RU2385417C2 - Electrohydraulic breaking and crushing method for solid materials - Google Patents
Electrohydraulic breaking and crushing method for solid materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2385417C2 RU2385417C2 RU2008118585/03A RU2008118585A RU2385417C2 RU 2385417 C2 RU2385417 C2 RU 2385417C2 RU 2008118585/03 A RU2008118585/03 A RU 2008118585/03A RU 2008118585 A RU2008118585 A RU 2008118585A RU 2385417 C2 RU2385417 C2 RU 2385417C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cumulative
- liquid
- electro
- generators
- hydraulic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроимпульсному разрушению и дроблению твердых материалов и может быть использовано в горнообогатительной, металлургической, строительной промышленности.The invention relates to electrical pulse destruction and crushing of solid materials and can be used in mining, metallurgical, construction industries.
Известен электрогидравлический способ разрушения твердого тела (Воробьев А.А. и др. Импульсный пробой и разрушение диэлектриков и горных пород. - Томск: ТГУ, 1971), включающий помещение твердого тела в жидкость, силовое воздействие на твердое тело ударной волной с давлением на фронте импульса не меньше величины прочности материала твердого тела, причем ударную волну возбуждают высоковольтным искровым электрическим разрядом, осуществляемым в жидкости.Known electro-hydraulic method of destruction of a solid body (Vorobev A.A. et al. Impulse breakdown and destruction of dielectrics and rocks. - Tomsk: TSU, 1971), including the placement of a solid body in a liquid, the force acting on a solid body by a shock wave with pressure at the front the pulse is not less than the strength of the material of a solid body, and the shock wave is excited by a high-voltage spark electric discharge carried out in a liquid.
Недостатком этого способа является то, что он может быть использован только для разрушения и дробления твердых тел небольших габаритов, так как разрушаемое твердое тело необходимо поместить в ванну, заполненную жидкостью.The disadvantage of this method is that it can be used only for the destruction and crushing of solids of small dimensions, since the destructible solid must be placed in a bath filled with liquid.
Известен электрогидравлический способ разрушения твердого тела (Аксель А.Н. и др. // Промышленность нерудных неметаллических материалов. Техническая информация. - М.: ВНИИЭСМ, 1972. - вып.5. - С.3), включающий бурение в твердом теле шпуров, силовое воздействие на твердое тело ударными волнами, генерируемыми высоковольтными электрическими разрядами, осуществляемыми в жидкости, заполняющей шпуры.Known electro-hydraulic method of destruction of a solid body (Axel AN and others // Industry of non-metallic non-metallic materials. Technical information. - M .: VNIIESM, 1972. -
Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает высокой эффективности разрушения твердых тел, так как ударные волны, генерируемые в твердом теле, имеют сферическую симметрию и величина энергии в импульсе быстро убывает с расстоянием от зоны генерации волны.The disadvantage of this method is that it does not provide high efficiency for the destruction of solids, since the shock waves generated in a solid have spherical symmetry and the energy value in a pulse rapidly decreases with distance from the wave generation zone.
При использовании этого способа не представляется возможным сформировать в разрушаемом теле зоны с повышенной концентрацией энергии и осуществить прогнозирование положения мест откола фрагментов разрушаемого тела.When using this method, it is not possible to form zones with a high energy concentration in the destructible body and to predict the position of the spallation fragments of the destructible body.
Известен также электрогидравлический способ разрушения твердого тела (Патент Российской Федерации №2038150 С1, кл. В02С 19/18, 27.06.1995), включающий бурение в твердом теле шпуров, в каждом из которых создают импульсный высоковольтный электрический разряд в жидкости, воздействующий на тело ударными волнами, производимыми установленными в шпурах электрогидравлическими генераторами ударных волн, каждый из которых включает электроды, размещенные в заполненном жидкостью, изолированном по всей внутренней боковой поверхности цилиндрическом корпусе, причем воздействие на тело осуществляют одновременно по крайней мере четырьмя симметричными цилиндрическими ударными волнами в зонах тела, расположенных при вершинах квадратной ячейки, с помощью взрывающихся проволочек. Данный способ по совокупности признаков и назначению является наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого изобретения.Also known is the electro-hydraulic method of destruction of a solid body (Patent of the Russian Federation No. 2038150 C1, class V02C 19/18, 06/27/1995), which includes drilling in a solid body of boreholes, in each of which a pulsed high-voltage electric discharge is created in the fluid, which impacts the body with shock the waves produced by the electro-hydraulic shock wave generators installed in the boreholes, each of which includes electrodes placed in a cylindrical body filled with a liquid insulated over the entire inner side surface, moreover, the impact on the body is carried out simultaneously by at least four symmetrical cylindrical shock waves in the zones of the body located at the vertices of the square cell, using exploding wires. This method according to the combination of features and purpose is the closest analogue (prototype) of the present invention.
Недостатком этого способа является то, что в объекте для эффективного разрушения и прогнозирования положения мест откола фрагментов материала твердого тела больших габаритов, необходимо бурить по крайней мере четыре шпура и устанавливать в них четыре электрогидравлических генератора ударных волн.The disadvantage of this method is that in the object for effective destruction and predicting the position of the spalling fragments of large solid material fragments, it is necessary to drill at least four holes and install four electro-hydraulic generators of shock waves in them.
Известен кумулятивный эффект взрывчатых веществ - увеличение действия взрыва путем его концентрации в заданном направлении (Лаврентьев М.А. Кумулятивный заряд и принципы его работы // Успехи математических наук, 1957. - т.12, вып.4.; Орленко Л.П. Физика взрыва и удара: Учебное пособие для вузов. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - С.251-274). Кумулятивный эффект достигается применением заряда с кумулятивной выемкой, обращенной в сторону поражаемого объекта. Кумулятивную выемку обычно выполняют конической, сферической или клинообразной формы и облицовывают слоем металла, что значительно повышает кумулятивный эффект. При инициировании взрыва продукты химической реакции образуют сходящийся к выемке поток и формируется высокоскоростная кумулятивная струя. Стенки облицовки охлопываются навстречу друг другу, при этом в результате их соударения давление в материале облицовки резко возрастает. Давление продуктов взрыва значительно превосходит предел текучести металла, поэтому движение металлической облицовки подобно течению жидкой пленки - образуется струя металла, перемещающаяся со скоростью до 10 км/с, что обеспечивает ей большую пробивную силу.The cumulative effect of explosives is known - the increase in the effect of an explosion by its concentration in a given direction (Lavrentiev M.A. Cumulative charge and the principles of its operation // Uspekhi Matematicheskikh Nauk, 1957. - vol. 12,
Целью изобретения является разработка электрогидравлического способа разрушения и дробления твердых материалов, который обеспечил бы создание в заданных областях разрушаемого тела зон с высокой концентрацией энергии, повысил эффективность разрушения и обеспечил возможность прогнозирования мест откола материала.The aim of the invention is to develop an electro-hydraulic method for the destruction and crushing of solid materials, which would ensure the creation of zones with a high concentration of energy in predetermined areas of the body to be destroyed, increase the efficiency of destruction and provide the ability to predict the breakaway material.
Поставленная цель достигается тем, что в известном электрогидравлическом способе разрушения твердого тела, включающем бурение в твердом теле шпуров, в каждом из которых создают импульсный высоковольтный электрический разряд в жидкости, воздействующий на тело ударными волнами, производимыми установленными в шпурах электрогидравлическими генераторами ударных волн, каждый из которых включает электроды, размещенные в заполненном жидкостью, изолированном по всей внутренней боковой поверхности цилиндрическом корпусе, согласно изобретению воздействие на тело осуществляют кумулятивными струями, при этом каждый из электрогидравлических генераторов выполняют герметичным с кумулятивными выемками и расположенными в выемках облицовками.This goal is achieved by the fact that in the known electro-hydraulic method of destruction of a solid body, including drilling holes in a solid body, in each of which a pulsed high-voltage electric discharge is generated in a liquid, which impacts the body with shock waves produced by electro-hydraulic shock wave generators installed in the holes, each of which includes electrodes housed in a liquid filled cylindrical housing insulated over the entire inner side surface of the invention iju effect on the body is carried cumulative jets, wherein each of the generators operate electrohydraulic sealed with shaped recesses arranged in the recesses and facings.
Кумулятивные выемки и облицовки выполняют в количестве, равном количеству проектируемых направлений распространения кумулятивных струй. Изменяя в зависимости от габаритов разрушаемого объекта и проектируемых направлений распространения кумулятивных струй форму, расположение и количество кумулятивных выемок и облицовок, возможно получать различные сочетания кумулятивных струй и прогнозировать места откола твердых материалов.Cumulative recesses and claddings are performed in an amount equal to the number of projected directions of distribution of cumulative jets. Depending on the size of the object to be destroyed and the projected propagation directions of the cumulative jets, changing the shape, location and number of cumulative recesses and claddings, it is possible to obtain various combinations of cumulative jets and to predict the spallation of solid materials.
Целесообразно корпуса электрогидравлических генераторов ударных волн и облицовки изготавливать из пластиковых материалов, например полиэтилена, а облицовки заполнять жидкостью большей плотности, чем вода, например, раствором поваренной соли, морской водой или раствором хлорида кальция для эффективного использования энергии кумуляции.It is advisable to make the housings of electro-hydraulic shock wave generators and claddings from plastic materials, such as polyethylene, and fill the claddings with a liquid of a higher density than water, for example, sodium chloride solution, sea water or calcium chloride solution for efficient use of cumulation energy.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых показано:The invention is illustrated by drawings, which show:
на фиг.1 - твердый материал, в шпурах которого установлены электрогидравлические генераторы ударных волн с кумулятивными выемками и облицовками;figure 1 - solid material in the holes of which are installed electro-hydraulic generators of shock waves with cumulative recesses and facings;
на фиг.2 - то же, разрез по А-А;figure 2 is the same, a section along aa;
на фиг.3 - один из вариантов электрогидравлического генератора ударных волн;figure 3 - one of the options for an electro-hydraulic generator of shock waves;
на фиг.4 - то же, разрез по Б-Б.figure 4 is the same, a section along BB.
Позициями обозначены: разрушаемый твердый материал 1, шпуры 2, электрогидравлические генераторы ударных волн 3, корпуса 4, кумулятивные выемки 5, облицовки 6, электроды 7, вода 8, кумулятивные струи 9.The positions indicated: destructible
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
В разрушаемом твердом материале 1 с помощью перфораторов бурят шпуры 2. Затем в шпурах 2 устанавливают электрогидравлические генераторы ударных волн 3, имеющие в своих корпусах 4 кумулятивные выемки 5, в которых установлены облицовки 6. Далее электрогидравлические генераторы ударных волн 5 через высокочастотный кабель подключают к выходу генераторов высоковольтных импульсов.Drill holes 2 are drilled in the destructible
Электрогидравлический генератор ударных волн 3 может быть выполнен, например, в виде двух электродов 7, размещенных внутри цилиндрического герметичного корпуса 4, имеющего электрическую изоляцию по всей внутренней боковой поверхности и заполненного водой 8.The electro-hydraulic generator of
После включения генератора высоковольтных импульсов на разрядный промежуток, образованный электродами 7 электрогидравлического генератора ударных волн 3, подается высокое напряжение и происходит пробой разрядного промежутка, сопровождающийся образованием токопроводящего канала. В канале разряда происходит интенсивный локальный разогрев жидкости. При этом в нем концентрируется энергия перегретого ионизированного газа и пара. Быстрое расширение канала разряда в виде парогазовой полости под действием внутреннего давления создает в воде 8 волны сжатия и импульсы давления. Благодаря высокому давлению и быстрому расширению канала разряда формируются ударные волны, которые, перемещаясь, схлопывают стенки облицовок 6 навстречу друг другу. В результате соударения стенок давление в материале облицовок 6 резко возрастает. Движение облицовок 6 образует сходящиеся под определенным углом к осям кумулятивных выемок 5 потоки, которые переходят в тонкие струи жидкости, перемещающиеся вдоль осей с очень большими скоростями. Воздействие этих факторов на материал объекта приводит к его разрушению.After turning on the high-voltage pulse generator, a high voltage is applied to the discharge gap formed by the
Количество электрогидравлических генераторов ударных волн 3, расположение, формы и количество кумулятивных выемок 5 и облицовок 6, расположение электродов 7 определяют в зависимости от габаритов разрушаемого твердого материала 1 и проектируемых направлений распространения кумулятивных струй 9.The number of electro-hydraulic generators of
Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность разрушения твердых материалов за счет кумулятивного эффекта, увеличивающего действие взрыва путем концентрации его в заданном направлении, осуществлять прогнозирование мест откола разрушаемого материала и может быть использован для разрушения и дробления твердых материалов больших габаритов.The proposed method allows to increase the efficiency of the destruction of solid materials due to the cumulative effect that increases the effect of the explosion by concentrating it in a given direction, to predict the spallation of the material to be destroyed and can be used to destroy and crush large-sized solid materials.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118585/03A RU2385417C2 (en) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | Electrohydraulic breaking and crushing method for solid materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118585/03A RU2385417C2 (en) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | Electrohydraulic breaking and crushing method for solid materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008118585A RU2008118585A (en) | 2009-11-20 |
RU2385417C2 true RU2385417C2 (en) | 2010-03-27 |
Family
ID=41477500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008118585/03A RU2385417C2 (en) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | Electrohydraulic breaking and crushing method for solid materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2385417C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112179229A (en) * | 2020-10-26 | 2021-01-05 | 浙江科技学院 | Deep-hole multi-point air space water-resisting no-coupling electric blasting rock breaking method for subway hard rock |
CN112325720A (en) * | 2020-10-26 | 2021-02-05 | 浙江科技学院 | Deep-hole multi-point air space water-resisting no-coupling electric blasting rock breaking device for subway hard rock |
CN112459722A (en) * | 2020-11-23 | 2021-03-09 | 中国矿业大学 | Punching device and method based on cooperation of nano-fluid-based electrohydraulic breakdown and infrared thermal radiation |
CN112556523A (en) * | 2020-11-23 | 2021-03-26 | 浙江科技学院 | Double-sided symmetrical electric blasting energy-gathering rock breaking design method |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL2014022B1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-10-12 | Ihc Holland Ie Bv | Device and method for crushing rock by means of pulsed electric energy. |
CN111963170A (en) * | 2020-07-22 | 2020-11-20 | 北京东方德兴科技有限公司 | Electric explosion device for rock crushing and use method |
CN112360472A (en) * | 2020-11-23 | 2021-02-12 | 浙江科技学院 | Two-sided symmetrical electric explosion energy-gathering rock breaking device |
-
2008
- 2008-05-08 RU RU2008118585/03A patent/RU2385417C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112179229A (en) * | 2020-10-26 | 2021-01-05 | 浙江科技学院 | Deep-hole multi-point air space water-resisting no-coupling electric blasting rock breaking method for subway hard rock |
CN112325720A (en) * | 2020-10-26 | 2021-02-05 | 浙江科技学院 | Deep-hole multi-point air space water-resisting no-coupling electric blasting rock breaking device for subway hard rock |
CN112325720B (en) * | 2020-10-26 | 2023-01-31 | 浙江科技学院 | Deep-hole multi-point air space water-resisting no-coupling electric blasting rock breaking device for subway hard rock |
CN112459722A (en) * | 2020-11-23 | 2021-03-09 | 中国矿业大学 | Punching device and method based on cooperation of nano-fluid-based electrohydraulic breakdown and infrared thermal radiation |
CN112556523A (en) * | 2020-11-23 | 2021-03-26 | 浙江科技学院 | Double-sided symmetrical electric blasting energy-gathering rock breaking design method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008118585A (en) | 2009-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2380161C1 (en) | Electrohydraulic cumulative device for destruction and crushing of hard materials | |
RU2385417C2 (en) | Electrohydraulic breaking and crushing method for solid materials | |
US3700169A (en) | Process and appratus for the production of hydroelectric pulsed liquids jets | |
Zhu et al. | On the rock-breaking mechanism of plasma channel drilling technology | |
KR20190103071A (en) | Blasting Method using Liner applied to Primer, Booster and Charge in a blasthole | |
EP1789652A2 (en) | Pulsed electric rock drilling, fracturing, and crushing methods and apparatus | |
US3840078A (en) | Stress wave drill | |
Zhu et al. | Numerical electric breakdown model of heterogeneous granite for electro-pulse-boring | |
US3796463A (en) | Process and apparatus for mining by hydroelectric pulsed liquid jets | |
Ghose et al. | Environment-friendly techniques of rock breaking | |
CN107724984B (en) | Method for improving oil and gas recovery ratio by using pulse shock waves | |
EP3234297B1 (en) | Device and method for crushing rock by means of pulsed electric energy | |
WO2011037546A2 (en) | Method of disintegrating materials and device for performing the method | |
CN111911164B (en) | Environment-friendly hard rock mass groove excavation method | |
Voitenko et al. | Evaluation of energy characteristics of high voltage equipment for electro-blasting destruction of rocks and concrete | |
Hassani et al. | Microwave assisted drilling and its influence on rock breakage a review | |
Wang et al. | Experimental study on crushing of concrete slabs by high-voltage pulse discharge | |
RU2345319C2 (en) | Method of explosive ore and rock rupture within underground survey and open cast mining | |
Kuznetsova et al. | Characteristics of capillary discharge channel and its effect on concrete splitting-off by electro-blasting method | |
RU2375573C2 (en) | Method for breaking of rocks | |
Korshunov et al. | Calculation of gas-dynamic parameters in powder chamber of a blast hole | |
Voitenko et al. | Application of electro-discharge blasting technology for destruction of oversized rocks and rock massive splitting off | |
Silnikov et al. | Application of electric explosion technologies for protection of mobile marine objects from means of detection and destruction by naval weapons | |
RU2042919C1 (en) | Process of destruction of masses with free surface made from materials with low tensile strength | |
Liu et al. | New Steering Technology Using Pulsed Arc Plasma Shockwave: Plasma Pulse Steering Technology |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120509 |