Электрогидродинамический фильтр

 

Изобретение относится к средствам отделения твердых частиц от жидких сред с использованием эффектов электрического поля, В резервуаре для пропускания очищаемой жидкости установлены положительный электрод в виде пластины с пористым покрытием, размещенный вдоль стенки корпуса, и система отрицательных электродов ортогональных стенке корпуса и положительному электроду. Каждый отрицательный электрод выполнен в виде иглы, помещенной с зазором в цилиндрическую оболочку. которая соединена с каналом отвода отфильтрованной жидкости. При приложении напряжения к электродам в межэлектродном промежутке возникают электрогидродинамические течения жидкости, увлекающие частицы примеси. Последние задерживаются пористым покрытием на положительном электроде, не попадая в область зазора при отрицательном электроде вследствие зарядовых явлений . Обедненная частицами жидкость отводится из зазора в цилиндрической оболочке в канал отвода отфильтрованной жидкости при наличии внешнего воздействия (откачки). Однократная очистка моторного масла снижает концентрацию примесных частиц примерно в 10 раз. Эффективность очистки связана с механизмом зарядообразования на границе металл электрода - жидкость и регулируется выбором материалов электродов, например пара никель - алюминий. 1 злф-лы. 1 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Рессяяскюй Федерация ие патентам и товарным знакам

{21) 5036000/02 (22) 19.03,92

{48) 16.1293 бюп. Na 45-46

Р8) рошев Андрей Викторови с Коробчук Ольга

Васильевна; Остапенко Анатолий Алексеевич;

Стишков Юрий Констант»мова Франчук Николай

Григорьевич (54) ЗПИКтЕОГИД1 ОДИНАМИЧКСКИй еюьтв (57) Изобретение относится к средствам отделения твердых частиц от жидких сред с использованием эффектов эпектрического иола В резервуаре для проиускаавт очищаемой жидкости установлены положительный электрод в еще пластины с пористым окрытиец размещенный вдоль crew корпуса, и система отрицательных электродов ортогонэльных стенке корпуса и положительному электроду. Каждый отрицательный электрод выполнен в виде иглы, помещееюй с зазором в цилиндрическую оболочку, (в) Щ (и) 2004305 1 (51) 5 B 01 D 35 Об В 03 С 5 00 которая соединена с каналом отвода отфильтрованной жидкости При приложении напряжения к электродам в межэлектродном промежутке возникают электрогидродинамические течения жидкосщ увлекающие частицы примеси Последние задерживаются пористым покрытием на положительном электроде, не попадая в область зазора при отрицательном электроде вследствие зарядовых явлений. Обедненная частицами жидкость отводится из зазора в цилиндрической оболочке в канал отвода отфильтрованной жидкости при наличии внешнего воздействия (откача). Однократная очистка моторного масла снижает концентрацию примесных частиц примерно в 10 раз, Эффективность очистки связана с механизмом зарядообразования на границе металл электрода — жидкость и регулируется выбором материалов электродов, например пара никель — алюминий. 1 зп.ф-лы. 1 ил.

2004305

55

Изобретение относится к средствам отделения твердых частиц от жидких сред с использованием эффектов электрического поля, гриложенного к жидкости.

Известен электрогидродинамический (ЭГД) фильтр, содержащий резервуар из изолирующего материала, через который течет фильтруемая жидкость, а также. установленную в резервуаре вдоль одной из стенок систему равноудаленных плоских электродов, перпендикулярных стенке резервуара. При подаче напряжения на электооды в межэлектродном промежутке возникают ЭГД-течения. Поток фильтруемой жидкости, подаваемый в резервуар, взаимодействует с возника,ощими после подачи напряжения ЗГД-течениями, что создает условия для концентрации дисперсных частиц в межэлектродных промежутках и выведения их из общего потока фильтруемой жидкости, причем очищенная жидкость течет пад дополнительным внешним воздействием.

Недостатком известного ЭГД-фильтра является невысокая степень очистки >кидкасти, обусловленная вовлечением в движение в межэлектродных промежутках лишь части объема пропускаемой жидкости. Кроме того, обусловленное внешними воздействиями, не может быть очень интенсивным, иначе степень очистки будет еще ниже.

Целью изобретения является повышение производительности и степени очистки, Цель достигается тем, что в известном

ЗГД-фильтре, содержащем резервуар для пропускания фильтруемай жидкости и систему равнаудаленных электродов, установленную в резервуаре перпендикулярно его стенке, а также канал отвода отфильтрованной жидкости, соединенный с резервуаром, в соответствии с изобретением положительный электрод размещен в резервуаре вдоль его стенки и выполнен в виде пластины, имеющей покрытие из пористого материала, каждый отрицательный электрод выполнен B виде иглы, установлен ортогонально плоскости положительного электрода и размещен с зазором в цилиндрической оболочК6 из изолирующего материала, которая соединена с каналом отвода отфильтрованной жидкости.

Кроме того, положительный и отрицательные электроды изготовлены из различных ма.-ериалов, выбираемых в соответствии с донорно-акцепторным механизмом зарядообразования в жидких диэлектриках, например никель — алюминий.

Величину зазора между игольчатым электродом и цилиндрической оболочкой выбирают не более двух радиусов острия иглы, а расстояние между положительным и отрицательным электродами задают из условия обеспечения средней напряженности электрического поля в ме>кэлектродном промежутке порядка 20 кВ/см.

На чертеже схематично изображен предлагаемый фильтр.

ЭГД-фильтр содержит резервуар 1 с корпусом из диэлектрического материала игольчатый электрод 2, плоский электрод 3, размещенный на стенке корпуса. Игольчатый электрод 2 помещен в цилиндрическую оболочку 4 из изолирующего материала.

Игольчатый (отрицательный) электрод 2 и плоский (положительный) электрод 3 образуют межэлектрадный промежуток 5, B котором и возникают ЭГД-течения. Плоский электрод 3 имеет покрытие из пористого материала 6 для накопления отфильтрованных частиц, а цилиндрическая оболочка 4 игольчатого электрода соединена с каналом

7 отвода отфильтрованной жидкости.

Фильтр работает следу|ощим образом.

При подаче напряжения на электроды 2 и 3 частицы примеси в жидкости, подаваемой в резервуар 1, движутся по линиям тока жидкости в межэлектродном промежутке 5. При попадании на пористое покрытие 6 они не имеют возможности участвовать в возвратном движении, и жидкость обедняется этими частицами. Одновременна у игольчатого электрода 2 формируется некая эффективная одноименно заря>конная эона, в которой концентрация частиц примеси значительно ниже, чем в остальном объеме, так как частицы из объема не попадают в зону, а перезаряжаются на ее границе и вновь уходят в объем жидкости. При создании разрежения в канале 7 отвода отфильтрованной жидкости жидкость из зоны с пониженным содержанием частиц по зазору между игольчатым электродом 2 и цилиндрической оболочкой 4 выходит из резервуара в канал 7 отвода для последующего сбора.

Пример, Испытывали одиночную ступень ЭГД-фильтра, содержащего в качестве положительного электрода 3 никелевую пластину с покрытием из пористой резины 6, а в качестве отрицательного электрода 2 — алюминиевую иглу, диаметр зазора между игольчатым электродом 2 и цилиндрической оболочкой 4 0,5 мм, В качестве очищаемой жидкости выбрали машинное масло (отработанное) с начальной концентрацией дисперсной фазы — твердых частиц (металла) порядка 200 см, К электродам 2 и 4 приложили напряжение от высоковольтного источника и возбудили

ЭГД-течение в жидкости. Проводили фильт2004305 рацию жидкости в течение 5 мин, после чего в собранной в канале 7 жидкости измерили концетрацию диспезрсной фазы. Она составила около 20 см, т.е. количество примесных частиц снизилось примерно в 10 раз после однократной фильтрации. При изготовлении обоих электродов из алюминия указанное снижение составляет примерно 3 раза.

Аналогичные испытания произведены с такими жидкостями, как солярка и загрязненное трансформаторное масло.

Концентрацию примеси в очищаемой жидкости установили примерно 200 см .

При времени фильтрации 5 мин концентрации дисперсной фазы в этих жидкостях составили величину порядка 20-40 см для однократной очистки, что свидетельствует о высокой эффективности очистки и в несколько раз превосходит аналогичные данные для прототипа, Формула изобретения

1, ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ

ФИЛЬТР, содержащий резервуар для про пускания фильтруемой жидкости и систему равноудаленных электродов, установлен,ную в резервуаре перпендикулярно стенке

его корпуса, а также канал отвода отфильтрованной жидкости, соединенный с резервуаром, отличающийся тем, что положительный электрод размещен в резервуаре вдоль стенки его корпуса и выполнен в виде пластины, имеющей покрытие из пористого материала, система равноудаленных электродов содержит отрицательные элекПроизводительность фильтра определяется количеством параллельно подключенных ступеней (звеньев). Так, производительность батареи из 20 звеньев составляет 1 л жидко5 сти за 10 мин работы.

Предлагаемый ЭГД-фильтр может быть эффективно использован для очистки диэлектрических жидкостей, таких, как моторные масла и др. Кроме того, предлагаемый фильтр

10 можетбытьустановлендля работы вустановках с замкнутым циклом использования жидкости, в т,ч. при работе в автономном режиме.

В последнем случае ресурс работоспособности будет определяться как степенью загряз15 нения жидкости, так и емкостью пористого покрытия на положительном электроде, (56) 1, Духин С.С., Эстрелла-Льопис

B,P., Жолковский В.К. Электроповерхност20 ные явления и электрофильтрование. -Киев:

Наука Думка. 1985. с. 287 (прототип). троды, каждый отрицательный электрод

25:выполнен в виде иглы, установлен ортогонально плоскости положительного электрода . и размещен с зазором в цилиндрической оболочке из изолирующего материала, которая соединена с кана30 лом отвода отфильтрованной жидкости.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что положительный и отрицательный электроды выполнены из различных материа,лов, которые выбраны в соответствии с

35 донорно-акцепторным механизмом зарядообразования в жидких диэлектриках, на. пример никель — алюминий.

/l/фу

/ /

° IМ / ю Я Я

Ф Зй

5 к%ь ф Ь ьЪ

В %LLV%% L%4