ELECTRODO DE TRABAJO PARA UNA INSTALACIÓN DE FRAGMENTACIÓN ELECTRODINÁMICA.

Electrodo de trabajo para una instalación de fragmentación electrodinámica,

que incluye un cuerpo aislante (1) con un conductor central (2) en cuyo extremo de trabajo está dispuesta una punta de electrodo (3) formada por un elemento intercambiable (4), estando el elemento intercambiable (4) apoyado con una superficie de contacto (5) en dirección axial, bajo una tensión previa de presión, en una superficie de tope (6) del extremo de trabajo del conductor central (2) y enroscado por su extremo alejado de la punta de electrodo (3) en el conductor central (2) mediante una primera unión por rosca (7), caracterizado porque el elemento intercambiable (4), entre la primera unión por rosca (7) y la superficie de contacto (5), y/o el conductor central (2), entre la primera unión por rosca (7) y la superficie de tope (6), presentan una zona elástica (8, 9)

Campo de la invención

La invención se refiere a un electrodo de trabajo para una instalación de fragmentación electrodinámica, a elementos intercambiables para un electrodo de trabajo de este tipo y a una utilización del electrodo de trabajo de acuerdo con los preámbulos de las reivindicaciones independientes.

Estado actual de la técnica

En una fragmentación electrodinámica de material, como por ejemplo hormigón, entre un electrodo de trabajo sometido a impulsos de alta tensión y un electrodo de base que normalmente está en potencial neutro se generan descargas disruptivas de alta tensión a través del material a triturar, con lo que se produce la trituración del material. Con cada descarga disruptiva de alta tensión también se produce un ligero desgaste de material en la punta del electrodo de trabajo, de modo que después de un determinado tiempo de uso el electrodo de trabajo se desgasta y debe ser sustituido. También puede ser necesario cambiar el electrodo en caso de un cambio del material a triturar para evitar una contaminación del producto final con material de electrodo no deseado. En ambos casos, en las instalaciones de fragmentación electrodinámica con puntas de electrodos no sustituibles se ha de sustituir todo el electrodo de trabajo, incluyendo el aislador, lo que constituye una empresa costosa que requiere mucho tiempo, y no sólo porque el lado de conexión de los electrodos de trabajo normalmente está acoplado con un sistema relleno de un aceite aislante. Otra desventaja consiste en que no resulta rentable apurar electrodos no usados por completo, ya que el gasto de instalación es relativamente grande en comparación con la vida útil residual.

En el estado actual de la técnica se conocen electrodos de alta tensión cuya punta consiste en un elemento intercambiable, con lo que se evitan en gran medida las desventajas arriba mencionadas. Por ejemplo, los documentos SU 1790069 A1, SU 1781892 A1, JP 2003 001137 A y US 2005/0150668 A1, muestran electrodos de alta tensión de este tipo. Sin embargo, estos electrodos de alta tensión tienen la desventaja de que el elemento intercambiable que constituye la punta de electrodo se puede aflojar cuando se producen pulsaciones de presión fuertes en el espacio de trabajo, por lo que los electrodos de alta tensión de este tipo requieren un mantenimiento relativamente intensivo.

Descripción de la invención

Por ello se ha planteado el objetivo de proponer un electrodo de trabajo que no presente las desventajas del estado actual de la técnica o que las evite al menos en parte.

Este objetivo se resuelve mediante el electrodo de trabajo y los elementos intercambiables para dicho electrodo de trabajo según las reivindicaciones independientes.

Por consiguiente, un primer aspecto de la invención se refiere a un electrodo de trabajo para una instalación de fragmentación electrodinámica con una punta de trabajo sustituible. El electrodo de trabajo incluye un cuerpo aislante, por ejemplo de plástico o de un material cerámico, con un conductor central de un material con buena conductividad eléctrica, preferentemente metálico, por ejemplo de aluminio, cobre o acero inoxidable, que atraviesa axialmente el aislador. Un extremo del conductor central está configurado de modo que se puede acoplar con un generador de alta tensión para suministrar impulsos de alta tensión al electrodo de trabajo. En su otro extremo, el denominado extremo de trabajo, que durante el servicio se sumerge en el espacio de trabajo de la instalación de fragmentación que está cargado con el líquido de proceso, por ejemplo agua, y el material a triturar, el conductor central porta una punta de electrodo que durante el servicio constituye el punto de salida de las descargas disruptivas de tensión. La punta de electrodo consiste en un elemento intercambiable formado por una o varias piezas.

El elemento intercambiable presenta una superficie de contacto que sirve como tope axial del elemento intercambiable en el conductor central y que limita con el extremo de trabajo del conductor central bajo una tensión previa de presión axial en una superficie de tope del conductor central. La superficie de contacto del elemento intercambiable y/o la superficie de tope del conductor central pueden estar configuradas, por ejemplo, como superficies de tope romas con una extensión puramente radial, o también como superficies cónicas con extensión radial y axial.

El extremo del elemento intercambiable alejado de la punta de electrodo está unido con el conductor central a través de una primera unión por rosca para fijar el elemento intercambiable al conductor central y para producir la tensión previa de presión entre la superficie de contacto y la superficie de tope. Además, el elemento intercambiable entre la primera unión por rosca y la superficie de contacto y/o el conductor central entre la primera unión por rosca y la superficie de tope, presentan una zona elástica, preferentemente con una longitud correspondiente al menos al doble, de forma todavía más preferente al menos al cuádruple, del diámetro de la primera unión por rosca, zona elástica que está sometida a una tensión previa de tracción por dilatación elástica de acuerdo con el principio del tornillo tensional y, de este modo, genera la tensión previa de presión entre la superficie de contacto y la superficie de tope.

Estos electrodos de trabajo con zonas elásticas previstas constructivamente, son robustos y pueden funcionar en el espacio de trabajo durante mucho tiempo sin necesidad de mantenimiento, incluso en caso de pulsaciones de presión fuertes, ya que entre el conductor central y el elemento intercambiable sólo se producen fuerzas de hinchamiento, pero no fuerzas alternas. También tienen la ventaja de que, en caso de un desgaste del electrodo o un cambio del material a triturar, únicamente se ha de cambiar la punta de electrodo y no es necesario por ejemplo abrir un sistema de alta tensión lleno de aceite para cambiar todo el electrodo de trabajo. Esto permite reducir claramente los tiempos de parada para trabajos de mantenimiento y los gastos de explotación de instalaciones de fragmentación electrodinámicas. Además, estos electrodos de trabajo son especialmente fiables y con ellos se facilita la sustitución y se logra una sujeción segura del elemento intercambiable.

Preferentemente, la zona elástica del elemento intercambiable y/o del conductor central está configurada como un vástago elástico o un casquillo elástico, conformados éstos en el primer caso preferiblemente en un extremo de la rosca exterior, y en el segundo caso preferiblemente en la rosca interior, de la primera unión por rosca.

En otra forma de realización preferente, el elemento intercambiable está formado por una sola pieza, y en una forma de realización más está formado por varias piezas. El primer caso tiene la ventaja de una construcción sencilla y robusta y el segundo caso permite mayores espacios libres constructivos para la configuración del elemento intercambiable.

En el caso de los elementos intercambiables de varias piezas es preferible que la superficie de contacto del elemento intercambiable esté formada por un elemento de tope configurado preferentemente como una tuerca, preferiblemente como una tuerca hexagonal o tuerca con agujeros frontales, que constituye una segunda unión por rosca junto con otro componente del elemento intercambiable que conforma a su vez la rosca exterior o la rosca interior de la primera unión por rosca y está configurado en una pieza con la punta de electrodo. De este modo, en primer lugar se puede fijar la punta de electrodo, o el componente del elemento intercambiable que la constituye, en el conductor central mediante la primera unión por rosca, y a continuación se puede generar la tensión de presión entre la superficie de contacto y la superficie de tope mediante el elemento de tope y la segunda unión por rosca. Esto resulta especialmente ventajoso cuando se utilizan formas de realización con zonas elásticas largas entre la primera y la segunda unión por rosca, ya que de este modo es posible crear una tensión previa sin ninguna aplicación esencial de fuerzas de torsión en la zona elástica, lo que permite dimensionar la zona elástica óptimamente para su función.

En otra forma de realización preferente del electrodo de trabajo con la primera unión por rosca conforme a las reivindicaciones, el elemento intercambiable presenta entre la punta de electrodo y la superficie de contacto, por ejemplo poco antes de la punta de...

1. Electrodo de trabajo para una instalación de fragmentación electrodinámica, que incluye un cuerpo aislante (1) con un conductor central (2) en cuyo extremo de trabajo está dispuesta una punta de electrodo (3) formada por un elemento intercambiable (4), estando el elemento intercambiable (4) apoyado con una superficie de contacto (5) en dirección axial, bajo una tensión previa de presión, en una superficie de tope (6) del extremo de trabajo del conductor central (2) y enroscado por su extremo alejado de la punta de electrodo (3) en el conductor central (2) mediante una primera unión por rosca (7), caracterizado porque el elemento intercambiable (4), entre la primera unión por rosca (7) y la superficie de contacto (5), y/o el conductor central (2), entre la primera unión por rosca (7) y la superficie de tope (6), presentan una zona elástica (8, 9).

2. Electrodo de trabajo según la reivindicación 1, en el que la zona elástica del elemento intercambiable y/o del conductor central presenta una longitud correspondiente al menos al doble del diámetro de la primera unión por rosca (7).

3. Electrodo de trabajo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la zona elástica (8, 9) del elemento intercambiable y/o del conductor central está configurada como un vástago elástico (8) que forma en particular en uno de sus extremos la rosca exterior de la primera unión por rosca (7).

4. Electrodo de trabajo según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la zona elástica (8, 9) del elemento intercambiable y/o del conductor central está configurada como un casquillo elástico (9) que forma en particular en uno de sus extremos la rosca interior de la primera unión por rosca (7).

5. Electrodo de trabajo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento intercambiable (4) está formado por una sola pieza.

6. Electrodo de trabajo según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el elemento intercambiable (4) está formado por varias piezas.

7. Electrodo de trabajo según la reivindicación 6, en el que la superficie de contacto (5) del elemento intercambiable (4) está formada por un elemento de tope (10) que constituye una segunda unión por rosca (11) junto con otro componente del elemento intercambiable (4), que consiste en una mitad de emparejamiento de la primera unión por rosca (7) y está configurado en una pieza con la punta de electrodo (3).

8. Electrodo de trabajo según la reivindicación 7, en el que el elemento de trabajo está configurado como una tuerca (10), en particular como una tuerca hexagonal (10) o tuerca con agujeros frontales.

9. Electrodo de trabajo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento intercambiable (4) presenta entre la punta de electrodo (3) y la superficie de contacto (5) una zona con sección transversal sin simetría de rotación, en particular dos superficies lisas paralelas (12), para cooperar en unión positiva con una herramienta de enroscar, en particular con una llave fija.

10. Electrodo de trabajo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento intercambiable (4) presenta en una zona contigua a su superficie de contacto (5) un reborde radial (14) que rodea su perímetro.

11. Electrodo de trabajo según la reivindicación 8 y la reivindicación 10, en el que la tuerca (10) presenta en su extremo orientado hacia el conductor central

(2) un reborde radial (14) que rodea su perímetro.

12. Electrodo de trabajo según una de las reivindicaciones anteriores, que presenta una junta (13), en particular una junta tórica (13), dispuesta entre el elemento intercambiable (4) y el conductor central (2) para impedir la entrada de líquido de proceso en una zona formada entre éstos, que sirve para fijar el elemento intercambiable (4) al conductor central (2).

13. Electrodo de trabajo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el conductor central (2) presenta en la zona en la que sale del cuerpo aislante (1) por el lado de trabajo un reborde radial (14) que rodea su perímetro.

14. Electrodo de trabajo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el conductor central (2) presenta en la zona en la que sale del cuerpo aislante (1) por la parte del extremo de trabajo una zona con sección transversal sin simetría de rotación, en particular dos superficies lisas paralelas (12), para cooperar en unión positiva con una llave fija.

15. Electrodo de trabajo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el conductor central (2) presenta en su cara frontal de la parte del extremo de trabajo al menos dos agujeros frontales (23) para cooperar en unión positiva con una llave de espigas.

16. Electrodo de trabajo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la punta de electrodo (3) tiene la forma de un casquete esférico o un paraboloide de revolución.

17. Elemento intercambiable (4) para un electrodo de trabajo según una de las reivindicaciones 1 a 11, que incluye un cuerpo de base alargado conductor eléctrico que presenta en su primer extremo una primera rosca exterior (15) y que termina por su otro extremo en una punta de electrodo (3), estando dispuesta entre la punta de electrodo (3) y la primera rosca exterior (15) una segunda rosca exterior (16) para enroscarla en una rosca interior correspondiente de un elemento de tope (10), y presentando el cuerpo de base entre la punta de electrodo (3) y la segunda rosca exterior (16) una sección transversal sin simetría de rotación, en particular dos superficies lisas paralelas (12), para cooperar en unión positiva con una herramienta de enroscar, en particular una llave fija, y entre la primera rosca exterior (15) y la segunda rosca exterior (16) un vástago elástico (8) que presenta en particular una longitud correspondiente al menos al doble del diámetro de la primera rosca exterior (15).

18. Elemento intercambiable (4) según la reivindicación 17, que incluye además un elemento de tope (10), dispuesto sobre la segunda rosca exterior (16), que presenta en particular al menos dos superficies lisas paralelas (12) para cooperar en unión positiva con una llave fija.

19. Elemento intercambiable (4) para un electrodo de trabajo según una de las reivindicaciones 1 a 11, que incluye un cuerpo de base alargado (4) conductor eléctrico que presenta en un extremo una rosca interior (17) y que termina por su otro extremo en una punta de electrodo (3), estando dispuesta entre la punta de electrodo (3) y la rosca interior (17) un talón de tope (18) para el tope axial con una superficie de tope (6) del extremo de trabajo de un conductor central (2) del electrodo de trabajo que aloja el elemento intercambiable, presentando el cuerpo de base entre el talón de tope (18) y la punta de electrodo (3) una zona con una sección transversal sin simetría de rotación, en particular al menos dos superficies lisas paralelas (12), para cooperar en unión positiva con una herramienta de enroscar, en particular una llave fija, y estando configurado el cuerpo de base en forma de un casquillo elástico entre la rosca interior (17) y el talón de tope (18), en particular a lo largo de una longitud correspondiente al menos al doble del diámetro de la rosca interior (17).

20. Elemento intercambiable (4) según la reivindicación 19, caracterizado porque está formado por una sola pieza.

21. Elemento intercambiable (4) según una de las reivindicaciones 19 y 20, caracterizado porque el talón de tope (18) está formado por un reborde radial periférico (14) del elemento intercambiable (4).

22. Utilización del electrodo de trabajo según una de las reivindicaciones 1 a 16 para la fragmentación electrodinámica principalmente de materiales poco conductores, como hormigón o escorias.