RU2385417C2 - Электрогидравлический способ разрушения и дробления твердых материалов - Google Patents
Электрогидравлический способ разрушения и дробления твердых материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2385417C2 RU2385417C2 RU2008118585/03A RU2008118585A RU2385417C2 RU 2385417 C2 RU2385417 C2 RU 2385417C2 RU 2008118585/03 A RU2008118585/03 A RU 2008118585/03A RU 2008118585 A RU2008118585 A RU 2008118585A RU 2385417 C2 RU2385417 C2 RU 2385417C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cumulative
- liquid
- electro
- generators
- hydraulic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электроимпульсному разрушению и дроблению твердых материалов и может быть использовано в горнообогатительной, металлургической, строительной промышленности. Способ включает бурение в твердом теле 1 шпуров 2, в каждом из которых создают импульсный высоковольтный электрический разряд в жидкости, воздействующий на тело 1 ударными волнами, производимыми установленными в шпурах электрогидравлическими генераторами ударных волн 3. Каждый генератор 3 включает электроды, размещенные в заполненном жидкостью изолированном по всей внутренней боковой поверхности цилиндрическом корпусе 4, и выполнен герметичным с кумулятивными выемками 5 и расположенными в выемках облицовками 6. Воздействие на тело 1 осуществляют кумулятивными струями 9. Кумулятивные выемки 5 и облицовки 6 имеют форму и расположение в соответствии с проектируемыми направлениями и выполнены в количестве, равном количеству проектируемых направлений распространения кумулятивных струй 9. Электроды в электрогидравлических генераторах ударных волн 3 расположены параллельно. Корпуса электрогидравлических генераторов 4 и облицовки 6 выполнены из пластикового материала. Облицовки 6 заполнены жидкостью, имеющей большую плотность, чем вода, например, раствором поваренной соли. Изобретение обеспечивает создание в заданных областях разрушаемого тела зон с высокой концентрацией энергии, повышает эффективность разрушения и обеспечивает возможность прогнозирования мест откола материала. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к электроимпульсному разрушению и дроблению твердых материалов и может быть использовано в горнообогатительной, металлургической, строительной промышленности.
Известен электрогидравлический способ разрушения твердого тела (Воробьев А.А. и др. Импульсный пробой и разрушение диэлектриков и горных пород. - Томск: ТГУ, 1971), включающий помещение твердого тела в жидкость, силовое воздействие на твердое тело ударной волной с давлением на фронте импульса не меньше величины прочности материала твердого тела, причем ударную волну возбуждают высоковольтным искровым электрическим разрядом, осуществляемым в жидкости.
Недостатком этого способа является то, что он может быть использован только для разрушения и дробления твердых тел небольших габаритов, так как разрушаемое твердое тело необходимо поместить в ванну, заполненную жидкостью.
Известен электрогидравлический способ разрушения твердого тела (Аксель А.Н. и др. // Промышленность нерудных неметаллических материалов. Техническая информация. - М.: ВНИИЭСМ, 1972. - вып.5. - С.3), включающий бурение в твердом теле шпуров, силовое воздействие на твердое тело ударными волнами, генерируемыми высоковольтными электрическими разрядами, осуществляемыми в жидкости, заполняющей шпуры.
Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает высокой эффективности разрушения твердых тел, так как ударные волны, генерируемые в твердом теле, имеют сферическую симметрию и величина энергии в импульсе быстро убывает с расстоянием от зоны генерации волны.
При использовании этого способа не представляется возможным сформировать в разрушаемом теле зоны с повышенной концентрацией энергии и осуществить прогнозирование положения мест откола фрагментов разрушаемого тела.
Известен также электрогидравлический способ разрушения твердого тела (Патент Российской Федерации №2038150 С1, кл. В02С 19/18, 27.06.1995), включающий бурение в твердом теле шпуров, в каждом из которых создают импульсный высоковольтный электрический разряд в жидкости, воздействующий на тело ударными волнами, производимыми установленными в шпурах электрогидравлическими генераторами ударных волн, каждый из которых включает электроды, размещенные в заполненном жидкостью, изолированном по всей внутренней боковой поверхности цилиндрическом корпусе, причем воздействие на тело осуществляют одновременно по крайней мере четырьмя симметричными цилиндрическими ударными волнами в зонах тела, расположенных при вершинах квадратной ячейки, с помощью взрывающихся проволочек. Данный способ по совокупности признаков и назначению является наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого изобретения.
Недостатком этого способа является то, что в объекте для эффективного разрушения и прогнозирования положения мест откола фрагментов материала твердого тела больших габаритов, необходимо бурить по крайней мере четыре шпура и устанавливать в них четыре электрогидравлических генератора ударных волн.
Известен кумулятивный эффект взрывчатых веществ - увеличение действия взрыва путем его концентрации в заданном направлении (Лаврентьев М.А. Кумулятивный заряд и принципы его работы // Успехи математических наук, 1957. - т.12, вып.4.; Орленко Л.П. Физика взрыва и удара: Учебное пособие для вузов. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - С.251-274). Кумулятивный эффект достигается применением заряда с кумулятивной выемкой, обращенной в сторону поражаемого объекта. Кумулятивную выемку обычно выполняют конической, сферической или клинообразной формы и облицовывают слоем металла, что значительно повышает кумулятивный эффект. При инициировании взрыва продукты химической реакции образуют сходящийся к выемке поток и формируется высокоскоростная кумулятивная струя. Стенки облицовки охлопываются навстречу друг другу, при этом в результате их соударения давление в материале облицовки резко возрастает. Давление продуктов взрыва значительно превосходит предел текучести металла, поэтому движение металлической облицовки подобно течению жидкой пленки - образуется струя металла, перемещающаяся со скоростью до 10 км/с, что обеспечивает ей большую пробивную силу.
Целью изобретения является разработка электрогидравлического способа разрушения и дробления твердых материалов, который обеспечил бы создание в заданных областях разрушаемого тела зон с высокой концентрацией энергии, повысил эффективность разрушения и обеспечил возможность прогнозирования мест откола материала.
Поставленная цель достигается тем, что в известном электрогидравлическом способе разрушения твердого тела, включающем бурение в твердом теле шпуров, в каждом из которых создают импульсный высоковольтный электрический разряд в жидкости, воздействующий на тело ударными волнами, производимыми установленными в шпурах электрогидравлическими генераторами ударных волн, каждый из которых включает электроды, размещенные в заполненном жидкостью, изолированном по всей внутренней боковой поверхности цилиндрическом корпусе, согласно изобретению воздействие на тело осуществляют кумулятивными струями, при этом каждый из электрогидравлических генераторов выполняют герметичным с кумулятивными выемками и расположенными в выемках облицовками.
Кумулятивные выемки и облицовки выполняют в количестве, равном количеству проектируемых направлений распространения кумулятивных струй. Изменяя в зависимости от габаритов разрушаемого объекта и проектируемых направлений распространения кумулятивных струй форму, расположение и количество кумулятивных выемок и облицовок, возможно получать различные сочетания кумулятивных струй и прогнозировать места откола твердых материалов.
Целесообразно корпуса электрогидравлических генераторов ударных волн и облицовки изготавливать из пластиковых материалов, например полиэтилена, а облицовки заполнять жидкостью большей плотности, чем вода, например, раствором поваренной соли, морской водой или раствором хлорида кальция для эффективного использования энергии кумуляции.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых показано:
на фиг.1 - твердый материал, в шпурах которого установлены электрогидравлические генераторы ударных волн с кумулятивными выемками и облицовками;
на фиг.2 - то же, разрез по А-А;
на фиг.3 - один из вариантов электрогидравлического генератора ударных волн;
на фиг.4 - то же, разрез по Б-Б.
Позициями обозначены: разрушаемый твердый материал 1, шпуры 2, электрогидравлические генераторы ударных волн 3, корпуса 4, кумулятивные выемки 5, облицовки 6, электроды 7, вода 8, кумулятивные струи 9.
Способ осуществляют следующим образом.
В разрушаемом твердом материале 1 с помощью перфораторов бурят шпуры 2. Затем в шпурах 2 устанавливают электрогидравлические генераторы ударных волн 3, имеющие в своих корпусах 4 кумулятивные выемки 5, в которых установлены облицовки 6. Далее электрогидравлические генераторы ударных волн 5 через высокочастотный кабель подключают к выходу генераторов высоковольтных импульсов.
Электрогидравлический генератор ударных волн 3 может быть выполнен, например, в виде двух электродов 7, размещенных внутри цилиндрического герметичного корпуса 4, имеющего электрическую изоляцию по всей внутренней боковой поверхности и заполненного водой 8.
После включения генератора высоковольтных импульсов на разрядный промежуток, образованный электродами 7 электрогидравлического генератора ударных волн 3, подается высокое напряжение и происходит пробой разрядного промежутка, сопровождающийся образованием токопроводящего канала. В канале разряда происходит интенсивный локальный разогрев жидкости. При этом в нем концентрируется энергия перегретого ионизированного газа и пара. Быстрое расширение канала разряда в виде парогазовой полости под действием внутреннего давления создает в воде 8 волны сжатия и импульсы давления. Благодаря высокому давлению и быстрому расширению канала разряда формируются ударные волны, которые, перемещаясь, схлопывают стенки облицовок 6 навстречу друг другу. В результате соударения стенок давление в материале облицовок 6 резко возрастает. Движение облицовок 6 образует сходящиеся под определенным углом к осям кумулятивных выемок 5 потоки, которые переходят в тонкие струи жидкости, перемещающиеся вдоль осей с очень большими скоростями. Воздействие этих факторов на материал объекта приводит к его разрушению.
Количество электрогидравлических генераторов ударных волн 3, расположение, формы и количество кумулятивных выемок 5 и облицовок 6, расположение электродов 7 определяют в зависимости от габаритов разрушаемого твердого материала 1 и проектируемых направлений распространения кумулятивных струй 9.
Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность разрушения твердых материалов за счет кумулятивного эффекта, увеличивающего действие взрыва путем концентрации его в заданном направлении, осуществлять прогнозирование мест откола разрушаемого материала и может быть использован для разрушения и дробления твердых материалов больших габаритов.
Claims (5)
1. Электрогидравлический способ разрушения и дробления твердых материалов, включающий бурение в твердом теле шпуров, в каждом из которых создают импульсный высоковольтный электрический разряд в жидкости, воздействующий на тело ударными волнами, производимыми установленными в шпурах электрогидравлическими генераторами ударных волн, каждый из которых включает электроды, размещенные в заполненном жидкостью изолированном по всей внутренней боковой поверхности цилиндрическом корпусе, отличающийся тем, что воздействие на тело осуществляют кумулятивными струями, при этом каждый из электрогидравлических генераторов выполняют герметичным, с кумулятивными выемками и расположенными в выемках облицовками.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кумулятивные выемки и облицовки имеют форму и расположение в соответствии с проектируемыми направлениями и выполнены в количестве, равном количеству проектируемых направлений распространения кумулятивных струй.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что электроды в электрогидравлических генераторах ударных волн расположены параллельно.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что корпуса электрогидравлических генераторов ударных волн и облицовки выполнены из пластикового материала.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что облицовки заполнены жидкостью, имеющей большую плотность, чем вода, например раствором поваренной соли.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118585/03A RU2385417C2 (ru) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | Электрогидравлический способ разрушения и дробления твердых материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118585/03A RU2385417C2 (ru) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | Электрогидравлический способ разрушения и дробления твердых материалов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008118585A RU2008118585A (ru) | 2009-11-20 |
RU2385417C2 true RU2385417C2 (ru) | 2010-03-27 |
Family
ID=41477500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008118585/03A RU2385417C2 (ru) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | Электрогидравлический способ разрушения и дробления твердых материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2385417C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112179229A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-05 | 浙江科技学院 | 一种用于地铁硬岩的深孔多点空气间隔水不耦合电***岩方法 |
CN112325720A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-02-05 | 浙江科技学院 | 一种用于地铁硬岩的深孔多点空气间隔水不耦合电***岩装置 |
CN112459722A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-09 | 中国矿业大学 | 一种基于纳米流体的液电击穿与红外热辐射相协同的冲孔装置与方法 |
CN112556523A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-26 | 浙江科技学院 | 一种双面对称式电爆聚能破岩设计方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL2014022B1 (en) | 2014-12-19 | 2016-10-12 | Ihc Holland Ie Bv | Device and method for crushing rock by means of pulsed electric energy. |
CN111963170A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-11-20 | 北京东方德兴科技有限公司 | 一种岩石破碎用电***装置及使用方法 |
CN112360472A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-12 | 浙江科技学院 | 一种双面对称式电爆聚能破岩装置 |
-
2008
- 2008-05-08 RU RU2008118585/03A patent/RU2385417C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112179229A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-05 | 浙江科技学院 | 一种用于地铁硬岩的深孔多点空气间隔水不耦合电***岩方法 |
CN112325720A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-02-05 | 浙江科技学院 | 一种用于地铁硬岩的深孔多点空气间隔水不耦合电***岩装置 |
CN112325720B (zh) * | 2020-10-26 | 2023-01-31 | 浙江科技学院 | 一种用于地铁硬岩的深孔多点空气间隔水不耦合电***岩装置 |
CN112459722A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-09 | 中国矿业大学 | 一种基于纳米流体的液电击穿与红外热辐射相协同的冲孔装置与方法 |
CN112556523A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-26 | 浙江科技学院 | 一种双面对称式电爆聚能破岩设计方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008118585A (ru) | 2009-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2380161C1 (ru) | Устройство электрогидравлическое кумулятивное для разрушения и дробления твердых материалов | |
RU2385417C2 (ru) | Электрогидравлический способ разрушения и дробления твердых материалов | |
US3700169A (en) | Process and appratus for the production of hydroelectric pulsed liquids jets | |
Zhu et al. | On the rock-breaking mechanism of plasma channel drilling technology | |
KR20190103071A (ko) | 기폭용 라이너를 이용한 발파공법 | |
WO2006023998A2 (en) | Pulsed electric rock drilling, fracturing, and crushing methods and apparatus | |
US3840078A (en) | Stress wave drill | |
Zhu et al. | Numerical electric breakdown model of heterogeneous granite for electro-pulse-boring | |
US3796463A (en) | Process and apparatus for mining by hydroelectric pulsed liquid jets | |
Ghose et al. | Environment-friendly techniques of rock breaking | |
Burkin et al. | Dynamics of electro burst in solids: II. Characteristics of wave process | |
CN107724984B (zh) | 一种利用脉冲式冲击波提高油气采收率的方法 | |
EP3234297B1 (en) | Device and method for crushing rock by means of pulsed electric energy | |
KR101815926B1 (ko) | 선대구경 수평 보링 공법에서의 장약 방법 | |
WO2011037546A2 (en) | Method of disintegrating materials and device for performing the method | |
CN111911164B (zh) | 一种环境友好的硬质岩体沟槽开挖的方法 | |
Voitenko et al. | Evaluation of energy characteristics of high voltage equipment for electro-blasting destruction of rocks and concrete | |
Wang et al. | Experimental study on crushing of concrete slabs by high-voltage pulse discharge | |
Hassani et al. | Microwave assisted drilling and its influence on rock breakage a review | |
RU2433025C1 (ru) | Способ плакирования трубных заготовок сваркой взрывом | |
Kuznetsova et al. | Characteristics of capillary discharge channel and its effect on concrete splitting-off by electro-blasting method | |
RU2375573C2 (ru) | Способ разрушения горных пород | |
Voitenko et al. | Application of electro-discharge blasting technology for destruction of oversized rocks and rock massive splitting off | |
Silnikov et al. | Application of electric explosion technologies for protection of mobile marine objects from means of detection and destruction by naval weapons | |
CN217520348U (zh) | 一种co2爆燃冲压筒组 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120509 |