электроимпульсное дробильное устройство

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОЕ ДРОБИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее генератор импульсов напряжения, выполненный преимущественно в виде индукционного трансформатора с источником высокого напряжения, соединенный с катодом и электрод, размещенный в разрядной камере, отличающееся тем, что оно снабжено катододержателем, выполненным в виде вакуумной заземленной трубы, переходящей на одном конце в усеченный конус с катодом на торце, а на другом конце в полость индукционного трансформатора, а электрод выполнен в виде установленной снаружи катододержателя коаксиально ему высоковольтной трубы с кожухом, которая имеет усеченный конус с анодной диафрагмой на конце, к которой через фокусирующую магнитную втулку подвешены по периметру омедненные стальные тросы, а другой конец соединен с изолятором, причем источник высокого напряжения выполнен в виде штанги с радиальными распорками-токопроводами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиационным и электроимпульсным установкам и может быть использовано в горнодобывающей промышленности для дробления руд и горных пород, в строительной индустрии для переработки отходов и в других областях.

Известны электроимпульсные устройства, состоящие из генератора импульсного высокого напряжения (ГИН), собранного по схеме умножения Аркадьева-Марлса, соединенные через разрядник с высоковольтным электродом, погруженным в заземленный бак с технической жидкостью [1]

Недостатком таких устройств является использование технических жидкостей в качестве диэлектрической среды, которая обеспечивает электрический разряд сквозь разрушаемый материал, а не по его поверхности.

В качестве прототипа выбрано устройство, содержащее генератор импульсного напряжения (ГИН), соединенный с катодом, и высоковольтный электрод, размещенный в разрядной камере. В качестве ГИНа применен индукционный трансформатор с источником высокого напряжения [2]

Недостатками прототипа являются низкая скорость разрушения материала и низкое напряжение электрического поля, а также отсутствие радиационной зоны в разрядном промежутке.

Целью изобретения является увеличение скорости разрушения материала за счет увеличения напряженности электрического поля с одновременным созданием радиационной зоны в разрядном промежутке.

Цель достигается тем, что электроимпульсное дробильное устройство снабжено катододержателем, выполненным в виде вакуумной заземленной трубы, переходящей на одном конце в усеченный конус с катодом на торце, а на другом конце в полость индукционного трансформатора, а электрод выполнен в виде установленной снаружи катододержателя коаксиально ему высоковольтной трубы с кожухом, которая имеет усеченный конус с анодной диафрагмой на конце, к которой через фокусирующую магнитную втулку подвешены по периметру омедненные стальные тросы, а другой конец соединен с изолятором, причем источник высокого напряжения выполнен в виде штанги с радиальными распорками-токопроводами.

На чертеже изображено устройство, поперечное сечение.

Электроимпульсное дробильное устройство содержит индукционный трансформатор 1, источник высокого напряжения, выполненный в виде штанги 2 с радиальными распорками-токопроводами 3. Электрод, размещенный в разрядной камере 4, выполнен в виде высоковольтной трубы 5 с вакуумным кожухом 6. Труба имеет на конце усеченный конус с анодной диафрагмой 7. Электрод соединен с изолятором 8. Устройство также содержит катододержатель, выполненный в виде вакуумной заземленной трубы 9, переходящей на одном конце в усеченный конус с катодом 10 на торце, а на другом конце ^_ в полость индукционного трансформатора и окруженной секционированным изолятором 11. Труба имеет фланец 12. К анодной диафрагме подвешены через фокусирующую магнитную втулку 13 по периметру омедненные стальные тросы 14. Разрядная камера соединена внизу с баком 15, на дне которого размещен диэлектрик 16.

Индукционный импульсный трансформатор с суммирующей штангой индуцирует положительный импульсный потенциал высокого напряжения. Через тоководы-распорки положительный потенциал передается на электрод.

Вакуумный объем установки состоит из вакуумного кожуха 6, анодной диафрагмы 7, цилиндрического изолятора 8 с уровнем изоляции на полное напряжение трансформатора 1, патрубка 9 с катодом 10 для подсоединения к системе вакуумной откачки и секционированного изолятора 11. В полости 17 размещены постоянные магниты 18, образующие фокусирующее поле для электронного пучка или импульсный соленоид для тех же целей.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении положительного импульса на высоковольтном конце штанги в вакууме начинают ускоряться электроны с катода по направлению к анодной диафрагме, пронизывают ее в воздухе при атмосферном давлении и формируют плазменный канал. При этом происходит осцилляция быстрых электронов в тормозящем поле зазора между катодом и антикатодом-баком. Одновременно при этом возникает коронный разряд со стальных тросов электродов. По мере формирования электронами плазменного канала интенсифицируется коронный разряд, который, переходя в дуговой разряд, закорачивает зазор между тросами и баковым диэлектриком, и по контуру через разрядную камеру и штангу 2 протекает ток, который разрушает материал.

Устройство может работать с любой ориентацией в пространстве, кроме того, при необходимости возможно сканирование канала разряда по поверхности, подвергаемой разрушению.