Устройство для дробления твердых материалов

(я)5 В 02 С 19/18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ю20 + ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское свидетельство СССР ЬВ 683803, кл, В 02 С 19/18, 1977.Авторское свидетельство СССР В 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 отбойнойг / Ы 1655571 А 1 2плитой 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 стенке 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.Изобретение относится к дроблениюматериалов, а именно к устройствам длядробления твердых материалов, и можетбыть использовано в машиностроительной,перерабатывающей и ювелирной отрасляхпромышленности для дробления, измельчения или раскола различных твердых материалов, например хрупких драгоценныхкристаллов, а также химически вредных илирадиоактивных материалов,Цель изобретения - повышение производительностии и надежности.На чертеже схематично изображенопредлагаемое устройство для дроблениятвердых материалов, продольный разрез.Устройство для дробления твердых материалов содержит плоский сильноточныйиндуктор 1 и расположенную параллельноего рабочей поверхности электропроводную диафрагму 2, закрепленные в стакане 3рабочей камеры. Вывод начала обмотки индуктора 1 (не показано) соединен с силовымэлектродом 4, вывод конца обмотки индуктора 1 соединен с силовым электродом 5,составляющими первую пару электродов устройства, Соединения осуществлены сваркой или пайкой,Выводы индуктора 1 и электроды 4 и 5закреплены на стакане 3 рабочей камеры иизолированы от него изолятором 6. Образующие вторую пару электродов устройствасиловые электроды 7 и 8 закреплены посредством изолятора 9 в стенке 10 соосноэлектродам 5 и 4. Хвостовики электродов 7и 8 подключены по цепи силового рабочегоконтура бифилярнцм токопроводом 11 к выводам накопителя 12 энергии источника импульсного тока, выполненного в видебатареи высоковольтных импульсных конденсаторов,Выводы накопителя 12 энергии такжеподключены к выходу силового блока 13 за рядки накопителя 12 энергии по заряднойцепи. Управляющий вход силового блока 13соединен с выходом блока 14 управления.Второй управляющий выход блока 14 управления подключен к входу блока 15 инициирования пробоя, выполненного в видемаломощного плазменного инжектора,выход которого соединен через узкий изогнутый канал в теле электрода 7 с разрядным промежутком между рабочимиповерхностями силовых электродов 7 и 5,Канал блока 15 инициирования пробоягерметизирован от окружающей устройство среды и открыт в разрядный промежуток межзлектродного пространства, а егоизгиб препятствует попаданию продуктовэрозии электродов 5 и 7 в блок 15 инициирования пробоя.мого материала, Вакуумная камера 19 вы полнена с возможностью размещениянескольких сменных крышек 17 с навесками частиц 21, подлежащих дроблению. Объем вакуумной камеры 19 соединен с вакуумной системой, откачивающей втечение всего пе риода обработки, Вакуумная камера 19снабжена электромеханическим манипулятором для установки крышек 17 в стакан 3 и их снятия после дробления навески частиц 21 дробимого материала (вакуумная систе 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,1 О2025 303540 Такое конструктивное выполнение исключает необходимость применения отдельного вакуумируемого коммутатора силового тока рабочего контура в цепи источника, что существенно упрощает устройство и повышает надежность его функционированияОтбойная плита 16 размещена в крышке 17 рабочей камере, которая сочленена со стаканом 3 и образует герметичную рабочую камеру устройства. Стакан 3 рабочей камеры закреплен на механизме 18 реверсивного поворота вокруг оси 0 и фиксациирабочей камеры отбойной плитой 16 вверх и вниз (последнее положение фиксации показана на чертеже штриховой линией). Механизм 18 закреплен на стенкахнеподвижной вакуумной камеры 19Рабочие поверхности электродов 4, 5, 7 и 8, размещенные в вакуумной камере 19, выполнены с эрозионноустойчивым покрытием (например, наплавленц молибденовы м с пл авом), Это существен н.о увеличивает срок эксплуатации устройства,так как срок службы силовых электродовприближается к сроку службы остальных элементов устройства.На поверхностях изоляторов 6 и 9, обращекньх в вакуумную камеру 19, выполнены ребра, препятствующие загрязнению продуктами эрозионного износа электродов 4, 5, 7 и 8 поверхностей изоляторов 6 и 9 иразвитию поверхностного пробоя соответственно между электродами 4 и 5, 8 и 7, атакже между электродами и электропроводными стенками устройства при длительной эксплуатации Это повышает надежность устройства и увеличивает период временимежду регламентными работами, что повышает производительность устройства,В объеме 20 рабочей камеры, герметично изолированной от объема вакуумной камеры 19 во время циклов дробления, надиафрагме 2 размещены частицы 21 дроби 1655571а значит и напряжение между электродами 7 и 8, было ниже пробойного напряжения для последовательно соединенных через индуктор 1 двух вакуумных разрядных промежутков: между электродами 8 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 повыше 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ния проводимости разрядного промежутка, а на разрядвом 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 МА) 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 5- 900 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 электро- проводной 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.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 О 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 технологического тока позволяет снизить собственпук индуктивность рабочего контура нэ вель чи.20 заданную скорость дробления конкретно 30 35 40 45 5055 5 10 15 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 заданное импульсное ускорение электро- проводной диафрагмы, точно устанавливая 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 предлагаемымустройством. Формула изобретенияУстройство 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 второй пэры соединен со средством инициирования пробоя.