CN103753701B - 一种脉冲放电回收混凝土系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲放电回收混凝土系统，包括回收反应腔和高压脉冲发生器，其中回收反应腔的内部储存有将待处理混凝土浸泡其中的绝缘液体，并配备有相对置的低压电极和高压电极，这两个电极同样伸入绝缘液体中且保持与混凝土之间的接触；高压脉冲发生器通过传输导线分别与低压电极和高压电极相连，并用于可重复地输出具备上升沿和脉宽的高压脉冲，以此方式，该高压脉冲传输至低压电极与高压电极之间，击穿混凝土并完成放电，从而使得混凝土在放电过程中完成破碎分解。通过本发明，能够在不损伤回收骨料的情况下有效完成分解过程，同时具备无粉尘、能耗低、高效率和便于操控等特点，因而尤其适用于各类混凝土的快速回收用途。

Description

一种脉冲放电回收混凝土系统

技术领域

本发明属于混凝土回收设备技术领域，更具体地，涉及一种脉冲放电回收混凝土系统。

背景技术

随着各国的城市化进程，建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的30%～40%，在这其中尤其是产生了大量的混凝土垃圾。通过将旧建筑物或结构物解体的混凝土经破碎分级成为粗细骨料（再生骨料），用以代替混凝土中部分砂石配制成的混凝土（也称之为再生混凝土），是节约能源与资源、保护人类生存环境，走可持续发展道路的重要课题。

现有技术中对混凝土的再生方式主要是加热碾磨、偏心轮轴马达碾磨、机械碾磨等手段。例如，在大型混凝土回收厂，一般先采用颚式破碎机进行初次破碎，再采用滚式或反击式破碎机进行再次破碎，并筛分为不同规格、粒径的集料，经过这样的环节生产再生集料其颗粒形状和粒径大小能得到很好的控制。

然而，进一步的研究表明，上述现有技术仍然存在以下的缺陷或不足：首先，在碾磨回收过程中，回收骨料会受到损伤，影响再生混凝土的强度，并导致只能应用在路基等不重要场所；其二，传统的混凝土回收系统装置往往体积庞大，加工程序复杂，并存在能耗较高的问题；其三，在回收过程中，现有技术会产生大量粉尘，造成对环境的二次污染，而在可持续发展战略的时代背景下，更需要注重经济效益与环保效益的有机结合。因此，在相关技术领域中亟需寻找更为完善的混凝土回收方案，以便解决现有技术的各类缺陷。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种脉冲放电回收混凝土系统，其中通过采用脉冲放电方式执行混凝土的分解，并结合混凝土自身的特点来构建特定的回收系统且对其关键组件的设置方式及工艺参数进行设计，相应能够在不损伤回收骨料的情况下有效完成分解过程，同时具备无粉尘、能耗低、高效率和便于操控等特点，因而尤其适用于各类混凝土的快速回收用途。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种脉冲放电回收混凝土系统，其特征在于，该系统包括回收反应腔和高压脉冲发生器，其中：

所述回收反应腔的内部储存有将待处理混凝土浸泡其中的绝缘液体，并配备有相对置的低压电极和高压电极，所述低压电极和高压电极同样伸入绝缘液体中且保持与混凝土之间的接触；

所述高压脉冲发生器通过传输导线分别与所述低压电极和高压电极相连，并用于可重复地输出具备上升沿和脉宽的高压脉冲，以此方式，该高压脉冲传输至所述低压电极与高压电极之间，击穿混凝土并完成放电，从而使得混凝土在放电过程中完成破碎分解。

作为进一步优选地，所述高压脉冲发生器所输出的上升沿被设定为小于500ns，其脉宽被设定为1μs至500μs的范围，且其工作频率为0.1Hz至500Hz的范围。

作为进一步优选地，所述低压电极被构造为由竖直段、水平段和圆弧段共同组成，其中竖直段的一端与所述传输导线相连，另外一端伸入至回收反应腔的绝缘液体中且与水平段的一端相连，该水平段的另外一端继续连接至圆弧段；该圆弧段处于绝缘液体的下部且横向延伸，由此实现与混凝土之间的充分接触。

作为进一步优选地，所述高压电极被构造为竖直杆状结构，其相对于低压电极处于所述圆弧段的上方，且可向下移动调节，由此实现在分解破碎混凝土的过程中始终保持与混凝土的接触。

作为进一步优选地，所述回收反应腔还配备有流体输出泵、过滤器和回流单元，在执行多次混凝土回收操作后，掺杂已破碎混凝土的绝缘液体通过流体输出泵向外排出，经由过滤器执行过滤处理以获得再生骨料，过滤后的绝缘液体则通过回流单元返回至回收反应腔内，以便循环利用。

作为进一步优选地，所述绝缘液体选自水或其它高电介常数的液体。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1、通过采用脉冲放电方式实现混凝土的分解，不会对回收骨粒造成二次损伤，这样在有效完成混凝土分解的同时，利用回收骨粒再生的混凝土还具有较高的强度；此外，由于在绝缘液体中执行混凝土的破碎回收操作，不会产生粉尘，造成二次环境污染，而且绝缘液体通过过滤等手段可实现循环使用；

2、通过对脉冲放电的一系列工作参数进行具体设定，测试表明可以高效率、低能耗低执行混凝土的破碎回收过程，而且保证回收骨料的强度和粒径均满足后期使用要求；

3、此外，通过对回收反应腔内的两个电极的具体形式和设置方式进行设计，实际测试表明能够充分实现与混凝土之间的接触，由此在保证回收过程的顺利执行的同时，还进一步提高了操作便利性；

4、按照本发明的混凝土回收系统整体结构紧凑、便于质量控制，同时具备无粉尘、能耗低、高效率等特点，因而尤其适用于各类混凝土的快速回收用途。

附图说明

图1是按照本发明所构建的脉冲放电回收混凝土系统的整体构造示意图；

图2是按照本发明优选实施例的回收反应腔及其内部元件的结构示意图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-高压脉冲发生器2-传输导线3-回收反应腔4-低压电极5-高压电极6-混凝土7-绝缘液体

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是按照本发明所构建的脉冲放电回收混凝土系统的整体构造示意图。如图1中所示，该回收系统主要包括回收反应腔3和高压脉冲发生器1，其中回收反应腔3的内部储存有将待处理混凝土浸泡其中的绝缘液体6，并配备有相对置的低压电极4和高压电极5，这两个电极同样伸入绝缘液体6中且保持与混凝土之间的充分接触。

高压脉冲发生器1可通过譬如高压电缆之类的传输导线2分别与低压电极4和高压电极5相连，并用于可重复地输出具备一定的上升沿和脉宽的高压脉冲，以此方式，该高压脉冲传输至低压电极4与高压电极5之间，击穿混凝土并完成放电，从而使得混凝土在放电过程中完成破碎分解。

具体而言，当对混凝土施加脉冲放电时，混凝土内混杂的气体介质发生击穿，电离气体形成等离子体和爆炸性体积变化撕裂混凝土。同时产生的冲击波在混凝土的边缘产生张应力，使泥灰和骨料分离。这样通过控制放电的能量与次数，能将混凝土有效碎裂成可再生粒料，循环使用。由于在绝缘液体中执行混凝土的破碎回收操作，不会产生粉尘，造成二次环境污染。此外，通过上述操作，不会对回收骨粒造成二次损伤，利用回收骨粒再生的混凝土具有较高的强度，因而后期能够获得更好的运用。

参见图2，按照本发明的一个优选实施例，所述低压电极4可以被构造为由竖直段、水平段和圆弧段共同组成，其中竖直段的一端与传输导线相连，另外一端伸入至回收反应腔3的绝缘液体7中且与水平段的一端相连，该水平段的另外一端继续连接至圆弧段；该圆弧段处于绝缘液体7的下部且横向延伸，由此实现与混凝土之间的充分接触。此外，所述高压电极5可以被构造为竖直杆状结构，其相对于低压电极4处于所述圆弧段的上方，且可向下移动调节，由此实现在分解破碎混凝土的过程中能够始终保持与混凝土的充分接触。

所述高压脉冲发生器可采用marx发生器、基于脉冲变压器的高压发生器及其他类型的高压发生器等。按照本发明的另一优选实施例，经过较多的实际对比测试，所述高压脉冲发生器所输出的上升沿优选被设定为小于500ns，其脉宽被设定为1μs至500μs的范围，且其工作频率为0.1Hz至500Hz的范围。通过以上工作参数的具体设定，可以使得绝缘液体在混凝土之前先完成击穿放电，保证混凝土的破碎回收过程能够高效率、低能耗地顺利进行，而且所获得的回收骨料的强度和粒径均满足后期使用要求。

按照本发明的又一优选实施例，所述回收反应腔还可以配备有流体输出泵、过滤器和回流单元等（图中未显示），这样在执行多次混凝土回收操作后，掺杂已破碎混凝土的绝缘液体通过流体输出泵向外排出，经由过滤器执行过滤处理以获得再生骨料，过滤后的绝缘液体则通过回流单元返回至回收反应腔内，以便循环利用。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种脉冲放电回收混凝土系统，其特征在于，该系统用于在不损伤回收骨料的情况下完成对混凝土的快速回收，它包括回收反应腔(3)和高压脉冲发生器(1)，其中：

所述回收反应腔(3)的内部储存有将待处理的混凝土(6)浸泡其中的绝缘液体(7)，并配备有相对置的低压电极(4)和高压电极(5)，所述低压电极和高压电极同样伸入所述绝缘液体(7)中且保持与所述混凝土(6)之间的接触；所述高压脉冲发生器(1)通过传输导线(2)分别与所述低压电极(4)和高压电极(5)相连，并用于可重复地输出具备上升沿和脉宽的高压脉冲；

所述低压电极(4)被构造为由竖直段、水平段和圆弧段共同组成，其中竖直段的一端与所述传输导线(2)相连，另外一端伸入至所述回收反应腔(3)的绝缘液体(7)中且与所述水平段的一端相连，该水平段的另外一端继续连接至所述圆弧段；该圆弧段处于所述绝缘液体(7)的下部且横向延伸，由此实现与所述混凝土(6)之间的充分接触；此外，所述高压电极(5)被构造为竖直杆状结构，其相对于所述低压电极(4)处于所述圆弧段的上方，且可向下移动调节，由此实现在分解破碎混凝土的过程中始终保持与混凝土的接触；

以此方式，该高压脉冲传输至所述低压电极(4)与高压电极(5)之间，击穿混凝土并完成放电，混凝土内混杂的气体介质发生击穿，电离气体形成等离子体和爆炸性体积变化撕裂混凝土，从而使得混凝土在放电过程中完成破碎分解，并且不会对回收骨料造成二次损伤。

2.如权利要求1所述的脉冲放电回收混凝土系统，其特征在于，所述高压脉冲发生器(1)所输出的上升沿被设定为小于500ns，其脉宽被设定为1μs至500μs的范围，且其工作频率为0.1Hz至500Hz的范围。

3.如权利要求1或2所述的脉冲放电回收混凝土系统，其特征在于，所述回收反应腔(3)还配备有流体输出泵、过滤器和回流单元；在执行多次混凝土回收操作后，掺杂已破碎混凝土的绝缘液体通过所述流体输出泵向外排出，经由所述过滤器执行过滤处理以获得再生骨料，过滤后的绝缘液体则通过所述回流单元返回至所述回收反应腔内，以便循环利用。

4.如权利要求3所述的脉冲放电回收混凝土系统，其特征在于，所述绝缘液体选自水或其它高电介常数的液体。