установка для электроплазменного импульсного измельчения руд и материалов

Формула изобретения

Установка для электроплазменного импульсного измельчения руд и материалов, состоящая из генератора импульсного высокого напряжения, высоковольтного электрода, погруженного в заземленную емкость для технической жидкости, отличающаяся тем, что последовательно с генератором импульсного высокого напряжения включен генератор импульсного тока, при этом генератор импульсного высокого напряжения выполнен в виде линейного индукторного трансформатора, низковольтный конец вторичной обмотки которого через разрядник или тиратрон подключен к емкости генератора импульсного тока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электроимпульсным устройствам и может быть использовано в горнодобывающей промышленности для дробления руд и в строительной индустрии для переработки отходов.

Известны электроимпульсные установки, включающие источник импульсного высокого напряжения (ГИН) по схеме умножения Аркадьева - Мариса, соединенный через разрядник с высоковольтным электродом, погруженным в заземленный сосуд с технической жидкостью [1].

Недостатками таких установок являются ограниченная возможность вариации режима энерговклада, весьма высокая индуктивность последовательно включенных разрядников, большая длительность фронтов высоковольтных импульсов и малая частота их следования.

При большой длительности фронтов увеличивается вероятность возникновения разряда не через вещество, когда происходит электроплазменная селективная дезинтеграция вещества, т.е. когда вещество разрушается за счет разрыва изнутри по межфазным зонам, а через жидкость, когда в жидкости формируется ударная волна, которая разрушает вещество сжатием, при этом затраты энергии увеличиваются более чем на порядок и пропадает полезный эффект - селективная дезинтеграция [2].

Наиболее близким аналогом является установка для электроплазменного импульсного измельчения руд и материалов, состоящая из генератора импульсного высокого напряжения, высоковольтного элеткрода, погруженного в заземленную емкость для технической жидкости [3].

За счет использования индукторного трансформатора, обеспечивающего высокую крутизну фронта импульса, сохраняются условия электроплазменной дезинтеграции вещества, но недостатком наиболее близкого аналога является низкий КПД из-за большого тока утечки с боковой поверхности высоковольтного электрода, так как конструктивно площадь этой поверхности на порядки превышает торцевую площадь высоковольтного электрода, где создается радиационная зона и формируется дуговой разряд. Следствием этого является и ненадежность установки, так как существует вероятность возникновения дугового разряда и с боковой поверхности высоковольтного электрода и с участка соединения с высоковольтным изолятором, что может привести к нарушению вакуума и выходу установки из строя. Кроме того, применение в качестве источника высокого напряжения только индукторного трансформатора не позволяет в случае необходимости существенно увеличивать импульсную энергию разрушения.

Задачей изобретения является повышение надежности работы установки при увеличении энерговклада в разряд и сохранении высокой частоты посылок импульсов.

Задача достигается тем, что в установке для электроплазменного измельчения руд и материалов, состоящей из генератора импульсного высокого напряжения, высоковольтного электрода, погруженного в заземленную емкость для технической жидкости, последовательно с генератором импульсного высокого напряжения включен генератор импульсного тока, при этом генератор импульсного высокого напряжения выполнен в виде линейного индукторного трансформатора, низковольтный конец вторичной обмотки которого через разрядник или тиратрон подключен к высоковольтному концу емкости генератора импульсного тока.

Изобретение поясняется чертежом.

Устройство содержит модулятор ГИН 1, к которому параллельно подключены все первичные обмотки индукторов линейного индукторного трансформатора 2, высоковольтный кабель 3, на котором суммируются напряжения всех индукторов трансформатора 2, заземленную емкость 4 с технической жидкостью, последовательно с генератором импульсного высокого напряжения включен генератор импульсного тока 5 и разрядник (или тиратрон) 6. Емкость генератора импульсного тока 5 во много раз превышает емкость модулятора ГИН 1.

Установка работает следующим образом.

При включении модулятора ГИН 1 на все индукторы трансформатора 2 подается импульсное напряжение, при этом на высоковольтном кабеле 3 индицируется напряжение, равное напряжению модулятора 1, помноженное на число индукторов трансформатора 2. На начальном этапе это напряжение оказывается приложено к разряднику 6, который, пробиваясь, подключает заряженную емкость ГИТ последовательно с кабелем 3, на котором индицируется напряжение ГИН. При этом высоковольтный конец кабеля 3 оказывается под напряжением ГИН +ГИТ, а низковольтный конец - под напряжением ГИТ.

Регулировкой напряжения на емкости модулятора ГИН 1 и на емкости ГИТ 5 осуществляется независимая регулировка энерговклада от ГИН и от ГИТ. При этом энергия ГИТ может более чем на порядок превышать энергию ГИН. Принцип работы установки позволяет обеспечить практически любую частоту посылок импульсов для работ на камере емкости.

Источники информации

1. Усов А.Ф., Семкин В.В., Зиновьев Н.Г. Переходные процессы в установках электроимпульсной технологии. Л.: Наука, 1987, с. 189.

2. RU 2034657 C1, 10.05.95.

3. Лапицкий Ю.Я., Першин В.И., Плотников В.К., Донченко В.А. Применение ускорительных технологий для создания установки по электроплазменному измельчению руд и материалов. Препринт ИТЭФ 75-94, -М., 1994.