Электрогидравлическая дробилка

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный университет транспорта(72) Авторы Довгяло Владимир Александрович Бочкарев Дмитрий Игоревич Богданов Виктор Александрович Бондаренко Александр Владимирович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный университет транспорта(57) 1. Электрогидравлическая дробилка, содержащая корпус, заполненный жидкостью, с установленными в нем электродами, загрузочным бункером и разгрузочной решеткой на выходе из корпуса, отличающаяся тем, что корпус заполнен водным раствором поверхностно-активного вещества и имеет защитный кожух, один из электродов выполнен в виде кольца и расположен внутри корпуса по его периметру, а второй электрод выполнен в виде стержня и установлен в центре корпуса. 2. Электрогидравлическая дробилка по п. 1, отличающаяся тем, что в нижней части корпуса установлено сито, а выход корпуса соединен с конвейерами мелкой и крупной фракции.(56) 1. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л. Машиностроение, 1986. - С. 181-195. 2. А.с. СССР 888355, МПК В 02 С 19/18, 1980. 3. Патент 2090266, МПК В 02 С 19/18, 1997 (прототип). 4. Старостина О.И., Чистова Т.А., Степанова Е.А. Активация поверхности гранитного минерального материала. Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и мостов. Сборник научных трудов БелдорНИИ. - Минск РУП БелдорНИИ, 2002. - С. 146 - 155. Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для дробления пород и материалов, а именно к дробилкам, использующим для дробления электрогидравлический эффект, и может быть использована в горнодобывающей, химической, обогатительной и других отраслях промышленности, в производстве строительных и специальных материалов, а также в переработке твердых отходов. Известна электрогидравлическая дробилка, содержащая корпус, заполненный водой,загрузочный бункер и рабочий электрод 1. Недостатком дробилки является ее низкая производительность, обусловленная тем, что выход готового продукта на один импульс сравнительно невелик, а частота следования рабочих импульсов по ряду причин небеспредельна, кроме того, недостатком дробилки является низкий срок службы электродов,что приводит к необходимости частых остановок дробилки для ремонта, а также невозможность активировать вновь образованную поверхность готового продукта. Известна многоэлектродная электрогидравлическая дробилка, содержащая корпус, заполненный водой, загрузочный бункер и рабочие электроды, расположенные с постоянным шагом 1. Для эффективной работы дробилки необходимо, чтобы расстояние между погруженными в воду рабочими концами электродов, расстояние от концов электродов до корпуса и энергия разряда находились в определенном соотношении с размерами загружаемого камня 1. Однако куски загружаемого в дробилку сырья обычно имеют самые различные размеры и поэтому известная дробилка не работает в оптимальном режиме. Кроме того, недостатком дробилки является низкий срок службы электродов, что приводит к необходимости частых остановок дробилки для ремонта, а также невозможность активировать вновь образованную поверхность готового продукта. Известна электрогидравлическая дробилка 2, содержащая корпус, заполненный водой,загрузочный бункер, электроды, наклонно установленную внутри корпуса над электродами решетку, нижняя часть которой соединена посредством транспортного устройства с загрузочным бункером. Эта дробилка также не работает в оптимальном режиме, так как куски загружаемого в нее исходного сырья имеют различную величину, а для наиболее эффективного дробления кусков каждого размера требуются соответствующие оптимальные размеры электродной системы и энергия разряда. Кроме того, недостатком дробилки является низкий срок службы электродов, что приводит к необходимости частых остановок дробилки для ремонта,а также невозможность активировать вновь образованную поверхность готового продукта. Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является электрогидравлическая дробилка, содержащая корпус, заполненный водой, загрузочный бункер, решетку, расположенные ниже нее электроды и разгрузочную решетку, расположенную под электродами. Решетка, расположенная выше электродов, выполнена с переменным размером, по крайней мере одной из сторон ячейки, а электроды установлены с переменным шагом, составляющим 0,81,3 размера стороны ячейки расположенных над ними участков решетки. Дробилка может быть дополнительно снабжена направляющим устройством с поверхностями, расположенными с уклоном по направлению к электродам 3. Недостатками данной конструкции являются низкий срок службы электродов, что приводит к необходимости частых остановок дробилки для ремонта, и невозможность активировать вновь образованную поверхность готового продукта. 2 75482011.08.30 Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности дробилки за счет увеличения долговечности электродов и активация вновь образуемой поверхности готового продукта. Поставленная задача достигается тем, что электрогидравлическая дробилка, содержащая корпус, заполненный жидкостью, с установленными в нем электродами, загрузочным бункером и разгрузочной решеткой на выходе из корпуса, имеет корпус, заполненный водным раствором поверхностно-активного вещества, и защитный кожух, кроме того,один из электродов выполнен в виде кольца и расположен внутри корпуса по его периметру, а второй электрод выполнен в виде стержня и установлен в центре корпуса, одновременно с этим в нижней части корпуса установлено сито, а выход корпуса соединен с конвейерами мелкой и крупной фракции. На фиг. 1 изображена принципиальная схема электрогидравлической дробилки, на фиг. 2 приведена зависимость заряда поверхности минерального материала от класса и концентрации ПАВ. Электрогидравлическая дробилка состоит из корпуса 1, заполненного водным раствором поверхностно-активного вещества (ПАВ). В верхней части корпуса имеется загрузочный бункер 2. В корпусе установлены электроды - один, выполненный в виде кольца 3,расположенного по периметру корпуса 1, и второй электрод 4, находящийся в его центре. Под электродами смонтирована решетка 5. В нижней части корпуса имеется наклонное сито 6, под которым установлены конвейеры мелкой 7 и крупной 8 фракции готового продукта. Напряжение на электроды 3 и 4 подается через конденсаторы 9 и разрядники 10,окруженные защитным кожухом 11. Электрогидравлическая дробилка работает следующим образом исходное сырье загружается в загрузочный бункер 2 и под действием силы тяжести погружается в водный раствор ПАВ, находящийся в корпусе 1, где разрушается ударной волной, порождаемой мощным электрическим разрядом в водной среде, образующимся между электродами 3 и 4, напряжение на которые подается через конденсаторы 9 и разрядники 10, окруженные защитным кожухом 11. При этом, поскольку электрод 3 выполнен в виде кольца, в центре которого находится электрод 4, электрический разряд каждый раз возникает в новых(наиболее близких) точках на поверхности электродов 3 и 4, что обеспечивает равномерный износ электродов и увеличение их долговечности. Под воздействием ударной волны горная масса разрушается, и готовый щебень проваливается через отверстия решетки 5 на поверхность наклонного сита 6. Далее щебень, размер зерен которого больше размера ячеек сита 6, скатывается по поверхности сита на конвейер крупной фракции 8 и транспортируется из дробилки, а щебень, размер зерен которого меньше размера ячеек сита 6,проходит сквозь сито и поступает на конвейер мелкой фракции 7, с помощью которого также транспортируется из дробилки. Обработка готового продукта ПАВ обеспечивает активацию вновь образованной поверхности материала. Проведенные в работе 4 исследования показывают, что обработка минеральных материалов различными классами ПАВ приводит к различным эффектам активации поверхности. Так, обработка катионными ПАВ, перезаряжает поверхность минерала с отрицательного заряда на положительный, а обработка анионными ПАВ приводит к увеличению отрицательного заряда поверхности (фиг. 2). В частности, на активированной анионным ПАВ поверхности гранитного минерального материала возникают высокоактивные электронодонорные центры, наличие которых приводит к появлению на поверхности отрицательных зарядов, взаимодействующих с положительными зарядами молекул вяжущего (например, катионной битумной эмульсии при производстве эмульсионно-минеральных смесей) с образованием прочных адгезионных связей и, как следствие, - улучшению физико-механических характеристик композиционной эмульсионно-минеральной смеси (таблица). Физико-механические и эксплуатационные свойства эмульсионно-минеральных смесей Компоненты Щебень фр. 5-10 мм ПАВ на основе олеата натрия ПАВ на основе гудроно-жировой смеси Соотношение раствор ПАВ минеральный материал Содержание раствора ПАВ на основе олеата натрияСодержание водного раствора ПАВ на основе гудроно-жировой смеси водн водн водн водн р-р р-р р-р р-р Щебень фр. 1015 мм Битумная эмульсия ЭБК-Б-65 Рецептуры смесей, мас.Экспериментальные составы с активированными ПАВ минеральными компонентами Прото- Прототип тип СТБ 1509-2004 Рецептуры смесей, мас.Экспериментальные составы с активированными ПАВ минеральными компонентами Предел прочности при сжатии, МПа,при 50 С Модуль остаточной (пластической) деформации при разрушении, МПа, при 50 С Водонасыщение,по объему Прото- Прототип тип СТБ 1509-2004 75482011.08.30 При активации гранитного материала ПАВ, содержащего ионы поливалентных металлов 3 и 3, имеющими ионный радиус 0,77 и 0,64 А и обладающими энергией взаимодействия с кварцем равной 0,715 и 0,392 эВ соответственно, можно увеличить прочность бетона на 40-50 , а морозостойкость на 30-35 за счет предотвращения расклинивающего действия воды, обладающей более низкой энергией взаимодействия с активированной поверхностью (0,094 и 0,108 эВ). Кроме того, активированная поверхность гранита способна адсорбировать соединения битума, включающие гидроксильные (-), карбонильные , карбоксильные(-) и сложноэфирные (-) группы, а также ароматические полициклические структуры, имеющие азот и серу с неподеленными электронными парами, которые могут являться донорами электронов. Это позволяет увеличить срок службы асфальтобетонного покрытия до капитального ремонта в среднем на 30 . Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.