RU2471068C1 - Способ контроля процесса электроимпульсного разрушения твердых тел - Google Patents
Способ контроля процесса электроимпульсного разрушения твердых тел Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471068C1 RU2471068C1 RU2011121631/03A RU2011121631A RU2471068C1 RU 2471068 C1 RU2471068 C1 RU 2471068C1 RU 2011121631/03 A RU2011121631/03 A RU 2011121631/03A RU 2011121631 A RU2011121631 A RU 2011121631A RU 2471068 C1 RU2471068 C1 RU 2471068C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solid
- destruction
- current
- harmonic
- damage
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к горноперерабатывающей промышленности, к способам контроля за процессом электроимпульсного разрушения горных пород. Способ включает создание в твердом теле поля механических напряжений, превышающих предел его прочности от воздействия на него мощных ударных волн, источником которых является канал разряда, сформированный между электродами, установленными в корпусе и подключенными к генератору высоковольтных импульсов. В процессе разрушения регистрируют амплитуду 3-й гармоники тока в низковольтной цепи питания генератора высоковольтных импульсов при пробое твердой или жидкой сред, сравнивают их и по результатам сравнения амплитуд судят об эффективности разрушения твердого тела. Изобретение позволяет осуществлять контроль процесса электроимпульсного разрушения твердых тел по одной гармонике тока - 3-й, оптимизирует этот процесс по производительности и повышает точность контроля. 2 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к горноперерабатывающей отрасли промышленности, конкретно к способам контроля за разрушением горных пород, и может быть использовано для контроля за процессом электроимпульсного разрушения твердых тел и, в первую очередь, за процессом электроимпульсного дробления и измельчения. Необходимость такого контроля связана с вероятностным характером пробоя твердых тел, помещенных в жидкость.
Известен способ электроимпульсного разрушения твердых тел (Усов А.Ф., Семкин Б.В., Зиновьев Н.Т. Переходные процессы в установках электроимпульсных технологий, Л.: Наука, 1987, с.6-16). Разрушение происходит путем создания поля механических напряжений в твердом теле, превышающих его предел прочности, от воздействия мощных ударных волн, источником которых является канал разряда, сформированный между электродами, подключенными к генератору высоковольтных импульсов. Недостатком указанного технического решения является невозможность обеспечения наиболее эффективного режима разрушения из-за отсутствия информации о ходе процесса.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является устройство для электроимпульсного разрушения твердых тел по RU 2038151 от 27.05.1995, путем создания в твердом теле поля механических напряжений, превышающих предел его прочности от воздействия на него мощных ударных волн, источником которых является канал разряда, сформированный в воде между электродами, установленными в корпусе и подключенными к генератору высоковольтных импульсов.
Недостатком известного технического решения является отсутствие контроля за процессом электроимпульсного разрушения твердых тел и следовательно невозможность оперативно управлять им.
Задачей предложенного технического решения является возможность контроля за процессом разрушения твердых тел для оперативного управления им с целью реализации наиболее эффективного режима разрушения.
Указанная задача решена за счет того, что в способе контроля процесса электроимпульсного разрушения твердых тел, заключающемся в том, что осуществляют воздействие на твердое тело мощными ударными волнами, источником которых является канал разряда, сформированный в воде между электродами, установленными в корпусе и подключенными к генератору высоковольтных импульсов, регистрируют амплитуду 3-й гармоники тока в низковольтной цепи питания генератора высоковольтных импульсов при пробое твердой или жидкой сред, сравнивают их и по результатам сравнения амплитуд, судят об эффективности разрушения твердого тела.
На фиг.1 приведена типичная осциллограмма кривой тока, характеризующая степень искажения синусоиды при работе генератора импульсных напряжений, на фиг.2 - схема, реализующая предложенный способ.
Основными узлами схемы являются токоограничивающий дроссель 1, датчик тока 2, повысительно-выпрямительное устройство 3-ВТМ 20/50, генератор высоковольтных импульсов 4, корпус рабочей камеры 5 с электродами 6, бункер 7 с исходным материалом, анализатор гармоник 8, осциллограф 9. Генератор высоковольтных импульсов 4 собран по схеме Аркадьева-Маркса с параметрами: напряжение - 250 кВ, емкость в разряде - 20000 пФ.
Способ контроля осуществлялся следующим образом. Между электродами в рабочей камере устанавливают определенное межэлектродное расстояние и заполняют ее водой. В бункер 7 загружают твердый материал. Затем включают анализатор гармоник 8 и осциллограф 9. При подаче высоковольтных импульсов от генератора 4 на электроды 6 рабочей камеры 5 происходит пробой водного промежутка, формируется канал разряда и в контролируемой цепи регистрируются высшие гармоники тока.
По аналогичной методике при тех же условиях исследуют амплитудный и частотный спектр гармоник в случае пробоя твердого тела, для чего в рабочую камеру 5 из бункера 7 засыпали твердый материал. При пробое последнего меняются параметры канала разряда и, так как его сопротивление в твердом теле больше сопротивления канала разряда в воде, менялась степень искажения кривой тока. Спектральный и амплитудный состав гармоник тока отличен от спектрального и амплитудного состава высших гармоник при пробое воды.
Пример
Первоначально оценивают степень искажения синусоиды и соответственно спектр гармоник в низковольтной цепи питания электроимпульсной установки при пробое технической воды с удельным сопротивлением 5,6·103 Oм·см. Межэлектродное расстояние в камере 5 составляет 15 мм. Амплитуда импульса напряжения - 250 кВ. При пробое водного промежутка возникает канал разряда, как нелинейное сопротивление, при этом искажается форма кривой тока. С помощью анализатора гармоник 8 выделяют 3,9,15 гармоники тока и оценивают их амплитуды. Затем в рабочую камеру 5 загружают из бункера 7 твердое тело - бакор (куски крупностью 15-20 мм). Вес одной пробы, загружаемой в рабочую камеру 5 составлял 8 кг. Как и в предыдущем случае, при пробое твердого тела происходит искажение формы синусоиды, однако степень искажения и соответственно спектр гармоник отличаются от амплитудного спектра гармоник при пробое технической воды (таблица 1).
Из сравнения представленных в таблице 1 результатов видно, что амплитуды 3-х гармоник существенно различны для двух сред: технической воды и бакора, так при пробое бакора среднее значение амплитуды 3-й гармонической составляющей равно 24,74 мм, а при пробое технической воды среднее значение амплитуды 3-й гармоники равно 14,44 мм. Разброс экспериментальных данных не превышает 3%.
Из таблицы 1 также следует, что разность амплитуд высших гармоник тока, соответствующая пробою технической воды и твердого тела отмечается, например, на 9-й и 15-й гармониках. Однако она не столь значительна, как это имеет место для 3-й гармонической составляющей тока. Поэтому для контроля процесса электроимпульсного разрушения твердых тел достаточно измерить одну гармонику -третью.
В таблице 2 представлены данные по удельной производительности электроимпульсного разрушения кусов бакора крупностью 60 мм до частиц размером 3 мм и менее от вероятности пробоя твердого тела, которая оценивалась по следующему выражению: , где N1 - количество импульсов, вызвавших пробой твердого тела, определяемый по амплитуде 3-й гармоники тока;
N - общее количество импульсов, затраченных на электроимпульсное разрушение навески бакора, массой 12 кг.
Из таблицы 2 видно, что при Ψ=100% все куски бакора были разрушены до требуемой крупности и удельная производительность составила 6 г/имп. При вероятности пробоя Ψ=50% удельная производительность равна 5.2 г/имп., что на 13.3% меньше, чем в предыдущем случае. При этом не весь материал был разрушен до требуемой крупности. При вероятности пробоя твердого тела Ψ=0% эффективность его разрушения еще хуже (удельная производительность на 25.0% меньше, чем в 1-м случае). Это достаточно убедительно доказывает, что в процессе электроимпульсного дробления необходимо контролировать вероятность пробоя твердого тела и это достаточно просто сделать с помощью предлагаемого технического решения.
Таким образом предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять контроль процесса электроимпульсного разрушения твердых тел по одной гармонике тока - 3-й, тогда как известное изобретение не позволяет контролировать процесс электроимпульсного разрушения твердых тел, что исключает возможность оптимизации этого процесса по производительности. Кроме того, предлагаемое техническое решение - универсальный способ. Его апробация прошла достаточно успешно и при разрушении электроимпульсным способом других материалов, таких как корунд, кварц, циркониевая керамика и т.д.
Таблица 1 | ||||||||||
№ гармоники | Амплитуда гармоник тока в условных единицах при пробое технической воды | Амплитуда гармоник тока в условных единицах при пробое твердого тела | ||||||||
3 | 14.0 | 14.5 | 14.8 | 14.6 | 14.2 | 25.0 | 24.6 | 24.3 | 24.8 | 25.1 |
9 | 6.5 | 6.7 | 6.2 | 6.6 | 6.8 | 10.2 | 10.0 | 9.8 | 10.7 | 10.4 |
15 | 2.4 | 2.48 | 2.3 | 2.56 | 2.20 | 50 | 5.15 | 5.48 | 5.41 | 5.30 |
Таблица 2 | |||||
№ п/п | кол-во пробоев кусков бакора | кол-во пробоев воды | вероятность пробоя кусков бакора, % | удельная производительность, г/имп. | результат разрушения |
1 | 0 | 100 | 0 | 4.5 | не полностью |
2 | 1000 | 1000 | 50 | 5.2 | не полностью |
3 | 2000 | 0 | 100 | 6.0 | полностью |
Claims (1)
- Способ контроля процесса электроимпульсного разрушения твердых тел, включающий создание в твердом теле поля механических напряжений, превышающих предел его прочности от воздействия на него мощных ударных волн, источником которых является канал разряда, сформированный между электродами, установленными в корпусе и подключенными к генератору высоковольтных импульсов, отличающийся тем, что в процессе разрушения регистрируют амплитуду 3-й гармоники тока в низковольтной цепи питания генератора высоковольтных импульсов при пробое твердой или жидкой сред, сравнивают их и по результатам сравнения амплитуд судят об эффективности разрушения твердого тела.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011121631/03A RU2471068C1 (ru) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | Способ контроля процесса электроимпульсного разрушения твердых тел |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011121631/03A RU2471068C1 (ru) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | Способ контроля процесса электроимпульсного разрушения твердых тел |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2471068C1 true RU2471068C1 (ru) | 2012-12-27 |
Family
ID=49257507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011121631/03A RU2471068C1 (ru) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | Способ контроля процесса электроимпульсного разрушения твердых тел |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2471068C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3416081A (en) * | 1965-09-08 | 1968-12-10 | Itt | Frequency spectrum analyzer utilizing correlation detectors wherein the output is suppressed until a particular response is obtained |
SU404023A1 (ru) * | 1972-04-12 | 1973-10-26 | Параллельный анализатор | |
RU2038151C1 (ru) * | 1992-12-29 | 1995-06-27 | Эдуард Петрович Волков | Устройство для электроимпульсного разрушения твердых тел |
RU2123596C1 (ru) * | 1996-10-14 | 1998-12-20 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Электроимпульсный способ бурения скважин и буровая установка |
-
2011
- 2011-05-27 RU RU2011121631/03A patent/RU2471068C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3416081A (en) * | 1965-09-08 | 1968-12-10 | Itt | Frequency spectrum analyzer utilizing correlation detectors wherein the output is suppressed until a particular response is obtained |
SU404023A1 (ru) * | 1972-04-12 | 1973-10-26 | Параллельный анализатор | |
RU2038151C1 (ru) * | 1992-12-29 | 1995-06-27 | Эдуард Петрович Волков | Устройство для электроимпульсного разрушения твердых тел |
RU2123596C1 (ru) * | 1996-10-14 | 1998-12-20 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Электроимпульсный способ бурения скважин и буровая установка |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
БАЖОВ В.Ф. и др. Электроимпульсный пробой и разрушение гранита. - Журнал технической физики, 2010, т.80, No.6, с.79-84. * |
МИХАЙЛОВА Е.А. Совершенствование метода контроля процесса разрушения и прогноза долговечности композиционных материалов на основе регистрации импульсного электромагнитного излучения, Диссертация, Кемерово, 2010. * |
МИХАЙЛОВА Е.А. Совершенствование метода контроля процесса разрушения и прогноза долговечности композиционных материалов на основе регистрации импульсного электромагнитного излучения, Диссертация, Кемерово, 2010. БАЖОВ В.Ф. и др. Электроимпульсный пробой и разрушение гранита. - Журнал технической физики, 2010, т.80, №6, с.79-84. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5734875B2 (ja) | パルス状電力により材料及び/または製品を再使用する方法およびシステム | |
Zuo et al. | Electrical breakdown channel locality in high voltage pulse breakage | |
Bru et al. | Investigation of lab and pilot scale electric-pulse fragmentation systems for the recycling of ultra-high performance fibre-reinforced concrete | |
Muzafarov et al. | Improving the efficiency of electrostatic precipitators | |
RU2471068C1 (ru) | Способ контроля процесса электроимпульсного разрушения твердых тел | |
Inoue et al. | Concrete recycling by pulsed power discharge inside concrete | |
DE102009034314A1 (de) | Verfahren zur materialselektiven Zerkleinerung von Brennstoffzellenstacks | |
EP2439763A3 (de) | Magnetron-Vorrichtung und Verfahren zum gepulsten Betreiben einer Magnetron-Vorrichtung | |
RU2314912C2 (ru) | Способ разрушения полиоктена | |
EP3178562A1 (en) | Object disassembly method and disassembly device | |
Vettegren et al. | Luminescence of quartz under the action of a shock wave | |
CN103753701A (zh) | 一种脉冲放电回收混凝土系统 | |
JP2017110972A (ja) | 放射性セシウムに汚染されたコンクリート瓦礫の処理方法 | |
RU2564868C1 (ru) | Способ разрушения горных пород | |
GB2120579A (en) | Method and apparatus for crushing materials such as minerals | |
RU2806425C1 (ru) | Установка для селективной дезинтеграции материалов | |
RU2011118209A (ru) | Способ модификации поверхностных свойств материалов и изделий | |
Reberšek et al. | Generator and setup for emulating exposures of biological samples to lightning strokes | |
CN203650688U (zh) | 一种脉冲放电回收混凝土系统 | |
RU2241277C1 (ru) | Способ повышения электрической прочности вакуумной изоляции | |
CN110373707B (zh) | 去污方法及其应用 | |
Patsch et al. | The role of space charges in PD-processes | |
RU2143950C1 (ru) | Устройство для измельчения использованных автопокрышек | |
JP2012109114A (ja) | 絶縁碍子の検査方法 | |
SU544906A1 (ru) | Способ возбуждени ультразвуковых колебаний |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130528 |