Устройство для дробления твердых материалов

 

Изобретение относится к дроблению материалов, а именно к устройствам для дробления твердых материалов, и обеспечивает повышение производительности и надежности . Устройство содержит вакуумную камеру 19 и размещенную в ней с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси приводом 18 рабочую камеру с отбойной / плитой 16 в верхней части и закрепленными в нижней части индуктором 1 и электропроводной диафрагмой 2. Выводы индуктора 1 соединены с размещенной в камере 19 парой электродов 4 и 5, расположенных соосно со второй парой электродов 8 и 7, закрепленных на сгенке 10 рабочей камеры и соединенных с накопителем 12 энергии источника силового тока. Электрод 7 снабжен блоком 15 инициирования пробоя разрядного промежутка между электродами 5 и 7. Рабочая камера имеет стакан 3 и крышку 17. Электроды 4 и 5 изолированы друг от друга изолятором 6, а электроды 7 и 8 - изолятором 9. Устройство имеет бифилярный токоподвод 11, силовой блок 13 и блок 14 управления, Устройство позволяет при статичном размещении накопителя 12 энергии обеспечить поворот рабочей камеры для загрузок и выгрузок материала без использования разъемных сильноточных контактов при стабильной коммутации в рабочем jcoHjype. -1 ил. У . 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 02 С 19/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР .)". ;;. - il;I(д г, «1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ й

5У +

20 +

1 (21) 4691164/33 (22) 11.05.89 (46) 15.06.91, Бюл. (Ф 22 (71) Производственное объединение "Ворошиловградский тепловозостроител ьн ый завод им. Октябрьской революции" . (72} В.С. Тарасов (53) 621.926.9(088,8) (56} Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 683803, кл. В 02 С 19/18, 1977.

Авторское свидетельство СССР йк 1515477, кл. В 02 С 19/18, 1987, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДРОБЛЕНИЯ

ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к дроблению материалов, а именно к устройствам для дробления твердых материалов, и обеспечивает повышение производительности и надежности. Устройство содержит вакуумную камеру 19 и размещенную в ней с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси приводом 18 рабочую камеру с отбойной

«1

„„50ÄÄ 1655571 А1

2 плитой 16 в верхней части и закрепленными в нижней части индуктором 1 v, электропроводной диафрагмой 2, Выводы индуктора 1 соединены с размещенной в камере 19 парой электродов 4 и 5, расположенных соосно со второй парой электродов 8 и 7, закрепленных на сгенке 10 рабочей камеоы и соединенных с накопителем 12 энергии источника силового тока.-Электрод 7 снабжен блоком 15 инициирования пробоя разрядного промежутка между электродами 5 и

7. Рабочая камера имеет стакан 3 и крышку

17, Электроды 4 и 5 изолированы друг от друга изолятором 6, а электроды 7 и 8 — изолятором 9. Устройство имеет бифилярный токоподвод 11, силовой блок 13 и блок

14 управления. Устройство позволяет при статичном размещении накопителя 12 энергии обеспечить поворот рабочей камеры для загрузок,и выгрузок материала без использования разъемных сильноточных контактов при стабильной коммутации в рабочем контуре..1 ил.

1655571

Изобретение относится к дроблению материалов, а именно к устройствам для дробления твердых материалов, и может быть использовано в машиностроительной, перерабатывающей и ювелирной отраслях промышленности для дробления, измельчения или раскола различных твердых материалов, например хрупких драгоценных кристаллов, а также химически вредных или радиоактивных материалов, Цель изобретения — повышение производител ьности и надежности. На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство для дробления твердых материалов, продольный разрез.

Устройство для дробления твердых материалов содержит плоский сильноточный индуктор 1 и расположенную параллельно его рабочей поверхности электропроводную диафрагму 2, закрепленные в стакане 3 рабочей камеры. Вывод начала обмотки индуктора 1 (не показано) соединен с силовым электродом 4, вывод конца обмотки индук тора 1 соединен с силовым электродом 5, составляющими первую пару электродов устройства. Соединения осуществлены сваркой или пайкой.

Выводы индуктора 1 и электроды 4 и 5 закреплены на стакане 3 рабочей камеры и изолированы от него изолятором 6. Образующие вторую пару электродов устройства силовые электроды 7 и 8 закреплены посредством изолятора 9 в стенке 10 соосно электродам 5 и 4. Хвостовики электродов 7 и 8 подключены по цепи силового рабочего контура бифилярным токопроводом 11 к выводам накопителя 12 энергии источника импульсного тока, выполненного в виде батареи высоковольтных импульсных конденсаторов, Выводы накопителя 12 энергии также подключены к выходу силового блока 13 зарядки накопителя 12 энергии по зарядной цепи. Управляющий вход силового блока 13 соединен с выходом блока 14 управления.

Второй управляющий выход блока 14 управления подключен к входу блока 15 инициирования пробоя, выполненного в виде маломощного плазменного инжектора, выход которого соединен через узкий изогнутый канал в теле электрода 7 с разрядным промежутком между рабочими поверхностями силовых электродов 7 и 5.

Канал блока 15 инициирования пробоя герметизирован от окружающей устройство среды и открыт в разрядный промежуток межзлектродного пространства, à его изгиб препятствует попаданию продуктов эрозии электродов 5 и 7 в блок 15 инициирования пробоя. мого материала, Вакуумная камера 19 вы45 полнена с возможностью размещения нескольких сменных крышек 17 с навесками частиц 21, подлежащих дроблению. Объем вакуумной камеры 19 соединен с вакуумной системой, откачивающей втечение всего пе50 риода обработки, Вакуумная камера 19 снабжена электромеханическим манипулятором для установки крышек 17 в стакан 3 и их снятия после дробления навески частиц

21 дробимого материала (вакуумная систе55 ма и манипулятор на чертеже не показаны).

Регулировкой положения рабочих поверхностей электродов 5 и 7, 4 и 8 друг относительно друга устанавливают такие величины разрядных промежутков, чтобы напряжение заряда накопителя 12 энергии, 10

Такое конструктивное выполнение исключает необходимость применения отдельного вакуумируемого коммутатора силового тока рабочего контура в цепи источника, что существенно упрощает устройство и повышает надежность его функционирования

Отбойная плита 16 размещена в крышке

17 рабочей камере, которая сочленена со стаканом 3 и образует герметичную ра0очую камеру устройства. Стакан 3 рабочей камеры закреплен на механизме 18 реверсивного поворота вокруг оси 0 и фиксации рабочей камеры отбойной плитой 16 вверх и вниз (последнее положение фиксации показана на чертеже штриховой линией). Механизм 18 закреплен на стенках неподвижной вакуумной камеры 19

Рабочие поверхности электродов 4, 5, 7 и 8, размещенные в вакуумной камере 19, выполнены с эрозионноустойчивым покрытием (например, наплавлены молибденовым сплавом), Это существенно увеличивает срок эксплуатации устройства, так как срок службы силовых электродов приближается к сроку службы остальных элементов устройства.

На поверхностях изоляторов 6 и 9, обращеннь х в вакуумную камеру 19, выполнены ребра, препятствующие загрязнению продуктами эрозионного износа электродов

4, 5, 7 и 8 поверхностей изоляторов 6 и 9 и развитию поверхностного пробоя соответственно между электродами 4 и 5, 8 и 7, а также между электродами и электропроводными стенками устройства при длительной эксплуатации.. Это повышает надежность устройства и увеличивает период времени между регламентными работами, что повышает производительность устройства.

В объеме 20 рабочей камеры, герметично изолированной от объема вакуумной камеры 19 во время циклов дробления, на диафрагме 2 размещены частицы 21 дроби1655571 а значит и напряжение между электродами

7 и 8, было ниже пробойного напряжения для последовательно соединенных через индуктор 1 двух вакуумных разрядных промежутков: между электродами & и 4 и между электродами 5 и 7 и в то же время, чтобы напряжение накопителя 12 энергии было выше пробойного напряжения разрядного промежутка между электродами 8 и 4.

Устройство для дробления твердых материалов работает следующим образом, В свободный объем вакуумной камеры

19 помещают комплект сменных крышек 17, в которых на отбойных плитах 16 размещены навески частиц 21 дробимого материала.

Вакуумную камеру 19 герметизируют и вакуумируют, постоянно откачивая системой вакуумирования.

Посредством механизма 18 поворачивают и фиксируют рабочую камеру в верхнем положении индуктора 1. Крышку 17 с частицами 21 вводят манипулятором в стакан 3 рабочей камеры снизу и фиксируют в нем с обеспечением герметичности объема

20 рабочей камеры, при этом качество вакуума в вакуумной камере 19 и объеме 20 одинаково, Механизмом 18 поворачивают рабочую камеру плитой 16 вверх и фиксируют ее в этом положении с обеспечением герметичности объема 20 рабочей камеры.

При этом электроды 4 и 5 расположены соответственно соосно электродам 8 и 7, а частицы 21 под действием собственного веса размещаются на электропроводной диафрагме 2. . От блока 14 управления в силовой блок

13 подают сигнал о зарядке накопителя 12 энергии, силовой блок 13 заряжает накопитель 12 энергии до заданного напряжения (которое может быть выбрано в диапазоне напряжений 5 — 80 кВ), достаточного для процесса дробления, Затем блок 14 управления отключает силовой блок 3 и подает сигнал на вход блока 15 инициирования пробоя, Последний генерирует в вакуумированный канал электрода 7 небольшой сгусток плазмы, который, распространяясь в направлении объема вакуумной камеры 19 по каналу, попадает в разрядный промежуток между электродами 7 и 5, резко уменьшая электрическую прочность разрядного промежутка, что обеспечивается благодаря высокой проводимости плазмы. Возникает проводимость разрядного промежутка между электродами 5 и 7, благодаря чему суммарное напряжение между электродами 7 и 8 перераспределяется. При этом напряжение на разрядном промежутке между электродами 5 и 7 уменьшается вследствие повыше5

55 ния проводимости разрядного промежутка, а на разрядном промежутке между электродами 4 и 8 возрастает выше его пробойного напряжения. Разрядный промежуток между электродами 4 и 8 пробивается и становится также проводящим. Ток по рабочему контуру резко возрастает. Силовой импульсный ток (например, в диапазоне амплитуд импульса 3 кА — 1,2 MA) течет по цепи: первый вывод накопителя 12 энергии. токоподвод 11, электрод 8, разрядный промежуток между электродами 8 и 4, электрод 4, индуктор 1, электрод 5, разрядный промежуток между электродами 5 и 7, электрод 7, второй вывод накопителя 12 энергии. Ток рабочего контура имеет периодический быстро затухающий характер и в ходе разряда меняет свое направление с собственной частотой разрядного контура (например, значение собственной частоты разрядного контура. может находиться в диапазоне частот 5900 кГц), Силовой импульсный ток в индукторе 1 взаимодействует с вихревыми токами в электропроводной диафрагме 2, наведенными током индуктора 1, возникает пондеромоторная сила, перемещающая электропроводную диафрагму 2 от индуктора 1 с большим импульсным ускорением.

Изменение направления тока в рабочем контуре и индукторе 1 в ходе периодического разряда накопителя 12 энергии не изменяет направления действия пондеромоторной силы на электропроводную диафрагму 2.

Частицы 21 ускоряются, теряют контакт с электропроводной диафрагмой 2, пролетают объем 20 рабочей камеры и при контактировании с поверхностью отбойной плиты

16 дробятся. После разряда накопителя 12 энергии, ток в рабочем контуре прекращается, разрядные промежутки между электродами 4 и 8, а также 5 и 7 деионизируются и их диэлектрические свойства восстанавливаются.

Под действием вакуумной системы восстанавливается качество вакуума в вакуумной камере 19 после разряда в разрядных промежутках. Под действием собственного веса продукты дробления частиц 21 в объеме 20 собираются на поверхности электропроводной диафрагмы 2, Далее описанные процессы повторяют до достижения заданных до технологии дробления характеристик получаемого продукта. После этого механизмом 18 поворачивают и фиксируют рабочую камеру отбойной плитой 16 вниз, Продукт дробления под действием собственного веса размещается в крышке 17 на отбойной плите 16 независимо от фракции.

1655571

После оседания продуктов дробления качество вакуума в объеме 20 рабочей камеры практически не отличается от качества вакуума в вакуумной камере 19 и можно разгерметизировать объем 20.

Крышку 17 с продуктом дробления частиц 21 разъединяют со стаканом 3 и извле. чают из него, перемещая в свободный объем камеры 19. Следующую крышку 17 с навеской необработанных частиц 21 перемещают из объема вакуумной камеры 19, вводят в стакан 3 снизу и фиксируют в нем с обеспечением герметичности объема 20 рабочей камеры. Механизмом 18 поворачивают рабочую камеру вокруг оси 0 отбойной плитой

16 вверх и фиксируют ее в этом положении.

Затем производят дробление новой порции частиц 21.

Далее аналогично производят последовательную обработку навесок дробимых частиц 21 во всех крышках 17 комплекта, после чего вакуумную камеру 19 разгерметизируют и извлекают полученный продукт.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает передачу энергии, запасенной в накопителе источника импульсного тока в индуктор без механического контакта токоподводов накопителя с выводами сильноточного индуктора, что позволяет при статичном размещении источника импульсного тока выполнить рабочую камеру с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси отбойной плитой вверх при дроблении, или вниз, при выгрузке обрабатываемого материала, Такое решение связи выводов индуктора, закрепленного на рабочей камере с выводами токопровода накопителя энергии размещенного статично для обеспечения передачи силового импульсного тока от источника в индуктор, обеспечивает повышение производительности устройства в 1,4 раза за счет исключения затрат времени на подсоединение и рассоединение сильноточных токоподводов.

Кроме того, исключение разъемных контактов из цепи силового высокочастотного импульсного тока снимает ограничения на величины рабочих токов индуктора, что обеспечивает воэможность повышения производительности устройства и расширение номенклатуры дробимых материалов, благодаря достижению при больших токах больших скоростей частиц при дроблении.

Исключение отдельного сильноточного коммутатора из цели силового технологи 4рсК0го тока позволяет снизить собствен. óå индуктивность рабочего контура нэ вел .чи10

15 заданное импульсное ускорение электропроводной диафрагмы, точно устанавливая

20 заданную скорость дробления конкретно

35

50 ну индуктивности рассеивания этого коммутатора и тем самым повысить собственную частоту рабочего контура, увеличить амплитуду импульса силового тока и КПД устройства, . Нестабильность переходного сопротивления разъемных контактов как в течение одного импульса разряда накопителя, так и в процессе эксплуатации устройства не проявляется, так как исключены сами разъемные контакты, что повышает надежность устройства.

Снабжение устройства средством инициирования промежутка между силовыми электродами позволяет осуществить регулировку напряжения зарядки накопителя энергии источника импульсного тока и выбирать по требованиям технологии для каждого процесса дробления. Это обеспечивает повышение качества дробления и увеличение выхода годного. Снабжение обоих разрядных промежутков и обоих пар электродов, соединенных с выводами накопителя энергии, средствами инициирования пробоя еще более расширяет диапазон регулировки напряжения заряда накопителя и скорости частиц при дроблении, что дополнительно расширяет номенклатуру материалов, обрабатываемых предлагаемым устройством.

Формула изобретения

Устройство для дробления твердых материалов, содержащее вакуумную камеру, установленный в ней с возможностью поворота вертикальный корпус с рабочей камерой, имеющей отбойную плиту в верхней части и герметично установленную в нижней части электропроводную диафрагму. индуктор, размещенный под последней, и источник импульсного тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и надежности, оно снабжено по меньшей мере одним средством инициирования пробоя и двумя парами изолированных электродов, первая из которых закреплена в нижней части корпуса и соединена с индуктором, а вторая пара закреплена в нижней части вакуумной камеры и соединена с источником импульсного тока, при этом электроды второй пары установлены с разрядным промежутком относительно электродов первой пары и соосно с последними. а по меньшей мере, один иэ электродов второи пэры соединен со средством инициирования пробоя.