Озонатор



Озонатор
Озонатор
Озонатор
Озонатор

 


Владельцы патента RU 2429193:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет (RU)

Изобретение относится к устройствам для получения озона и может быть использовано на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях для обработки воздушных и водных сред. Озонатор включает индуктор барьерного типа, выполненный из плоских кассет-электродов прямоугольной формы, которые соединены через один в два пучка и с высоковольтной обмоткой трансформатора питания, размещен в трубе и снабжен системами очистки и охлаждения подаваемого воздуха, состоящими из камеры предварительного подогрева воздуха и камеры конденсационной. Камера предварительного подогрева воздуха состоит из расположенных на внутренней поверхности трубы «горячих» радиаторов термоэлектронных микроохладителей (ТЭМО) с системой жалюзи, регулирующих поток воздуха. Камера конденсационная состоит из закрепленных на внешней поверхности трубы «холодных» радиаторов ТЭМО и снизу содержит уклон, осуществляющий отвод конденсированной влаги, и влагозадерживающий фильтр, исключающий возможность попадания влаги внутрь индуктора барьерного типа. Модули ТЭМО выполнены на базе элемента Пельтье со слюдяной пластинкой между сторонами элемента и теплорассеивающими радиаторами. 4 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для получения озона и может быть использовано на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях для обработки воздушных и водных сред.

Известен озонатор (пат. США №3973133, (С01В) кл.250-532, 1976 г.) с большим числом плоских охлаждаемых электродов, в прямоугольном корпусе из электроизоляционного материала. Электроды установлены с определенным интервалом и соединены в две группы через один. Каждый электрод выполнен из двух плоских металлических листов с профилированными углублениями определенной конфигурации так, что при соединении этих листов образуются каналы, охватывающие практически всю поверхность электродов.

Электроды соединены с обмоткой высоковольтного трансформатора, а охлаждение электродов осуществляется посредством фреоновой холодильной машины.

Недостатком известного озонатора является неэффективная и сложная система охлаждения электродов, при которой для осуществления ремонта разрядных элементов необходимо разобрать весь пакет электродов и, кроме того, система охлаждения электродов, осуществляемая посредством фреоновой холодильной машины, имеет ряд существенных недостатков:

1. Большие габариты и наличие движущихся частей;

2. Высокая чувствительность к вибрациям и отсутствие возможности плавного и точного регулирования температурного режима;

3. Токсичность рабочего газа.

Известен пластинчатый озонатор с центральным коллектором, который носит название «Озонатор «Отто» (см. В.Ф.Кожинов. Очистка питьевой и технической воды. Примеры и расчеты, М., Изд-во литературы по строительству, 1971 г., с.82-85). Озонатор «Отто» выполнен из нескольких параллельно размещаемых разрядных элементов, чередующихся в определенной последовательности, а именно: заземленный электрод, диэлектрик, электрод высокого напряжения, диэлектрик, заземленный электрод и т.д. В качестве электрода используется слой фольги или металлической краски, плотно прилегающей к наружной поверхности полых брусков, которые являются низковольтными вследствие их заземления. Через полые бруски пропускают воду, охлаждающую электроды. Диэлектриками служат тонкие стеклянные пластины, примыкающие к заземленным электродам. Высоковольтные электроды выполнены в виде брусков и система охлаждения их водой электрически изолирована от заземления. Электроды и диэлектрик имеют квадратное сечение с центральным отверстием.

Недостатками известного озонатора являются завышенные габариты корпуса и сложность конструкции, а именно то, что каждый коллектор соединен с плоскими пластинами электродов отдельными трубками, количество которых равно количеству электродов, и их размещение внутри герметичного корпуса требует значительного свободного пространства, а следовательно, увеличения габаритов. Кроме того, озонатор сложно обслуживать и ремонтировать, так как для ремонта необходимо разобрать весь пакет электродов и рассоединить все водоподводящие и водоотводящие трубки. С увеличением числа электродов увеличиваются механические нагрузки при стягивании пакета, что снижает надежность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является выбранный в качестве прототипа озонатор (пат. США №3801791, кл.250-532, 1976 г.), состоящий из индуктора барьерного типа, изготовленный из плоских металлических электродов прямоугольной формы, между которыми прокладываются стеклянные диэлектрические пластины и продольные рейки, создающие щелевые разрядные промежутки, через которые пропускается озонируемый газ. Весь слоистый пакет стягивается жесткой монтажной рамой, а электроды соединяются через один в два пучка. Один из них присоединяется к раме, а другой - выводится из аппарата и присоединяется к высокопотенциальной клемме высоковольтного трансформатора питания (6-20 кВ). Рама с пакетом электродов монтируется в металлическом кожухе, а пространство между кожухом и пакетом заполняется газонепроницаемым электроизоляционным материалом. Рама электрически связывается с корпусом, который заземляется. Для отвода тепла, выделяющегося в аппарате, электроды заземляемого пучка изготавливают из листов толщиной 15 мм и максимально уменьшают термическое сопротивление между ними и кожухом, который охлаждается за счет естественной конвенции окружающего воздуха.

Недостатком известного озонатора является то, что он имеет неэффективную систему охлаждения электродов. Поэтому получение высоких фиксированных концентраций озоно-воздушной смеси затруднено.

Техническим решением изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и простоты обслуживания системы охлаждения для индуктора барьерного типа.

Поставленная задача достигается тем, что озонатор, включающий индуктор барьерного типа, выполненный из плоских кассет-электродов прямоугольной формы, которые соединены через один в два пучка и с высоковольтной обмоткой трансформатора питания, размещен в трубе и снабжен системами очистки и охлаждения подаваемого воздуха, состоящими из камеры предварительного подогрева воздуха и камеры конденсационной, при этом камера предварительного подогрева воздуха состоит из расположенных на внутренней поверхности трубы «горячих» радиаторов термоэлектронных микроохладителей (ТЭМО) и системой жалюзи, регулирующих поток воздуха, камера конденсационная состоит из закрепленных на внешней поверхности трубы «холодных» радиаторов ТЭМО и снизу содержит уклон, осуществляющий отвод конденсированной влаги и влагозадерживающий фильтр, исключающий возможность попадания влаги внутрь индуктора барьерного типа, а модули ТЭМО выполнены на базе элемента Пельтье со слюдяной пластинкой между сторонами элемента и теплорассеивающими радиаторами особой формы.

Новизна технического решения обусловлена тем, что:

- камера предварительного подогрева воздуха состоит из расположенных на внутренней поверхности трубы «горячих» радиаторов ТЭМО с системой жалюзи, регулирующих поток воздуха;

- конденсационная камера состоит из закрепленных на внешней поверхности трубы «холодных» радиаторов ТЭМО. Также конденсационная камера снизу содержит уклон, осуществляющий отвод конденсированной влаги и влагозадерживающий фильтр, исключающий возможность попадания влаги внутрь индуктора барьерного типа;

- кассеты-электроды выполнены в виде последовательно расположенных кассет, состоящих из двух стеклянных пластин прямоугольной формы с расположенным между ними электродом;

- модуль ТЭМО выполнен на базе элемента Пельтье со слюдяной пластинкой между сторонами элемента и теплорассеивающими радиаторами особой формы.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, т.к. имеется опытный образец устройства.

Сущность предлагаемого озонатора с предварительной подготовкой воздуха поясняется чертежами на фиг.1-4. На фиг.1 показан озонатор с предварительной подготовкой воздуха (разрез вид сбоку). На фиг.2 показан модуль ТЭМО. На фиг.3 показана камера предварительной подготовки воздуха (разрез А-А на фиг.1). На фиг.4 показан индуктор барьерного типа (разрез В-В на фиг.1).

Озонатор (фиг.1-4) состоит из индуктора барьерного типа 1, расположенного в термоизоляционном кожухе 2, содержащем влагозадерживающий фильтр 3, воздух в который поступает из конденсационной камеры 4, содержащей «холодные» радиаторы 5, расположенные на внешней поверхности трубы 6. В свою очередь, воздух в конденсационную камеру 4 поступает из камеры 7 предварительного подогрева воздуха, содержащей «горячие» радиаторы 8, расположенные на внутренней поверхности трубы 6. «Холодные» радиаторы 5 и «горячие» радиаторы 8 через слюдяные пластинки 9 крепятся к элементу Пельтье 10 ТЭМО. Поток воздуха в камеры 7 предварительного подогрева воздуха регулируется жалюзями 11. Для отвода влаги в конденсационной камере 4 предусмотрен уклон и задвижка 12.

Модуль ТЭМО (фиг.2) должен обладать тремя сложно сочетающимися свойствами: высокая электрическая изоляция, высокая теплопроводность и механическая прочность. Данные свойства достигаются применением слюдяных пластинок 9 между сторонами элемента Пельтье 10 и радиаторами 5 и 8.

Конструктивно сверху и снизу на элемент Пельтье 10 прикрепляется клеем слюдяные пластины 9, а к ним сверху и снизу прикрепляются «холодные» 5 и «горячие» радиаторы 8, выполненные из алюминия, в форме обеспечивающей оптимальное рассеивание тепла/холода. Таким образом, достигаются необходимые свойства теплопроводимости.

Для увеличения эффективности работы ТЭМО допускается каскадное использование элементов, что позволяет довести температуру до отрицательных значений даже при значительных значениях рассеиваемой мощности.

Индуктор барьерного типа 1 состоит из кассет-электродов, выполненных в виде последовательно расположенных кассет, состоящих из двух стеклянных пластин прямоугольной формы с расположенным между ними электродом. Устройство индуктора барьерного типа пояснено на фиг.4.

Озонатор работает следующим образом. Атмосферный воздух с начальной влажностью φ0 и температурой t0 через жалюзи 11 поступает в камеру 7 предварительного подогрева воздуха с помощью нагнетающего компрессора (на схеме не показан), в зависимости от значений φ0 и t0 жалюзями 11 регулируется необходимый начальный поток воздуха. В камере 7 предварительного подогрева воздуха атмосферный воздух соприкасается с «горячими» радиаторами 8 термоэлектрических модулей и происходит нагрев воздуха до температуры t1, после чего нагретый воздух с влажностью φ0 и температурой t1 поступает в конденсационную камеру 4. В конденсационной камере 4 подогретый воздух соприкасается с «холодными» радиаторами 5 ТЭМО. При этом водяной пар, содержащийся в воздухе, охлаждаясь ниже точки росы, становится насыщенным, и влага конденсируется на «холодных» радиаторах 5 ТЭМО. Сконденсированная влага скапливается в термоизоляционном корпусе 2 и посредством уклона и задвижки 12 удаляется из устройства. Для исключения возможности проникновения избыточной влаги из конденсационной камеры в индуктор барьерного типа 1 они конструктивно разделены влагозадерживающим фильтром 3. Таким образом, охлажденный и при этом осушенный и очищенный воздух через влагозадерживающий фильтр 3 поступает в индуктор барьерного типа 1, где происходит генерация озоно-воздушной смеси.

Применение предварительного подогрева воздуха позволяет значительно повысить температуру точки росы, что, учитывая перепад температур между горячей и холодной сторонами элемента Пельтье, позволяет более полно осуществить осушение и очистку воздуха.

Холодильный коэффициент (аналог КПД) термоэлектрических устройств меньше аналогичного коэффициента для систем охлаждения на других физических принципах в среднем в два раза. Однако в рассматриваемом устройстве используется как охлаждающие свойства ТЭМО, основанные на применении эффекта Пельтье, так и возникающее при этом процессе тепло. Следовательно, вся электрическая энергия с помощью ТЭМО преобразуется в тепловую энергию, производя полезную работу, что повышает энергоэффективность предлагаемой системы подготовки и термостабилизации воздуха.

Термоэлектрические охлаждающие устройства имеют ряд преимуществ по сравнению с другими охлаждающими устройствами:

- миниатюрность и отсутствие движущихся частей;

- не требуется регулярно менять хладагент;

- простота в эксплуатации и в ремонте;

- нет чувствительности к вибрациям;

- имеется возможность плавного и точного регулирования температурного режима;

- бесшумность, произвольная ориентация в пространстве и поле тяжести;

- малая инерционность.

Озонатор, включающий индуктор барьерного типа, выполненный из плоских кассет-электродов прямоугольной формы, которые соединены через один в два пучка и с высоковольтной обмоткой трансформатора питания, отличающийся тем, что озонатор размещен в трубе и снабжен системами очистки и охлаждения подаваемого воздуха, состоящими из камеры предварительного подогрева воздуха и камеры конденсационной, при этом камера предварительного подогрева воздуха состоит из расположенных на внутренней поверхности трубы «горячих» радиаторов термоэлектронных микроохладителей (ТЭМО) с системой жалюзи, регулирующих поток воздуха, камера конденсационная состоит из закрепленных на внешней поверхности трубы «холодных» радиаторов ТЭМО и снизу содержит уклон, осуществляющий отвод конденсированной влаги, и влагозадерживающий фильтр, исключающий возможность попадания влаги внутрь индуктора барьерного типа, а модули ТЭМО выполнены на базе элемента Пельтье со слюдяной пластинкой между сторонами элемента и теплорассеивающими радиаторами, имеющими форму, обеспечивающую оптимальное рассеивание тепла/холода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для получения озона из воздуха и может быть широко использовано в различных отраслях сельского хозяйства. .

Озонатор // 2427528
Изобретение относится к аппаратам синтеза озона из кислородосодержащих газов. .

Изобретение относится к устройствам, используемым в биологии, химической промышленности, медицине, сельском хозяйстве для получения озона с помощью электрического разряда.

Изобретение относится к устройствам для получения озона из воздуха и может быть широко использовано в различных областях техники и народного хозяйства для дезодорации или стерилизации воздуха в помещениях, локального озонирования воздуха в труднодоступных объемах, овощехранилищах при хранении или консервировании овощей и фруктов, для стерилизации, обработки ран в медицине, для стимуляции весеннего развития пчелиных семей и профилактики и лечения болезней пчел и т.д.

Изобретение относится к генератору озона с двумя электродами (3, 5) и находящимся между ними слоем диэлектрика (15), которые расположены так, что между слоем диэлектрика (15) и одним из электродов (5) образуется зазор для озонирования (13), через который может протекать кислородсодержащий газ.

Изобретение относится к устройству для получения озона путем электросинтеза и может быть использовано в сельском хозяйстве, АПК, пищевой, фармакологической, косметической, промышленности и медицине.

Озонатор // 2394756
Изобретение относится к устройствам для получения озона из кислорода или воздуха с помощью барьерного электрического разряда и может быть использовано на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях для очистки и обеззараживания газовых и водных сред, поверхностей, для стимулирования жизнедеятельности биологических объектов.

Изобретение относится к генераторам для синтеза озона из кислорода из воздуха атмосферы и других кислородосодержащих газовых смесей. .
Изобретение относится к средствам гигиены и профилактики кариеса. .

Изобретение относится к устройствам для генерирования озона и может быть использовано для обеззараживания питьевой воды, очистки сточных вод, воздуха в помещениях, а также в медицине, в промышленном производстве, в сельском хозяйстве и других отраслях

Изобретение относится к устройствам для получения озона и может быть использовано на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях для обработки воздушных и водных сред

Изобретение относится к устройству для генерации озона и может быть использовано в химической промышленности и сельском хозяйстве

Изобретение относится к производству озона и может быть использован для очистки воды и обработки помещений в медицине

Изобретение относится к плазменной технике и технологи получения озона, дезинфекции воздуха и обеззараживания воды, и может быть использовано в медицинской, химической и других областях промышленности, а так же для очистки от микробных загрязнений подземных и поверхностных вод

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Определяют активную мощность газоразрядного блока с газоразрядным промежутком между стеклянными пластинами и производительность, а также внутреннюю температуру озонируемого помещения. Строят графики зависимости производительности от активной мощности при разной влажности помещения, затем рассчитывают емкость газоразрядного блока с учетом толщины стеклянных пластин от 2,5 до 4,5 мм и их площади от 0,1 до 1 м2 при постоянном расстоянии между ними. Строят графики зависимости активной мощности газоразрядного блока от его емкости и зависимости емкости газоразрядного блока от площади стеклянных пластин при разной их толщине. Составляют номограмму из ранее построенных графиков. Осуществляют геометрические построения следующим образом: производительность озонатора на выходе из установки находят на оси производительности при заданной температуре и отмечают точкой 1. От нее проводят прямую линию до пересечения с кривой зависимости производительности электроозонатора от его активной мощности при заданной влажности воздуха в помещении и отмечают точку 2. Опускают прямую линию до пересечения с кривой зависимости активной мощности газоразрядного блока от его емкости и отмечают точку 3. Проводят перпендикуляр до пересечения с кривой зависимости емкости газоразрядного блока от площади стеклянных пластин при заданной толщине до линии, соответствущей толщине стекла. Получают точку 4 и от нее поднимают перпендикуляр до пересечения с осью площади стеклянных пластин, на которой отмечают точку 5, которая и является определяемым конструктивным параметром озонатора. Изобретение позволяет выбрать размеры газоразрядного блока электроозонатора без использования специального оборудования. 4 ил.

Изобретение может быть использовано для обеззараживания питьевой воды, очистки сточных вод и воздуха в помещениях. Устройство содержит расположенные в герметичном корпусе высоковольтные и заземленные пластинчатые электроды, имеющие центральные отверстия и выполненные с возможностью охлаждения теплоносителем, покрытые снаружи диэлектриком и чередующиеся через один, источник питания, выводы которого подключены к электродам, штуцеры для подвода рабочего кислородосодержащего газа и теплоносителя и штуцеры для отвода теплоносителя и газоозоновой смеси. Электроды выполнены из герметично соединенных между собой параллельных пластин, образующих внутреннюю полость, в которой расположены установленные перпендикулярно внутренним поверхностям пластин электродов перемычки, жестко связывающие пластины между собой, штуцеры для подвода теплоносителя к электродам и отвода теплоносителя от них. Пластины электродов выполнены с выступающими за пределы активной зоны электродов частями. Первая внутренняя и все нечетные дистанцирующие перемычки жестко прикреплены к одной пластине электрода, а все четные дистанцирующие перемычки жестко прикреплены к другой пластине. На внешней кромке кольцевых пластин выполнены полуцилиндрические впадины для прохода запирающих стержней, которые, проходя через отверстия в дистанцирующих перемычках, соединяют кольцевые пластины и обеспечивают жесткую конструкцию электрода. Три стержня, расположенные под углом 120° относительно друг друга, выходят за пределы внешней кромки электрода и являются элементами крепления электрода к несущим стойкам, имеющим отверстия для установки стержней крепления электродов, расположенные на определенном расстоянии друг от друга. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Озонатор // 2523805
Изобретение относится к области производства озона и может быть использовано для обработки воздушных и водных сред. Озонатор содержит высоковольтный источник переменного напряжения, выполненный в виде изолированных проводов (электродов), покрытых диэлектриком, намотанных на конусное основание. Техническим результатом является повышение производительности и упрощение конструкции. 3 ил.

Изобретение относится к озонаторам и может быть использовано на промышленных и сельскохозяйственных предприятия для обработки воздушных и водных сред. Технический результат состоит в обеспечении контроля производительности озонаторов. Для контроля производительности озонатора в качестве расхода продукта используют концентрацию озона, а в качестве сигнала - количество электрического заряда в озоно-ионной воздушной смеси и измеряют его в течение времени, заданного блоком управления. Затем подают сигнал на дифференцирующее звено, которое по циклам определяет скорость изменения заряда, и формируют его в виде числового или аналогового сигнала в виде электрического напряжения. Циклически поступающие сигналы на счетчик суммируют и при достижении суммарного сигнала заданной величины напряжения озонатор отключают. Устройство содержит датчик производительности озона 7, установленный перед выходом озонатора 4, и имеет кулометр 9, соединенный с дифференцирующим звеном 5 и блоком управления, состоящим из последовательно соединенных счетчика сигналов 10, усилителя сигналов 11 и устройства управления циклическим процессом измерения скорости изменения заряда 12. Выход усилителя сигналов 11 соединен с регулятором напряжения 6. Датчик выполнен в виде тонкой металлической пластины, а высоковольтный электрод озонатора - в виде плоской катушки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии стабилизации производительности озонаторов и может быть использовано на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях для обработки воздушных и водных сред. Для стабилизации производительности озонатора согласно изобретению в качестве расхода сырья используют концентрацию озона, а в качестве сигнала - количество электрического заряда в озоно-ионной воздушной смеси, подаваемой озонатором, которое измеряют в течение времени, заданного блоком управления, и подают на дифференцирующее звено, определяющее по циклам скорость изменения заряда, которую далее формируют в виде числового или аналогового сигнала электрического напряжения и сравнивают со значением напряжения на электродах озонатора, заданного блоком управления. При отклонении величины сигнала формируют регулятором напряжения сигнал, обратно пропорционально изменяющий напряжение на электродах озонатора. Устройство для осуществления способа имеет датчик производительности озона, установленный перед выходом озонатора, кулонометр, соединенный с дифференцирующим звеном с блоком управления, состоящим из последовательно соединенных счетчика сигналов, усилителя сигналов и устройства управления циклическим процессом измерения скорости изменения заряда, соединенного со счетчиком сигналов и кулонометром. Выход усилителя сигналов соединен с регулятором напряжения, а источник питания подключен к устройству управления циклическим процессом измерения скорости изменения заряда и к усилителю сигналов. Датчик выполнен в виде тонкой металлической пластины, а высоковольтный электрод озонатора - в виде плоской катушки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх