WO2008017172A1 - Verfahren zur fragmentierung von material mittels hochspannungsentladungen - Google Patents

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WO2008017172A1
WO2008017172A1 PCT/CH2007/000292 CH2007000292W WO2008017172A1 WO 2008017172 A1 WO2008017172 A1 WO 2008017172A1 CH 2007000292 W CH2007000292 W CH 2007000292W WO 2008017172 A1 WO2008017172 A1 WO 2008017172A1
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electrode
electrodes
distance
voltage
process space
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PCT/CH2007/000292
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Peter Hoppe
Josef Singer
Harald Giese
Klaus Leber
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Selfrag Ag
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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 methods and process container for fragmentation of material by means of high-voltage discharges, a use of the process container, and an application of the method according to the preambles of the independent claims.
  • the discharge path leads exclusively through the process fluid, so that shock waves are triggered in the process fluid, which act on the material to be comminuted.
  • these methods have the disadvantage that only a small proportion of the energy required for the generation of the high-voltage discharges serves to comminute the material. Accordingly, large amounts of energy are required in the electro-hydraulic process to achieve relatively modest crushing services, their provision is also associated with a high apparatus engineering effort. Also, the fragmentation relatively solid materials with electro-hydraulic methods practically impossible.
  • the discharge path leads at least partially through the material to be comminuted, so that a shock wave is generated in the material itself.
  • Such processes are described, for example, in DE 195 34 232 A1.
  • a significantly higher proportion of the amount of energy used can be used for the fragmentation of the material than in the electrohydraulic process, and also significantly firmer materials can be fragmented.
  • the energetic efficiency and the ability to comminute hard and brittle materials can not be considered satisfactory even in the electrodynamic processes known today.
  • Another disadvantage of this method is also that the material to be crushed must be kept in the area between the electrodes or repeatedly brought into this area, which requires additional facilities and is often associated with additional energy.
  • a first aspect of the invention relates to a method for fragmenting material or composite materials, preferably brittle, high-strength ceramic or mineral materials or composite materials, such as concrete or natural conglomerates. merate, by means of high-voltage discharges.
  • a process space is provided with electrically insulating Begrenzungswandungen.
  • a high-voltage discharge path is formed by means of an upper and a lower electrode, which face one another at a distance, the required electrode spacing.
  • the region of the high-voltage discharge path is measured from the shortest discharge path of the electrode arrangement (smallest distance between the bare end faces of the two electrodes) or, in the case of electrode geometries in which several shortest discharge paths exist, measured from a central shortest discharge path, from the electrically insulating boundary walls of the process space is surrounded by a distance which is less than one and a half times the electrode spacing or the length of the shortest discharge path.
  • the process space would therefore have a diameter smaller than three times the electrode spacing in the region of the discharge path.
  • the material to be fragmented and a process liquid for example water
  • a process liquid for example water
  • the material to be fragmented and the process liquid are introduced into the process space such that, in the intended fragmentation operation, the area between the bare, opposite end faces of the upper and lower electrodes with the material to be fragmented and the process liquid is filled, so that the discharge paths of the high-voltage discharges taking place between the two electrodes during operation lead exclusively through the material to be fragmented and / or through the process liquid.
  • the material to be fragmented and the process liquid are introduced separately from one another into the process space, wherein it is also provided to form the high-voltage discharge path in the process space between the separate introduction of the same, for example by first introducing the material to be fragmented into the process space, then the high-voltage discharge path, for example by inserting the upper high-voltage electrode, is formed and then the process liquid is added.
  • the boundary walls of the process chamber surround the region of the discharge path measured from the shortest discharge path or, in the case of electrode geometries in which several shortest discharge paths exist, measured from a central shortest discharge path with a distance smaller than the electrode gap, preferably with one Distance equal to half to the ease of the electrode gap.
  • the process space would thus be in the range of Discharge path preferably have a diameter less than twice the electrode spacing, preferably a diameter in the range between the single and two times the electrode spacing.
  • the part of the process space provided below the upper electrode has a volume which is less than or equal to the volume of a cylinder having a height corresponding to the electrode spacing and a diameter corresponding to three times, preferably corresponding to Has twice the electrode spacing.
  • the process space made available has a total volume which is not greater than four times the volume of the portion of the process space located below the upper electrode.
  • the total height of the process space provided is not greater than four times the electrode spacing.
  • Such process space designs favor a compact design of the process container providing process container and allow high energy densities in the discharge area, so that even extremely solid materials can be fragmented.
  • the high-voltage discharges are carried out at such a sequence frequency that the material to be fragmented can not completely settle between two high-voltage discharges, for example, at the bottom of the process space, ie at least partially suspended in the process liquid ,
  • the pulse repetition frequency is Preferably set to greater than 0.5 Hz, advantageously to greater than 2 Hz. This allows a good fragmentation performance per unit time can be achieved and it is possible to perform the Fragmentiergut or at least the shredded to a certain size Fragmentiergut without additional aids several times in the range of high voltage discharges ,
  • a process space which coaxially and preferably cylindrically surrounds the shortest discharge path and the central shortest discharge path, respectively.
  • a rod electrode is used as the upper electrode and a rod electrode or a surface electrode, preferably a surface electrode designed as a sieve bottom, as the lower electrode.
  • a rod electrode or a surface electrode preferably a surface electrode designed as a sieve bottom, as the lower electrode.
  • Such electrode arrangements have proven to be particularly suitable, depending on the intended use or Fragmentiergut.
  • the process space is filled with material to be fragmented up to the middle of the shortest discharge path, ie 'to a level which lies above the end surface of the lower electrode by half the electrode distance, which is preferred, then a process-technically preferred one results in the region of the discharge path Ratio of amount of fragmented material to quantity Process fluid, which encourages swirling and mixing of the Fragmentierguts at each high-voltage discharge.
  • one of the two electrodes, preferably the upper electrode, or both electrodes is or are arranged so as to be displaceable in the longitudinal direction in the process space. This makes it possible to adjust them to the respective process, e.g. immerse in the material to be fragmented or in the case of the upper electrode to position them in the process liquid above the material to be fragmented, and adjust the desired electrode spacing in case of any burn by moving them again.
  • no fragmentation material is introduced into the process space during fragmentation. It is also preferred that no fragmented material be removed from the process space during fragmentation.
  • the fragmentation is thus preferably carried out in batch mode, resulting in the advantage / that the process space can be designed very simple and thus cost-effective and robust.
  • a second aspect of the invention relates to a process container for fragmentation of material by means of high-voltage discharges, preferably for carrying out the method according to the first aspect of the invention, which has a process space in which confront the bare end faces of an upper and a lower electrode with an electrode spacing, and so form a high voltage discharge path.
  • the boundary walls of the process chamber are electrically insulating in the region surrounding the high-voltage discharge path, advantageously made of a tough, shock-resistant and abrasion-resistant plastic material, and surround this region at a distance of less than one and a half times the electrode distance from the shortest discharge path or from the central one shortest discharge path from measured (see the comments on the first aspect of the invention).
  • the wall thickness of the insulating boundary wall forming member is selected such that the intended operation of the process container, the breakdown field strength in the boundary wall is never reached, a high voltage discharge so can take place exclusively between the two electrodes.
  • the boundary walls of the process chamber surround the region of the discharge path from the shortest discharge path or from the central shortest discharge path measured with a distance smaller than the electrode distance, preferably with a distance corresponding to half to the distance of the electrode gap. Sizing in this area has become Both constructively and process technically proved to be particularly favorable.
  • the part of the process chamber of the process container located below the upper electrode has a volume which is less than or equal to the volume of a cylinder which has a height corresponding to the electrode spacing and a diameter corresponding to three times, preferably twice Having electrode spacing.
  • the total volume of the process space is not greater than four times the volume of the part of the same located below the upper electrode.
  • the height of the process space is not greater than four times the electrode spacing.
  • Such dimensions of the process space avoid unnecessary volumes and promote high energy densities in the discharge area. In addition, they enable a compact construction of the process container.
  • the process space surrounds the shortest discharge path or the central shortest discharge path coaxially and preferably cylindrically. It is preferred if the process space and the electrodes form a rotationally symmetrical arrangement. Such embodiments avoid the formation of dead corners and, in the case of rotationally symmetrical formation, represent an optimum solution from a high-voltage point of view.
  • the electrodes of the process container are designed such that the upper electrode is a rod electrode and the lower electrode is a rod or surface electrode, wherein it is preferred for certain applications if the lower electrode is designed as a surface electrode in the form of a sieve bottom. Also is. it is preferred if one of the two electrodes, preferably the upper electrode, or both electrodes is arranged in the longitudinal direction displaceable in the process space or so, so that the electrode spacing is adjustable and the respective electrode tip can be positioned in a desired axial position. This results in the further advantage that an adjustment of the electrode at any burn is easily possible.
  • the latter is coupled to a high-voltage pulse generator with which high-voltage discharges suitable for fragmentation can be generated at a sequence frequency of more than 0.5 Hz, preferably more than 2 Hz.
  • a good fragmentation performance can be achieved and, depending on the material to be fragmented and selected process parameters, it can also be achieved that the material to be fragmented is held in suspension in the process fluid and thus enters the discharge zone several times.
  • the electrically insulating boundary walls of the process space are made of polyethylene. This material has proven to be particularly suitable to withstand the high mechanical and electrical stresses.
  • a third aspect of the invention relates to a process vessel, also referred to as a reaction vessel, a high-voltage impulse-technical plant for shattering / blasting brittle, high-strength ceramic / mineral materials / composites, preferably according to the second aspect of the invention.
  • a process container is shown in Fig. 1, to which also refer to the reference numerals used below.
  • the process container protrudes an electrode lying at reference potential and an acted upon by high voltage, to its bare end portion isolated electrode, wherein both electrodes are at an adjustable distance and the entire electrode gap together with blank lying end region of the two electrodes are in a process fluid and the process vessel is constructed coaxially with the two electrodes.
  • the process container is characterized in that it consists in its lower part of a hollow cylindrical pot 5b of electrically conductive material, from the bottom of which the electrode 3, which is at reference potential or ground, protrudes centrally into the pot 5b.
  • the pot 5b is on the inside of the shell wall at least completely lined with a dielectric shell wall 7 of tough, shock-resistant, abrasion-resistant material, so that in the lower part of a clear width D and a conical transition in the upper part is a greater clearance.
  • the thickness of the jacket wall 7 is at least such that during the high-voltage discharge between the two electrodes 3, 2 the breakdown field strength in the jacket wall 7 is not achieved.
  • the electrode 2 which can be acted upon with high voltage and is electrically insulated via a cover 5a made of electrically conductive material, projects centrally into the pot 5b. It is up close to the end region for electrical isolation with a dielectric sheath 8. surrounded by tough, shock-absorbing material, with which the high-voltage electrode 2 is introduced to form a band-shaped annular gap in the larger clear width.
  • the two electrodes 3, 2 stand with their respective bare forehead at a distance EA with half to 2 times the clear width D, preferably with half to 1 times the clear width D or with 1 to 2 times clear width D opposite.
  • the process cavity formed by the bottom of the pot 5b, the electrode 3, the dielectric jacket wall 7 and the electrode 2 provided with the insulator 8 is up to the height in the band-shaped annular gap area with the process liquid filled so that the electric high-voltage breakdown forms only between the bare front areas of the two electrodes 3, 2 in the gas / air bubble-free process medium.
  • the high-voltage electrode expediently in its bright initial region.
  • the electrode 2 is in the exiting from its insulator 8, blank lying area formed by a coaxial annular bead 9 electrically field relieving.
  • the lid 5a with the pot 5b has an electrically conductive connection which is mechanically detachable.
  • This is a simple technical solution that allows easy handling of the process container.
  • For the loading and unloading of the process container is preferably at least the entire electrode 2 including insulation 8 removable.
  • the process container is preferably connected for operation with its two electrodes 3 and 2 to a high voltage pulse generator as an energy source. Care must be taken when guiding the forward and return line because of the required fast voltage rise time that the conductor guide is performed as inductively as possible, that is, the conductor-covered surface is as small as possible. Laying methods are close to parallel guidance as far as possible up to the coaxial line. The steep voltage rise of the high voltage pulse can then be realized, wherein the charger for the energy storage is dimensioned accordingly so that the repetition frequency for the discharge of at least 2 Hz can be set.
  • a fourth aspect of the invention relates to the use of the process container according to the second or third aspect of the invention for removing coatings, preferably protective coatings, from coated nuclear fuel particles.
  • coatings preferably protective coatings
  • a fifth aspect of the invention relates to a method for the high-voltage impulse breaking / blasting of brittle, high-strength ceramic / mineral composite materials, the process / Fragmentier well, in a process room.
  • the method is a method according to the first aspect of the invention.
  • a process container for carrying out the method is shown in FIG. 1, to which the reference numerals used below refer.
  • the introduced process material to be fragmented is completely submerged / immersed in the process fluid, usually water, without bubbles.
  • the reaction space is constructed according to the third aspect of the invention and connected to the operation of the pulse-dischargeable, can be operated with a minimum repetition frequency electrical energy storage.
  • the distance of the bare front end of the two electrodes 3 and 2 to each other is half to 2 times the clear width D, preferably half to 1 times the clear width D or to the 1 to 2 - set the clear width D
  • the process material to be fragmented is sunk / immersed to at most half the distance EA of the end of the two electrodes 3, 2 to each other in the process liquid
  • the device is operated for the process with a high voltage pulse train of at least 2 Hz repeating operation.
  • the temporal pulse sequence can be adapted to the process state. Depending on the size of the system, pulses with a rise time from the nsec range to the ⁇ sec range at voltage amplitudes down to the lower megavolt range are set.
  • the pulse repetition frequency of the high voltage discharges can be set sufficiently high so that the fragmentation material can not settle in areas where it is shielded for the high voltage discharge, e.g. the bottom of the process container, but as a result of the high voltage discharges is so swirled that it is suspended in the process liquid. If, therefore, the pulse repetition frequency of the HV discharges is chosen to be so large that the fragmentation material can not settle on the bottom of the discharge vessel between two pulses, no additional whirling device is necessary in order to keep the fragmentation material in suspension. In the arrangement shown in Fig. 1, this was achieved at frequencies from about 2 Hz.
  • a sixth aspect of the invention relates to the use of the method according to the first aspect of the invention or according to the fifth aspect of the invention for the removal of coatings, preferably of protective layers, from coated nuclear fuel particles.
  • coatings preferably of protective layers
  • FIG. 2 shows a vertical section through a second process container according to the invention.
  • FIG 3 shows a vertical section through a third process container according to the invention.
  • the process container is formed completely rotationally symmetrical about a central axis X and has a metallic outer casing 5 formed by an upper part 5a and a lower part 5b, which is at ground potential.
  • the upper and lower parts 5a, 5b of the outer jacket 5 are screwed together in the region of a flange section 6 formed by these and are thereby coupled to each other both mechanically and electrically.
  • a hollow cylindrical insert 7 is arranged, which consists of an insulator material, in the present case of HD polyethylene, and forms the boundary walls 4 of the process chamber 1.
  • the insert 7 has two different inner diameters, which merge into one another in a transitional area in a funnel shape and of which the larger is arranged in the upper region of the insert 7 and the smaller in the lower region thereof.
  • a cylindrical insulator body 8 enters the insert 7 from above through an opening in the upper part 5a of the outer shell 5, substantially filling the space formed by the insert 7 in the region of its larger inner diameter.
  • a metallic high-voltage electrode 2 the demanding upper electrode
  • the high- voltage electrode 2 in the region of its exit from the lower, disposed within the insert 7 end of the insulator body 8 a circumferential bead 9, which serves the field relief in this area.
  • a counter-electrode 3 (the lower electrode according to the invention) is mounted on the bottom of the lower part 5b of the outer jacket 5, opposite the free end of the high-voltage electrode 2 arranged inside the insert 7, which, like the outer jacket 5, is at ground potential.
  • the smallest distance between the opposite spherical cap-shaped end faces of the two electrodes 2, 3, that is, the electrode spacing EA, in the present case is 30 mm.
  • the smaller inner diameter D of the insert 7, which forms the boundary walls 4 of the process chamber 1 in the region of the high-voltage discharge path formed between the high-voltage electrode 2 and the counter electrode 3, is 60 mm here, the larger inner diameter, within which the insulator body 8 is arranged, 90 mm.
  • the electrically insulating boundary walls 4 of the process chamber 1 thus surround the region of the high-voltage discharge path with a distance A corresponding to the electrode spacing EA, measured from the shortest discharge path between the electrodes 2, 3 (identical here to the axis X).
  • the process chamber 1 is filled after removal of the insulator body 8 with the high-voltage electrode 2 arranged therein, for example up to a height corresponding to half the electrode spacing EA above the counter electrode 3 with the material to be comminuted and then with a Process fluid, such as water, filled, such that after reinserting the insulator body 8 at a desired electrode spacing EA the process space 1 facing the end thereof into the process flow immerse yourself.
  • a Process fluid such as water
  • the insert 7 is a hollow cylinder with a uniform inner diameter of 72 mm
  • the high-voltage electrode 2 in the region of its exit from the insulator body 8 has no bead-like field relief and the counter-electrode 3 is formed as a kalk-shaped surface electrode 3, which forms the bottom of the process chamber 1.
  • the electrode distance EA is 40 mm here.
  • the electrically insulating boundary walls 4 of the process chamber 1 surround the region of the high-voltage discharge path here from the shortest discharge path between the electrodes 2, 3 (also identical here to the axis X) measured at a distance A of slightly less than the electrode spacing EA. All other design features are identical to those previously described in Fig. 1 and are therefore not discussed again.
  • FIG. 3 shows a vertical section through a third process container according to the invention, which differs from the process container according to FIG. 2 in that the high-voltage electrode 2 is bead-like in the region of its exit from the insulator body 8, as in the embodiment according to FIG Having field relief and the counter electrode 3 (shown in section here in contrast to Figures 1 and 2) is designed as a cup-shaped sieve bottom with sieve holes 10.
  • the electrode distance EA is also 40 mm, due to the shell-like design of the counter electrode 3, each point of the cup-shaped end face of the counter electrode 3 has virtually the same distance from the high voltage electrode 2, that is, there are several shortest discharge paths, the central shortest discharge path of which in such a case the claimed distance A of the boundary walls 4 is to be measured by the shortest discharge path according to the claim, here also coincides with the axis X. All other design features are again identical to those in Figures 1 and 2.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Prozessbehälter zum Fragmentieren von Material mittels Hochspannungsentladungen mit einem Prozessraum (1), in welchem sich die blanken Stirnseiten einer oberen (2) und einer unteren Elektrode (3) mit einem Elektrodenabstand (EA) zwecks Bildung einer Hochspannungsentladungsstrecke gegenüberstehen. Die Begrenzungswandungen (4) des Prozessraumes (1) sind in dem die Hochspannungsentladungsstrecke umgebenden Bereich elektrisch isolierend ausgebildet und umgeben diesen Bereich vom kürzesten Entladungspfad aus gemessen mit einem Abstand (A) kleiner dem Anderthalbfachen des Elektrodenabstands (EA). Ein solcher Prozessbehälter ermöglicht einen guten energetischen Wirkungsgrad des Fragmentierungsprozesses und ermöglicht zudem auch die Fragmentierung von sehr festen Materialien.

Description

Verfahren zur Fragmentierung von Material mittels Hochspannungsentladungen
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft Verfahren und Prozessbehälter zur Fragmentierung von Material mittels Hochspannungsentladungen, eine Verwendung der Prozessbehälter, sowie eine Anwendung der Verfahren gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
STAND DER TECHNIK
Aus dem Stand. der Technik ist es bekannt, Festkörper, wie beispielsweise Beton oder Gestein, mittels gepulster Hochspannungsentladungen in ihre Beständteile zu zerlegen bzw. zu zerkleinern. Hierzu wird das zu zerkleinernde Material zusammen mit einer Prozessflüssig- keit, beispielsweise Wasser, in einen Prozessraum eingebracht, in welchem zwischen zwei Elektroden Hochspannungsentladungen erzeugt werden. Dabei wird grundsätzlich zwischen zwei verschiedenen Fragmentierungsverfahren unterschieden .
Bei den sogenannten elektrohydraulischen Fragmentierungsverfahren führt der Entladungspfad aus- schliesslich durch die Prozessflüssigkeit, so dass Schockwellen in der Prozessflüssigkeit ausgelöst werden, welche auf das zu zerkleinernde Material einwirken. Diese Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, dass nur ein geringer Anteil der zur Erzeugung .der Hochspannungsentladungen benötigten Energie der Zerkleinerung des Materials dient. Entsprechend werden bei den elektrohydraulischen Verfahren zur Erzielung relativ bescheidener Zerkleinerungsleistungen grosse Energiemengen benötigt, deren Bereitstellung zudem mit einem hohen apparatetechnischen Aufwand verbunden ist. Auch ist die Fragmentierung relativ fester Materialien mit elektrohydraulischen Verfahren praktisch nicht möglich.
Bei den sogenannten elektrodynamischen Verfahren führt der Entladungspfad zumindest teilweise durch das zu zerkleinernde Material, so dass im Material selbst eine Schockwelle erzeugt wird. Solche Verfahren werden beispielsweise in DE 195 34 232 Al beschrieben. Mit diesen Verfahren kann ein deutlich höherer Anteil der aufgewendeten Energiemenge für die Fragmentierung des Materials genutzt werden als bei den elektrohydraulischen Verfahren und es können auch deutlich festere Materialien fragmentiert werden. Indes kann jedoch auch bei den heute bekannten elektrodynamischen Verfahren der energetische Wirkungsgrad und die Fähigkeit zur Zerkleinerung harter und spröder Materialien nicht als zufriedenstellend angesehen werden. Ein weiterer Nachteil dieser Verfahren besteht zudem darin, dass das zu zerkleinernde Material im Bereich zwischen den Elektroden gehalten bzw. wiederholt in diesen Bereich gebracht werden muss, was zusätzliche Einrichtungen erfordert und oftmals auch mit einem zusätzlichen Energieaufwand verbunden ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es stellt sich daher die Aufgabe, Verfahren und Prozessbehälter zur Fragmentierung von Material mittels Hochspannungsentladungen zur Verfügung zu stellen, welche die zuvor erwähnten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen oder zumindest teilweise vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch die Verfahren und die Prozessbehälter gemäss den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fragmentierung von Material bzw. Materialverbünden, bevorzugterweise von spröden, hochfesten keramischen oder mineralischen Werkstoffen oder Verbundwerkstoffen, wie beispielsweise Beton oder natürliche Konglo- merate, mittels Hochspannungsentladungen. Dabei wird ein Prozessraum mit elektrisch isolierenden Begrenzungswandungen bereitgestellt. Im Prozessraum wird eine Hochspan- nungsentladungsstrecke mittel einer oberen und einer unteren Elektrode, welche sich mit einem Abstand, dem an- spruchsgemässen Elektrodenabstand, gegenüberstehen, gebildet. Dabei wird der Bereich der Hochspannungsentladungstrecke, vom kürzesten Entladungspfad der Elektrodenanordnung (kleinster Abstand zwischen den blanken Stirnseiten der beiden Elektroden) aus gemessen bzw. bei Elektrodengeometrien, bei denen mehrere kürzeste Entladungspfade existieren, von einem zentralen kürzesten Entladungspfad aus gemessen, von den elektrisch isolierenden Begrenzungswandungen des Prozessraumes mit einem Abstand umgeben, welcher kleiner als das Anderthalbfache des Elektrodenabstands bzw. der Länge des kürzesten Entladungspfades ist. Bei einem zentral in einem zylindrischen Prozessraum verlaufenden kürzesten Entladungspfad würde der Prozessraum also im Bereich der Entladungsstrecke einen Durchmesser kleiner dem Dreifachen des Elektrodenabstands aufweisen. Gemäss einem weiteren Verfahrensschritt wird das zu fragmentierende Material und eine Prozessflüssigkeit, z.B. Wasser, in den Prozessraum eingebracht, derart, dass beim vorgesehenen Fragmentierungsbetrieb der Bereich zwischen den blanken, sich gegenüberliegenden Stirnflächen der oberen und der unteren Elektrode mit dem zu fragmentierenden Material und der Prozessflüssigkeit gefüllt ist, so dass die Entladungspfade der im Betrieb zwischen den beiden Elektroden stattfindenden Hochspannungsentladungen ausschliesslich durch das zu fragmentierende Material und/oder durch die Prozessflüssigkeit führen. Hinsichtlich der Reihenfolge der zuvor erwähnten Verfahrensschritte ist anzumerken, dass es sowohl vorgesehen ist, zuerst die Hochspannungs- entladungsstrecke im Prozessraum zu bilden und dann das zu fragmentierende Material und die Prozessflüssigkeit in diesen einzubringen als auch umgekehrt. Auch ist es vor- gesehen,, das zu fragmentierende Material und die Prozessflüssigkeit separat voneinander in den Prozessraum einzubringen, wobei es auch vorgesehen ist, zwischen dem separaten Einbringen derselben die Hochspannungsentladungs- strecke im Prozessraum zu bilden, z.B. indem zuerst das zu fragmentierende Material in den Prozessraum eingebracht wird, sodann die Hochspannungsentladungsstrecke, z.B. durch Einsetzen der oberen Hochspannungselektrode, gebildet wird und sodann die Prozessflüssigkeit hinzugegeben wird.
Nachdem die vorhergehenden Verfahrensschritte ausgeführt sind, werden Hochspannungsentladungen zwischen den beiden Elektroden im Prozessraum erzeugt,, wodurch das zu fragmentierende Material zerlegt bzw. zerkleinert wird.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass sich bei der erfindungsgemässen Diinensionierung des Prozessraumes ein guter energetischer Wirkungsgrad erzielen lässt und auch sehr feste Materialien fragmentiert werden können. Zudem kann bei einer solchen Ausgestaltung, unter Einhaltung einer Pulsfolgefrequenz, bei welcher sich das aufgewirbelte Fragmentiergut zwischen zwei Pulsen nicht vollständig wieder absetzen kann, auf etwaige beim Stand der Technik erforderliche Einrichtungen, die das Fragmentiergut im Bereich der Entladungsstrecke halten oder es wiederholt in diesen Bereich führen, verzichtet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umgeben die Begrenzungswandungen des Prozessraums den Bereich der Entladungsstrecke vom kürzesten Entladungspfad aus gemessen bzw. bei Elektrodengeometrien, bei denen mehrere kürzeste Entladungspfade existieren, von einem zentralen kürzesten Entladungspfad aus gemessen mit einem Abstand kleiner als der Elektrodenabstand, bevorzugterweise mit einem Abstand entsprechend der Hälfte bis dem Einfachen des Elektrodenabstands . Bei einem zentral in einem zylindrischen Prozessraum verlaufenden kürzesten Entladungspfad würde der Prozessraum also im Bereich der Entladungsstrecke bevorzugterweise einen Durchmesser kleiner dem Zweifachen des Elektrodenabstands, bevorzugterweise einen Durchmesser im Bereich zwischen dem Einfachen und dem Zweifachen des Elektrodenabstands aufweisen. Bei einer solchen Dimensionierung des Prozessraumes treten die Vorteile der Erfindung besonders deutlich zu Tage.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist der unterhalb der oberen Elektrode befindliche Teil des zur Verfügung gestellten Prozessraumes ein Volumen auf, dass kleiner oder gleich dem Volumen eines Zylinders ist, der eine Höhe entsprechend dem Elektrodenabstand und einen Durchmesser entsprechend dem Dreifachen, bevorzugterweise entsprechend dem Zweifachen des Elektrodenabstands aufweist.
Auch ist es bevorzugt, wenn der zur Verfügung gestellte Prozessraum ein Gesamtvolumen aufweist, welches nicht grösser ist als das Vierfache des Volumens des unterhalb der oberen Elektrode befindlichen Teils des Prozessraums .
Weiter ist es bevorzugt, wenn die Gesamthöhe des zur Verfügung gestellten Prozessraumes nicht grösser ist als das Vierfache des Elektrodenabstands.
Solche Prozessraumgestaltungen begünstigen eine kompakte Bauweise des den Prozessraum bereitstellenden Prozessbehälters und ermöglichen hohe Energiedichten im Entladungsbereich, so dass auch extrem feste Materialien fragmentiert werden können.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Hochspannungsentladungen mit einer derartigen Abfolgefrequenz durchgeführt, dass sich das zu fragmentierende Material (Fragmentiergut) zwischen zwei Hochspannungsentladungen nicht vollständig absetzen kann, z.B. auf dem Boden des Prozessraumes, also zumindest teilweise in der Prozessflüssigkeit in Schwebe bleibt. Je nach Material und Wahl der Prozessparameter wird die Pulsfolgefrequenz hierfür be- vorzugterweise auf grösser 0.5 Hz eingestellt, vorteilhafterweise auf grösser 2 Hz. Hierdurch kann eine gute Fragmentierungsleistung pro Zeiteinheit erzielt werden und es wird möglich, das Fragmentiergut oder zumindest das bereits auf eine gewisse Grosse zerkleinerte Fragmentiergut ohne zusätzliche Hilfsmittel mehrmals in den Bereich der Hochspannungsentladungen zu führen.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Prozessraum bereitgestellt, der den kürzesten Entladungspfad bzw. den zentralen kürzesten Entladungspfad koaxial und bevorzugterweise zylindrisch umgibt. Eine. solche Ausgestaltung verhindert die Bildung toter Ecken in denen sich Fragmentiergut absetzen kann.
Auch ist es bevorzugt, wenn ein rotationssym- metrischer Prozessraum mit rotationssymmetrisch darin angeordneten Elektroden bereitgestellt wird. Hierdurch ergeben sich hochspannungstechnisch gesehen optimale Bedingungen, da die Induktivität der Anordnung gering gehalten wird, was einem schnellen Stromanstieg und damit einer hoher Fragmentierungsleistung des einzelnen Hochspannungspulses zuträglich ist.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird als obere Elektrode eine Stabelektrode verwendet und als untere Elektrode eine Stabelektrode oder eine Flächenelektrode, bevorzugterweise eine als Siebboden ausgebildete Flächenelektrode. Solche Elektrodenanordnungen haben sich, je nach Anwendungszweck bzw. Fragmentiergut, als besonders geeignet erwiesen .
Wird der Prozessraum bis maximal zur Mitte der kürzesten Entladungsstrecke mit zu fragmentierendem Material gefüllt, also' bis zu einem Niveau, das um den halben Elektrodenabstand oberhalb der Stirnfläche der unteren Elektrode liegt, was bevorzugt ist, so ergibt sich im Bereich der Entladungsstrecke ein prozesstechnisch bevorzugtes Verhältnis von Menge Fragmentiergut zu Menge Prozessflüssigkeit, wodurch ein Aufwirbeln und Durchmischen des Fragmentierguts bei jeder Hochspannungsentladung begünstigt wird.
Ebenfalls bevorzugt ist es, wenn eine der beiden Elektroden, bevorzugterweise die obere Elektrode, oder beide Elektroden in ihrer Längsrichtung verschieblich im Prozessraum angeordnet ist oder sind. Hierdurch wird es möglich, diese auf den jeweiligen Prozess einzustellen, z.B. in das zu fragmentierende Material einzutauchen oder im Falle der oberen Elektrode diese in der Prozessflüssigkeit oberhalb des zu fragmentierenden Materials zu positionieren, und bei etwaigem Abbrand durch Verschiebung derselben wieder den gewünschten Elektrodenabstand einzustellen.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird .als zu fragmentierendes Material ein bereits in einem vorgeschalteten Prozessschritt mit Vorteil durch Hochspannungsentladungen vorfragmentiertes Material verwendet. Hierdurch ergibt sich gesamthaft gesehen ein mehrstufiges Fragmentierungsverfahren, mit welchem sich optimale Fragmentierungsergebnisse erzielen lassen, da jeder einzelne Fragmentierungs- teilprozess genau auf das mit ihm zu erzielende Fragmentierungsergebnis zugeschnitten werden kann.
In noch einer weiteren 'bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird während dem Fragmentieren kein Fragmentiergut in den Prozessraum eingebracht. Auch ist es bevorzugt, dass während dem Fragmentieren kein fragmentiertes Material aus dem Prozessraum entfernt wird. Die Fragmentierung erfolgt also bevorzugterweise im Batch-Betrieb, wodurch sich der Vorteil ergibt/ dass der Prozessraum denkbar einfach und damit kostengünstig und robust ausgebildet werden kann.
Dabei ist es bevorzugt, wenn das Fragmentiergut nach dem Fragmentieren gesiebt wird, um dieses in verschiedene Zerkleinerungsstufen aufzuteilen bzw. die einzelnen Bestandteile desselben voneinander zu trennen. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Prozessbehälter zur Fragmentierung von Material mittels Hochspannungsentladungen, bevorzugterweise zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung, welcher einen Prozessraum aufweist, in welchem sich die blanken Stirnseiten einer oberen und einer unteren Elektrode mit einem Elektrodenabstand gegenüberstehen und so eine Hochspannungsentladungsstrecke bilden. Die Begrenzungswandungen des Prozessraumes sind in dem Bereich, welcher die Hochspannungsentladungsstrecke umgibt, elektrisch isolierend ausgebildet, mit Vorteil aus einem zähen, schockresistenten und abriebfesten Kunst- stoffmaterial, und umgeben diesen Bereich mit einem Abstand kleiner dem Anderthalbfachen des Elektrodenabstands vom kürzesten Entladungspfad bzw. vom zentralen kürzesten Entladungspfad aus gemessen (siehe hierzu die Darlegungen zum ersten Aspekt der Erfindung) . Dabei ist die Wandstärke des die isolierende Begrenzungswandung bildenden Bauteils derartig gewählt, dass beim bestimmungsgemässen Betrieb des Prozessbehälters die Durchbruchfeldstärke in der Begrenzungswand niemals erreicht wird, eine Hochspannungsentladung also ausschliesslich zwischen den beiden Elektroden stattfinden kann.
Mit solchen erfindungsgemässen Prozessbehältern kann ein guter energetischer Wirkungsgrad erzielt werden, d.h. ein grosser Teil der aufgewendeten Energie kann für die Fragmentierung genutzt werden, und es wird erstmals die Fragmentierung von sehr festen Materialien möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Prozessbehälters umgeben die Begrenzungswandungen des Prozessraumes den Bereich der Entladungsstrecke vom kürzesten Entladungspfad bzw. von zentralen kürzesten Entladungspfad aus gemessen mit einem Abstand kleiner als der Elektrodenabstand, bevorzugterweise mit einem Abstand entsprechend der Hälfte bis dem Einfachen des Elektrodenabstands. Eine Dimensionierung in diesem Bereich hat sich sowohl konstruktiv als auch prozesstechnisch als besonders günstig erwiesen.
Ebenfalls bevorzugt ist es, wenn der sich unterhalb der oberen Elektrode befindliche Teil des Prozessraumes des Prozessbehälters ein Volumen aufweist, welches kleiner oder gleich dem Volumen eines Zylinders ist, der eine Höhe entsprechend dem Elektrodenabstand und einen Durchmesser entsprechend dem Dreifachen, bevorzugterweise entsprechend dem Zweifachen des Elektrodenabstands aufweist.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Gesamtvolumen des Prozessraumes nicht grösser ist als das Vierfache des Volumens des unterhalb der oberen Elektrode befindlichen Teils desselben.
Weiter ist es von Vorteil, wenn die Höhe des Prozessraumes nicht grösser ist als das Vierfache des Elektrodenabstands .
Solche Dimensionierungen des Prozessraumes vermeiden unnötige Volumina und begünstigen hohe Energie- ■dichten im Entladungsbereich. Zudem ermöglichen sie eine kompakte Bauweise des Prozessbehälters.
In noch einer bevorzugten Ausführungsform des Prozessbehälters umgibt der Prozessraum den kürzesten Entladungspfad bzw. den zentralen kürzesten Entladungspfad koaxial und bevorzugterweise zylindrisch. Dabei ist es bevorzugt, wenn der Prozessraum und die Elektroden eine rotationssymmetrische Anordnung bilden. Solche Ausgestaltungen vermeiden die Bildung toter Ecken und stellen im Falle der rotationssymmetrischen Ausbildung eine aus hochspannungstechnischer Sicht optimale Lösung dar.
Mit Vorteil sind die Elektroden des Prozessbehälters derartig ausgebildet, dass die obere Elektrode eine Stabelektrode und die untere Elektrode eine Staboder Flächenelektrode ist, wobei es für bestimmte Anwendungen bevorzugt ist, wenn die untere Elektrode als Flächenelektrode in Form eines Siebbodens ausgebildet ist. Auch ist. es bevorzugt, wenn eine der beiden Elektroden, bevorzugterweise die obere Elektrode, oder beide Elektroden in Längsrichtung verschieblich im Prozessraum angeordnet ist oder sind, so dass der Elektrodenabstand einstellbar ist und die jeweilige Elektrodenspitze in einer gewünschten axialen Position positioniert werden kann. Hierdurch ergibt sich weiter der Vorteil, dass ein Nachstellen der Elektrode bei etwaigem Abbrand problemlos möglich ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Prozessbehälters ist dieser mit einem Hochspannungspulsgenerator gekoppelt, mit welchem für die Fragmentierung geeignete Hochspannungsentladungen mit einer Abfolgefrequenz von mehr .als 0.5 Hz, bevorzugterweise von mehr als 2 Hz erzeugbar sind. Mit solchen Pulsfolgen lässt sich eine gute Fragmentierungsleistung erzielen und je nach Fragmentiergut und gewählten Verfahrensparametern zudem erreichen, dass das zu fragmentierende Material in der Prozessflüssigkeit in Schwebe gehalten wird und dadurch mehrfach in die Entladungszone eintritt.
Mit Vorteil bestehen die elektrisch isolierenden Begrenzungswandungen des Prozessraumes aus Polyethylen. Dieses Material hat sich als besonders geeignet erwiesen, den hohen mechanischen wie elektrischen Beanspruchungen standzuhalten.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft einen Prozessbehälter, , auch als Reaktionsgefäss bezeichnet, einer hochspannungsimpulstechnischen Anlage zum Zertrümmern/Sprengen spröder, hochfester keramischer/mineralischer Werk-/Verbundwerkstoffe, bevorzugterweise gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung. Ein solcher Prozessbehälter ist in Fig. 1 dargestellt, auf welche sich auch die im Folgenden verwendeten Bezugsziffern beziehen. In den Prozessbehälter ragt eine auf Bezugspotential blank liegende Elektrode und eine mit Hochspannung beaufschlagbare, bis zu ihrem blank liegenden Endbereich isolierte Elektrode, wobei sich beide Elektroden auf einstellbarem Abstand gegenüber stehen und sich der gesamte Elektrodenzwischenraum samt blank liegendem Endbereich der beiden Elektroden in einer Prozessflüssigkeit befinden und der Prozessbehälter mit den beiden Elektroden koaxial aufgebaut ist. Der Prozessbehälter zeichnet sich dadurch aus, dass er in seinem unteren Teil aus einem hohlzylindrischen Topf 5b aus elektrisch leitendem Material besteht, von dessen Boden aus zentralaxial die auf Bezugspotential bzw. Masse liegende Elektrode 3 in den Topf 5b ragt. Der Topf 5b ist mantelwandseitig innen mindestens völlig mit einer dielektrischen Mantelwand 7 aus zähem, schockresistentem, abriebarmem Material ausgekleidet, so dass im unteren Teil eine lichte Weite D und über einen konischen Übergang im oberen Teil eine grossere lichte Weite besteht. Die Dicke der Mantelwand 7 ist mindestens derart, dass bei der Hochspannungsentladung zwischen den beiden Elektroden 3, 2 die Durchbruchfeidstärke in der Mantelwand 7 nicht erreicht wird.
Von oben in den Topf 5b ragt die mit Hochspannung beaufschlagbare, über einen Deckel 5a aus elektrisch leitendem Material elektrisch isoliert geführte Elektrode 2 zentralaxial in den Topf 5b. Sie ist bis nahe zum Endbereich zur elektrischen Isolation mit einem dielektrischen Mantel 8 aus . zähem, schockwellenabsorbierendem Material umgeben, mit dem die Hochspannungselektrode 2 unter Bildung eines bandförmigen Ringspalts in die grossere lichte Weite eingeführt ist. Die beiden Elektroden 3, 2 stehen sich mit ihrer jeweils blanken Stirn in einem Abstand EA mit der halben bis der 2-fachen lichten Weite D, bevorzugterweise mit der halben bis der 1-fachen lichten Weite D oder mit der 1- bis 2-fachen lichten Weite D gegenüber. Der durch den Boden des Topfes 5b, der Elektrode 3, der dielektrischen Mantelwand 7 und der mit dem Isolator 8 versehenen Elektrode 2 gebildete Prozesshohlraum ist bis in den bandförmigen Ringspaltbereich hinein mit der Prozessflüssigkeit bis zu einer Höhe L derart gefüllt, dass sich der elektrische Hochspannungsdurchschlag nur zwischen den blank liegenden Stirnbereichen der beiden Elektroden 3, 2 im gas-/luftblasenfreien Prozessmedium ausbildet.
Für den zuverlässigen Langzeitbetrieb ist es bevorzugt, die Hochspannungselektrode in ihrem blank liegenden Anfangsbereich zweckmässig auszugestalten. Die Elektrode 2 ist im von ihrem Isolator 8 austretenden, blank liegenden Bereich durch einen koaxialen ringförmigen Wulst 9 elektrisch feldentlastend ausgebildet.
Die Belastungsforderungen an die Mantelwand im Prozessbehälter sind ausgesprochen hoch. Neben der elektrischen Belastung durch die Hochspannungsimpulse sind die mechanischen Belastungen durch Schockwellen und Abrieb durch aufprallende Fraktionsstücke ebenfalls stark. Als gegen die Prozessflüssigkeit - meist Wasser - inertes Material ist beispielsweise ein thermoplastischer Kunststoff, vorzugsweise HD-Polyethylen, in Betracht zu ziehen .
Bevorzugterweise hat der Deckel 5a mit dem Topf 5b eine elektrisch leitende Verbindung, die mechanisch lösbar ist. Das ist eine einfache technische Lösung, die eine leichte Handhabung des Prozessbehälters erlaubt. Für die Beschickung und Entleerung des Prozessbehälters ist bevorzugterweise zumindest die gesamte Elektrode 2 samt Isolation 8 herausnehmbar.
Der Prozessbehälter ist bevorzugterweise zum Betrieb mit seinen beiden Elektroden 3 und 2 an einen Hochspannungsimpulsgenerator als Energiequelle angeschlossen. Dabei ist bei der Führung der Hin- und Rückleitung wegen der geforderten schnellen Spannungsanstiegszeit darauf zu achten, dass die Leiterführung so induktivitätsarm wie möglich ausgeführt wird, d.h. die leiterumfasste Fläche so klein wie möglich ist. Verlegemethoden dazu sind nahe Parallelführung so weit möglich bis hin zur Koaxialleitung. Der steile Spannungsanstiegdes Hochspannungsimpulses kann dann realisiert werden, wobei das Ladegerät für den Energiespeicher entsprechend dimensioniert ist, damit die Repetierfrequenz für die Entladung von mindestens 2 Hz eingestellt werden kann.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung des Prozessbehälters gemäss dem zweiten oder dem dritten Aspekt der Erfindung zum Entfernen von Be- schichtungen, bevorzugterweise von Schutzschichten, von beschichteten Kernbrennstoffpartikeln. Bei solchen Verwendungen der erfindungsgemässen Prozessbehälter treten die Vorteile der Erfindung besonders deutlich zu Tage.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum hochspannungsimpulstechnischen Zertrümmern/Sprengen spröder, hochfester keramischer/mineralischer Werk-/Verbundwerkstoffe, dem Prozess-/Fragmentier- gut, in einem Prozessraum. Bevorzugterweise handelt es sich bei dem Verfahren um ein Verfahren gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung. Ein Prozessbehälter zur Durchführung des Verfahrens ist in Fig. 1 dargestellt, auf welche sich auch die im Folgenden verwendeten Bezugsziffern beziehen. Das eingebrachte, zu fragmentierende Prozessgut ist hierzu völlig in die Prozessflüssigkeit, meist Wasser, blasenfrei versenkt/eingetaucht. Der Reaktionsraum ist gemäss dem dritten Aspekt der Erfindung aufgebaut und zum Betrieb an den impulsförmig entladbaren, mit einer Mindestrepetierfrequenz betreibbaren elektrischen Energiespeicher angeschlossen. Folgende Verfahrensschritte werden zur Fragmentierung durchgeführt: der Abstand der blank liegenden Stirn der beiden Elektroden 3 und 2 zueinander wird auf die halbe bis 2-fache lichte Weite D, bevorzugterweise auf die halbe bis 1-fache lichte Weite D oder auf die 1- bis 2- fache lichte Weite D eingestellt, das zu fragmentierende Prozessgut wird bis höchstens zum halben Abstand EA der Stirn der beiden Elektroden 3, 2 zueinander in der Prozessflüssigkeit versenkt/eingetaucht, die Einrichtung wird für den Prozess mit einer Hochspannungsimpulsfolge von mindestens 2 Hz Repetierbetrieb betrieben. Die zeitliche Impulsfolge ist an den Prozesszustand anpassbar. Je nach Anlagengrösse werden Impulse mit einer Anstiegszeit aus dem nsec-Bereich bis in den μsec-Bereich bei Spannungsamplituden bis in den unteren Megavoltbereich eingestellt.
Die Pulsfolgefrequenz der Hochspannungsentladungen kann hinreichend hoch eingestellt werden, so dass sich das Fragmentiergut nicht in Bereichen absetzen kann, in denen es für die Hochspannungsentladung abgeschirmt ist, z.B. der Boden des Prozessbehälters, sondern infolge der Hochspannungsentladungen so durchwirbelt wird, dass es sich in der Prozessflüssigkeit in der Schwebe hält. Wird also die Pulsfolgefrequenz der HV Entladungen so gross gewählt, dass das Fragmentiergut sich zwischen 2 Pulsen nicht auf dem Boden des Entla- dungsgefässes absetzen kann, ist keine zusätzliche Auf- wirbelungseinrichtung notwendig, um das Fragmentiergut in Suspension zu halten. Bei der in Fig. 1 angegebenen Anordnung wurde dies bei Frequenzen ab etwa 2 Hz erreicht.
Ein sechster Aspekt der Erfindung betrifft die Anwendung des Verfahrens gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung oder gemäss dem fünften Aspekt der Erfindung zur Entfernung von Beschichtungen, bevorzugterweise von Schutzschichten, von beschichteten Kernbrennstoffpartikeln. Bei einer solchen Anwendung treten die Vorteile der Erfindung besonders deutlich zu Tage.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen ersten erfindungsgemässen Prozessbehälter;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch einen zweiten erfindungsgemässen Prozessbehälter; und
Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch einen dritten erfindungsgemässen Prozessbehälter.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Fig. 1 zeigt einen ersten erfindungsgemässen Prozessbehälter im Vertikalschnitt. Wie zu erkennen ist, ist der Prozessbehälter vollständig rotationssymmetrisch um eine zentrale Achse X herum ausgebildet und weist einen von einem Oberteil 5a und einem Unterteil 5b gebildeten metallischen Aussenmantel 5 auf, welcher auf Massepotential liegt. Ober- und Unterteil 5a, 5b des Aussen- mantels 5 sind im Bereich einer von diesen gebildeten Flanschpartie 6 miteinander verschraubt und dadurch sowohl mechanisch als auch elektrisch miteinander gekoppelt. Innerhalb des Aussenmantels 5 ist ein hohlzylinder- förmiger Einsatz 7 angeordnet, der aus einem Isolatormaterial, im vorliegenden Fall aus HD-Polyethylen, besteht und die Begrenzungswandungen 4 des Prozessraumes 1 bildet. Dabei weist der Einsatz 7 zwei unterschiedliche Innendurchmesser auf, welche in einem Übergangsbereich trichterförmig ineinander übergehen und von denen der grossere im oberen Bereich des Einsatzes 7 angeordnet ist und der kleinere im unteren Bereich desselben. Von oben her tritt durch eine Öffnung im Oberteil 5a des Aussenmantels 5 ein zylindrischer Isolatorkörper 8 in den Einsatz 7 ein und füllt dabei den im Bereich seines grosseren Innendurchmessers vom Einsatz 7 gebildeten Raum im Wesentlichen aus. Im Zentrum des Isolatorkörpers 8 erstreckt sich eine metallische Hochspannungselektrode 2 (die anspruchgemässe obere Elektrode) , welche an beiden Enden aus dem Isolatorkörper 8 austritt und innerhalb des Einsatzes 7 in den vom kleineren Durchmesser D des Einsatzes 7 gebildeten Raum eintritt. Dabei weist die Hoch- spannungselektrode 2 im Bereich ihres Austritts aus dem unteren, innerhalb des Einsatzes 7 angeordneten Ende des Isolatorkörpers 8 einen umlaufenden Wulst 9 auf, welcher der Feldentlastung in diesem Bereich dient. Zur Bildung einer Hochspannungsentladungsstrecke ist dem innerhalb des Einsatzes 7 angeordneten freien Ende der Hochspannungselektrode 2 gegenüberliegend auf dem Boden des Unterteils 5b des Aussenmantels 5 eine stabförmig nach oben ragende Gegenelektrode 3 (die anspruchsgemässe untere Elektrode) angebracht, welche wie der Aussenmantel 5 auf Massepotential liegt. Der kleinste Abstand zwischen den sich gegenüberliegenden kugelkalottenförmigen Stirnflächen der beiden Elektroden 2, 3, d.h. der Elektrodenabstand EA, beträgt im vorliegenden Fall 30 mm. Der kleinere Innendurchmesser D des Einsatzes 7, welcher die Begrenzungswandungen 4 des Prozessraums 1 im Bereich der zwischen der Hochspannungselektrode 2 und der Gegenelektrode 3 gebildeten Hochspannungsentladungsstrecke bildet, beträgt hier 60 mm, der grossere Innendurchmesser, innerhalb welchem der Isolatorkörper 8 angeordnet ist, 90 mm. Die elektrisch isolierenden Begrenzungswandungen 4 des Prozessraumes 1 umgeben den Bereich der Hochspannungsentladungsstrecke also mit einem Abstand A entsprechend dem Elektrodenabstand EA, vom kürzesten Entladungspfad zwischen den Elektroden 2, 3 (hier identisch mit der Achse X) aus gemessen.
Für die Fragmentierung von Material mittels Hochspannungsentladungen in diesem Prozessbehälter wird der Prozessraum 1 nach einem Entfernen des Isolatorkörpers 8 mit der darin angeordneten Hochspannungselektrode 2 beispielsweise bis zu einer Höhe entsprechend dem halben Elektrodenabstand EA oberhalb der Gegenelektrode 3 mit dem zu zerkleinernden Material befüllt und sodann mit einer Prozessflüssigkeit, z.B. Wasser, aufgefüllt, derart, dass nach dem Wiedereinsetzen des Isolatorkörpers 8 bei einem gewünschten Elektrodenabstand EA das dem Prozessraum 1 zugewandte Ende desselben in die Prozessflüs- sigkeit eintaucht. Hierdurch befindet sich nicht nur die zwischen den freien Enden (Stirnflächen) der beiden Elektroden gebildete Hochspannungsentladungsstrecke vollständig innerhalb des mit Prozessflüssigkeit und zu zerkleinerndem Material gefüllten Prozessraumvolumens, was in jedem Fall für die Prozessführung erforderlich ist, sondern das gesamte aus dem Isolatorkörper 8 in den Prozessraum eintretende Ende der Hochspannungselektrode 2 und auch das Ende des Isolatorkörpers 8 sind von Prozessflüssigkeit umgeben und dadurch zusätzlich gegenüber dem Einsatz 7 isoliert. Sodann wird dasjenige Ende der Hochspannungselektrode 2, welches aus dem oberen Ende des Isolatorkörpers 8 austritt, mittels eines Hochspannungspulsgenerators, wie z.B. ein Marx-Generator, mit Hochspan- nungspulsen beaufschlagt und das im Prozessraum 1 befindliche Fragmentiergut dadurch fragmentiert. Nach erfolgter Fragmentierung wird der Isolatorkörper 8 mit der Hochspannungselektrode 2 erneut entfernt und das fragmentierte Material aus dem Prozessraum 1 entnommen.
Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen zweiten erfindungsgemässen Prozessbehälter, welcher sich von dem Prozessbehälter gemäss Fig. 1 dadurch unterscheidet, dass der Einsatz 7 ein Hohlzylinder mit einheitlichem Innendurchmesser von 72 mm ist, die Hochspannungselektrode 2 im Bereich ihres prozessraumseitigen Austritts aus dem Isolatorkörper 8 keine wulstartige Feldentlastung aufweist und die Gegenelektrode 3 als ka- lottenförmige Flächenelektrode 3 ausgebildet ist, welche den Boden des Prozessraumes 1 bildet. Der Elektrodenabstand EA beträgt hier 40 mm. Entsprechend umgeben die elektrisch isolierenden Begrenzungswandungen 4 des Prozessraumes 1 den Bereich der Hochspannungsentladungsstrecke hier vom kürzesten Entladungspfad zwischen den Elektroden 2, 3 (auch hier identisch mit der Achse X) aus gemessen mit einem Abstand A von etwas weniger als dem Elektrodenabstand EA. Alle übrigen Konstruktionsmerkmale sind identisch mit den zuvor schon bei Fig. 1 beschriebenen und werden deshalb nicht erneut diskutiert.
Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen dritten erfindungsgemässen Prozessbehälter, welcher sich von dem Prozessbehälter gerαäss Fig. 2 dadurch unterscheidet, dass die Hochspannungselektrode 2 im Bereich ihres prozessraumseitigen Austritts aus dem Isolatorkörper 8, wie schon bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1, eine wulstartige Feldentlastung aufweist und die Gegenelektrode 3 (hier im Gegensatz zu den Figuren 1 und 2 geschnitten dargestellt) als schalenförmiger Siebboden mit Sieblöchern 10 ausgebildet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Elektrodenabstand EA ebenfalls 40 mm, wobei aufgrund der schalenförmigen Ausbildung der Gegenelektrode 3 jeder Punkt der schalenförmigen Stirnfläche der Gegenelektrode 3 praktisch den gleichen Abstand zur Hochspannungselektrode 2 aufweist, es also mehrere kürzeste Entladungspfade gibt, wobei der zentrale kürzeste Entladungspfad, von welchem aus in einem solchen Fall der anspruchsgemässe Abstand A der Begrenzungswandungen 4 vom anspruchsgemässen kürzesten Entladungspfad zu messen ist, hier ebenfalls mit der Achse X zusammenfällt. Alle übrigen Konstruktionsmerkmale sind wiederum identisch mit denen in den Figuren 1 und 2.

Claims

PATENTANSPRUCHE
1. Verfahren zur Fragmentierung von Material mittels Hochspannungsentladungen, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Prozessraumes (1) mit elektrisch isolierenden Begrenzungswandungen (4) ; b) Bilden einer Hochspannungsentladungsstrecke im Prozessraum (1) mittels einer oberen Elektrode (2) und einer unteren Elektrode (3) , welche sich mit einem Elektrodenabstand (EA) gegenüberstehen, wobeidie Begrenzungswandungen (4) den Bereich der Entladungsstrecke mit einem Abstand (A) kleiner dem Anderthalbfachen des Elektrodenabstands (EA) vom kürzesten Entladungspfad aus gemessen umgeben; c) Einbringen des zu fragmentierenden Materials ' und einer Prozessflussigke.it in den Prozessraum (1) derart, dass beim vorgesehenen Fragmentierungsbetrieb der Bereich zwischen der oberen (2) und der unteren Elektrode (3) mit zu fragmentierendem Material und Prozessflüssigkeit gefüllt ist; und d) Fragmentieren des Materials im Prozessraum (1) durch Erzeugen von Hochspannungsentladungen zwischen den Elektroden (2, 3) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prozessraum (1) bereitgestellt wird, bei welchem die Begrenzungswandungen (4) den Bereich der Entladungsstrecke vom kürzesten Entladungspfad aus gemessen mit einem Abstand (A) kleiner als der Elektrodenabstand (EA) , insbesondere mit einem Abstand (A) entsprechend der Hälfte bis dem Einfachen des Elektrodenabstands (EA) umgeben.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prozessraum (1) bereitgestellt wird, bei dem der sich unterhalb der oberen Elektrode (2) befindliche Teil des Prozessraumes (1) ein Volumen aufweist, dass kleiner oder gleich dem Volumen eines Zylinders ist, der eine Höhe entsprechend dem Elektrodenabstand (EA) und einen Durchmesser entsprechend dem Dreifachen, insbesondere entsprechend dem Zweifachen des Elektrodenabstands (EA) aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prozessraum (1) zur Verfügung gestellt wird, dessen Gesamtvolumen nicht grösser ist als das Vierfache des Volumens des unterhalb der oberen Elektrode (2) befindlichen Teils des Prozessraums ( 1 ) .
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prozessraum (1) zur Verfügung gestellt wird, dessen Gesamthöhe nicht grösser ist als das Vierfache des Elektrodenabstands
(EA) .
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungsentladungen mit einer Abfolgefrequenz erzeugt werden, bei der sich das zu zerkleinernde Material zwischen zwei aufeinanderfolgenden Hochspannungsentladungen nicht vollständig wieder absetzen kann, und insbesondere, dass eine Pulsfolgefrequenz von grösser 0.5 Hz, insbesondere von grösser 2 Hz gewählt wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prozessraum (1) bereitgestellt wird, der den kürzesten Entladungspfad koaxial und insbesondere zylindrisch umgibt.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein rotationssymmetrischer Prozessraum (1) mit koaxial darin angeordneten rotationssymmetrischen Elektroden (2, 3) bereitgestellt wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als obere Elektrode (2) eine Stabelektrode verwendet wird und als untere Elektrode (3) eine Stabelektrode oder eine Flächenelektrode, insbesondere eine als Siebboden ausgebildete Flächenelektrode .
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessraum (1) bis maximal zur Mitte der Entladungsstrecke mit zu fragmentierendem Material gefüllt wird.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode, bevorzugterweise die obere Elektrode (2), oder beide Elektroden (2, 3) in Längsrichtung verschieblich im Prozessraum (1) angeordnet wird oder werden.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zu fragmentierendes Material ein bereits in einem vorgeschalteten Prozessschritt, insbesondere durch Hochspannungsentladungen vorfragmentiertes Material verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Fragmentieren kein zu fragmentierendes Material in den Prozessraum (1) eingebracht wird und insbesondere, dass während dem Fragmentieren kein fragmentiertes Material aus dem Prozessraum (1) entfernt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Fragmentieren ein Sieben des fragmentierten Materials erfolgt.
15. Prozessbehälter zur Fragmentierung von Material mittels Hochspannungsentladungen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit einem Prozessraum (1), in welchem sich eine obere Elektrode (2) und eine untere Elektrode (3) mit einem Elektrodenabstand (EA) gegenüberstehen zur Bildung einer Hochspannungsentladungsstrecke, dadurch gekennzeichnet, dass die die Hochspannungsentladungsstrecke umgebenden Begrenzungswandungen (4) des Prozessraumes (1) elektrisch isolierend ausgebildet sind und den Bereich der Hochspannungsentladungsstrecke mit einem Abstand (A) kleiner dem Anderthalbfachen des Elektrodenabstands (EA) vom kürzesten Entladungspfad aus gemessen umgeben.
16. Prozessbehälter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungswandungen (4) des Prozessraumes (1) den Bereich der Entladungsstrecke vom kürzesten Entladungspfad aus gemessen mit einem Abstand (A) kleiner als der Elektrodenabstand (EA) , insbesondere mit einem Abstand (A) entsprechend der Hälfte bis dem Einfachen des Elektrodenabstands (EA) umgeben.
17. Prozessbehälter nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der sich unterhalb der oberen Elektrode (2) befindliche Teil des Prozessraumes (2) ein Volumen aufweist, dass kleiner oder gleich dem Volumen eines Zylinders ist, der eine Höhe entsprechend dem Elektrodenabstand (EA) und einen Durchmesser entsprechend dem Dreifachen, insbesondere entsprechend dem Zweifachen des Elektrodenabstands (EA) aufweist .
18. Prozessbehälter nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtvolumen des Prozessraumes (1) nicht grösser ist als das Vierfache des Volumens des unterhalb der oberen Elektrode (2) befindlichen Teils desselben.
19. Prozessbehälter nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Prozessraumes (1) nicht grösser ist als das Vierfache des Elektrodenabstands (EA) .
20. Prozessbehälter nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessraum (1) den kürzesten Entladungspfad koaxial und insbesondere zylindrisch umgibt und insbesondere, dass der Prozessraum (1) und die Elektroden (2, 3) eine rotationssymmetrische
Anordnung bilden.
21. Prozessbehälter nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Elektrode (2) als Stabelektrode ausgebildet ist und die untere Elektrode (3) als Stabelektrode oder als Flächenelektrode, insbesondere als eine als Siebboden ausgebildete Flächenelektrode .
22. Prozessbehälter nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode, insbesondere die obere Elektrode (2), oder beide Elektroden (2, 3) in Längsrichtung verschiebbar im Prozessraum (1) angeordnet ist oder sind.
23. Prozessbehälter nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit einem Hochspannungspulsgenerator gekoppelt ist, mit welchem Hochspannungsentladungen mit einer Abfolgefrequenz von mehr als 0.5 Hz, insbesondere von mehr als 2 Hz erzeugbar sind.
24. Prozessbehälter nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierenden Begrenzungswandungen (4) des Prozessraumes (1) aus Polyethylen bestehen.
25. Prozessbehälter einer hochspannungsim- pulstechnischen Anlage zum Zertrümmern/Sprengen spröder, hochfester keramischer/mineralischer Werk-/Verbundwerkstoffe, insbesondere nach einem der Ansprüche 15 bis 24, wobei in den Prozessbehälter eine auf .Bezugspotential blank liegende Elektrode und eine mit Hochspannung beaufschlagbare, bis zu ihrem blank liegenden Endbereich isolierte Elektrode ragt und sich beide Elektroden auf einstellbarem Abstand gegenüber stehen und sich der gesamte Elektrodenzwischenraum samt mindestens blank liegendem Endbereich der beiden Elektroden in einer Prσzessflüssig- keit befinden und der Prozessbehälter mit den beiden Elektroden koaxial aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessbehälter in seinem unteren Teil aus einem hohlzylindrischen Topf (5b) aus elektrisch leitendem Material besteht, von dessen Boden aus zentralaxial die auf Bezugspotential liegende Elektrode (3) in den Topf (5b) ragt und der Topf (5b) mantelwandseitig innen mindestens völlig mit einer dielektrischen Mantelwand (7) aus zähem, schockresistentem, abriebarmem Material ausgekleidet ist, die im unteren Teil eine lichte Weite (D) und im oberen Teil eine grossere Lichtweite bildet, wobei die Dicke der Mantelwand (7) mindestens derart ist, das bei der Hochspannungsentladung zwischen den beiden Elektroden (3), (2) die Durchbruchfeidstärke in der Mantelwand nicht erreicht wird, von oben in den Topf (5b) die mit Hochspannung beaufschlagbare, über einen Deckel (5a) aus elektrisch leitendem Material elektrisch isoliert geführte Elektrode (2) zentralaxial in den Topf (5b) ragt, die bis nahe des Endbereichs zur elektrischen Isolation mit einem dielektrischen Mantel (8) umgeben ist, mit dem diese Elektrode (2) unter Bildung eines bandförmigen Ringspalts in die grossere lichte Weite eingeführt ist, so dass die beiden Elektroden (3) , (2) mit ihrer Stirn einen koaxialen Abstand (EA) mit der halben bis der 2-fachen lichten Weite (D) , insbesondere mit der halben bis der 1-fachen lichten Weite (D) oder mit der 1- bis 2-fachen lichten Weite (D) zueinander haben, der durch den Boden des Topfes (5b), der Elektrode (3), der dielektrischen Mantelwand (7) und der mit dem Isolator (8) versehenen Elektrode (2) gebildete Hohlraum für den Prozess bis in den Ringspaltbereich hinein mit der Prozessflüssigkeit bis zu einer Höhe (L) derart gefüllt ist, dass sich der elektrische Hochspannungsdurchschlag nur zwischen den blank liegenden Stirnbereichen der beiden Elektroden (3), (2) ausbilden kann.
26. Prozessbehälter nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (2) im von ihrem Isolator (8) austretenden, blank liegenden Bereich durch einen koaxialen ringförmigen Wulst (9) elektrisch feldentlastend ausgebildet ist.
27. Prozessbehälter nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelwand (7) ein thermoplastischer Kunststoff, wie HD-Polyethylen, ist.
28. Prozessbehälter nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (5a) mit dem Topf (5b) eine elektrisch leitende und mechanisch lösbare Verbindung (6) hat.
29. Prozessbehälter nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschickung des Hohlraumes mit Prozessgut mindestens die gesamte Elektrode (2) mit Isolation (8) herausnehmbar ist.
30. Prozessbehälter nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass beide Elektroden (3) und (2) an einen Hochspannungsimpulsgenerator als Energiequelle angeschlossen sind.
31. Verwendung des Prozessbehälters nach einem der Ansprüche 15 bis 30 zum Entfernen von Beschich- tungen, insbesondere von Schutzschichten von beschichteten Kernbrennstoffpartikeln .
32. Verfahren zum hochspannungsimpulstechni- ■schen Zertrümmern/Sprengen spröder, hochfester keramischer/mineralischer Werk-/Verbundwerkstoffe, dem Prozess- /Fragmentiergut, in einem Prozessraum, die hierzu dort in eine Prozessflüssigkeit völlig versenkt/eingetaucht werden, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Prozessraum in einer Einrichtung nach den Ansprüchen 26 bis 31 eingerichtet und hierzu die Einrichtung an einen impulsförmig entladbaren elektrischen Energiespeicher angeschlossen ist, bestehend aus den Schritten: der Abstand der blank liegenden Stirn der beiden Elektroden (3) und (2) zueinander wird auf die halbe bis 2-fache lichte Weite (D) , insbesondere auf die halbe bis 1-fache lichte Weite (D) oder auf die 1- bis 2- fache lichte Weite (D) eingestellt, das zu fragmentierende Prozessgut wird bis höchstens zum halben Abstand (EA) der Stirn der beiden Elektroden (3), (2) zueinander in der Prozessflüssigkeit versenkt/eingetaucht, die Einrichtung wird für den Prozess mit einer variierbaren Hochspannungsimpulsfolge von mindestens 2 Hz Repetierbetrieb betrieben, wobei je nach Anlagen- grösse der Impulsanstieg vom unteren nsec- bis in den μsec-Bereich bis in den unteren Megavoltbereich eingestellt werden kann.
33. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 oder nach Anspruch 32 zur Entfernung von Beschichtungen, insbesondere von Schutzschichten von beschichteten Kernbrennstoffpartikeln .
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010092134A1 (fr) 2009-02-13 2010-08-19 Camille Compagnie D'assistance Miniere Et Industrielle Procede et systeme de valorisation de materiaux et / ou produits par puissance pulsee
WO2011003777A1 (de) 2009-07-09 2011-01-13 Qsil Ag Quarzschmelze Ilmenau Verfahren zur herstellung eines hochreinen quarz-granulates
WO2011023443A1 (fr) 2009-08-26 2011-03-03 Camille Compagnie D'assistance Miniere Et Industrielle Procédé et système de valorisation de matériaux et / ou produits par puissance pulsée
JP2015531679A (ja) * 2012-08-24 2015-11-05 ゼルフラーク アクチエンゲゼルシャフトｓｅｌＦｒａｇ ＡＧ 高電圧パルスを用いて材料を破砕及び／又は弱化するための方法及び装置
CN110721793A (zh) * 2019-11-18 2020-01-24 国网青海省电力公司电力科学研究院 一种水中高压脉冲放电破碎装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017217611A1 (de) 2017-10-04 2019-04-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Recyceln von Keramiken, danach erhältliche Regenerate und Verwendung der Regenerate zur Herstellung von Keramiken

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3604641A (en) * 1969-02-10 1971-09-14 Atomic Energy Authority Uk Apparatus for hydraulic crushing
RU1441542C (ru) * 1987-04-13 1993-10-15 Научно-исследовательский институт высоких напр жений при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова Электроимпульсна дробильно-измельчительна установка
RU2038151C1 (ru) * 1992-12-29 1995-06-27 Эдуард Петрович Волков Устройство для электроимпульсного разрушения твердых тел
EP1266693A2 (de) * 2001-06-01 2002-12-18 Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Massnahme zur Vermeidung von lokal zerstörerisch wirkenden elektrischen Felddichten an einer rotationssymmetrischen Elektrodenanordnung
US20050051644A1 (en) * 2001-12-11 2005-03-10 Jacques Paris Method for treating a nuclear graphite contaminated

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10342376B3 (de) * 2003-09-13 2005-07-07 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Fragmentieranlage und Fragmentrieranlage zur Durchführung des Verfahrens
DE10346055B8 (de) * 2003-10-04 2005-04-14 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Aufbau einer elektrodynamischen Fraktionieranlage

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3604641A (en) * 1969-02-10 1971-09-14 Atomic Energy Authority Uk Apparatus for hydraulic crushing
RU1441542C (ru) * 1987-04-13 1993-10-15 Научно-исследовательский институт высоких напр жений при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова Электроимпульсна дробильно-измельчительна установка
RU2038151C1 (ru) * 1992-12-29 1995-06-27 Эдуард Петрович Волков Устройство для электроимпульсного разрушения твердых тел
EP1266693A2 (de) * 2001-06-01 2002-12-18 Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Massnahme zur Vermeidung von lokal zerstörerisch wirkenden elektrischen Felddichten an einer rotationssymmetrischen Elektrodenanordnung
US20050051644A1 (en) * 2001-12-11 2005-03-10 Jacques Paris Method for treating a nuclear graphite contaminated

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 199409, Derwent World Patents Index; AN 1994-073700, XP002450113 *
DATABASE WPI Week 199612, Derwent World Patents Index; AN 1996-114593, XP002450114 *
FREY W ET AL: "Experimental results on the breakdown behaviour of concrete immersed in water", CONFERENCE RECORD OF THE 25TH INTERNATIONAL POWER MODULATOR SYMPOSIUM AND 2002 HIGH-VOLTAGE WORKSHOP. HOLLYWOOD, CA, JUNE 30 - JULY 3, 2002, INTERNATIONAL POWER MODULATOR SYMPOSIUM, NEW YORK, NY : IEEE, US, 30 June 2002 (2002-06-30), pages 410 - 413, XP010636673, ISBN: 0-7803-7540-8 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010092134A1 (fr) 2009-02-13 2010-08-19 Camille Compagnie D'assistance Miniere Et Industrielle Procede et systeme de valorisation de materiaux et / ou produits par puissance pulsee
WO2010092136A1 (fr) 2009-02-13 2010-08-19 Camille Compagnie D'assistance Miniere Et Industrielle Procede et systeme de valorisation de materiaux et/ou produits par puissance pulsee
WO2011003777A1 (de) 2009-07-09 2011-01-13 Qsil Ag Quarzschmelze Ilmenau Verfahren zur herstellung eines hochreinen quarz-granulates
DE102009032297A1 (de) 2009-07-09 2011-01-13 Qsil Ag Quarzschmelze Ilmenau Verfahren zur Herstellung eines hochreinen Quarz-Granulates
WO2011023443A1 (fr) 2009-08-26 2011-03-03 Camille Compagnie D'assistance Miniere Et Industrielle Procédé et système de valorisation de matériaux et / ou produits par puissance pulsée
JP2015531679A (ja) * 2012-08-24 2015-11-05 ゼルフラーク アクチエンゲゼルシャフトｓｅｌＦｒａｇ ＡＧ 高電圧パルスを用いて材料を破砕及び／又は弱化するための方法及び装置
US10046331B2 (en) 2012-08-24 2018-08-14 Selfrag Ag Method and device for fragmenting and/or weakening material by means of high-voltage pulses
CN110721793A (zh) * 2019-11-18 2020-01-24 国网青海省电力公司电力科学研究院 一种水中高压脉冲放电破碎装置

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