ESTRUCTURA DE UNA INSTALACIÓN ELECTRODINÁMICA DE FRACCIONAMIENTO.

Estructura de una instalación electrodinámica de fraccionamiento para fraccionamiento,

trituración o suspensión de un producto de proceso frágil, que está constituida por: un acumulador de energía eléctrica recargable (1), en cuya salida están conectados dos electrodos, uno de los cuales se encuentra en un potencial de referencia y el otro se puede impulsar de forma pulsátil a través de un conmutador de salida (2) en el acumulador de energía con alta tensión, un matraz de reacción (3), que está relleno con un líquido de proceso, en el que está sumergido el producto de proceso y en el que los dos extremos de los electrodos desnudos están enfrentados a una distancia regulable, la zona de reacción, en la que el electro (4) que se puede impulsar con alta tensión está rodeado con una envolvente aislante (5) hasta la zona extrema libre y esta envolvente aislante está sumergida al mismo tiempo en la zona extrema en el líquido de proceso, el acumulador de energía junto con su conmutador de salida, los electrodos junto con la línea de alimentación y el matraz de reacción se encuentran totalmente en un volumen, el encapsulamiento (6), el electrodo está conectado sobre potencial de referencia (4) a través del encapsulamiento (6) con el lado húmedo (8) del acumulador de energía, el electrodo impulsado con alta tensión está conectado por la vía más corta con el conmutador de salida en el acumulador de energía, caracterizada porque: el encapsulamiento (6) es conductor de corriente en el funcionamiento y el volumen rodeado por el encapsulamiento es mínimo, porque de esta manera se limita la inductividad así como la resistencia óhmica de la instalación al mínimo inevitable, el espesor de pared del encapsulamiento (6) es al menos igual a la profundidad de penetración correspondiente al componente más bajo del espectro de Fourier del campo electromagnético impulsado y tiene al menos el espesor necesario para la resistencia mecánica

La invención se refiere a la estructura de una instalación aerodinámica de fraccionamiento (FRANKA = Fraktionieranlagen Karlsruhe) para la fragmentación, trituración o suspensión de un producto de proceso mineral frágil.

Todas las instalaciones conocidas hasta ahora, que han sido desarrolladas por medio de descargas de alta tensión, de alto rendimiento, especialmente el procedimiento electrodinámico, para la fragmentación, erosión, perforación o fines 5 similares para el procesamiento de materiales minerales, están constituidas por los dos componentes principales siguientes:

El acumulador de energía, es decir, la unidad para la generación de un impulso HV, con frecuencia o la mayoría de las veces el generador Marx conocido a partir de la técnica de impulsos de alta tensión, y el matraz de reacción / proceso específico de la aplicación, relleno con un líquido de proceso, en el que está totalmente sumergida la zona extrema 10 desnuda de un electrodo de alta tensión conectado con el acumulador de energía. Frente a él se encuentra el electrodo en potencial de referencia, la mayoría de las veces el fondo del matraz de reacción, que funciona como electrodo de tierra, en configuración conveniente. Si la amplitud del impulso de alta tensión en el electrodo de alta tensión alcanza un valor suficientemente alto, entonces se produce un salto de chispa desde el electrodo de alta tensión hacia el electrodo de tierra. En función de las particularidades geométricas o de la forma, especialmente del tiempo de subida del impulso 15 de alta tensión, el salto de chispa se produce a través del material a fragmentar, posicionado entre los electrodos y, por lo tanto, es altamente eficaz. Los saltos de chispa solamente a través del líquido del proceso generan en todos los casos ondas de choque allí, que son poco efectivas.

El circuito de corriente eléctrica está constituido durante el impulso de alta tensión por el acumulador de corriente C del electrodo de alta tensión conectado allí, el espacio intermedio entre el electrodo de alta tensión y el fondo del matraz de 20 reacción y el conducto de retorno desde el fondo del matraz hacia el acumulador de energía. Este circuito de corriente contiene los componentes capacitivos, óhmicos e inductivos C, T y L, que influyen sobre la forma del impulso de alta tensión (ver la figura 6), es decir, tanto sobre la velocidad de subida como también sobre el desarrollo temporal posterior de la corriente de descarga y, por lo tanto, sobre la potencia del impulso acoplada en la carga y, como consecuencia de ello, sobre la eficiencia de la descarga con respecto a la fragmentación del material. En la resistencia óhmica R de este 25 circuito de corriente que está presente de forma transitoria se transforma la cantidad de energía eléctrica Ri2 en calor en el transcurso del tiempo del impulso de la corriente de descarga. Esta cantidad de energía no está disponible ya, por lo tanto, para el fraccionamiento propiamente dicho.

Este circuito de corriente representa un bucle de conductores, que es atravesado por corrientes muy grandes, por ejemplo de 2 a 5 kA, durante un periodo de tiempo muy corto. Tal estructura genera radiación electromagnética 30 intensiva, por lo tanto representa un emisor de radio de alta capacidad de radiación y debe blindarse con gasto técnico para la prevención de interferencias en el entorno técnico. En general, tal instalación debe blindarse por medio de dispositivos de protección, de tal manera que no sea posible un contacto de los componentes que conducen corriente durante el funcionamiento. Esto conduce rápidamente a una estructura de protección amplia más allá de la estructura útil propiamente dicha. 35

Todas las instalaciones conocidas hasta ahora, en las que se emplea el procedimiento electrodinámico, tienen una estructura abierta, es decir, que los grupos de construcción de tal instalación están conectados entre sí por medio de líneas eléctricas (ver la figura 6).

En la fragmentación de producto de piedra, como se describe, por ejemplo, en el documento WPO 96/26 010, se pueden ver líneas de conexión entre el acumulador de energía eléctrica y la distancia de la chispa, que forman bucles 40 atravesados por la corriente durante el impulso de HV.

Las instalaciones para la erosión de material (DE 197 36 027 C2), para la perforación en piedra rocosa (US 6.164.388) o para la inertización (DE 199 02 010 C2) muestran, respectivamente, líneas eléctricas sencillas hacia el electrodo de alta tensión.

El documento US 3.604.641 A publica una instalación electrodinámica de fraccionamiento con un acumulador de 45 energía eléctrica cargable, en cuya salida están conectados dos electrodos, uno de los cuales está en un potencial de referencia y el otro se puede impulsar a través de un conmutador de salida en el acumulador de energía en forma de impulsos con alta tensión, con un matraz de reacción, que está lleno con un líquido de proceso, en el que está sumergido el producto de proceso y en el que se enfrentan los dos extremos de los extremos de los electrodos desnudos, y el electrodo de alta tensión está rodeado con una envolvente aislante, de manera que el acumulador de 50 energía junto con el conmutador de salida, los electrodos junto con líneas de alimentación y el matraz de reacción se encuentran totalmente en un encapsulamiento, el electrodo sobre potencial de referencia está conectado a través de la pared de la cápsula con el lado de masa del acumulador de energía y el electrodo de alta tensión está conectado por la vía más corta con el conmutador de salida en el acumulador de energía.

La invención tiene el cometido de constituir una instalación FRANKA en su circuito de corriente durante el impulso de 55 alta tensión, de tal forma que tanto la inductividad como también la resistencia óhmica del circuito de corriente de descarga permanecen limitadas a un a medida mínima y al mismo tiempo permanece reducido el gasto técnico a un gasto mínimo para el blindaje contra radiación electromagnética y para el aseguramiento de la seguridad de contacto.

El cometido se soluciona por medio de una estructura de la instalación de fraccionamiento de acuerdo con los rasgos característicos de la reivindicación 1.

El acumulador de energía junto con su conmutador de salida, este último habitualmente la mayoría de las veces una distancia de la chispa accionada o disparada en el modo de auto-carga, los electrodos junto con la línea de alimentación y el matraz de reacción se encuentran, manteniendo la distancia de aislamiento eléctrico con respecto a zonas de 5 diferente potencial eléctrico, totalmente en un volumen con pared conductora de electricidad, el encapsulamiento. El volumen que existe entre el encapsulamiento y los conjuntos incorporados en él se mantiene mínimo y, por lo tanto, la inductividad de la instalación está limitada al mínimo inevitable. Este mantenimiento de la electrofísica posibilita el tiempo de subida más corto posible típico de la instalación para el impulso de descarga.

El espesor de pared es, por una parte, al menos igual a la profundidad de penetración del componente más bajo del 10 espectro de Fourier del campo electromagnético impulsado, por lo que está co-determinado por él en una medida decisiva. Por otra parte, la resistencia mecánica requiere un espesor de pared mínimo. El espesor de pared mayor necesario a partir de una u otra de las dos condiciones se tiene en cuenta en la construcción.

En el caso de encapsulamiento completo, el electrodo sobre potencial de referencia está conectado a través de la pared de la cápsula con el lado de masa del acumulador de energía. La conducción restante de la corriente a través del 15 acumulador de energía y los componentes que se colocan predominantemente en potencial de alta tensión es central con respecto al encapsulamiento.

Esta estructura encapsulada permite una estructura ventajosa desde el punto de vista electrofísico y de la técnica de manejo, cuyas características se especifican adicionalmente en las reivindicaciones dependientes 2 a 9.

De acuerdo con el tipo de funcionamiento, según la reivindicación 2, la pared de la cápsula tiene una zona desmontable 20 para el funcionamiento apilado (en lotes) o un acceso pata la introducción continua (reivindicación 3). Para trabajos de reparación, hay que abrir la cápsula de todos modos por secciones.

De acuerdo con la reivindicación 3, para el procesamiento continuo de material de fragmentación, en la pared de... [Seguir leyendo]

1. Estructura de una instalación electrodinámica de fraccionamiento para fraccionamiento, trituración o suspensión de un producto de proceso frágil, que está constituida por:

un acumulador de energía eléctrica recargable (1), en cuya salida están conectados dos electrodos,

uno de los cuales se encuentra en un potencial de referencia y el otro se puede impulsar de forma pulsátil a través de un conmutador de salida (2) en el acumulador de energía con alta tensión, 5

un matraz de reacción (3), que está relleno con un líquido de proceso, en el que está sumergido el producto de proceso y en el que los dos extremos de los electrodos desnudos están enfrentados a una distancia regulable, la zona de reacción, en la que el electro (4) que se puede impulsar con alta tensión está rodeado con una envolvente aislante (5) hasta la zona extrema libre y esta envolvente aislante está sumergida al mismo tiempo en la zona extrema en el líquido de proceso, 10

el acumulador de energía junto con su conmutador de salida, los electrodos junto con la línea de alimentación y el matraz de reacción se encuentran totalmente en un volumen, el encapsulamiento (6),

el electrodo está conectado sobre potencial de referencia (4) a través del encapsulamiento (6) con el lado húmedo (8) del acumulador de energía,

el electrodo impulsado con alta tensión está conectado por la vía más corta con el conmutador de salida en el 15 acumulador de energía, caracterizada porque:

el encapsulamiento (6) es conductor de corriente en el funcionamiento y el volumen rodeado por el encapsulamiento es mínimo, porque de esta manera se limita la inductividad así como la resistencia óhmica de la instalación al mínimo inevitable,

el espesor de pared del encapsulamiento (6) es al menos igual a la profundidad de penetración correspondiente al 20 componente más bajo del espectro de Fourier del campo electromagnético impulsado y tiene al menos el espesor necesario para la resistencia mecánica.

2. Estructura de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque para el procesamiento impulsivo de producto de fragmentación, se puede desmontar parcialmente la pared de la cápsula o existe al menos un acceso en la pared de la cápsula. 25

3. Estructura de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque para el procesamiento continuo de producto de fragmentación, en la pared de la cápsula se apoyan al menos un racor (9) del tipo de tubo dirigido hacia fuera de material conductor para la carga y al menos otro racor (10) para la extracción, que están dimensionados en la longitud y en la anchura interior de tal forma que al menos las porciones de alta frecuencia de fuerte potencia en el espectro del campo electromagnético generado a través del impulso de alta tensión no salen a través de estos racores o se debilitan 30 en estos racores hasta la salida al medio ambiente al menos en la medida prescrita legalmente.

4. Estructura de acuerdo con las reivindicaciones 2 y 3, caracterizada porque la pared de la cápsula es un cuerpo hueco, en una de cuyas zonas de la pared delantera se asienta el acumulador de energía y en cuya otra zona de la pared delantera se asienta el matraz de reacción.

5. Estructura de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque el encapsulamiento tiene sección transversal o 35 redonda y forma estirada o una forma acodada al menos una vez.

6. Estructura de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque el electrodo colocado sobre potencial de referencia se asienta centrado en la pared frontal del matraz de reacción, el electrodo de alta tensión está colocado centrado enfrente y este último está conectado por vía coaxial al encapsulamiento con el conmutador de salida del acumulador de energía. 40

7. Estructura de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque el acumulador de energía eléctrica junto con el conmutador de salida se asienta espacialmente por encima o a la misma altura o por debajo con respecto al matraz de reacción en el encapsulamiento.

8. Estructura de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque el electrodo sobre potencial de referencia está configurado como parte central de la parte frontal o como fondo de tamiz o como electrodo anular o de barra. 45

9. Estructura de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el acumulador de energía está separado del matraz de reacción por medio de una pared de protección.