Способ нейтрализации статического электричества в потоке вещества
Владельцы патента RU 2351100:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (RU)
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для отвода электростатических зарядов из потока нефти и других жидких углеводородов. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата создают на основе трехфазного статора вращающееся магнитное поле и дополнительное стационарное электрическое поле между входным металлическим патрубком и разрядными металлическими струнами. 1 ил.
Изобретение относится к области пожарной и промышленной безопасности и может быть использовано для отвода электростатических зарядов из потока нефти и других жидких углеводородов.
Известен способ нейтрализации статических зарядов (ионов) в потоке жидкости, движущемся в трубопроводе, путем введения в этот поток заземленного коронирующего электрода [Максимов Б.К. и др. Электростатическая безопасность при заполнении резервуаров нефтепродуктами./Б.К.Максимов, А.А.Обух, А.В.Тихонов. - М.: Энергоатомиздат, 1989.с.181].
Недостатком этого способа является недостаточная эффективность нейтрализации зарядов, так как значительное количество ионов проносятся потоком жидкости, например нефти, через нейтрализатор напрямую, не успевая попасть на электрод.
Недостаток способа устраняется за счет удлинения путей и времени пребывания ионов в нейтрализаторе путем придания траектории движения ионов спиралеобразной формы и создания дополнительных сил воздействия на ионы для подведения их к разрядным струнам - электродам.
Задача, на решение которой направлен заявляемый способ, является повышение эффективности нейтрализации статического электричества в потоке вещества, например нефти, перед закачкой в трубопровод и снижения вероятности пожароопасных ситуаций.
При осуществлении технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в удлинении путей и времени пребывания носителей зарядов - ионов - в корпусе нейтрализатора и создании дополнительных сил, приводящих ионы к разрядным электродам.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе нейтрализации статического электричества в потоке вещества в трубопроводе, оборудованном входным металлическим патрубком и нейтрализатором с корпусом из изоляционного материала путем введения в этот поток заземленных разрядных металлических струн, в отличие от известного указанный корпус нейтрализатора охватывают трехфазным статором, электрические обмотки которого создают вращающееся магнитное поле, обеспечивающее удлинение траектории движения статических зарядов путем придания этим траекториям спиралеобразной формы, а для интенсификации подведения ионов к разрядным электродам в нейтрализаторе создают дополнительное стационарное электрическое поле между входным металлическим патрубком нейтрализатора и разрядными металлическими струнами.
Причинно-следственная связь состоит в том, что в заявляемом способе нейтрализации вращающееся магнитное поле, свободно проникающее через корпус и придающее траекториям ионов спиралеобразную форму, создается статором с распределенной трехфазной обмоткой, а стационарное электрическое поле создается микрогенератором постоянного тока, положительная клемма которого присоединена к разрядным струнам, а отрицательная клемма к входному патрубку. В результате чего на каждый ион, двигавшийся ранее параллельно оси трубы, в нейтрализаторе начинает действовать дополнительная сила, стремящаяся вращать его вокруг осевой линии. В итоге траектория движения электрических зарядов (ионов) в нефти приобретает форму спирали, что значительно удлиняет их путь в камере нейтрализатора и повышает время их нахождения в камере, а значит, существенно увеличивает вероятность встречи иона с разрядными струнами нейтрализатора. Другим фактором, повышающим эффективность нейтрализации зарядов, является создание в нейтрализаторе дополнительного стационарного электрического поля между входным металлическим патрубком нейтрализатора и разрядными струнами, путем подключения микрогенератора. Это поле создает добавочные силы Лоренца, заставляющие ионы сближаться со струнами.
На чертеже показан нейтрализатор, в котором реализован предлагаемый способ.
Поток электрической жидкости с электрическими зарядами (например, нефти) поступает в нейтрализатор через входной металлический патрубок 1, попадает в корпус 2, выполненный из изоляционного материала (например, пластмассы), охваченный трехфазным статором 3. Вращающееся магнитное поле, созданное трехфазной статорной обмоткой 4, закручивает электрические заряды вокруг оси нейтрализатора, Лоренцевы силы этого поля, складываясь с силами давления на ион, действующими вдоль оси нейтрализатора за счет напора нефтеперекачивающего насоса, образуют спиралеобразные траектории движения ионов, в результате чего вероятность их встречи с разрядными металлическими струнами 5 резко увеличиваются. С другой стороны, микрогенератор постоянного тока 6 создает дополнительное стационарное электрическое поле между входным металлическим патрубком 1 и заземленными разрядными металлическими струнами 5 (электродами), которое стремиться подвести ионы к разрядным металлическим струнам 5. Сила этого поля может регулироваться за счет изменения регулировочных сопротивлений 7 и 8 или скорости вращения приводного двигателя генератора 9. Разрядные металлические струны 5 натягиваются в виде гиперболоида вращения между металлическими кольцами 10, на которые подается положительный потенциал микрогенератора постоянного тока 6 (в случае применения катодной защиты) - положительная клемма 11, и отрицательный потенциал - отрицательная клемма 12 микрогенератора постоянного тока.
Способ нейтрализации статического электричества в потоке вещества в трубопроводе, оборудованном входным металлическим патрубком и нейтрализатором с корпусом из изоляционного материала, путем введения в этот поток заземленных разрядных металлических струн, отличающийся тем, что указанный корпус нейтрализатора охватывают трехфазным статором, электрические обмотки которого создают вращающееся магнитное поле, обеспечивающее удлинение траектории движения статических зарядов за счет придания этим траекториям спиралеобразной формы, а между входным металлическим патрубком и разрядными металлическими струнами создают дополнительное стационарное электрическое поле.
