfaces, the conductors are located radially on the lower end flat surface of the dielectric element, the protrusions of the cutting elements made in a pyramidal shape and troughs between the cutting elements having calibration channels are staggered along s cross sectional area of the body to form a removable crushing unit.

Применение герметичного корпуса позволяет предотвратить выплеск воды в атмосферу и тем самым повысить эффективность гидроудара, возникающего вследствие электрического взрыва проводника, а съемные крышка и основание обеспечивают доступ в полость корпуса при загрузке обрабатываемого объекта и выгрузке полученного дробленого материала.The use of a sealed housing allows you to prevent water splash into the atmosphere and thereby increase the efficiency of water hammer resulting from an electric explosion of the conductor, and a removable cover and base provide access to the cavity of the housing when loading the processed object and unloading the resulting crushed material.

Применение эквивалентных взрывающихся проводников, расположенных радиально относительно цилиндрических электродов и перпендикулярно оси симметрии и размещенных на торцевой плоской поверхности механически прочного диэлектрического цилиндра позволяет осуществить одновременный эквивалентный электрический взрыв каждого проводника при этом обеспечивается организация самоприжатого электрического взрыва проводников, в результате чего, генерируемые каждым взрывающимся проводником ударные волны вследствие слияния трансформируются в общую ударную волну плоского волнового фронта. В тоже время, отраженная от торцевой плоской поверхности механически прочного диэлектрического цилиндра симметричная ударная волна перенаправляется в противоположную сторону вслед за первичной ударной волной и, распространяясь по возмущенной первичной ударной волной среде, догоняет ее и сливается с нею, в результате чего формируется результирующая ударная волна с увеличенной амплитудой.The use of equivalent exploding conductors located radially relative to the cylindrical electrodes and perpendicular to the axis of symmetry and placed on the end flat surface of a mechanically strong dielectric cylinder allows simultaneous equivalent electrical explosion of each conductor, which ensures the organization of a self-pressed electric explosion of conductors, as a result of which the shock generated by each exploding conductor waves due to merging are transformed into a common shock wave of a plane wave front. At the same time, a symmetric shock wave reflected from the end face of a mechanically durable dielectric cylinder is redirected in the opposite direction after the primary shock wave and, propagating along the perturbed primary shock wave, catches up with it and merges with it, resulting in the formation of the resulting shock wave with increased amplitude.

Применение выступов режущих элементов, выполненных пирамидальной формы, позволяет эффективно использовать энергию результирующей ударной волны, возникающей при электрическом взрыве, для ударного воздействия на обрабатываемый материал в целях его разрушения и дробления.The use of protrusions of cutting elements made of a pyramidal shape, allows you to effectively use the energy of the resulting shock wave that occurs during an electric explosion, for impact on the processed material in order to its destruction and crushing.

Наличие впадин между режущими элементами, имеющих сквозные калибровочные каналы, позволяет собирать получаемый раздробленный материал и просеивать ту его часть, которая достигла необходимой дисперсности.The presence of depressions between the cutting elements having through calibration channels allows you to collect the resulting crushed material and sift the part that has reached the required dispersion.

Вода исполняет роль передающей рабочей среды, благодаря которой энергия электрического взрыва проводника трансформируется в энергию ударной волны, воздействующей на обрабатываемый объект.Water plays the role of a transmitting working medium, due to which the energy of an electric explosion of a conductor is transformed into the energy of a shock wave acting on the object being processed.

Таким образом, перечисленные выше отличительные признаки позволяют повысить эффективность ударного воздействия, оказываемое на объект в целях его разрушения и диспергирования, и уменьшить энергоемкость предлагаемого устройства, в результате чего повышается эффективность переработки материала электрогидравлической дробилкой.Thus, the above distinguishing features make it possible to increase the efficiency of the impact effect exerted on the object in order to destroy and disperse it, and reduce the energy consumption of the proposed device, which increases the efficiency of material processing by an electro-hydraulic crusher.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема устройства электрогидравлической дробилки, на фиг. 2 представлена конструкция электрогидравлической дробилки, на фиг. 3 представлен узел, содержащий взрывающиеся проводники и электроды.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a diagram of an electro-hydraulic crusher device; FIG. 2 shows the design of an electro-hydraulic crusher; FIG. 3 shows an assembly containing exploding conductors and electrodes.

Корпус 1 (фиг. 1 и фиг. 2), снабжен съемным основанием 2 и съемной крышкой 3, с расположенным в узлом (фиг. 3), состоящем из эквивалентных электрических взрывающихся металлических проводников 4 и цилиндрических электродов: центрального цилиндрического электрода 5 и внешнего цилиндрического электрода 6. Эквивалентные взрывающиеся металлические проводники 4 размещены радиально на торцевой плоской поверхности механически прочного диэлектрического элемента 7, замыкая центральный цилиндрический электрод 5 и внешний цилиндрический электрод 6. Механически прочный диэлектрический элемент 7 выполнен в виде цилиндра и расположен между центральным цилиндрическим электродом 5 и внешним цилиндрическим электродом 6, соосно с ними, с образованием сопряженных цилиндрических поверхностей. Обрабатываемый объект 8, в качестве которого, в частности, могут выступать бракованные изделия абразивного производства - обрабатывающие круги из абразивного материала, отходы технологического процесса при изготовлении абразивных изделий и т.д., располагается на выступах режущих элементов 9. Выступы режущих элементов 9, выполненные пирамидальной формы и впадины 10 между ними расположены в шахматном порядке по всей площади поперечного сечения корпуса с образованием съемного дробящего узла 11. Впадины 10 имеют сквозные калибровочные каналы 12.The housing 1 (Fig. 1 and Fig. 2) is equipped with a removable base 2 and a removable cover 3, located in a node (Fig. 3), consisting of equivalent electric exploding metal conductors 4 and cylindrical electrodes: a central cylindrical electrode 5 and an external cylindrical electrode 6. Equivalent exploding metal conductors 4 are placed radially on the end flat surface of a mechanically strong dielectric element 7, closing the central cylindrical electrode 5 and the outer cylindrical electrode 6. Furs a technically strong dielectric element 7 is made in the form of a cylinder and is located between the central cylindrical electrode 5 and the outer cylindrical electrode 6, coaxially with them, with the formation of mating cylindrical surfaces. The processed object 8, in which quality, in particular, can be defective products of abrasive production - processing wheels from abrasive material, process waste in the manufacture of abrasive products, etc., is located on the protrusions of the cutting elements 9. The protrusions of the cutting elements 9 made the pyramidal shape and the depressions 10 between them are staggered over the entire cross-sectional area of the housing with the formation of a removable crushing unit 11. The depressions 10 have through calibration channels 1 2.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Корпус 1 с установленным в нем съемным дробящим узлом 11, на поверхность которого помещен обрабатываемый объект 8, например, абразивный круг соответствующего размера, заполняется водой, либо другой диэлектрической жидкостью. Посредством блока автоматизированной механической подачи 13 эквивалентные электрические взрывающиеся металлические проводники 4 устанавливаются на торцевой плоской поверхности механически прочного диэлектрического цилиндра 7 в радиальном направлении, обеспечивая электрический контакт между центральным цилиндрическим электродом 5 и внешним цилиндрическим электродом 6. При подаче высокого напряжения на электроды 5 и 6 с генератора импульсных токов 14, происходит одновременный электрический взрыв эквивалентных металлических проводников, в результате чего генерируется ударная волна направленного действия, распространяющаяся по конденсированной среде по направлению к объекту 8. В процессе воздействия ударной волны на обрабатываемый объект 8, опирающийся на вершины пирамидальных выступов 9, обрабатываемый объект 8 испытывает большие градиенты механических напряжений значительно превышающих пределы прочности материала, в результате чего происходит его разрушение и дробление. Фракционные продукты разрушения материала попадают в полости впадин 10, где происходит их дальнейшее разрушение и дробление под воздействием ударных волн, генерируемых последующими сериями электрических взрывов проводников. Процесс дробление материала происходит до достижения размеров дисперсности материала соизмеримых, либо меньших, сечения калибровочных каналов 12. В случае необходимости дробления абразивного круга или отходов другого абразивного производства, до размеров абразивного зерна в чистом виде, диаметр калибровочных каналов должен соответствовать размерам зерна. Процесс разрушения материала осуществляется и повторяется в непрерывном автоматическом режиме. Полученный диспергированный порошок материала попадает на дно корпуса 1 и в дальнейшем извлекается.The housing 1 with a removable crushing unit 11 installed in it, on the surface of which the workpiece 8 is placed, for example, an abrasive wheel of the appropriate size, is filled with water or another dielectric fluid. By means of the automated mechanical feed unit 13, equivalent electric exploding metal conductors 4 are mounted on the end flat surface of the mechanically strong dielectric cylinder 7 in the radial direction, providing electrical contact between the central cylindrical electrode 5 and the outer cylindrical electrode 6. When applying high voltage to the electrodes 5 and 6 s pulse current generator 14, there is a simultaneous electric explosion of equivalent metal conductors s, as a result of which a directional shock wave is generated, which propagates through the condensed medium towards object 8. During the action of the shock wave on the workpiece 8, resting on the tops of the pyramidal projections 9, the workpiece 8 experiences large gradients of mechanical stress significantly exceeding the tensile strength material, resulting in its destruction and crushing. Fractional products of the destruction of the material fall into the cavity of the depressions 10, where they are further destroyed and crushed under the influence of shock waves generated by the subsequent series of electrical explosions of conductors. The process of crushing the material occurs until the dispersion of the material reaches a comparable or smaller cross-section of the calibration channels 12. If it is necessary to crush the abrasive wheel or waste from another abrasive production to the size of the abrasive grain in its pure form, the diameter of the calibration channels must correspond to the grain size. The process of destruction of the material is carried out and repeated in a continuous automatic mode. The obtained dispersed powder of material falls to the bottom of the housing 1 and is subsequently recovered.

Таким образом, применение данного устройства обеспечивает повышение эффективности ударного воздействия, оказываемого на объект в целях его разрушения и диспергирования и уменьшение энергоемкости устройства, что обеспечивает повышение эффективности переработки материалов электрогидравлической дробилкой.Thus, the use of this device provides an increase in the effectiveness of the impact effect exerted on the object in order to destroy and disperse it and a decrease in the energy consumption of the device, which provides an increase in the efficiency of material processing by an electro-hydraulic crusher.

Claims

Electro-hydraulic crusher, including a case filled with water, a unit consisting of electric exploding metal conductors connected by means of cylindrical electrodes and secured by a mechanically strong dielectric element, cutting elements made of high strength metal with the possibility of passage of crushed material, characterized in that the case is sealed, with removable cover and base, a unit consisting of equivalent conductors, two cylindrical electrodes and d an electric element is located in the housing cover, the dielectric element being made in the form of a cylinder and located between the cylindrical electrodes coaxially with them to form mating cylindrical surfaces, the conductors are located radially on the lower end face flat surface of the dielectric element, the protrusions of the cutting elements are made in a pyramidal shape, and depressions between the cutting elements having calibration channels are staggered over the entire cross-sectional area of the housing with the sample Azovy removable crushing unit.