Was ist Schockwellenrecycling?

Was ist Schockwellenrecycling?

Das Schockwellen- oder auch elektrohydraulische Zerkleinerungsverfahren findet in Deutschland aktuell nur in geringem Umfang Anwendung. Es ist in das Gebiet der Impulstechnik („Pulsed Power“) einzuordnen, welche in Deutschland eine weitgehend neue Technologie darstellt. Bisherige Applikationen an Forschungsinstituten beschränkten sich zumeist auf die sortenreine Zerkleinerung von Altbeton. Kommerzielle Anwendungen existieren in Form von der extrakorporalen Stoßwellentherapie („Lithotripsie“), der Blechumformung oder dem Entsanden von Sandgussformteilen in der Gießereibranche.

Materialselektivee elektrohydraulisches Zerkleinerungsverfahren (EHZ) der ImpulsTec GmbH

Das materialselektive elektrohydraulische Zerkleinerungsverfahren (EHZ) der ImpulsTec GmbH bietet für die stoffliche Trennung komplexer Materialverbünde und Kompositmaterialien einen überzeugenden Lösungsansatz. Das Verfahren bedient sich mechanischer Schockwellen, welche in einem flüssigen Medium generiert werden, um eine Energieeinkopplung und damit eine Zerkleinerung des Mahlguts zu bewirken.

Die Schockwellen werden mit Hilfe des elektrohydraulischen Effekts erzeugt, bei dem in einer Flüssigkeit zwischen zwei Elektroden ein kurzzeitiger, intensiver Lichtbogen gezündet wird. Dazu werden Stoßkondensatoren auf eine Arbeitsspannung von bis zu 50kV aufgeladen und im Anschluss mit Hilfe einer Funkenstrecke auf das Elektrodensystem eines mit einem flüssigen Medium gefüllten Zerkleinerungsreaktors geschalten.

IMPULSTEC Tecnologie: Entladekreis

Prinzipschaltbild des Entladekreises

Die sich daraufhin zwischen zwei Elektroden ausbildende sogenannte „Stoßentladung“ erzeugt einen rapide expandierenden Plasmakanal, der in der Flüssigkeit sich radial ausbreitende Schockwellen hervorruft. In der Nähe des Entstehungsortes treten dabei Drücke von einigen tausend Atmosphären auf. Diese Schockwellen treffen bei der Ausbreitung im Reaktor auf das in der Flüssigkeit eingelegte Mahlgut und führen zu dessen Zerkleinerung. Das elektrohydraulische Zerkleinerungsverfahren koppelt über die im Zerkleinerungsmedium propagierende Stoßwelle an das Mahlgut an. Dadurch ergibt sich kein Kontakt mit einem festen Mahlkörper, so dass quasi ein „berührungsfreies“ Trennverfahren vorliegt.
Das industrietaugliche Schockwellenverfahren der ImpulsTec GmbH weist durch seine hohe Materialselektivität ein verstärktes Bruchverhalten an Grenzflächen unterschiedlicher Materialien auf und ist damit prädestiniert für die Anwendung auf komplexe Industriematerialien und Verbundwerkstoffe. Der Zerkleinerungseffekt wird dabei durch die wirkenden Zerkleinerungsmechanismen erzielt:

  • der homogene Energieeintrag bewirkt verstärkte Bruchselektivität auf mechanische Festigkeitsunterschiede
  • Druckerhöhungen an Grenzflächen von Materialien mit unterschiedlichen akustischen Eigenschaften
  • elektrische Selektivität führt zu einem verstärkten Energieeintrag im Bereich von leitfähigen Komponenten im Mahlgut

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