WO2012129708A1 - Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische fragmentierungsanlage - Google Patents

Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische fragmentierungsanlage Download PDF

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WO2012129708A1
WO2012129708A1 PCT/CH2011/000066 CH2011000066W WO2012129708A1 WO 2012129708 A1 WO2012129708 A1 WO 2012129708A1 CH 2011000066 W CH2011000066 W CH 2011000066W WO 2012129708 A1 WO2012129708 A1 WO 2012129708A1
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passage opening
electrode
passageway
electrodes
passage
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PCT/CH2011/000066
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English (en)
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Reinhard MÜLLER-SIEBERT
Fabrice Monti Di Sopra
Bernhard Hasler
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Selfrag Ag
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    • 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 an electrode arrangement for an electrodynamic fragmentation system, to a fragmentation system comprising such an electrode arrangement and to a method for fragmenting pieces of material using such an electrode arrangement according to the preambles of the independent patent claims.
  • the fragmentation material for example a bed of concrete pieces, is arranged between two electrodes and comminuted by applying high voltage pulses to the electrodes, which leads to high-voltage breakdowns through the fragmentation material.
  • the item to be fragmented is to be comminuted to a specific target size, it is removed from the fragmentation zone once the target size has been reached.
  • the fragmentation zone is formed in such a way that one or more openings with a size corresponding to the target size are present in their boundaries, via which the fragmentation material comminuted to the target size can leave the fragmentation zone.
  • DE 195 34 232 A1 discloses a device for the electrodynamic fragmentation fragmentation material, in which the bottom of the process container is formed by a bottom electrode designed as a dome-shaped screen, which is at ground potential. Above the bottom electrode, a central rod-shaped high-voltage electrode is arranged at a distance. in the Operation, the process container is filled with Fragmentiergut and a process liquid, such that the Fragmentiergut rests as a bed on the bottom of the process container and dips the high-voltage electrode in the fragmentation protein bed and the process liquid.
  • the high-voltage electrode is subjected to high-voltage pulses, so that between the bottom electrode and the high-voltage electrode high-voltage breakdowns take place through the Fragmentiergut, which comminute this. Fragments of fragmentation, which are smaller than the sieve openings of the bottom electrode, pass through these sieve openings and thereby leave the fragmentation zone.
  • JP 11033430 devices for the electrodynamic fragmentation fragmentation, in which one or more funnel-shaped fragmentation zones are formed by walls formed as electrodes.
  • an outlet opening is bounded by the smallest distance between the walls of this fragmentation zone formed as electrodes at the lower end of the respective fragmentation zone.
  • a bed of fragmentation material is introduced into the respective fragmentation zone during operation and the walls formed as electrodes then become subjected to high voltage pulses, so that take place between these walls high voltage breakdowns by the Fragmentiergut, which crush this. Fragmentiergut Federation Irishe which are smaller than the smallest distance between the walls formed as an electrode of the respective fragmentation zone, leave this fragmentation zone through the outlet opening.
  • a decisive disadvantage of the design principles disclosed in DE 195 34 232 A1 and GB 2 342 304 A with bottom electrodes or converters formed as a sieve is that these electrodes are relatively expensive to manufacture, which, in light of the fact that the Electrode represent in electrodynamic fragmentation processes consumables, resulting in high operating costs.
  • the size of the screen openings increases during operation, resulting in a corresponding change in the target size of the finished fragmented material.
  • a first aspect of the invention relates to an electrode assembly for an electrodynamic fragmentation system with a passage opening or a passage for Fragmentiergut and with one pair of electrodes or more electrode pairs, by means of which by applying the electrodes of the respective electrode pair with high voltage pulses, each high voltage discharges can be generated within the passage opening or the passage, for fragmenting the Fragmentierguts.
  • a passage opening in the claimed sense can have a relatively small axial extent in the direction of passage, while a passage channel in the claimed sense has a significantly more pronounced extent in the direction of passage and is present in particular when electrodes are arranged in succession in several planes axially one behind the other.
  • the electrodes of the electrode pairs can be formed by separate individual electrodes and / or by electrode projections on one or more electrically conductive electrode bodies. In the case of individual electrodes, these can be electrically insulated from one another or can also be connected to one another in an electrically conductive manner. Also, multiple electrode pairs may share a single electrode or an electrode projection of an electrode body as a common electrode. Thus, for example, a plurality of pairs of electrodes may be formed by assigning a single electrode to be charged with high voltage pulses to an electrode body having a plurality of ground electrodes, or an electrode body at ground potential, so that a high voltage breakdown per voltage pulse across one The electrode pairs thus formed take place, depending on the current conductivity situation in the area of the electrode pairs.
  • the passage opening or the through-passage is designed in this way and the electrodes of the electrode pairs are arranged therein or the passage or passage is formed by the electrodes of the pair of electrodes or pairs of electrodes such that at least in the region of a shortest connecting line between the electrodes one of the electrode pairs, preferably adjacent to one or both electrodes of this electrode pair, a ball can pass through the passage opening or the passage channel whose diameter is greater than the length of this shortest connecting line between the electrodes.
  • a sphere is in the sense of the meaning "in the area of the shortest connecting line" between two electrodes, if the sum of their shortest connecting lines to these two electrodes is shorter than the shortest connecting line between the two electrodes.
  • the first aspect of the invention thus relates to an electrode assembly for an electrodynamic fragmentation system with a passage opening or a passage for Fragmentiergut and at least two electrodes, between which high voltage discharges can be generated within the passage opening or the passageway by applying the same with high voltage pulses , for fragmentation of the Fragmentierguts.
  • the electrodes are arranged in such a manner within the passage opening or the passage channel or form such the passage opening or the passage that the smallest distance between two electrodes, between which high-voltage discharges can be generated, is smaller than the diameter of a largest ball, which the passage opening or Pass through the passageway in the region of these two electrodes.
  • the electrode arrangement has a plurality of electrode pairs, mitte . ls which, by applying the respective associated electrodes with high voltage pulses, each high voltage discharges within the passage opening or the passage can be generated, for fragmenting the Fragmentierguts.
  • the passage opening or the passageway is advantageously designed in this way and the electrodes of the electrode pairs are arranged therein or the passage opening or the passageway channel is formed by the electrodes of the electrode pairs such that each electrode pair is in the region of the shortest connecting line between the latter Electrodes, preferably adjacent to one or both electrodes of this pair of electrodes, a ball can pass through the passage opening or the passage channel whose diameter is greater than the length of the respective shortest connecting line between the electrodes. In the region of each of the pairs of electrodes, it is therefore preferable for a ball to pass through the passage opening or the through-passage, the diameter of which is greater than the length of the shortest connecting line between the electrodes of the respective one
  • the electrode assembly is formed such that seen in the passage direction of the passage opening or the passageway on both sides of the respective shortest connecting lines between the electrodes of the respective electrode pair in the region of this shortest connecting line, preferably adjacent to one of the electrodes or both electrodes, a ball through the Passage opening or the passageway can pass through, whose diameter is greater than the length of this shortest connecting line.
  • the electrode assembly is formed such that the diameter of the respective ball, which in the region of the respective shortest connecting line between the electrodes of each electrode pair, preferably ⁇ , under abutment against at least one of the two electrodes of each electrode pair by the passage opening or pass through the passageway, in each case greater than 1.2 times, preferably ⁇ than 1.5 times the length of the respective shortest connecting line between the electrodes.
  • the passage opening or the passage channel has a round or rectangular, preferably circular base or cross-sectional shape, wherein in particular radially demarcations of the external loading of the passage opening or the passage channel forth one or more with Advantage rod-shaped or tip-shaped electrode projections protrude into the passage opening or the passageway, preferably with the release of the center of the passage opening or the passageway.
  • Such electrode arrangements are easy to manufacture and also allow Designs in which worn electrode projections can be easily replaced from the outside.
  • the passage opening or the passage channel has an annular, preferably annular basic shape or cross-sectional shape.
  • the design options with respect to the passage opening or the passage are significantly extended and embodiments are possible in which a plurality of electrode pairs, which are provided for generating high-voltage discharges in the passage opening or the passage, with high voltage pulses can be applied via a central high voltage supply.
  • one or more advantageously rod-shaped or tip-shaped electrode projections protrude from the inner boundaries of the passage opening or the passageway and / or from the outer boundaries of the passage opening or passage channel into the passage opening or the passageway.
  • a plurality of passage passages can be provided over the circumference of the passage opening or passage channel for fragmented material shredded to target size, which are bounded in each case by pairs of electrodes which apply high-voltage discharges to any adjacent pieces of fragmentation material which are larger than the target size thereby fragment until they have reached the target size and the passage opening or the passageway can pass through the respective passage passage.
  • the inner boundaries and / or the outer boundaries of the passage opening and the passageway are each formed by an insulator body, which carries individual electrode projections.
  • the electrode projections can be electrically insulated from one another or some or all of the electrode projections can be connected to one another in an electrically conductive manner, for example via a connecting line running in the insulator body.
  • a plurality of rod-shaped or tip-shaped electrode projections project from the inner boundaries and from the outer boundaries of the passage opening or the passageway into the passage opening or the Passage channel into it.
  • each of the electrode projections, which protrude from the inner boundaries into the passage opening or the through-passage in each case at least two of the electrode projections, which protrude from the outer boundaries in the passage opening or the passageway.
  • the respective electrode projection disposed on the inner boundaries together with the associated electrode projections forms a plurality of electrode pairs at the outer boundaries, which share these as a common electrode.
  • the latter has a passage for fragmentation in which, at different axial positions relative to the intended passage direction of the outer boundaries and / or, if present, of the inner boundaries of the passage channel preferably rod-shaped or tip-shaped electrode projections protrude into the passageway.
  • electrode projections arranged at different axial positions project into the passage channel at different circumferential positions of the outer boundaries and / or the inner boundaries.
  • the electrode projections protrude into the passageway in such a way that it is impassable for a cylindrical body with hemispherical ends, which has a diameter corresponding to the diameter of the largest ball, which can pass through the passage channel, and a height of more than 1.1 times , preferably more than 1.3 times this diameter.
  • This makes it possible to make the passageway impassable for long fragments of fragmentation with target grain diameter.
  • the electrode projections are uniform in the intended passage direction uniformly on the circumference of the outer Borders and / or the inner boundaries of the passage opening and the passageway distributed. This results in a geometry of the passage opening or the
  • a blocking device is arranged on the intended exit side of the passage opening or the passage channel, which is designed with respect to their geometry and with respect to the passage opening or the passageway arranged such that a ball with the diameter of the largest ball , which can pass through the passage opening or the passage, can be led away from the passage opening or the passage, while a cylindrical body with hemispherical ends, which has a diameter corresponding to the diameter of the largest ball, which the passage opening or the passageway can happen, and has a height of more than 1.1 times, in particular more than 1.3 times this diameter, by the locking device at the exit of the passage opening or the passage g is prevented.
  • the locking device is designed as a deflection device for the emerging Fragmentiergut, which is designed with respect to their distance from the electrodes and the deflection angle such that a ball with the diameter of the largest ball, which the passage opening or the passageway can pass through the deflection of the passage opening or from the passageway, while a cylindrical body with hemispherical ends, which has a diameter corresponding to the diameter of the largest ball, which can pass through the passage opening or the passageway, and has a height of more than 1.1 times, in particular more than 1.3 times this diameter, is prevented by the deflection at leaving the passage opening or the passageway.
  • deflection devices are formed by one or more inclined plates.
  • Such locking devices are effective and inexpensive to manufacture.
  • a second aspect of the invention relates to a fragmentation system for the electrodynamic fragmentation fragmentation with at least one electrode assembly according to the first aspect of the invention and with a high voltage pulse generator for Beauf- tion of the electrodes of the electrode assembly with
  • the electrode arrangement is oriented such that the passage opening or the Passage channel has a vertical passage direction. In this way, it becomes possible to effect the application of the electrode arrangement to the material to be fragmented and the passage of the fragmented material pieces through the passage opening or the passage channel exclusively by means of gravity conveying.
  • the electrode arrangement has a passage opening or a passageway with an annular, preferably annular Grund standing. Cross-sectional shape.
  • the high-voltage pulse generator is arranged below the passage opening or the passage and the electrodes formed on the inner boundaries of the passage opening or of the passage are subjected to high-voltage pulses directly from below with the high-voltage pulse generator.
  • the outer boundary of the passage opening or of the passage channel or the electrodes arranged on these outer boundaries are at ground potential.
  • a third aspect of the invention relates to the use of the fragmentation plant according to the second aspect of the invention for fragmenting poorly conducting material, preferably of silicon, concrete or slag. In such uses, the benefits of the invention are particularly evident.
  • a fourth aspect of the invention relates to a method for fragmenting material by means of high-voltage discharges to a piece size less than or equal to a target size.
  • an electrode assembly according to the first aspect of the invention is used, which is a
  • Passage opening or a passage for the Fragmentiergut has, which or which is designed such that pieces of material with a piece size smaller than or equal to the target size by the
  • Passage opening or the passage channel can pass, while pieces of material with a piece size greater than the target size, the passage opening or the passage channel can not pass and are thereby retained by the electrode assembly.
  • the electrode arrangement is acted upon on one side of its passage opening or its passage channel with material to be fragmented with a size greater than the target size, wherein any pieces of material contained in the charged fragmentation material can pass through the passage opening or the passage channel with a piece size smaller than or equal to the target size
  • High voltage pulses are applied to the electrodes of the electrode arrangement, so that high-voltage discharges take place in the passage opening or the passageway, through which pieces of material projecting into or protruding into the passage opening or passageway are fragmented.
  • the pieces of material fragmented in this way to a size smaller than or equal to the target size are passed through the passage opening or the passageway of the electrode arrangement and thus removed from the fragmentation zone.
  • the charging of the electrode arrangement with material to be fragmented and the passage of the fragmented pieces of material through the passage opening or through the passage channel is effected by means of gravity conveying.
  • the passage opening or the passageway of the electrode arrangement is flooded with a process liquid during the generation of the high-voltage discharges.
  • the passage opening or the passageway is flowed through in the material passage direction with the process liquid.
  • Fragmentation zone which adversely affect the fragmentation performance favors.
  • FIG. 1 shows a plan view of a first electrode arrangement according to the invention
  • FIG. 2 shows a plan view of a second electrode arrangement according to the invention
  • FIG. 3 shows a plan view of a third electrode arrangement according to the invention
  • 4 shows a plan view of a fourth electrode arrangement according to the invention
  • 5 shows a plan view of a fifth electrode arrangement according to the invention
  • FIG. 6 shows a plan view of a sixth electrode arrangement according to the invention
  • FIG. 7 is a plan view of a seventh electrode arrangement according to the invention.
  • FIG. 8 shows a plan view of an eighth electrode arrangement according to the invention.
  • FIG. 9 shows a plan view of a ninth electrode arrangement according to the invention.
  • FIG. 10 shows a plan view of a tenth electrode arrangement according to the invention.
  • FIG. 11 shows a plan view of an eleventh electrode arrangement according to the invention.
  • FIG. 11a shows a vertical section through part of a first fragmentation system according to the invention with the electrode arrangement from FIG. 11;
  • Fig. IIb is a representation like Fig. IIa with the inventive system in Fragment michs ses;
  • FIG. 11c shows an illustration like FIG. IIa with schematically shown spherical and cylindrical bodies arranged in the passage opening;
  • FIG. 11 a shows a representation like FIG. 11 a with a long-grain fragment arranged in the electrode arrangement
  • FIG. 12 is a plan view of a twelfth electrode arrangement according to the invention.
  • FIG. 12a shows a vertical section through a part of a second fragmentation system according to the invention with the electrode arrangement from FIG. 12;
  • FIG. 13 is a plan view of a thirteenth electrode arrangement according to the invention.
  • FIG. 14a shows a vertical section through part of a third fragmentation system according to the invention with the electrode arrangement from FIG. 14.
  • Fig. 1 shows a first inventive electrode arrangement for an electrodynamic fragmentation plant in plan view.
  • the electrode arrangement has a passage opening 1 with a rectangular basic or cross-sectional shape for fragmented material, from the outer boundaries of which three rod-shaped electrode projections 5a, 5b, 5c project into it, leaving the center of the passage opening 1 clear.
  • the outer boundaries of the passage opening 1 are formed by an insulator body 7.
  • the electrode projections 5a, 5b, 5c are formed by individual electrodes carried by the insulator body 7.
  • the two jointly arranged on one side of the outer boundaries of the passage opening 1 electrodes 5b, 5c are electrically conductively connected via a line (not visible) and isolated via the insulator body 7 electrically opposite to the electrode 5a opposite them.
  • the three electrodes 5a, 5b, 5c form two electrode pairs 5a, 5b and 5a, 5c, by means of which, by applying high voltage pulses to the electrodes, e.g. by the two lower electrodes 5b, 5c are placed at ground potential, while the upper electrode 5a is connected to a high voltage pulse generator, each high voltage discharges within the passage opening 1 can be generated, for fragmentation fragmentation, which enters into the passage opening 1 or in the vicinity one of the electrode pairs is located.
  • the passage opening 1 is formed in this way and the electrodes 5a, 5b, 5c are arranged in such a way that each electrode pair 5a, 5b and 5a, 5c in the region of the shortest connecting line L between the electrodes 5a, 5b and 5a, 5c of the respective electric - denrects (each shown dotted) a ball K
  • FIG. 2 shows a plan view of a second electrode arrangement according to the invention, which differs from the electrode arrangement shown in FIG. 1 in that its passage opening 1 has a circular base or cross-sectional shape, two rod-shaped electrodes lying opposite the outer boundaries thereof. Trodenvorsprünge 5a, 5b protrude radially into this, also leaving the center of the passage opening. 1
  • the outer boundaries of the passage opening 1 are formed by an insulator body 7 and the electrode projections 5a, 5b of individual electrodes, which are supported by the insulator body 7.
  • the two electrodes 5a, 5b form an electrode pair 5a, 5b, by means of which high-voltage discharges within the passage opening 1 can be generated.
  • the passage opening 1 is also formed in this way and the electrodes 5a, 5b are arranged in such a way that in the region of the shortest connecting line L between the electrodes 5a, 5b (shown in dotted lines) a ball K (shown in phantom) passes through the passage opening 1 can, whose diameter is greater than the length of this connecting line L.
  • Fig. 3 shows a third inventive
  • Electrode arrangement in plan view which differs from the electrode arrangement shown in Fig.l only by the fact that their passage opening 1 has a circular base or cross-sectional shape, from whose outer boundaries, the electrode projections 5a,
  • FIG. 4 shows a fourth electrode arrangement according to the invention in plan view, which differs from the electrode arrangement shown in FIG. 2 only in that it consists of two successively arranged electrode arrangements according to FIG. 2, which have a common insulator body 7, and that the rear one Electrode assembly is rotated by 90 ° relative to the front.
  • the electrodes 5c, 5d of the rear electrode assembly are shown in dotted lines here to indicate that these ⁇ 5a, 5b of the front electrode assemblies are disposed in a plane behind the electric. All other statements previously made with respect to the electrode arrangement shown in FIG. 2 also apply analogously to this electrode arrangement and therefore need not be repeated at this point.
  • the electrode arrangement has a passage 2 with an annular basic or cross-sectional shape whose outer boundaries are formed by a rectangular metal tube 5, for example made of stainless steel.
  • the inner boundaries of the passage 2 are formed by a solid metal profile 4, for example also made of stainless steel, with a square cross section, which is arranged in the center of the tube 5 and the outer surfaces with the opposite inner surfaces of the rectangular metal tube 5 each angle of 45 ° form.
  • the corners of the solid profile 4 serve as electrode projections 4a, 4b, 4c, 4d, which, together with the respective inner wall region of the metal tube 5 opposite to them, each have an electrode pair 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 form, by means of, by applying the rectangular metal tube.
  • 5 and the full metal profile 4 with high voltage pulses, for example by the tube 5 is placed at ground potential while the solid section 4 is connected to a high voltage pulse generator, each high voltage discharges within the passageway 2 can be generated.
  • the shortest connecting lines L between the electrodes of the respective electrode pairs 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 are shown dotted.
  • the passageway channel 2 is formed by the electrodes 4a, 4b, 4c, 4d, 5 such that each electrode pair 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5;
  • a ball K can pass through the passageway 2 whose diameter is greater than the length of this shortest connecting line L.
  • FIG. 6 shows a sixth electrode arrangement according to the invention in plan view, which differs from the electrode arrangement shown in FIG. 5 in that a metal solid profile 4 with a square cross-section is not arranged in the center of the rectangular metal tube 5, but an insulator body 6 with a circular one Cross-section, of which in each case in the direction of one of the corners of the rectangular metal tube 5 pointing four electrode electrodes formed by individual electrodes 4a, 4b, 4c, 4d protrude radially outward.
  • Electrodes 4a, 4b, 4c, 4d are screwed into a conductor (not shown) running in the center of the insulator body 6 and are thereby connected to one another in an electrically conductive manner, so that they can be acted upon jointly by high-voltage pulses via this conductor.
  • each of the electrode projections 4a, 4b, 4c, 4d, together with each of the two opposite inner walls of the rectangular metal tube 5 respectively forms an electrode pair, by means of which high-voltage discharges within the passage 2 can be generated.
  • the shortest connection lines L between the electrodes of the respective electrode pairs thus formed are each shown dotted.
  • the passageway 2 is so formed and the electrodes 4a, 4b, 4c, 4d, 5 arranged such that in each of the eight by the electrodes 4a, 4b, 4c, 4d and the respective two each electrode 4a, 4b, 4c , 4d opposite inner walls of the rectangular stainless steel tube 5 electrode pairs formed in the region of the shortest connecting line L between the electrodes of the respective electrode pair a ball K can pass through the passage channel 2, whose diameter is greater than the length of this shortest connecting line L between the electric ⁇ the of the respective electrode pair.
  • FIG. 7 shows a plan view of a seventh electrode arrangement according to the invention.
  • the electrode assembly has a passage opening ⁇ 1 with an annular base or cross-sectional shape whose outer boundaries are formed by a metal ring. 5
  • the inner boundaries of the passage opening 1 are formed by a star-shaped electrode body 4, also made of metal, which is arranged in the center of the ring 5.
  • the star-shaped electrodes ⁇ body 4 forms four Elektrodenvor- cracks 4a, 4b, 4c, 4d, each together with the respective them opposite inner wall portion of the electrode body 4 surrounding ring 5, a pair of electrodes 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 form, by wel ⁇ chem each high-voltage discharges within the
  • Passage channel 2 can be generated.
  • Electrode pairs 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 are shown dotted.
  • the passage opening 1 is formed here in such a way by the metal ring 5 and the electrode body 4 or by the electrodes 4a, 4b, 4c, 4d, 5, that for each electrode pair 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 in the region of the shortest connecting line L between the electrodes of the respective electrode pair, a ball K can pass through the passage opening 1 whose diameter is greater than the length of the shortest connecting line L between the electrodes of the respective electrode pair 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5.
  • FIG. 8 shows an eighth electrode arrangement according to the invention in plan view, which differs from the electrode arrangement shown in FIG. 7 only in that, instead of the star-shaped electrode body, an insulator body 6 with electrode projections 4a, 4b, 4c, 4d arranged thereon, as in the embodiment from Fig. 6 described in the center of the metal ring 5 is arranged.
  • each of the electrode projections 4a, 4b, 4c, 4d forms, together with the respective inner wall region of the ring 5 surrounding the electrode body 4, an electrode pair 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5, by means of which high-voltage discharges within the passage channel 2 can be generated.
  • the shortest connecting lines L between the electrodes of the respective electrode pairs 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 are again shown dotted.
  • the passage opening 1 is also formed here by the metal ring 5 and the insulator body 6 and the electrodes 4a, 4b, 4c, 4d arranged thereon, such that each pair of electrodes 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 back in the region of the shortest connecting line L between the electrodes of the respective electrical ⁇ denrects a ball K through the passage opening 1 can pass through, the diameter of which is in each case greater than the length of the shortest connecting line L between the electrodes of each electrode pair 4a , 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5.
  • FIG. 9 shows a ninth electrode arrangement according to the invention in plan view, which differs from the electrode arrangement shown in FIG. differs in that the outer boundaries of the passage opening 1 are not formed by a metal ring, but by a tubular insulator body 7, which on its inner side in each case opposite to the individual electrode projections 4a, 4b, 4c, 4d of the star-shaped electrode body 4 lenticular individual electrodes 5a, 5b , 5c, 5d carries metal, which are connected via a connecting line (not shown) electrically conductive with each other.
  • the four electrode projections 4a, 4b, 4c, 4d of the star-shaped electrode body 4 each form, together with the respective individual electrodes 5a, 5b, 5c, 5d opposite them, an electrode pair 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d, by means of which in each case high-voltage discharges within the passage channel 2 can be generated.
  • the shortest connecting lines L between the electrodes of the respective electrode pairs 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 are in turn each shown dotted.
  • the passage opening 1 is formed by the tubular insulator body 7 with the individual electrodes 5 a, 5 b, 5 c, 5 d arranged thereon and the electrode body 4 such that each pair of electrodes 4 a, 5 a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d in the region of the shortest connecting line L between the electrodes of the respective electrode pair, a ball K can pass through the passage opening 1 whose diameter is greater than the length of the shortest connecting line L between the electrodes of the respective electrode pair 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d.
  • Fig. 10 shows a tenth invention according to
  • a metal solid profile 4 with a square cross-section is arranged in the center of the tubular insulator body 7, as in FIG.
  • the corners of the solid profile 4 serve as electrode projections 4a, 4b, 4c, 4d, which together with the respective lenticular individual electrodes 5a, 5b, 5c, 5d opposite them, respectively, have a pair of electrodes 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d form, by means of which high voltage discharges can be generated.
  • the shortest connecting lines L between the electrodes of the respective electrode pairs 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 are again shown dotted.
  • This electrode arrangement has a passage channel 2 which is formed by the tubular insulator body 7 with the individual electrodes 5a, 5b, 5c, 5d arranged thereon and the electrode body 4 in such a way that each electrode pair 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d in the region of the shortest connecting line L between the electrodes of the respective pair of electrodes, a ball K can pass through the passageway whose diameter is greater than the length of the shortest connecting line L between the electrodes of the respective pair of electrodes 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d.
  • Fig. 11 shows an eleventh according to the invention
  • Electrode arrangement in the plan view which differs from the electrode arrangement shown in Figure 8 differs in that the outer boundaries of the passage opening 1 are formed instead of a metal ring of a tubular insulator body 7, which radially distributed on its inside evenly over its circumference in the passage opening 1 projecting rod-shaped electrode projections 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h has.
  • the passage opening 1 is in this case of the tubular insulator body 7 with the electrode projections 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h and the central insulator body 6 arranged thereon with the electrode projections 4a arranged thereon, 4b, 4c, 4d formed that each pair of electrodes 4a, 5a; 4a, 5b; 4b, 5c; 4b, 5d; 4c, 5e; 4c, 5f; 4d, 5g; 4d, 5h in the region of the shortest connecting line L between the electrodes of the respective electrode pair, a ball K can pass through the passage opening 1 whose diameter is greater than the length of this shortest connecting line L between the electrodes of the respective pair of electrodes 4a, 5a; 4a, 5b; 4b, 5c; 4b, 5d; 4c, 5e; 4c, 5f; 4d, 5g; 4d, 5h.
  • FIGS. 11a, 11b, 11c and 11d show vertical sections through part of a first fragmentation system according to the invention with the electrode arrangement from FIG. 11, once without fragmentation material (FIG. 11a), once with fragmented material (FIG spherical and cylindrical bodies arranged in the passage opening (Fig. 11c) and once with a long grain fragment disposed in the passage opening 1 of the electrode assembly (Fig. Lld).
  • the electrode arrangement in the fragmentation system is oriented such that its passage opening 1 has a vertical passage direction S.
  • the central insulator body 6 forms with the four electrodes Vor- Jumps 4a, 4b, 4c, 4d, the upper end of a cylindrical high-voltage electrode 9, which is connected to a directly below this arranged high-voltage pulse generator (not shown), for acting on the electrode projections 4a, 4b, 4c, 4d with Hochêtsim- pulses.
  • the electrode protrusions 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h carried by the tubular insulator body 7 are grounded.
  • a supply funnel 13 is arranged, by means of which the fragmentation material 3 to be comminuted is fed by gravity feed to the electrode arrangement.
  • a deflecting device in the form of a conical deflecting plate 10 is arranged, which deflects the fragmentation material IIa emerging from the electrode arrangement and comminuted to target size radially outward and leads away from the electrode arrangement by gravity feed.
  • the deflection device 10 forms a blocking device which is designed with respect to its geometry and arranged with respect to the passage opening 1 in such a way that a cylindrical body Z with hemispherical ends has a diameter corresponding to that Diameter of the largest ball K, which can pass through the passage opening 1 in the respective passage area, and having a height of more than 1.3 times this diameter, is prevented by this locking device 10 leaving the passage opening 1, while the largest ball K, which the passage opening 1 can pass in the respective passage area, can be led away from the passage opening 1 by the deflection device 10.
  • FIG. 12 shows a twelfth electrode arrangement according to the invention in plan view, which differs from the electrode arrangement shown in FIG. 11 only in that, instead of the central insulator body with the electrode projections arranged thereon, a conical electrode 4 made of metal surrounds the inner boundaries of the passage opening 1 forms.
  • the rod-shaped electrode projections 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h projecting radially into the passage opening 1 from the inside of the tubular insulator body 7 form a total of eight pairs of electrodes, each with their opposite edge region of the conical electrode 4 4, 5a; 4, 5b; 4, 5c; 4, 5d; 4, 5e; 4, 5f; 4, 5g; 4, 5h, by means of which in each case high-voltage discharges within the passage opening 1 can be generated.
  • the shortest connecting lines L between the electrodes of the respective pairs of electrodes are also shown dotted here.
  • the passage opening 1 is formed by the tubular insulator body 7 with the electrodes 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h and the central cone electrode 4 arranged thereon, such that each pair of electrodes 4, 5a; 4, 5b; 4, 5c; 4, 5d; 4, 5e; 4, 5f; 4, 5g; 4, 5h in the region of the shortest connecting line L between the electrodes of the respective electrode pair, a ball K can pass through the passage opening 1 whose diameter is greater than the length of the shortest connecting line L between the Electrodes of the respective electrode pair 4, 5a; 4, 5b; 4, 5c; 4, 5d; 4, 5e; 4, 5f; 4, 5g; 4, 5h.
  • FIG. 12a shows a vertical section through a part of a second fragmentation system according to the invention with the electrode arrangement from FIG. 12.
  • This fragmentation system differs from the fragmentation system according to FIGS. 11a-lld only in the design of the central high-voltage electrode 9, the upper end of which here of the conical Electrode 4 is formed. All other statements made with respect to the electrode arrangement shown in FIGS. 11a-lld apply mutatis mutandis to this electrode arrangement and therefore need not be repeated at this point.
  • FIG. 13 shows a thirteenth electrode arrangement according to the invention in plan view, which differs from the electrode arrangement shown in FIG. 9 only in that it consists of two successively arranged electrode arrangements according to FIG. 9, which have a common insulator body 7, and the rear electrode assembly is rotated by 45 ° with respect to the front.
  • the electrodes 4e, 4f, 4g, 4h and 5e, 5f, 5g, 5h of the rear electrode assembly are shown dotted here to indicate that they are in a plane behind the electrodes 4a, 4b, 4c, 4d and 5a, 5b, 5c, 5d of the front electrode assembly are arranged. All other statements made to the electrode arrangement shown in Figure 9 apply mutatis mutandis to this electrode arrangement and therefore need not be repeated at this point.
  • FIG. 14 shows a plan view of a fourteenth electrode arrangement according to the invention, which differs from the electrode arrangement shown in FIG. 11 only in that it consists of two successively arranged electrode arrangements according to FIG. 11, which have a common insulator body 7, and that the electrode projections projecting from the central insulator body 6 into the passage channel 2 Leaves 4e, 4f, 4g, 4h of the rear electrode assembly are rotated by 45 ° about the central axis of the electrode assembly.
  • the electrode projections 4e, 4f, 4g, 4h of the rear electrode assembly are again shown dotted here to indicate that they are in a plane behind the electrode projections 4a, 4b, 4c, 4d and 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g , 5h of the front electrode assembly are arranged.
  • the electrode projections 5i, 5j, 5k, 51, 5m, 5n, 5o, 5p of the rear electrode assembly are not visible here because they are represented in this illustration by the electrode projections 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h of the front Covered electrode assembly. However, they are partially visible in Fig. 14a. All other statements made with respect to the electrode arrangement shown in FIG. 11 apply mutatis mutandis to this elec- trodenantechnischmaschinen, 5g, 5h of the front Covered electrode assembly. However, they are partially visible in Fig. 14a. All other statements made with respect to the electrode arrangement shown in
  • FIG. 14a shows a vertical section through part of a third fragmentation system according to the invention with the electrode arrangement from FIG. 14.
  • the central insulator body 6 with the eight electrode projections 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h offset at the circumference forms the upper end of a cylindrical high-voltage electrode 9, which, as in the case of the fragmentation systems described above, participates is connected to a directly below this arranged high-voltage pulse generator, for joint Beauf- tion of the electrode projections 4a, 4b, 4c, 4d, 4e,
  • the electrode projections 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h, 5e, 5f, 5g, 5h, 5i, 5j, 5k, 51, 5m, 5n, 5o, 5p carried by the tubular insulator body 7 are jointly connected to earth potential.
  • a feed hopper 13 is arranged, by means of which the Fragmentiergut 3 to be crushed is fed by gravity of the electrode assembly.
  • a deflection device which deflects the fragmenting material emerging from the electrode assembly and shredded to target size radially and leads away from the electrode assembly by gravity.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage mit einer Durchtrittöffnung (1) für Fragmentiergut (3) und mit mehreren Elektrodenpaaren (4a, 5a; 4a, 5b; 4b, 5c; 4b, 5d; 4c, 5e; 4c, 5f; 4d, 5g; 4d, 5h), mittels welchen, durch Beaufschlagung von deren Elektroden (4a-4d, 5a-5h) mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung (1) erzeugbar sind zur Fragmentierung des Fragmentierguts (3). Dabei ist die Durchtrittsöffnung (1) derartig ausgebildet und sind die Elektroden (4a-4d, 5a-5h) der Elektrodenpaare derartig darin angeordnet, dass je Elektrodenpaar (4a, 5a; 4a, 5b; 4b, 5c; 4b, 5d; 4c, 5e; 4c, 5f; 4d, 5g; 4d, 5h) im Bereich der kürzesten Verbindungslinie (L) zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel (K) durch die Durchtrittsöffnung (1) hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser jeweiligen kürzesten Verbindungslinie (L). Mit einer derartigen Elektrodenanordnung ist es möglich, eine elektrodynamische Fragementierung von Fragmentiergut auf wirtschaftliche Weise mit verhältnismässig kleinen Hochspannungsimpulsen durchzuführen. Auch ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, durch Nachrüstung bestehender Anlagen mit der erfindungsgemässen Elektrodenanordnung den realisierbaren Zielgrössenbereich solcher Anlagen deutlich in Richtung grösserer Zielgrössen zu erweitern.

Description

Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische
Fragmentierungsanlage
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage, eine Fragmentierungsanlage umfassend eine solche Elektrodenanordnung sowie ein Verfahren zum Fragmentieren von Materialstücken unter Verwendung einer solchen Elektrodenanordnung gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
STAND DER TECHNIK
Bei der elektrodynamischen Fragmentierung wird das Fragmentiergut, beispielsweise eine Schüttung aus Betonstücken, zwischen zwei Elektroden angeordnet und durch Beaufschlagung der Elektroden mit Hochspannungsimpulsen, welche zu Hochspannungsdurchschlägen durch das Fragmentiergut führen, zerkleinert.
Soll das Fragmentiergut auf eine bestimmte Zielgrösse zerkleinert werden, wird es nach Erreichen der Zielgrösse aus der Fragmentierungszone entfernt.
Hierzu wird die Fragmentierungszone derartig ausgebildet, dass in ihren Begrenzungen eine oder mehrere Öffnungen mit einer Grösse entsprechend der Zielgrösse vorhanden sind, über welche das auf Zielgrösse zerkleinerte Fragmentiergut die Fragmentierungszone verlassen kann.
Aus DE 195 34 232 AI ist eine Vorrichtung zur elektrodynamischen Fragmentierung von Fragmentiergut bekannt, bei welcher der Boden des Prozessbehälters von einer als kalottenförmiges Sieb ausgebildeten Bodenelektrode gebildet wird, welche auf Erdpotential liegt. Ober- halb der Bodenelektrode ist mit einem Abstand eine zentrale stabförmige Hochspannungselektrode angeordnet. Im Betrieb wird der Prozessbehälter mit Fragmentiergut und einer Prozessflüssigkeit befüllt, derart, dass das Fragmentiergut als Schüttung auf dem Boden des Prozessbehälters aufliegt und die Hochspannungselektrode in die Frag- mentiergutschüttung und die Prozessflüssigkeit eintaucht. Sodann wird die Hochspannungselektrode mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt, so dass zwischen der Bodenelektrode und der Hochspannungselektrode Hochspannungsdurchschläge durch das Fragmentiergut stattfinden, welche dieses zerkleinern. Dabei fallen Fragmentiergutstücke , wel- che kleiner sind als die Sieböffnungen der Bodenelektrode, durch diese Sieböffnungen hindurch und verlassen dadurch die Fragmentierungszone.
Aus GB 2 342 304 A sind Vorrichtungen zur elektrodynamischen Fragmentierung bekannt, bei welchen die Fragmentierungszone von zwei als Elektroden ausge¬ bildeten Wänden begrenzt wird, von denen zumindest eine Sieböffnungen aufweist. Auch hier wird im Betrieb eine Schüttung aus Fragmentiergut in die Fragmentierungszone eingebracht und sodann die als Elektroden ausgebildeten Wände mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt, derart, dass zwischen diesen Wänden Hochspannungsdurchschläge durch das Fragmentiergut stattfinden, welche dieses zerkleinern. Fragmentiergutstücke, welche kleiner sind als die Sieböffnungen in den Wandelektroden, verlassen die Fragmentierungszone durch diese Sieböffnungen.
Auch aus JP 11033430 sind Vorrichtungen zur elektrodynamischen Fragmentierung von Fragmentiergut bekannt, bei welchen eine oder mehrere trichterf rmige Fragmentierungszonen von als Elektroden ausgebildeten Wänden gebildet werden. Dabei wird am unteren Ende der jeweiligen Fragmentierungszone eine Austrittsöffnung durch den kleinsten Abstand zwischen den als Elektroden ausgebildeten Wänden dieser Fragmentierungszone begrenzt. Auch hier wird im Betrieb eine Schüttung aus Fragmentier- gut in die jeweilige Fragmentierungszone eingebracht und es werden sodann die als Elektroden ausgebildeten Wände mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt, so dass zwischen diesen Wänden Hochspannungsdurchschläge durch das Fragmentiergut stattfinden, welche dieses zerkleinern. Fragmentiergutstücke, welche kleiner sind als der kleinste Abstand zwischen den als Elektroden ausgebildeten Wänden der jeweiligen Fragmentierungszone, verlassen diese Fragmentierungszone durch die Austrittsöffnung.
Ein entscheidender Nachteil der in DE 195 34 232 AI und GB 2 342 304 A offenbarten Konstruktionsprinzipien mit als Sieb ausgebildeten Boden- bzw. Wandelek- troden besteht darin, dass diese Elektroden relativ aufwendig in der Herstellung sind, was in Lichte der Tatsache, dass die Elektroden bei elektrodynamischen Fragmentierungsprozessen Verbrauchsmaterial darstellen, zu hohen Betriebskosten führt. Hinzu kommt, dass sich die Grösse der Sieböffnungen während des Betriebs vergrössert, was zu einer entsprechenden Veränderung der Zielgrösse des fertig fragmentierten Materials führt.
Bei allen der zuvor genannten Vorrichtungen ergibt sich zudem der Nachteil, dass die Elektrodenab- stände gleich gross oder grösser als die Sieb- bzw. Austrittsöffnungen sind, was für den Fall, dass eine Grobfragmentierung gewünscht ist, zu relativ grossen Elektrodenabständen führt, mit dem Erfordernis des Bereitstellens von entsprechend grossen Hochspannungsimpulsen. Dies wiederum erfordert aber die Verwendung von sehr teuren Hochspannungsimpulsgeneratoren .
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Elek- trodenanordnung und eine Fragmentierungsanlage zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen oder diese zumindest teilweise vermeiden .
Diese Aufgabe wird durch die Elektrodenanord- nung und die Fragmentierungsanlage gemäss den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Demgemäss betrifft ein erster Aspekt der Erfindung eine Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage mit einer Durchtrittsöffnung bzw. einem Durchtrittskanal für Fragmentiergut und mit einem Elektrodenpaar oder mehreren Elektrodenpaaren, mit- tels welchem bzw. welchen, durch Beaufschlagung der Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaares mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals erzeugbar sind, zur Fragmentierung des Fragmentierguts. Eine Durch- trittsöffnung im anspruchsgemässen Sinne kann eine relativ geringe axiale Erstreckung in Durchtrittsrichtung aufweisen, während ein Durchtrittskanal im anspruchsgemässen Sinne eine deutlich ausgeprägtere Erstreckung in Durchtrittsrichtung aufweist und insbesondere dann vor- liegt, wenn Elektroden in Durchtrittsrichtung gesehen in mehreren Ebenen axial hintereinander angeordnet sind.
Die Elektroden der Elektrodenpaare können von separaten Einzelelektroden und/oder von Elektrodenvor- sprüngen an einem oder mehreren elektrisch leitenden Elektrodenkörpern gebildet sein. Bei Einzelelektroden können diese elektrisch gegeneinander isoliert sein oder auch elektrisch leitend miteinander verbunden sein. Auch können sich mehrere Elektrodenpaare eine Einzelelektrode oder einen Elektrodenvorsprung eines Elektrodenkörpers als gemeinsame Elektrode teilen. So können z.B. mehrere Elektrodenpaare dadurch gebildet sein, dass einer mit Hochspannungsimpulsen zu beaufschlagenden Einzelelektrode oder einem Elektrodenvorsprung eines mit Hochspannungsimpulsen zu beaufschlagenden Elektrodenkörpers mehrere auf Erdpotential liegende Einzelelektroden oder Elektroden- vorsprünge eines auf Erdpotential liegenden Elektrodenkörpers zugeordnet werden, so dass ein Hochspannungsdurchschlag je Spannungsimpuls über eines der so gebildeten Elektrodenpaare stattfindet, je nach aktueller Leit- fähigkeitssituation im Bereich der Elektrodenpaare. Erfindungsgemäss ist die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal derartig ausgebildet und sind die Elektroden der Elektrodenpaare derartig darin angeordnet oder wird die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal derartig von den Elektroden des Elektroden- paares oder der Elektrodenpaare gebildet, dass im Bereich einer kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden zumindest eines der Elektrodenpaare, bevorzugterweise unter Angrenzung an eine oder an beide Elektroden dieses Elektrodenpaares, eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden. Eine Kugel befindet sich im anspruchsgemässen Sinne dann „im Bereich der kürzesten Verbindungslinie" zwischen zwei Elektroden, wenn die Summe ihrer kürzesten Verbindungslinien zu diesen beiden Elektroden kürzer ist als die kürzeste Verbindungslinie zwischen den beiden Elektroden.
Mit anderen Worten gesagt betrifft der erste Aspekt der Erfindung also eine Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage mit einer Durchtrittöffnung bzw. einem Durchtrittskanal für Fragmentiergut und mit mindestens zwei Elektroden, zwischen denen innerhalb der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals durch Beaufschlagung derselben mit Hoch- spannungsimpulsen Hochspannungsentladungen erzeugbar sind, zur Fragmentierung des Fragmentierguts. Dabei sind die Elektroden derartig innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals angeordnet oder bilden derartig die Durchtrittöffnung oder den Durchtrittskanal, dass der kleinste Abstand zwischen zwei Elektroden, zwischen denen Hochspannungsentladungen erzeugbar sind, kleiner ist als der Durchmesser einer grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal im Bereich dieser beiden Elektroden passieren kann.
Mit einer derartigen Elektrodenanordnung ist es möglich, zumindest in einem Teilbereich der Elektro- denanordnung eine elektrodynamische Fragementierung von Fragmentiergut auf wirtschaftliche Weise mit verhältnismässig kleinen Hochspannungsimpulsen durchzuführen. Auch ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, durch Nachrüstung bestehender Anlagen mit der erfindungsgemässen Elektro- denanordnung den realisierbaren Zielgrössenbereich solcher Anlagen deutlich in Richtung grösserer Zielgrössen zu erweitern.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Elektrodenanordnung mehrere Elektrodenpaare auf, mit- te.ls welchen, durch Beaufschlagung der jeweils zugehörigen Elektroden mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals erzeugbar sind, zur Fragmentierung des Fragmentierguts. Mit Vorteil ist dabei die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal derartig ausgebildet und sind die Elektroden der Elektrodenpaare derartig darin angeordnet oder wird die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal derartig von den Elektroden der Elektrodenpaare gebildet, dass bei jedem Elektro- denpaar im Bereich der kürzesten Verbindungslinie zwischen dessen Elektroden, bevorzugterweise unter Angrenzung an eine oder an beide Elektroden dieses Elektrodenpaares, eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurch treten kann, deren Durch- messer jeweils grösser ist als die Länge der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden. Es kann also bevorzugterweise im Bereich jedes der Elektrodenpaare jeweils eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurchtreten, deren Durch- messer grösser ist als die Länge der kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden des jeweiligen
Elektrodenpaars .
Mit einer derartigen Elektrodenanordnung ist es möglich, im gesamten Bereich der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals eine elektrodynamische Fragmentierung von Fragmentiergut auf wirtschaftliche Weise mit verhältnismässig kleinen Hochspannungsimpulsen durchzuführen .
Bevorzugterweise ist die Elektrodenanordnung derartig ausgebildet, dass in Durchtrittsrichtung der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals gesehen beidseitig der jeweiligen kürzesten Verbindungslinien zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaares im Bereich dieser kürzesten Verbindungslinie, bevorzugterweise unter Angrenzung an eine der Elektroden oder an beide Elektroden, eine Kugel durch die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie. Hierdurch werden Elektrodenanordnungen mit besonders guten Fragmentierungsleistungen möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Elektrodenanordnung derartig ausgebildet, dass der Durchmesser der jeweiligen Kugel, welche im Bereich der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaares, bevorzugter¬ weise unter Angrenzung an mindestens eine der beiden Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars, durch die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hindurch treten kann, jeweils grösser ist als das 1.2 fache, be¬ vorzugterweise als das 1.5 fache der Länge der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie zwischen den Elektroden.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführ¬ ungsform der Elektrodenanordnung weist die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchtrittskanal eine runde oder eckige, bevorzugterweise kreisrunde Grund- oder Querschnittsform auf, bei welcher insbesondere radial von den äusseren Be- grenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals her eine oder mehrere mit Vorteil stab- oder spit- zenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hineinragen, bevorzugterweise unter Freilassung des Zentrums der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals. Derartige Elektrodenanordnungen sind einfach herzustellen und ermöglichen zudem Bauweisen, bei denen abgenutzte Elektrodenvorsprünge auf einfache Weise von aussen her ersetzt werden können.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung weist die Durchtrittsöffnung oder der Durchtrittskanal eine ringförmige, bevorzugterweise kreisringförmige Grundform bzw. Querschnittsform auf.
Hierdurch werden die Gestaltungsmöglichkeiten bezüglich der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals deutlich erweitert und es werden Ausführungsformen möglich, bei denen über eine zentrale Hochspannungszuführung eine Vielzahl von Elektrodenpaaren, welche zur Erzeugung von Hochspannungsentladungen in der Durchtrittsöffnung oder dem Durchtrittskanal vorgesehen sind, mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt werden können.
Dabei ist es bevorzugt, dass von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals und/oder von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöff ung oder des Durchtrittskanals her eine oder mehrere mit Vorteil stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durch- trittskanal hineinragen. Hierdurch lassen sich über den Umfang der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals gesehen eine Vielzahl Durchtrittspassagen für auf Ziel- grösse zerkleinertes Fragmentiergut schaffen, welche jeweils von Elektrodenpaaren begrenzt sind, die etwaige an diese angrenzende Fragmentiergutstücke, die grösser als die Zielgrösse sind, mit Hochspannungsentladungen beaufschlagen und dadurch fragmentieren, bis diese die Zielgrösse erreicht haben und die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal über die jeweilige Durchtrittspassage passieren können.
Dabei ist es weiter bevorzugt, dass die inneren Begrenzungen und/oder die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals jeweils von einem Isolatorkörper gebildet sind, welcher einzelne Elektrodenvorsprünge trägt. Hierdurch wird es möglich, auf kostengünstige Weise abgenutzten Elektrodenvorsprünge zu ersetzen, ohne dass hierfür die gesamten Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals ersetzt werden müssen. Dabei können die Elektrodenvorsprünge gegeneinander elektrisch isoliert sein oder einige oder alle der Elektrodenvorsprünge, z.B. über eine im Isolator- körper verlaufende Verbindungsleitung, elektrisch leitend miteinander verbunden sein.
In einer bevorzugten Variante der beiden zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten der bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung mit ringförmiger Durchtrittsöffnung oder ringförmigem Durchtrittskanal ragen von den inneren Begrenzungen und von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals her jeweils mehrere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hinein. Dabei sind jedem der Elektrodenvorsprünge, welche von den inneren Begrenzungen in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hineinragen, jeweils mindestens zwei der Elektrodenvorsprünge, welche von den äusseren Begrenzungen in die Durchtrittsöffnung bzw. den Durchtrittskanal hineinragen, zugeordnet. Hierdurch bildet der jeweilige an den inneren Begrenzungen angeordnete Elektrodenvorsprung zusammen mit den zugeordneten Elektrodenvorsprüngen an den äusseren Begrenzungen mehrere Elektrodenpaare, welche sich diesen als gemeinsa- me Elektrode teilen. Entsprechend wird eine von dem jeweiligen an der inneren Begrenzung angeordneten Elektrodenvorsprung ausgehende Hochspannungsentladung, in Abhängigkeit von Leitfähigkeitssituation im Bereich zwischen diesem Elektrodenvorsprung und den zugeordneten Elektro- denvorsprüngen an den äusseren Begrenzungen, zu einem der zugeordneten Elektrodenvorsprünge an den äusseren Begrenzungen stattfinden. Durch diese Ausgestaltung lassen sich mit jedem an den inneren Begrenzungen angeordneten Elektrodenvorsprung mehrere Fragmentierungszonen innerhalb der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals bilden. In einer vorteilhaften Variante der bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung, bei welcher die Durchtrittsöffnung oder der Durchtrittskanal eine ringförmige, bevorzugterweise kreisringförmige Grundform oder Querschnittsform aufweist, werden die inneren Be- grenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals von einer einzigen, bevorzugterweise scheibenförmigen, stabförmigen oder kugelförmigen Elektrode gebildet. Eine derartige Ausgestaltung ist robust und kann kostengünstig hergestellt werden.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung weist diese einen Durchtrittskanal für Fragmentiergut auf, in welchem an verschiedenen axialen Positionen bezogen auf die bestim- mungsgemässe Durchtrittsrichtung von den äusseren Begren- zungen und/oder, sofern vorhanden, von den inneren Begrenzungen des Durchtrittskanals her bevorzugterweise stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge in den Durchtrittskanal hineinragen.
Dabei ist es von Vorteil, dass an unter- schiedlichen axialen Positionen angeordnete Elektrodenvorsprünge an unterschiedlichen Umfangspositionen der äusseren Begrenzungen und/oder der inneren Begrenzungen in den Durchtrittskanal hineinragen. Mit derartigen Elektrodenanordnungen kann auf kleinem Raum eine besonders intensive Einwirkung mittels Hochspannungsentladungen auf der Fragmentiergut bewirkt werden.
Bevorzugterweise ragen dabei die Elektrodenvorsprünge derartig in den Durchtrittskanal hinein, dass dieser unpassierbar ist für einen zylindrischen Körper mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel, welche den Durchtrittskanal passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, bevorzugterweise von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist. Hierdurch wird es möglich, den Durchtrittskanal unpassierbar für lange Fragmentiergutstücke mit Zielkorndurch- messer zu machen und dadurch zu bewirken, dass das aus dem Durchtrittskanal austretende Fragmentiergut im Wesentlichen aus kompakten Stücken besteht und wenig oder gar kein Langkorn enthält.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung mit von der äusseren und/oder, wo vorhanden, von den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals her radial in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hineinragenden Elektrodenvorsprüngen sind die Elektrodenvorsprünge in bestimmungsgemässer Durchtrittsrichtung gesehen gleichmässig am Umfang der äusseren Begrenzungen und/oder der inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals verteilt angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine Geometrie der Durchtrittsöffnung bzw. des
Durchtrittskanal, welche die Fragmentierung des Fragmentierguts in möglichst gleichförmige Stücke begünstigt.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Elektrodenanordnung ist auf der bestimmungs- gemässen Austrittsseite der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals eine Sperreinrichtung angeordnet, welche bezüglich ihrer Geometrie derartig ausgebildet und bezüglich der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals derartig angeordnet ist, dass eine Kugel mit dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durchtritts- Öffnung bzw. den Durchtrittskanal passieren kann, von der Durchtrittsöffnung bzw. dem Durchtrittskanal weggeführt werden kann, während ein zylindrischer Körper mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durch- trittsöffnung oder den Durchtrittskanal passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist, durch die Sperreinrichtung am Verlassen der Durchtrittsöffnung bzw. des Durchtrittskanals gehindert wird. Hierdurch wird es ebenfalls möglich, den Durchtrittskanal unpassierbar für lange Fragmentiergutstücke mit Zielkorndurchmesser zu machen und dadurch zu bewirken, dass das aus dem Durchtrittskanal austretende Fragmentiergut im Wesentlichen kompakt ist und praktisch kein Langkorn enthält.
Dabei ist es von Vorteil, dass die Sperrein- richtung als Umlenkvorrichtung für das austretende Fragmentiergut ausgebildet ist, welche bezüglich ihres Ab- stands zu den Elektroden und des Umlenkungswinkels derartig ausgebildet ist, dass eine Kugel mit dem Durchmesser der grössten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal passieren kann, durch die Umlenkvorrichtung von der Durchtrittsöffnung oder von dem Durchtrittskanal weggeführt werden kann, während ein zylindrischer Körper mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der gröss- ten Kugel, welche die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist, durch die Umlenkvorrichtung am Verlassen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals gehindert wird. Bevorzugterweise werden solche Umlenkvorrichtungen von einem oder mehreren schräggestellten Blechen gebildet. Derartige Sperreinrichtungen sind wirkungsvoll und kostengünstig in der Herstellung .
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Fragmentierungsanlage zur elektrodynamischen Fragmentierung von Fragmentiergut mit mindestens einer Elektrodenanordnung gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung und mit einem Hochspannungsimpulsgenerator zur Beauf- schlagung der Elektroden der Elektrodenanordnung mit
Hochspannungsimpulsen. Der Einsatz der erfindungsgemässen Elektrodenanordnungen in solchen Anlagen entspricht deren bestimmungsgemässer Verwendung.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Fragmentierungsanlage ist die Elektrodenanordnung derartig orientiert, dass die Durchtrittsöffnung bzw. der Durchrittskanal eine vertikale Durchtrittsrichtung aufweist. Auf diese Weise wird es möglich, das Beaufschlagen der Elektrodenanordnung mit dem zu fragmentierenden Material und das Hindurchführen der fragmentierten Materialstücke durch die Durchtrittsöffnung oder den Durch- trittskanal ausschliesslich mittels Schwerkraftförderung zu bewerkstelligen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Fragmentierungsanlage weist die Elektrodenanordnung eine Durchtrittsöffnung oder einen Durchtrittskanal mit einer ringförmigen, mit Vorteil kreisringförmigen Grundbzw. Querschnittsform auf. Dabei ist der Hochspannungsimpulsgenerator unter der Durchtrittsöffnung oder dem Durchtrittskanal angeordnet und die an den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtritts- kanals gebildeten Elektroden werden auf direktem Wege von unten her mit dem Hochspannungsimpulsgenerator mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt.
Dabei ist es weiter bevorzugt, dass die äussere Begrenzung der Durchtrittsöffnung oder des Durch- trittskanals oder die an diesen äusseren Begrenzungen angeordneten Elektroden auf Erdpotential liegen. Hierdurch muss lediglich die zu den an den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung oder des Durchtrittskanals gebildeten Elektroden führende Zuleitung des Hochspannungsimpulsge- nerators isoliert werden und es können sehr kurze Zuleitungswege realisiert werden, was bevorzugt ist.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung der Fragmentierungsanlage gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung zum Fragmentieren von schlecht lei- tendem Material, bevorzugterweise von Silizium, Beton oder Schlacke. Bei derartigen Verwendungen treten die Vorteile der Erfindung besonders deutlich zu Tage.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fragmentieren von Material mittels Hoch- spannungsentladungen auf eine Stückgrösse kleiner oder gleich einer Zielgrösse. Dabei wird eine Elektrodenanordnung gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung verwendet, die eine
Durchtrittsöffnung oder einen Durchtrittskanal für das Fragmentiergut aufweist, welche oder welcher derartig ausgebildet ist, dass Materialstücke mit einer Stück- grosse kleiner oder gleich der Zielgrösse durch die
Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurchtreten können, während Materialstücke mit einer Stück- grösse grösser als die Zielgrösse die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal nicht passieren können und da- durch durch die Elektrodenanordnung zurückgehalten werden .
Die Elektrodenanordnung wird auf einer Seite ihrer Durchtrittsöffnung bzw. ihres Durchtrittskanals mit zu fragmentierendem Material mit einer Stückgrösse grös- ser als die Zielgrösse beaufschlagt, wobei etwaige im beaufschlagten Fragmentiergut enthaltene Materialstücke mit einer Stückgrösse kleiner oder gleich der Zielgrösse durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hindurchtreten können
Die Elektroden der Elektrodenanordnung werden mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt, so dass Hochspannungsentladungen in der Durchtrittsöffnung oder dem Durchtrittskanal stattfinden, durch welche in die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal hineinragende bzw. an die Elektroden angrenzende Materialstücke fragmentiert werden.
Die auf diese Weise auf eine Stückgrösse kleiner oder gleich der Zielgrösse fragmentierten Materialstücke werden durch die Durchtrittsöffnung oder den Durchtrittskanal der Elektrodenanordnung hindurchgeführt und so aus der Fragmentierungszone entfernt.
Mit den erfindungsgemässen Verfahren ist es möglich, eine elektrodynamische Fragmentierung von Material (Fragmentiergut) auf wirtschaftliche Weise auch mit deutlich kleineren Elektrodenabständen als die Zielgrösse des zerkleinerten Materials durchzuführen, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass auch mit kostengünstigen Hochspannungsgeneratoren eine Fragmentierung auf relativ grosse Zielgrössen möglich wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Beaufschlagen der Elektrodenanordnung mit zu fragmentierendem Material und das Hindurchführen der fragmentierten Materialstücke durch die Durchtrittsöffnung oder durch den Durchtrittskanal mittels Schwerkraftförderung bewirkt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass keine Hilfseinrichtungen für den Transport des Fragmentierguts zu der Fragmentierzone und nach dem Fragmentieren von dieser weg benötigt werden.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Durchtrittsöffnung oder der Durchtrittskanal der Elektrodenanordnung während dem Erzeugen der Hochspannungsentladungen mit einer Prozessflüssigkeit geflutet. In einer bevorzugten Variante wird dabei die Durchtrittsöffnung oder der Durchtrittskanal in Materialdurchtrittsrichtung mit der Prozessflüssigkeit durchströmt. Durch die letztgenannte Massnahme wird der Abtransport von feinen Fragmentiergutpartikeln aus der
Fragmentierzone, welche sich negativ auf die Fragmentierungsleistung auswirken, begünstigt.
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 eine Draufsicht auf eine erste erfindungs- gemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine zweite erfin- dungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine dritte erfin- dungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine vierte erfin- dungsgemässe Elektrodenanordnung; Fig. 5 eine Draufsicht auf eine fünfte erfin- dungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine sechste erfin- dungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine siebte erfin- dungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 8 eine Draufsicht auf eine achte erfindungs- gemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 9 eine Draufsicht auf eine neunte erfin- dungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine zehnte erfin- dungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 11 eine Draufsicht auf eine elfte erfin- dungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. IIa einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer ersten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 11;
Fig. IIb eine Darstellung wie Fig. IIa mit der erfindungsgemässen Anlage im Fragmentierungsbetrieb;
Fig. 11c eine Darstellung wie Fig. IIa mit sche- matisch dargestellten kugel- und zylinderförmigen Körpern angeordnet in der Durchtrittsöffnung;
Fig. lld eine Darstellung wie Fig. IIa mit einem in der Elektrodenanordnung angeordnetem Langkorn-Fragment ;
Fig. 12 eine Draufsicht auf eine zwölfte erfin- dungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 12a einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer zweiten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 12;
Fig. 13 eine Draufsicht auf eine dreizehnte er- findungsgemässe Elektrodenanordnung;
Fig. 14 eine Draufsicht auf eine vierzehnte er- findungsgemässe Elektrodenanordnung; und
Fig. 14a einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer dritten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 14. WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Fig. 1 zeigt eine erste erfindungsgemässe Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage in der Draufsicht. Wie zu erkennen ist, weist die Elektrodenanordnung eine Durchtrittsöffnung 1 mit einer rechteckigen Grund- bzw. Querschnittsform für Fragmentiergut auf, von deren äusseren Begrenzungen drei stabförmige Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c in diese hineinragen, unter Freilassung des Zentrums der Durch- trittsöffnung 1.
Die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 werden von einem Isolatorkörper 7 gebildet. Die Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c werden von Einzelelektroden gebildet, welche von dem Isolatorkörper 7 getragen sind.
Die beiden gemeinsam auf einer Seite der äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 angeordneten Elektroden 5b, 5c sind über eine Leitung (nicht sichtbar) elektrisch leitend miteinander verbunden und über den Isolatorkörper 7 elektrisch gegenüber der ihnen gegenüberliegenden Elektrode 5a isoliert. Auf diese Weise bilden die drei Elektroden 5a, 5b, 5c zwei Elektrodenpaare 5a, 5b und 5a, 5c, mittels welchen, durch Beaufschlagung der Elektroden mit Hochspannungsimpulsen, z.B. indem die beiden unteren Elektroden 5b, 5c auf Erdpotential gelegt werden, während die obere Elektrode 5a an einen Hochspannungsimpulsgenerator angeschlossen wird, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung 1 erzeugbar sind, zur Fragmentierung von Fragmentiergut, welches in die Durchtrittsöffnung 1 hinein tritt oder sich in der Nähe eines der Elektrodenpaare befindet.
Dabei ist die Durchtrittsöffnung 1 derartig ausgebildet und sind die Elektroden 5a, 5b, 5c derartig darin angeordnet, dass je Elektrodenpaar 5a, 5b und 5a, 5c im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden 5a, 5b bzw. 5a, 5c des jeweiligen Elektro- denpaars (jeweils gepunktet dargestellt) eine Kugel K
(jeweils gestrichelt dargestellt) durch die Durchtrittsöffnung 1 hindurch treten kann, deren Durchmesser jeweils grösser ist als die Länge dieser jeweiligen kürzesten Verbindungslinie L.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine zweite er- findungsgemässe Elektrodenanordnung, welche sich von der in Fig.l gezeigten Elektrodenanordnung dadurch unterscheidet, dass deren Durchtrittsöffnung 1 eine kreisrunde Grund- bzw. Querschnittsform aufweist, von deren äusseren Begrenzungen sich gegenüberliegend zwei stabförmige Elek- trodenvorsprünge 5a, 5b radial in diese hineinragen, ebenfalls unter Freilassung des Zentrums der Durchtrittsöffnung 1.
Auch hier werden die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 von einem Isolatorkörper 7 und die Elektrodenvorsprünge 5a, 5b von Einzelelektroden gebildet, welche vom Isolatorkörper 7 getragen sind.
Entsprechend bilden die zwei Elektroden 5a, 5b ein Elektrodenpaar 5a, 5b, mittels welchem Hochspan- nungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung 1 erzeugbar sind.
Dabei ist die Durchtrittsöffnung 1 auch hier derartig ausgebildet und sind die Elektroden 5a, 5b derartig darin angeordnet, dass im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden 5a, 5b (gepunktet dargestellt) eine Kugel K (gestrichelt dargestellt) durch die Durchtrittsöffnung 1 hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser Verbindungslinie L.
Fig. 3 zeigt eine dritte erfindungsgemässe
Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.l gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass deren Durchtrittsöffnung 1 eine kreisrunde Grund- bzw. Querschnittsform aufweist, von de- ren äusseren Begrenzungen die Elektrodenvorsprünge 5a,
5b, 5c radial in diese hineinragen. Alle übrigen zuvor zu der in Fig.l gezeigten Elektrodenanordnung gemachten Aussagen treffen sinngemäss auch auf diese Elektrodenanordnung zu und müssen deshalb an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
Fig. 4 zeigt eine vierte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.2 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass sie aus zwei hintereinander angeordneten Elektrodenanordnungen gemäss Fig. 2 besteht, welche einen gemeinsamen Isolatorkörper 7 aufweisen, und dass die hintere Elektrodenanordnung um 90° gegenüber der vorderen verdreht ist. Die Elektroden 5c, 5d der hinteren Elektrodenanordnung sind hier gepunktet dargestellt um anzudeuten, dass diese in einer Ebene hinter den Elektro¬ den 5a, 5b der vorderen Elektrodenanordnungen angeordnet sind. Alle übrigen zuvor zu der in Fig.2 gezeigten Elektrodenanordnung gemachten Aussagen treffen sinngemäss auch auf diese Elektrodenanordnung zu und müssen deshalb an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf eine fünfte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung. Bei dieser Aus¬ führungsform weist die Elektrodenanordnung einen Durchtrittskanal 2 mit einer ringförmigen Grund- bzw. Querschnittsform auf, dessen äussere Begrenzungen von einem rechteckigen Metallrohr 5, z.B. aus Edelstahl, gebildet werden. Die inneren Begrenzungen des Durchtrittskanals 2 werden von einem Metall-Vollprofil 4, beispielsweise ebenfalls aus Edelstahl, mit quadratischem Querschnitt gebildet, welches im Zentrum des Rohres 5 angeordnet ist und dessen Aussenflachen mit den gegenüberliegenden In- nenflächen des rechteckigen Metallrohrs 5 jeweils Winkel von 45° bilden. Im vorliegenden Fall dienen die Ecken des Vollprofils 4 als Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d,welche zusammen mit dem jeweiligen ihnen gegenüberliegenden Innenwandbereich des Metallrohrs 5 jeweils ein Elek- trodenpaar 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 bilden, mittels dem, durch Beaufschlagung des rechteckigen Metallrohrs 5 und des Metall-Vollprofils 4 mit Hochspannungsimpulsen, z.B. indem das Rohr 5 auf Erdpotential gelegt wird während das Vollprofil 4 an einen Hochspannungsimpulsgenerator angeschlossen wird, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb des Durchtrittskanals 2 erzeugbar sind. Die kürzesten Verbindungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen Elektrodenpaare 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 sind gepunktet dargestellt.
Dabei ist, wie zu erkennen ist, der Durchtrittskanal 2 derartig von den Elektroden 4a, 4b, 4c, 4d, 5 gebildet, dass je Elektrodenpaar 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5;
4d, 5 im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch den Durchtrittskanal 2 hindurch treten kann, deren Durchmesser jeweils grösser ist als die Länge die- ser kürzesten Verbindungslinie L.
Fig. 6 zeigt eine sechste erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.5 gezeigten Elektrodenanordnung dadurch unterscheidet, dass im Zentrum des rechteckigen Metallrohrs 5 nicht ein Metall-Vollprofil 4 mit quadratischem Querschnitt angeordnet ist, sondern ein Isolatorkörper 6 mit kreisrundem Querschnitt, von dem jeweils in Richtung einer der Ecken des rechteckigen Metallrohrs 5 zeigend vier von Einzelelektroden gebildete Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d radial nach aussen abstehen. Diese Elektroden 4a, 4b, 4c, 4d sind in einen im Zentrum des Isolatorkörpers 6 verlaufenden Leiter (nicht gezeigt) eingeschraubt und dadurch elektrisch leitend miteinander verbunden, so dass sie über diesen Leiter gemeinsam mit Hochspannungs- impulsen beaufschlagt werden können.
Im vorliegenden Fall bildet jeder der Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, zusammen mit jeder der beiden diesem gegenüberliegenden Innenwände des rechteckigen Metallrohrs 5 jeweils ein Elektrodenpaar, mittels welchem Hochspannungsentladungen innerhalb des Durchtrittskanals 2 erzeugbar sind. Die kürzesten Verbindungs- linien L zwischen den Elektroden der jeweiligen so gebildeten Elektrodenpaare sind jeweils gepunktet dargestellt.
Dabei ist auch hier der Durchtrittskanal 2 derartig ausgebildet und die Elektroden 4a, 4b, 4c, 4d, 5 derartig angeordnet, dass bei jedem der acht durch die Elektroden 4a, 4b, 4c, 4d und die jeweiligen beiden jeder Elektrode 4a, 4b, 4c, 4d gegenüberliegenden Innenwände des rechteckigen Edelstahlrohrs 5 gebildeten Elektrodenpaare im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch den Durchtrittskanal 2 hindurch treten kann, deren Durchmesser jeweils grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektro¬ den des jeweiligen Elektrodenpaars.
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf eine siebte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung. Bei dieser Aus¬ führung weist die Elektrodenanordnung eine Durchtritts¬ öffnung 1 mit einer ringförmigen Grund- bzw. Querschnittsform auf, dessen äussere Begrenzungen von einem Metallring 5 gebildet werden. Die inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 werden von einem sternförmigen Elektrodenkörper 4, ebenfalls aus Metall, gebildet, welcher im Zentrum des Ringes 5 angeordnet ist. Der stern¬ förmige Elektrodenkörper 4 bildet vier Elektrodenvor- sprünge 4a, 4b, 4c, 4d, welche jeweils zusammen mit dem jeweiligen ihnen gegenüberliegenden Innenwandbereich des den Elektrodenkörper 4 umgebenden Ringes 5 ein Elektrodenpaar 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 bilden, mittels wel¬ chem jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb des
Durchtrittskanals 2 erzeugbar sind. Die kürzesten Verbin- dungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen
Elektrodenpaare 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 sind gepunktet dargestellt .
Wie zu erkennen ist, wird die Durchtrittsöffnung 1 hier derartig von dem Metallring 5 und dem Elek- trodenkörper 4 bzw. von den Elektroden 4a, 4b, 4c, 4d, 5 gebildet, dass je Elektrodenpaar 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch die Durchtrittsöffnung 1 hindurch treten kann, deren Durchmesser jeweils grösser ist als die Länge der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5.
Fig. 8 zeigt eine achte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.7 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass an Stelle des sternförmigen Elektrodenkörpers ein Isolatorkörper 6 mit daran angeordneten Elektrodenvorsprüngen 4a, 4b, 4c, 4d wie bei der Ausführungsform aus Fig. 6 beschrieben im Zentrum des Me- tallringes 5 angeordnet ist.
Dabei bildet jeder der Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, zusammen mit dem jeweiligen diesem gegenüberliegenden Innenwandbereich des den Elektrodenkörper 4 umgebenden Ringes 5 ein Elektrodenpaar 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5, mittels welchem Hochspannungsentladungen innerhalb des Durchtrittskanals 2 erzeugbar sind. Die kürzes- ten Verbindungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen Elektrodenpaare 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 sind wiederum gepunktet dargestellt.
Auf diese Weise wird auch hier die Durchtrittsöffnung 1 derartig von dem Metallring 5 und dem Isolatorkörper 6 sowie den daran angeordneten Elektroden 4a, 4b, 4c, 4d, gebildet, dass je Elektrodenpaar 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektro- ■ denpaars eine Kugel K durch die Durchtrittsöffnung 1 hin- durch treten kann, deren Durchmesser jeweils grösser ist als die Länge der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5.
Fig. 9 zeigt eine neunte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.7 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich da- durch unterscheidet, dass die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 nicht von einem Metallring gebildet werden, sondern von einem rohrförmigen Isolatorkörper 7, welcher auf seiner Innenseite jeweils gegenüberliegend zu den einzelnen Elektrodenvorsprüngen 4a, 4b, 4c, 4d des sternförmigen Elektrodenkörpers 4 linsenförmige Einzelelektroden 5a, 5b, 5c, 5d aus Metall trägt, welche über eine Verbindungsleitung (nicht gezeigt) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Die vier Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, des sternförmigen Elektrodenkörpers 4 bilden jeweils zusammen mit der jeweiligen ihnen gegenüberliegenden Einzelelektroden 5a, 5b, 5c, 5d ein Elektrodenpaar 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d, mittels welchem jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb des Durchtrittskanals 2 er- zeugbar sind. Die kürzesten Verbindungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen Elektrodenpaare 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 sind wiederum jeweils gepunktet dargestellt .
Auch hier wird die Durchtrittsöffnung 1 der- artig von dem rohrförmigen Isolatorkörper 7 mit den daran angeordneten Einzelelektroden 5a, 5b, 5c, 5d und dem Elektrodenkörper 4 gebildet, dass je Elektrodenpaar 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch die Durchtrittsöffnung 1 hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d.
Fig. 10 zeigt eine zehnte erfindungsgemässe
Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.9 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass an Stelle des sternförmigen Elektrodenkörpers ein Metall-Vollprofil 4 mit quadrati- schem Querschnitt wie in Fig. 5 im Zentrum des rohrförmigen Isolatorkörpers 7 angeordnet ist. Auch hier dienen die Ecken des Vollprofils 4 als Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, welche zusammen mit der jeweiligen ihnen gegenüberliegenden linsenförmigen Einzelelektroden 5a, 5b, 5c, 5d jeweils ein Elektrodenpaar 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d bilden, mittels welchem Hochspannungsentladungen erzeugbar sind. Die kürzesten Verbindungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen Elektrodenpaare 4a, 5; 4b, 5; 4c, 5; 4d, 5 sind wiederum gepunktet dargestellt.
Diese Elektrodenanordnung weist einen Durch- trittskanal 2 auf, welcher derartig von dem rohrförmigen Isolatorkörper 7 mit den daran angeordneten Einzelelektroden 5a, 5b, 5c, 5d und dem Elektrodenkörper 4 gebildet wird, dass je Elektrodenpaar 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch den Durchtrittskanal hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c; 4d, 5d.
Fig. 11 zeigt eine elfte erfindungsgemässe
Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.8 gezeigten Elektrodenanordnung dadurch unterscheidet, dass die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 an Stelle von einem Metallring von einem rohr- förmigen Isolatorkörper 7 gebildet werden, welcher auf seiner Innenseite gleichmässig über seinen Umfang verteilt radial in die Durchtrittsöffnung 1 hineinragende stabförmige Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h aufweist.
Dabei sind jedem der Elektrodenvorsprünge 4a,
4b, 4c, 4d, welche vom zentralen Isolatorkörper 6 in radialer Richtung in die Durchtrittsöffnung 1 hinein ragen, jeweils zwei der stabförmige Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h zugeordnet, welche auf der Innen- seite des rohrförmigen Isolatorkörpers 7 angeordnet sind. Auf diese Weise werden mit den Elektrodenvorsprüngen 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h, welche von den inneren und den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 in diese hineinragen, insgesamt acht Elektrodenpaare 4a, 5a; 4a, 5b; 4b, 5c; 4b, 5d; 4c, 5e; 4c, 5f; 4d, 5g; 4d, 5h gebildet, mittels welchen jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung 1 erzeugbar sind. Die kürzesten Verbindungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen Elektrodenpaare sind wiederum gepunktet dargestellt.
Wie zu erkennen ist, wird hier die Durch- trittsöffnung 1 derartig von dem rohrförmigen Isolatorkörper 7 mit den daran angeordneten Elektrodenvorsprüngen 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h und dem zentralen Isolatorkörper 6 mit den daran angeordneten Elektrodenvorsprüngen 4a, 4b, 4c, 4d gebildet, dass je Elektrodenpaar 4a, 5a; 4a, 5b; 4b, 5c; 4b, 5d; 4c, 5e; 4c, 5f; 4d, 5g; 4d, 5h im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch die Durchtrittsöffnung 1 hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars 4a, 5a; 4a, 5b; 4b, 5c; 4b, 5d; 4c, 5e; 4c, 5f; 4d, 5g; 4d, 5h.
Die Figuren IIa, IIb, 11c und lld zeigen Vertikalschnitte durch einen Teil einer ersten erfindungsge- mässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 11, einmal ohne Fragmentiergut (Fig. IIa), einmal mit Fragmentiergut (Fig. IIb), einmal mit schematisch dargestellten kugel- und zylinderförmigen Körpern angeordnet in der Durchtrittsöffnung (Fig. 11c) und einmal mit einem Langkorn-Fragment angeordnet in der Durchtrittsöffnung 1 der Elektrodenanordnung (Fig. lld).
Wie aus diesen Figuren zu erkennen ist, ist die Elektrodenanordnung in der Fragmentierungsanlage derartig orientiert, dass deren Durchtrittsöffnung 1 eine vertikale Durchtrittsrichtung S aufweist. Dabei bildet der zentrale Isolatorkörper 6 mit den vier Elektrodenvor- Sprüngen 4a, 4b, 4c, 4d das obere Ende einer zylindrischen Hochspannungselektrode 9, welche mit einem direkt unter dieser angeordnetem Hochspannungsimpulsgenerator (nicht dargestellt) verbunden ist, zur Beaufschlagung der Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d mit Hochspannungsim- pulsen. Die vom rohrförmigen Isolatorkörper 7 getragenen Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h sind auf Erdpotential gelegt.
Oberhalb der Elektrodenanordnung, d.h. auf der Eintrittsseite der Elektrodenanordnung, ist ein Zu- führungstrichter 13 angeordnet, mittels welchem das zu zerkleinernde Fragmentiergut 3 durch Schwerkraftförderung der Elektrodenanordnung zugeführt wird.
Unterhalb der Elektrodenanordnung, d.h. auf der Austrittsseite der Elektrodenanordnung, ist eine Um- lenkvorrichtung in Form eines kegelförmigen Umlenkbleches 10 angeordnet, welche das aus der Elektrodenanordnung austretende und auf Zielgrösse zerkleinerte Fragmentiergut IIa radial nach aussen umlenkt und durch Schwerkraftförderung von der Elektrodenanordnung wegführt. Wie ins- besondere aus Fig. 11c ersichtlich ist, bildet die Umlenkvorrichtung 10 dabei eine Sperreinrichtung, welche bezüglich ihrer Geometrie derartig ausgebildet und bezüglich der Durchtrittsöffnung 1 derartig angeordnet ist, dass ein zylindrischer Körper Z mit halbkugelförmigen En- den, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel K, welche die Durchtrittsöffnung 1 im jeweiligen Durchtrittsbereich passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist, durch diese Sperreinrichtung 10 am Verlassen der Durchtrittsöffnung 1 gehindert wird, während die grösste Kugel K, welche die Durchtrittsöffnung 1 im jeweiligen Durchtrittsbereich passieren kann, durch die Umlenkvorrichtung 10 von der Durchtrittsöffnung 1 weggeführt werden kann.
Hierdurch ergibt sich der in Fig. lld dargestellte Vorteil, dass lange Fragmentiergutstücke IIb so lange durch die als Sperreinrichtung wirkende Umlenkeinrichtung 10 in der Durchtrittsöffnung 1 gehalten werden und weiter fragmentiert werden, bis sie kurz genug sind, um die Umlenkeinrichtung 10 zu passieren und von der Durchtrittsöffnung 1 weggeführt zu werden. Hierdurch kann erreicht werden, dass das austretende Fragmentiergut im Wesentlichen aus kompakten Stücken IIa besteht und praktisch kein Langkorn IIb enthält.
Fig. 12 zeigt eine zwölfte erfindungsgemässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.11 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass an Stelle des zentralen Isolatorkörpers mit den daran angeordneten Elektrodenvorsprün- gen eine kegelförmige Elektrode 4 aus Metall die inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung 1 bildet. Dabei bil- den die von der Innenseite des rohrförmigen Isolatorkörpers 7 radial in die Durchtrittsöffnung 1 hineinragenden stabförmigen Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h jeweils mit dem ihnen gegenüberliegenden Randbereich der kegelförmigen Elektrode 4 insgesamt acht Elek- trodenpaare 4, 5a; 4, 5b; 4, 5c; 4, 5d; 4, 5e; 4, 5f; 4, 5g; 4, 5h, mittels welchen jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung 1 erzeugbar sind. Die kürzesten Verbindungslinien L zwischen den Elektroden der jeweiligen Elektrodenpaare sind auch hier gepunktet dargestellt.
Wie zu erkennen ist, wird hier die Durchtrittsöffnung 1 derartig von dem rohrförmigen Isolatorkörper 7 mit den daran angeordneten Elektroden 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h und der zentralen Kegelelektrode 4 gebildet, dass je Elektrodenpaar 4, 5a; 4, 5b; 4, 5c; 4, 5d; 4, 5e; 4, 5f; 4, 5g; 4, 5h im Bereich der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars eine Kugel K durch die Durchtrittsöffnung 1 hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge der kürzesten Verbindungslinie L zwischen den Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars 4, 5a; 4, 5b; 4, 5c; 4, 5d; 4, 5e; 4, 5f; 4, 5g; 4, 5h.
Fig. 12a zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer zweiten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 12. Diese Fragmentierungsanlage unterscheidet sich von der Fragmentierungsanlage gemäss den Figuren lla-lld lediglich durch die Bauart der zentrale Hochspannungselektrode 9, deren oberes Ende hier von der kegelförmigen Elektrode 4 gebildet wird. Alle übrigen zu der in den Figuren lla-lld ge- zeigten Elektrodenanordnung gemachten Aussagen treffen sinngemäss auch auf diese Elektrodenanordnung zu und müssen deshalb an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
Fig. 13 zeigt eine dreizehnte erfindungsge- mässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.9 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass sie aus zwei hintereinander angeordneten Elektrodenanordnungen gemäss Fig. 9 besteht, welche einen gemeinsamen Isolatorkörper 7 aufweisen, und dass die hintere Elektrodenanordnung um 45° gegenüber der vorderen verdreht ist. Die Elektroden 4e, 4f, 4g, 4h und 5e, 5f, 5g, 5h der hinteren Elektrodenanordnung sind hier gepunktet dargestellt, um anzudeuten, dass diese in einer Ebene hinter den Elektroden 4a, 4b, 4c, 4d und 5a, 5b, 5c, 5d der vorderen Elektrodenanordnung angeordnet sind. Alle übrigen zu der in Fig.9 gezeigten Elektrodenanordnung gemachten Aussagen treffen sinngemäss auch auf diese Elektrodenanordnung zu und müssen deshalb an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
Fig. 14 zeigt eine vierzehnte erfindungsge- mässe Elektrodenanordnung in der Draufsicht, welche sich von der in Fig.11 gezeigten Elektrodenanordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass sie aus zwei hintereinander angeordneten Elektrodenanordnungen gemäss Fig. 11 besteht, welche einen gemeinsamen Isolatorkörper 7 aufwei- sen, und dass die von dem zentralen Isolatorkörper 6 in den Durchtrittskanal 2 hineinragenden Elektrodenvor- sprünge 4e, 4f, 4g, 4h der hinteren Elektrodenanordnung um 45° um die zentrale Achse der Elektrodenanordnung verdreht sind. Die Elektrodenvorsprünge 4e, 4f, 4g, 4h der hinteren Elektrodenanordnung sind hier wiederum gepunktet dargestellt, um anzudeuten, dass diese in einer Ebene hinter den Elektrodenvorsprüngen 4a, 4b, 4c, 4d und 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h der vorderen Elektrodenanordnung angeordnet sind. Die Elektrodenvorsprünge 5i, 5j , 5k, 51, 5m, 5n, 5o, 5p der hinteren Elektrodenanordnung sind hier nicht sichtbar, da sie in dieser Darstellung durch die Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h der vorderen Elektrodenanordnung verdeckt sind. Sie sind jedoch zum Teil in Fig. 14a sichtbar. Alle übrigen zu der in Fig.11 gezeigten Elektrodenanordnung gemachten Aussagen treffen sinngemäss auch auf diese Elek- trodenanordnung zu und müssen deshalb an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
Fig. 14a zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer dritten erfindungsgemässen Fragmentierungsanlage mit der Elektrodenanordnung aus Fig. 14.
Auch bei dieser Fragmentierungsanlage ist die
Elektrodenanordnung derartig orientiert, dass der Durch¬ trittskanal 2 eine vertikale Durchtrittsrichtung S aufweist. Dabei bildet der zentrale Isolatorkörper 6 mit den acht am Umfang versetzt angeordneten Elektrodenvorsprün- gen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h das obere Ende einer zylindrischen Hochspannungselektrode 9, welche, wie schon bei den zuvor beschriebenen Fragmentierungsanlagen, mit einem direkt unter dieser angeordneten Hochspannungsimpulsgenerator verbunden ist, zur gemeinsamen Beauf- schlagung der Elektrodenvorsprünge 4a, 4b, 4c, 4d, 4e,
4f, 4g, 4h mit Hochspannungsimpulsen. Die vom rohrförmi- gen Isolatorkörper 7 getragenen Elektrodenvorsprünge 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h, 5i, 5j, 5k, 51, 5m, 5n, 5o, 5p sind gemeinsam auf Erdpotential gelegt.
' Wie schon bei den zuvor beschriebenen Fragmentierungsanlagen ist auch hier oberhalb der Elektroden- anordnung ein Zuführungstrichter 13 angeordnet, mittels welchem das zu zerkleinernde Fragmentiergut 3 durch Schwerkraft der Elektrodenanordnung zugeführt wird.
Bei dieser Fragmentierungsanlage bildet unterhalb der Elektrodenanordnung, d.h. auf der Austrittsseite der Elektrodenanordnung, eine kegelstumpfförmige Ausgestaltung 8 des Isolatorkörpers 6 der Hochspannungselektrode 9 eine Umlenkvorrichtung, welche das aus der Elektrodenanordnung austretende und auf Zielgrösse zerkleinerte Fragmentiergut radial nach aussen umlenkt und durch Schwerkraftförderung von der Elektrodenanordnung wegführt .
Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und auch in anderer Weise innerhalb des Umfangs der nun folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Elektrodenanordnung für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage mit einer Durchtrittöffnung (1) oder einem Durchtrittskanal (2) für Fragmentiergut (3) und mit einem oder mehreren Elektrodenpaaren, mittels welchen, durch Beaufschlagung von deren Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) erzeugbar sind zur Frag- mentierung von Fragmentiergut (3) , wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) derartig ausgebildet ist und die Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) der Elektrodenpaare derartig darin angeordnet sind oder wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) derartig von den Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) der
Elektrodenpaare gebildet ist, dass im Bereich einer kür¬ zesten Verbindungslinie (L) zwischen den Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) eines der Elektrodenpaare, insbesondere unter Angrenzung an mindestens eine der beiden Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) des Elektrodenpaares, eine Kugel (K) durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser kürzesten Verbindungslinie (L) .
2. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Elektrpdenanordnung mehrere Elektrodenpaare aufweist, mittels welchen, durch Beaufschlagung von deren Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) mit Hochspannungsimpulsen, jeweils Hochspannungsentladungen innerhalb der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) erzeugbar sind zur Fragmentierung von Fragmentiergut (3), und wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) derartig ausgebildet ist und die Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) derartig darin angeordnet sind oder wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) der- artig von den Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) gebildet ist, dass je Elektrodenpaar im Bereich der kürzesten Ver- bindungslinie (L) zwischen den Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) des jeweiligen Elektrodenpaars, insbesondere unter Angrenzung an mindestens eine der jeweils zwei zugehörigen Elektroden, eine Kugel (K) durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurch treten kann, deren Durchmesser grösser ist als die Länge dieser jeweiligen kürzesten Verbindungslinie (L) .
3. Elektrodenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Durchtrittsrichtung (S) gesehen jeweils beidseitig der kürzesten Verbindungsli- nien (L) im Bereich der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie (L) , insbesondere unter Angrenzung an mindestens eine der zwei zugehörigen Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a- 5p) , eine Kugel (K) , deren Durchmesser grösser ist als die Länge der jeweiligen kürzesten Verbindungslinie (L) , durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurch treten kann.
. Elektrodenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Durchmesser der Kugel (K) , welche im Bereich der jeweiligen kürzesten Verbindungs- linie (L) , insbesondere unter Angrenzung an mindestens eine der zwei zugehörigen Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a- 5p) , durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurch treten kann, jeweils grösser ist als das 1.2 fache, insbesondere als das 1.5 fache der Länge dieser kürzesten Verbindungslinie (L) .
5. Elektrodenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) eine runde oder eckige, insbesondere kreisrunde Grundform oder Querschnittsform auf- weist und wobei von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) her eine oder mehrere insbesondere stab- oder spitzenförmige Elek- trodenvorsprünge (5a-5d) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen, insbesondere unter Freilassung des Zentrums der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) .
6. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) eine ringförmige, insbesondere kreisringförmige Grundform oder Querschnittsform aufweist .
7. Elektrodenanordnung nach Anspruch 6, wobei von den inneren Begrenzungen und/oder von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) her eine oder mehrere insbesondere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
8. Elektrodenanordnung nach Anspruch 7, wobei die inneren Begrenzungen und/oder die äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) von einem Isolatorkörper (6, 7) gebildet sind, welcher einzelne Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) trägt.
9. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei von den inneren Begrenzungen und von den äusseren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) her mehrere stab- oder spitzen- förmige Elektrodenvorsprünge (4a-4d; 5a-5h) in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragen und wobei jedem der von den inneren Begrenzungen in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragenden Elektrodenvorsprünge (4a-4d) jeweils mindestens zwei der von den äusseren Begrenzungen in die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hineinragenden Elektrodenvorsprünge (5a-5h) zugeordnet sind.
10. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die inneren Begrenzungen der
Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) von einer einzigen insbesondere scheibenförmigen, stabförmi- gen oder kugelförmigen Elektrode (4) gebildet sind.
11. Elektrodenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Elektrodenanordnung einen Durchtrittskanal (2) für Fragmentiergut (3) aufweist, in welchem an verschiedenen axialen Positionen bezogen auf die bestimmungsgemässe Durchtrittsrichtung (S) von den äusseren Begrenzungen und/oder von den inneren Begrenzungen des Durchtrittskanals (2) her insbesondere stab- oder spitzenförmige Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) in den Durchtrittskanal (2) hineinragen.
12. Elektrodenanordnung nach Anspruch 11, wobei an unterschiedlichen axialen Positionen angeordnete Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) an unterschiedlichen Umfangspositionen der äusseren Begrenzungen und/oder der inneren Begrenzungen in den Durchtrittskanal (2) hineinragen .
13. Elektrodenanordnung nach Anspruch 12, wobei die Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) derartig in den Durchtrittskanal (2) hineinragen, dass der Durch¬ trittskanal (2) unpassierbar ist für einen zylindrischen Körper (Z) mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel, welche den Durchtrittskanal (2) passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist.
14. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, wobei die Elektrodenvorsprünge (4a-4h; 5a-5p) in bestimmungsgemässer Durchtrittsrichtung (S) gesehen gleichmässig am Umfang der äusseren Begrenzungen und/oder der inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) verteilt sind.
15. Elektrodenanordnung nach einem der voran- gehenden Ansprüche, wobei auf der bestimmungsgemässen
Austrittsseite der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) eine Sperreinrichtung (10) angeordnet ist, welche bezüglich ihrer Geometrie derartig ausgebildet und bezüglich der Durchtrittsöffnung (l)'oder des Durchtrittskanals (2) derartig angeordnet ist, dass ein zylindrischer Körper (Z) mit halbkugelförmigen Enden, welcher einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der grössten Kugel (K) , welche die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) passieren kann, aufweist und eine Höhe von mehr als dem 1.1-fachen, insbesondere von mehr als dem 1.3-fachen dieses Durchmessers aufweist, durch die Sperreinrichtung am Verlassen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) gehindert wird, während die grösste Kugel (K) , welche die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) passieren kann, von der Durchtrittsöffnung (1) oder von dem Durch- trittskanal (2) weggeführt werden kann.
16. Elektrodenanordnung nach Anspruch 15, wobei die Sperreinrichtung als eine Umlenkvorrichtung (10) für das austretende Fragmentiergut (IIa, IIb) ausgebildet ist, insbesondere als Umlenkblech.
17. Fragmentierungsanlage umfassend eine
Elektrodenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche und einen Hochspannungsimpulsgenerator zur Beaufschlagung der Elektroden (4a-4h; 5a-5p) der Elektrodenanordnung mit Hochspannungsimpulsen.
18. Fragmentierungsanlage nach Anspruch 17, wobei die Elektrodenanordnung derartig orientiert ist, dass die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchrittskanal (2) eine vertikale Durchtrittsrichtung (S) aufweist.
19. Fragmentierungsanlage nach einem der An- sprüche 17 bis 18, wobei die Elektrodenanordnung eine Durchtrittsöffnung (1) oder einen Durchtrittskanal (2) mit einer ringförmigen, insbesondere kreisringförmigen Grund- oder Querschnittsform aufweist und wobei der Hochspannungsimpulsgenerator unter der Durchtrittsöffnung (1) oder dem Durchtrittskanal (2) angeordnet ist und die an den inneren Begrenzungen der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) gebildeten Elektroden (4a-4h; 5a-5p) auf direktem Wege von unten her mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt.
20. Fragmentierungsanlage nach Anspruch 19, wobei die äussere Begrenzung der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) oder die an diesen äusseren Begrenzungen angeordneten Elektroden (5, 5a-5p) auf Erdpotential liegen.
21. Verwendung der Fragmentierungsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 20 zum Fragmentieren von schlecht leitendem Material, insbesondere von Silizium, Beton oder Schlacke.
22. Verfahren zum Fragmentieren von Material mittels Hochspannungsentladungen auf eine Stückgrösse kleiner oder gleich einer Zielgrösse, umfassend die
Schritte:
a) Bereitstellen einer Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 mit einer Durchtrittsöffnung (1) oder einem Durchtrittskanal (2), welche oder welcher derartig ausgebildet ist, dass Materialstücke (Ha, IIb) mit einer Stückgrösse gleich der Zielgrösse durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) hindurchtreten können und Materialstücke (3) mit einer Stückgrösse grösser als die Zielgrösse durch die Elektrodenanordnung zurückgehalten werden,
b) Beaufschlagen der Elektrodenanordnung auf einer Seite der Durchtrittsöffnung (1) oder des Durchtrittskanals (2) mit zu fragmentierendem Material (3) mit einer Stückgrösse grösser als die Zielgrösse;
c) Erzeugen von Hochspannungsentladungen in der Durchtrittsöffnung (1) oder dem Durchtrittskanal (2) durch Beaufschlagung der Elektroden (4, 4a-4h, 5, 5a-5p) der Elektrodenanordnung mit Hochspannungsimpulsen zur Fragmentierung des Materials (3) auf eine Stückgrösse kleiner oder gleich der Zielgrösse; und
d) Hindurchführe der auf eine Stückgrösse kleiner oder gleich der Zielgrösse fragmentierten Materialstücke (IIa, IIb) durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) der Elektrodenanordnung.
23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Be- aufschlagen der Elektrodenanordnung mit zu fragmentierendem Material (3) und das Hindurchführen der fragmentier- ten Materialstücke (IIa, IIb) durch die Durchtrittsöffnung (1) oder den Durchtrittskanal (2) mittels Schwerkraftförderung bewirkt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 23, wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) der Elektrodenanordnung während dem Er¬ zeugen der Hochspannungsentladungen mit einer Prozessflüssigkeit (12) geflutet ist und insbesondere, wobei die Durchtrittsöffnung (1) oder der Durchtrittskanal (2) in Materialdurchtrittsrichtung (S) mit einer Prozessflüssigkeit (12) durchströmt wird.
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