Die Kerntechnologie – Schockwellen- bzw.
elektrohydraulische Zerkleinerung

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.

Das mate­ri­alse­lek­tive elek­tro­hy­draulis­che Zerkleinerungsver­fahren (EHZ) der Impul­sTec bietet für die stof­fliche Tren­nung kom­plex­er Mate­ri­alver­bunde 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.

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.

Prinzipschaltbild des Entladekreises 

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

Vorteile der Schockwellentechnologie:

berührungs­freies und verun­reini­gungsarmes Zerkleinerungsverfahren
keine Fein­staubbe­las­tung durch die Pas­sivierung von Stäuben im Prozessmedium
bedi­ener­fre­undlich­es Anla­gen­han­dling ohne Zusatzqualifikation
ein­fache Adap­tion auf kun­den­spez­i­fis­che Anwendungsfälle
 
ein­fache Wartung und umfan­gre­iche Serviceleistungen
robuste, skalier­bare Tech­nolo­gie für Ein­satz im indus­triellen Umfeld durch Betrieb­ss­pan­nug­nen bis 50kV