电脉冲破碎反应器及固体物料破碎加工系统的制作方法

本申请涉及固体物料加工的，特别是涉及一种电脉冲破碎反应器及固体物料破碎加工系统。

背景技术：

1、目前，许多传统的高污染、高排放的生产方式已无法满足当下绿色发展的需求，而高电压电脉冲放电技术因其清洁高能效、细粉产生少、电极损耗低、解离作用强等优势，在近年来得到了如污水处理、材料加工、岩体破碎、矿物加工、资源回收等多领域的关注。高压电脉冲水中放电破碎的机理可以分为液电效应破碎和电击穿破碎两类，前者在样品内部产生电火花通道膨胀形成拉伸应力来破碎固体；后者利用液电效应，电火花通道发生膨胀，产生冲击波从外部压碎固体。大多数岩石、矿石等固体颗粒的抗压强度远高于抗拉强度，因此，在破碎颗粒状固体方面，电击穿破碎比液电效应破碎在能量利用方面有更好的应用前景。

2、通常情况下，固体的电击穿强度远高于水、空气等介质，且水存在一定导电性易对击穿效果产生阻碍作用。因此，在高压电脉冲破碎方法的实际应用中，一般通过缩短输出电脉冲前沿、压缩电脉冲作用时间、提升瞬时功率（前沿时间<500ns）的方法来实现破碎目的。此外，高压电脉冲放电破碎的许多工程应用中已成功用自来水替代去离子水，运行成本大大降低。然而，即便使用自来水，仍然有诸多缺陷和问题制约着高压电脉冲放电技术的应用范围的进一步扩大。因此业界也在积极寻求利用气体作为高压电脉冲破碎固体颗粒的可能性。针对空气作为介质的高压电脉冲破碎难点，业界已有少量的初步探索。但针对固体颗粒在气体环境中易发生气体直接击穿或沿面放电，从而会导致破碎效果不佳，也即在均匀电场中，空气的击穿场强仅有约3kv/mm，再考虑沿面闪络的因素，导致即使在电脉冲前沿极短的情况下，仍难以形成固体颗粒内部的击穿。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对受限于发生气体直接击穿或沿面放电，固体物料破碎效果差的问题，提供一种电脉冲破碎反应器及固体物料破碎加工系统。

2、本申请的第一方面，提供一种电脉冲破碎反应器，其包括：

3、反应器本体，所述反应器本体的内部形成有反应腔室，所述反应器本体的外壁设置有加压阀，所述加压阀与所述反应腔室连通，所述加压阀用于向所述反应腔室内通入高压气体；

4、第一高压套管和第二高压套管，所述第一高压套管和所述第二高压套管分别装设于所述反应器本体上；以及，

5、第一空心电极和第二空心电极，所述第一空心电极和所述第二空心电极分别装设于反应腔室的侧壁上，且所述第一空心电极和所述第二空心电极间隔以围成有反应通道。

6、本方案的电脉冲破碎反应器应用于固体物料破碎加工系统中，也即用于对固体物料进行破碎处理，工作时，固体物料被送入反应器本体的反应腔室中，并沿着由第一空心电极和第二空心电极之间围成的反应通道移动，由于第一高压套管和第二高压套管是与高压电脉冲发生器相连，加压阀是与空气压缩机相连的，因此可分别启动高压电脉冲发生器和空气压缩机，使反应腔室充满高压气体，同时产生放电现象以形成高压脉冲电火花，由于高压空气能形成绝缘效果，从而抑制空气直接击穿和沿面放电现象发生，使得产生的高压脉冲电火花能有效击穿反应通道内的固体物料，获得很好的物料破碎效果。

7、下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

8、在其中一个实施例中，所述反应器本体的相对两个侧面分别开设有进料口和排料口，所述进料口和所述排料口分别与所述反应通道连通。

9、在其中一个实施例中，所述电脉冲破碎反应器还包括第一舱门和第二舱门，所述第一舱门可活动地设置于所述反应器本体并能打开或关闭所述进料口，所述第二舱门可活动地设置于所述反应器本体并能打开或关闭所述排料口。

10、在其中一个实施例中，所述第一舱门朝向所述反应器本体的侧面上安装有第一密封件，在所述第一舱门处于关闭位置，所述第一密封件与所述进料口的周缘密封抵接；

11、所述第二舱门朝向所述反应器本体的侧面上安装有第二密封件，在所述第二舱门处于关闭位置，所述第二密封件与所述排料口的周缘密封抵接。

12、在其中一个实施例中，所述第一空心电极和所述第二空心电极在所述反应腔室的高度方向上上下间隔相对布置，所述第一空心电极朝向所述第二空心电极的端面设有第一窄缝，所述第二空心电极朝向所述第一空心电极的端面设有第二窄缝。

13、在其中一个实施例中，所述反应腔室的顶壁设有安装滑槽，所述安装滑槽沿着所述进料口至所述排料口的方向延伸设置，所述第一空心电极可拆卸地滑动安装于所述安装滑槽内；

14、其中，所述第一空心电极具有多个，多个所述第一空心电极的尺寸不相同，任意一个所述第一空心电极可被选择地安装至所述安装滑槽内，以使所述第一空心电极与所述第二空心电极的间距可调。

15、在其中一个实施例中，所述反应腔室的底壁设有导料凹槽，所述导料凹槽沿所述进料口至所述排料口的方向延伸设置，所述第二空心电极布置于所述导料凹槽的槽底；

16、所述第一空心电极和所述第二空心电极均为条状电极。

17、在其中一个实施例中，所述电脉冲破碎反应器还包括泄压阀，所述泄压阀设置于所述反应器本体并与所述反应腔室连通。

18、本申请的第二方面，提供一种固体物料破碎加工系统，其包括：

19、如上所述的电脉冲破碎反应器；

20、高压电脉冲发生器，所述高压电脉冲发生器的第一连接端与所述第一高压套管电连接，所述高压电脉冲发生器的第二连接端与所述第二高压套管电连接；

21、空气压缩机，所述空气压缩机与所述加压阀管路连接；以及，

22、物料传送机构，所述物料传送机构与所述反应腔室连通。

23、在其中一个实施例中，所述固体物料破碎加工系统还包括电驱动平台，所述电脉冲破碎反应器设置于所述电驱动平台上。

技术特征：

1.一种电脉冲破碎反应器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电脉冲破碎反应器，其特征在于，所述反应器本体的相对两个侧面分别开设有进料口和排料口，所述进料口和所述排料口分别与所述反应通道连通。

3.根据权利要求2所述的电脉冲破碎反应器，其特征在于，所述电脉冲破碎反应器还包括第一舱门和第二舱门，所述第一舱门可活动地设置于所述反应器本体并能打开或关闭所述进料口，所述第二舱门可活动地设置于所述反应器本体并能打开或关闭所述排料口。

4.根据权利要求3所述的电脉冲破碎反应器，其特征在于，所述第一舱门朝向所述反应器本体的侧面上安装有第一密封件，在所述第一舱门处于关闭位置，所述第一密封件与所述进料口的周缘密封抵接；

5.根据权利要求2所述的电脉冲破碎反应器，其特征在于，所述第一空心电极和所述第二空心电极在所述反应腔室的高度方向上上下间隔相对布置，所述第一空心电极朝向所述第二空心电极的端面设有第一窄缝，所述第二空心电极朝向所述第一空心电极的端面设有第二窄缝。

6.根据权利要求5所述的电脉冲破碎反应器，其特征在于，所述反应腔室的顶壁设有安装滑槽，所述安装滑槽沿着所述进料口至所述排料口的方向延伸设置，所述第一空心电极可拆卸地滑动安装于所述安装滑槽内；

7.根据权利要求5所述的电脉冲破碎反应器，其特征在于，所述反应腔室的底壁设有导料凹槽，所述导料凹槽沿所述进料口至所述排料口的方向延伸设置，所述第二空心电极布置于所述导料凹槽的槽底；

8.根据权利要求1所述的电脉冲破碎反应器，其特征在于，所述电脉冲破碎反应器还包括泄压阀，所述泄压阀设置于所述反应器本体并与所述反应腔室连通。

9.一种固体物料破碎加工系统，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的固体物料破碎加工系统，其特征在于，所述固体物料破碎加工系统还包括电驱动平台，所述电脉冲破碎反应器设置于所述电驱动平台上。

技术总结
本申请涉及一种电脉冲破碎反应器及固体物料破碎加工系统，包括反应器本体的内部形成反应腔室，反应器本体的外壁设置有加压阀，加压阀与反应腔室连通，加压阀用于向反应腔室内通入高压气体；第一高压套管和第二高压套管，第一高压套管和第二高压套管分别装设于反应器本体上；及第一空心电极和第二空心电极，第一空心电极和第二空心电极分别装设于反应腔室的侧壁上，第一空心电极和第二空心电极间隔以围成有反应通道。使反应腔室充满高压气体，同时产生放电现象以形成高压脉冲电火花，由于高压空气能形成绝缘效果，从而抑制空气直接击穿和沿面放电现象发生，使产生的高压脉冲电火花能有效击穿反应通道内的固体物料，获得很好的物料破碎效果。

技术研发人员：李元晟,罗军,王之哲,何孟兵,方栓柱
受保护的技术使用者：中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室））
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12