RU2048437C1

RU2048437C1 - Method and apparatus for diamonds production

Info

Publication number: RU2048437C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Левкин
Original assignee: Виктор Васильевич Левкин
Priority date: 1991-02-12
Filing date: 1991-02-12
Publication date: 1995-11-20

Abstract

FIELD: for diamonds, hydrogen and energy production. SUBSTANCE: spray of hydrocarbons compounds is injected in inert cavity in central zone of jet charge of explosive gasses mixture. Apparatus for realization of the method has metal cylindrical carrying shell of explosion-proof chamber, side walls of which are protected by inner spatial cylindrical block of heat discharge and air impact waves damping. The block is made in the form of closed system of hollow truncated pyramids, located perpendicularly to axis of shell and formed by double radially laced metal walls, joined to each other by transversal diaphragms. Upper butt of shell has distributing joint with canals, to which water pipelines, oxygen pipelines and pipelines to initiate explosion are connected. There is funnel, mounted in lower butt, to which ring-type water pipe with jets and diamonds collector with conical deflector are linked. EFFECT: method and apparatus allow to produce artificial diamonds, hydrogen and energy. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области получения сверхтвердых материалов и водорода. The invention relates to the field of producing superhard materials and hydrogen.

Наиболее близким по технической сущности способом получения сверхтвердых материалов является способ получения алмазов, предусматривающий воздействие взрывом кумулятивного заряда из взрывчатого твердого вещества на графит, размещаемый в металлической трубке [1]
Однако кумулятивный способ воздействия взрывной нагрузкой на графит загрязняет окружающую среду и требует дополнительных трудоемких сложных процессов по химической очистке алмазов от графита.The closest in technical essence to the method of producing superhard materials is a method for producing diamonds, providing for the impact of the explosion of a cumulative charge from an explosive solid on graphite placed in a metal tube [1]
However, the cumulative method of impact of the explosive load on graphite pollutes the environment and requires additional laborious complex processes for the chemical cleaning of graphite from diamonds.

Наиболее близким по технической сущности устройством для получения алмазов и водорода является камера для взрывной обработки с цилиндрической полостью, в которой для ослабления воздушных ударных волн на несущую оболочку и поглощения энергии с торцов установлены трубчатые блоки [2]
Это устройство не позволяет осуществить получение алмазов из газообразной смеси и, кроме того, отсутствует защита наиболее нагруженной части установки.The closest in technical essence device for producing diamonds and hydrogen is a blasting chamber with a cylindrical cavity, in which tubular blocks are installed to attenuate air shock waves on the supporting shell and absorb energy from the ends [2]
This device does not allow the production of diamonds from a gaseous mixture and, in addition, there is no protection of the most loaded part of the installation.

Цель изобретения устранение указанных недостатков. The purpose of the invention is the elimination of these disadvantages.

Для этого при способе получения алмазов, включающем воздействие кумулятивного заряда взрывчатых веществ на углеродсодержащее вещество, воздействуют кумулятивным зарядом взрывчатой газовой смеси с инертной полостью в центральной зоне, в которую впрыскивают струю веществ, содержащих соединения углеводородов в качестве углеродсодержащих веществ. To do this, with a method for producing diamonds, which includes the effect of a cumulative charge of explosives on a carbon-containing substance, a cumulative charge of an explosive gas mixture with an inert cavity in the central zone is injected into which a stream of substances containing hydrocarbon compounds as carbon-containing substances is injected.

В полость центральной зоны кумулятивного заряда дополнительно впрыскивают алмазы. Diamonds are additionally injected into the cavity of the central zone of the cumulative charge.

В устройстве для осуществления способа получения алмазов, включающем металлическую цилиндрическую несущую оболочку взрывозащитной камеры, боковые стенки оболочки защищены внутренним пространственным цилиндрическим блоком отвода тепла и глушения воздушных ударных волн, представляющим собой замкнутую систему пустотелых усеченных пирамид, расположенных перпендикулярно оси оболочки, образованных двойными радиально расположенными металлическими стенками, соединенными между собой поперечными диафрагмами, между которыми размещены трубопроводы системы центрального энергоотвода и присоединенная масса из металлических гранул и опилок, торцы которых защищены клиновидными рассекателями, в верхнем торце оболочки размещен распределительный узел с каналами, к которым подключены водородопроводы, кислородопроводы и трубопроводы для инициирования, защищенные клиновидными рассекателями, в нижнем торце оболочки установлена воронка, к которой подведен кольцевой водопровод с форсунками, сборник алмазов с конусным отражателем и электрозадвижкой, цилиндрическая оболочка выполнена с двойными несущими стенками, между которыми размещены трубопроводы внешнего энергоотвода и присоединенная масса, устройство снабжено автоматическими системами управления взрывом, подачи компонентов взрывчатой газовой смеси, веществ, содержащих соединения углеводородов, с центрами кристаллизации, удаления алмазов, водорода и энергии. In the device for implementing the method of producing diamonds, including a metal cylindrical supporting shell of the explosion-proof chamber, the side walls of the shell are protected by an internal spatial cylindrical block of heat removal and jamming of air shock waves, which is a closed system of hollow truncated pyramids located perpendicular to the axis of the shell, formed by double radially located metal walls interconnected by transverse diaphragms between which t the pipelines of the central energy removal system and the attached mass of metal granules and sawdust, the ends of which are protected by wedge-shaped dividers, in the upper end of the shell there is a distribution unit with channels to which the hydrogen pipelines, oxygen pipelines and initiation pipes are connected, protected by wedge-shaped dividers, a funnel is installed in the lower end of the shell to which the annular water supply with nozzles is connected, a collection of diamonds with a conical reflector and an electric valve, a cylindrical shell filled with double load-bearing walls between which external energy removal pipes and connected mass are placed, the device is equipped with automatic systems for controlling the explosion, supplying components of the explosive gas mixture, substances containing hydrocarbon compounds, with centers of crystallization, removal of diamonds, hydrogen and energy.

Способ осуществляется следующим образом: в рабочее пространство подается в форме полого конуса (колокола) водород и кислород, которые, смешиваясь, образуют взрывчатую газовую смесь с энергией 1630 ккал/м³ в виде кумулятивного заряда, по оси которого одновременно впрыскивается струя веществ, содержащих соединения углеводорода, в виде сжатого газа, жидкости и мелких частиц, после чего производится инициирование взрывчатой смеси, в кумулятивной струе которой при взрыве создается давление миллионы атмосфер и температура 900^оС, что создает условия для образования кристаллов углеродов и отрыва атомов водорода из соединений углеводорода.The method is as follows: hydrogen and oxygen are supplied into the working space in the form of a hollow cone (bell), which, when mixed, form an explosive gas mixture with an energy of 1630 kcal / m ³ in the form of a cumulative charge, along the axis of which a stream of substances containing compounds is simultaneously injected hydrocarbon, a compressed gas, liquid and fine particles, and then initiating the explosive mixture is produced in cumulative jet which is generated during the explosion millions atmospheres pressure and temperature of 900 ^{° C,} which creates usl ovium for the formation of carbon crystals and the detachment of hydrogen atoms from hydrocarbon compounds.

На фиг. 1 изображено предложенное устройство, продольный разрез; на фиг. 2 поперечный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 узел I на фиг. 2. In FIG. 1 shows the proposed device, a longitudinal section; in FIG. 2 cross section AA in FIG. 1; in FIG. 3 node I in FIG. 2.

Устройство для осуществления способа получения алмазов и водорода представляет собой взрывозащитную цилиндрическую металлическую камеру 1, в которой установлен внутренний блок 2 отвода тепла и глушения воздушных ударных волн 2, состоящий из замкнутых пустотелых усеченных пирамид, образованных радиально расположенными двойными стенками 3, соединенными диафрагмами 4, между которыми размещаются трубопроводы энергоотвода 5 и присоединенная масса из металлических гранул и опилок 6, защищенных клиновидными рассекателями 7. В верхнем торце оболочки 1 размещается распределительный узел 8, через который по перфорированным трубопроводам 10 и 11, размещенным в защитных рассекателях 9, подается водород или природный газ и кислород, или воздух соответственно, которые, проходя через отверстия 12 и смешиваясь, образуют взрывчатый газовый кумулятивный заряд 13 с инертной воронкой 14, углеводородсодержащие вещества впрыскиваются по каналу 15, инициирование осуществляется через трубопровод 16. В нижнем торце оболочки 1 установлена воронка 17, к которой подведен водопровод 18 с форсунками 19, направленными к оси патрубка 20, входящего в сборник алмазов 21, снабженный электрозадвижкой 22 и конусным отражателем 23. С внешней стороны оболочки 1 размещается система внешнего теплоотвода 24 с соединительными патрубками 25 и 26, оболочка 1 с внешней стороны усилена оболочкой 27 и присоединенной массой 6; отвод водорода и других образовавшихся газов на разделение осуществляется по трубопроводу 28, блок 2 крепится к оболочке 1 опорами 29. Устройство для осуществления способа размещается во взрывозащитной кабине (на чертеже не показана). A device for implementing the method of producing diamonds and hydrogen is an explosion-proof cylindrical metal chamber 1, in which an internal unit 2 for removing heat and damping air shock waves 2 is installed, consisting of closed hollow truncated pyramids formed by radially spaced double walls 3 connected by diaphragms 4, between which are the pipelines of the energy outlet 5 and the attached mass of metal granules and sawdust 6, protected by wedge-shaped dividers 7. In the upper end of the 1, a distribution unit 8 is placed, through which hydrogen or natural gas and oxygen, or air, respectively, which, passing through openings 12 and mixed, form an explosive gas cumulative charge of 13 s, are supplied through perforated pipelines 10 and 11 placed in the protective dividers 9 inert funnel 14, hydrocarbon-containing substances are injected through the channel 15, the initiation is carried out through the pipe 16. In the lower end of the shell 1, a funnel 17 is installed, to which the water supply 18 with nozzles 19 is connected, for example alien to the axis of the pipe 20 included in the diamond collection 21, equipped with an electric valve 22 and a conical reflector 23. An external heat sink system 24 with connecting pipes 25 and 26 is placed on the outside of the shell 1, the shell 1 is reinforced by the shell 27 and the attached mass 6 from the outside; the removal of hydrogen and other gases formed for separation is carried out through the pipeline 28, the block 2 is attached to the shell 1 by supports 29. The device for implementing the method is placed in an explosion-proof cabin (not shown in the drawing).

Способ получения алмазов и водорода в устройстве осуществляется в следующем порядке: включается водопровод 18 с форсунками 19, по перфорированным трубам 10 и 11 одновременно подается водород и кислород, по каналу 15 впрыскиваются вещества, содержащие соединения углеводорода и производится подрыв. Вещества, содержащие углеводород с центрами кристаллизации I, находясь под высоким давлением в кумулятивной струе II, превращаются в алмазы III и водород IV. Полученные алмазы по мере накопления в сборнике 21 удаляются открытием задвижки 22, водород удаляется по трубе 28. The method of producing diamonds and hydrogen in the device is carried out in the following order: the water supply system 18 with nozzles 19 is turned on, hydrogen and oxygen are simultaneously supplied through the perforated pipes 10 and 11, substances containing hydrocarbon compounds are injected through the channel 15 and blasting is performed. Substances containing hydrocarbons with crystallization centers I, being under high pressure in the cumulative stream II, are converted into diamonds III and hydrogen IV. The resulting diamonds as they accumulate in the collector 21 are removed by opening the valve 22, hydrogen is removed through the pipe 28.

Способ получения алмазов и устройство для его осуществления позволит использовать выделившуюся энергию взрыва, получив при этом экологически чистый источник энергии водород, получить практически без затрат алмазы, которые могут наращиваться до необходимых размеров и использоваться в различных отраслях народного хозяйства, снизить парниковый эффект на земле, улучшить систему транспортирования топлива. The method of producing diamonds and a device for its implementation will allow you to use the released energy of the explosion, while receiving an environmentally friendly energy source of hydrogen, to obtain diamonds that can be scaled up to the required size and used in various sectors of the economy, reduce the greenhouse effect on the earth, and improve fuel transportation system.

Claims

1. A method for producing diamonds, including the effect of a cumulative charge of explosives on a carbon-containing substance, characterized in that they act on the cumulative charge of an explosive gas mixture with an inert cavity in the Central zone, into which a stream of substances containing hydrocarbon compounds as a carbon-containing substance is injected.

2. The method according to p. 1, characterized in that diamonds are additionally injected into the cavity of the central zone of the cumulative charge.

3. A device for producing diamonds, comprising a metal cylindrical supporting shell of the explosion-proof chamber, characterized in that the side walls of the shell are protected by an internal spatial cylindrical block of heat dissipation and jamming of air shock waves, which is a closed system of hollow truncated pyramids located perpendicular to the axis of the shell, formed by double radially spaced metal walls interconnected by transverse diaphragms, between which there are three pipelines of the central energy removal system and the attached mass of metal granules and sawdust, the ends of which are protected by wedge-shaped dividers, in the upper end of the shell there is a distribution unit with channels to which hydrogen, oxygen and pipelines for initiating an explosion, protected by wedge-shaped dividers, are connected in the lower end a shell, a funnel is installed, to which a circular water supply with nozzles is connected, a collection of diamonds with a conical reflector and an electric valve, a cylindrical shell is made double bearing walls, between which conduits the external energootvoda and added mass, the additional device is equipped with automatic control systems, explosion, the explosive components feeding a gas mixture of substances containing hydrocarbon compounds removing diamond hydrogen and energy.