Электроочиститель диэлектрических сред с гофрированными электродами



Электроочиститель диэлектрических сред с гофрированными электродами
Электроочиститель диэлектрических сред с гофрированными электродами

 


Владельцы патента RU 2466770:

Ковалёв Вячеслав Данилович (RU)
Копылов Геннадий Алексеевич (RU)

Изобретение относится к устройствам очистки диэлектрических жидкостей и газов от механических примесей и загрязнений. Электроочиститель содержит корпус, закрываемый по торцам крышками. В крышки ввернуты штуцеры подвода очищаемой среды и ее отвода. Внутри корпуса располагаются секции, сформированные гофрированными электродами, накладываемыми друг на друга с соблюдением требуемого расстояния между электродами. Форма гофров в поперечном сечении может быть прямоугольной, трапециевидной, треугольной, в форме полуокружности и любой другой. Гофрирование электродов увеличивает площадь их поверхности, за счет чего растет количество механических частиц в очищаемой среде, находящихся одновременно под действием электрического поля электродов. Каждый электрод и изоляционные перегородки имеют одно отверстие, выполненное близко к его краю. При сборке электроочистителя отверстия в соседних электродах и перегородках располагаются диаметрально противоположно, за счет чего растет расстояние, проходимое частицами загрязнений в межэлектродном пространстве. Технический результат - повышение эффективности очистки диэлектрических сред от механических примесей. 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам очистки диэлектрических жидкостей и газов от механических примесей и загрязнений.

Известен электрический очиститель диэлектрических жидкостей и газов [1], включающий корпус и осадительные электроды с закругленными отверстиями.

Недостатком указанного электроочистителя является то, что электроды выполнены плоскими и с равномерным расположением отверстий, что делает время нахождения единицы объема жидкости (газа) в электрическом поле электрода непродолжительным, а следовательно, захват и осаждение механических частиц из этого объема достаточно слабым.

Известен электрический очиститель диэлектрических жидкостей и газов [2], состоящий из корпуса и осадительных электродов с отверстиями, причем каждый электрод имеет одно отверстие, расположенное близко от края, а при сборке электроды располагают так, чтобы отверстия в соседних электродах были диаметрально противоположны.

Недостатком этого электроочистителя является то, что, несмотря на увеличение времени нахождения очищаемой жидкости (газа) между электродами, площадь электродов остается прежней, что оставляет производительность и степень очистки диэлектрической среды недостаточно высокими.

Наиболее близким к изобретению является электроочиститель со спиральными электродами [3], включающий корпус с крышками по торцам и электроды, которые с одной стороны выполнены плоскими, а с другой - имеют стенки, перпендикулярные плоскости электрода и образующие спирали на виде в плане, что, при сборке, образует канал спиралевидной формы для протекания очищаемой среды.

Недостатком данного очистителя является то, что, хотя площадь электродов и увеличивается, но увеличивается за счет только одной стороны электрода, а вторая сторона остается плоской и, так как к ней прилегает диэлектрическая перегородка и она выключается из работы, не используется для увеличения площади. Следовательно, наращивание площади этим сдерживается, не используются полностью потенциальные возможности увеличения эффективности работы электроочистителя за счет роста площади электродов. Также следует отметить трудность изготовления спиральных электродов. Особенно это будет проявляться при увеличении высоты стенок спирального канала.

Сущность изобретения заключается в том, что электроочиститель диэлектрических сред с гофрированными электродами имеет осадительные электроды, изготовленные из металла по форме корпуса в плане, которые объединены в отдельные секции. Осадительные электроды выполнены гофрированными, кроме одного - центрального электрода секции, который является плоским, но имеющим выступы: в виде круглых столбиков с его обеих сторон в центре и выступы-стенки по окружности также с обеих сторон, расположенные одинаково эквидистантно относительно центрального выступа. Остальные же электроды изготовлены гофрированными для увеличения их площади, причем гофры также эквидистантны центра каждого электрода и имеют, в поперечном (радиальном) направлении, прямоугольную или трапециевидную, или треугольную форму, или форму полуокружности, а их размеры выполнены такими, чтобы при сборке, когда электроды накладываются попарно друг на друга с обеих сторон центрального электрода, симметрично ему, в продольном направлении секции: первая пара электродов накладывается на центральный электрод, вторая пара электродов накладывается на электроды первой пары, третья пара накладывается на электроды второй пары, и так до последней пары электродов секции, обеспечивалось бы, совместно с кольцевыми перегородками из диэлектрического материала, располагающимися между соседними электродами и прилегающими, своей внешней боковой поверхностью, как и электроды, к изоляционной рубашке, облегающей внутреннюю поверхность корпуса, одинаковое расстояние между соседними электродами, а количество гофрированных электродов определяется внутренним поперечным размером корпуса, чтобы секция могла поместиться в нем, так как нанизывание последующего электрода на предыдущий увеличивает поперечный размер (как и продольный) секции, в месте гофров, на величину двух межэлектродных расстояний и двух толщин электродов. Кроме того, в каждом электроде и изоляционных перегородках выполнены по одному отверстию близко к краю, для обеспечения протекания очищаемой среды, причем при сборке отверстия в соседних электродах и соседних электроде и перегородке расположены диаметрально противоположно. Количество же секций в электроочистителе определяется его производительностью и требуемой степенью очистки диэлектрической среды. А так как при такой форме электродов и расположении отверстий в них расстояние, проходимое каждой частичкой механической примеси вместе с потоком очищаемой среды, резко увеличивается, по сравнению с другими формами электродов, а следовательно, увеличивается и время взаимодействия электрического поля каждого электрода с механической частицей, что увеличивает вероятность осаждения этой частицы на электроде. Кроме того, площадь электродов значительно увеличивается, что увеличивает количество механических примесей, одновременно взаимодействующих с электрическим полем каждого электрода, что повышает эффективность очистки.

Внутренняя поверхность корпуса электроочистителя облегается изоляционной рубашкой, чтобы не было короткого замыкания между корпусом и электродами, каждый из которых подсоединяется к источнику постоянного тока высокого напряжения, причем соседние электроды соединяются с разными полюсами. Поверхность каждого электрода покрыта тонким изоляционным слоем, чтобы частички не отлипали от этой поверхности после осаждения на нее.

Таким образом, предлагаемая конструкция электродов позволяет, за счет увеличения площади электродов и длины пути движения улавливаемых механических частиц, а следовательно, увеличения количества частиц, одновременно взаимодействующих с электрическим полем электродов, и возрастания времени этого взаимодействия, повысить вероятность захвата этих частиц электродом и их осаждения на нем, т.е. увеличить эффективность очистки диэлектрической среды от механических примесей. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый электроочиститель отличается формой электродов: с выступами - центрального электрода в секции и гофрированного - остальных электродов в ней. Кроме того, такой электроочиститель состоит из нескольких секций.

Таким образом, заявляемый электроочиститель соответствует критерию изобретения «новизна».

Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом электроочистителе, и признать его соответствующим критерию «существенные отличия».

Применение всех новых признаков позволяет:

- увеличить значительно количество одновременно участвующих во взаимодействии с электрическим полем электродов механических частиц, за счет возрастания площади электродов, и многократно увеличить длину их пробега по поверхности каждого электрода, что дает заметный прирост времени взаимодействия каждой частички с электрическим полем электрода, а следовательно, повышает вероятность захвата этой механической частицы электродом и ее осаждение на нем, что, в результате, повышает эффективность очистки диэлектрической среды от механических примесей предлагаемым электроочистителем.

На фиг.1 изображен предлагаемый электроочиститель (его продольный разрез), на фиг.2 - его поперечное сечение. Электроочиститель состоит из корпуса 1 цилиндрической (или любой другой) формы, двух крышек 2 по торцам со штуцерами 3 подвода и отвода очищаемой среды. Внутри корпуса располагаются две (для примера) секции электродов 5. Центральный электрод 10 в секции выполнен плоским, но имеет центральный выступ 12 в виде цилиндричекого столбика (всегда) и выступ-стенку 11 (для примера - один), который эквидистантен столбику 12, т.е. расположен по окружности на одинаковом расстоянии от столбика 12. Может быть и не один выступ-стенка, а несколько, в зависимости от поперечного размера электроочистителя. Электроды 5 имеют в поперечном сечении одинаковую форму, но разные размеры, которые также определяют и их количество. Центральный электрод 10 имеет диаметр, равный внутреннему диаметру изоляционной рубашки 6, которая облегает внутреннюю поверхность корпуса. Диаметр центрального электрода определяет и диаметр секции: больше этого размера секция быть не может, т.к. не поместится внутри корпуса электроочистителя. Максимальное количество электродов 5 определяется их толщиной, межэлектродным расстоянием и диаметром электродов (диаметр всех электродов одинаковый). Выступ-стенка 11 располагается на середине радиуса центрального электрода 10 эквидистантно центрального выступа 12. Нанизывание последующего электрода на предыдущий увеличивает диаметральный размер секции, в месте внешних поверхностей гофров, на величину двух межэлектродных расстояний (применительно изображенному на фиг.1) и двух толщин электродов. Следовательно, количество электродов будет равно (приблизительно) половине радиуса электродов, деленному на указанную выше сумму (два расстояния между соседними электродами, плюс две толщины электродов). Форма поперечных сечений гофрированных электродов 5 может быть разной: прямоугольной (как показано на фиг.1), трапециевидной, треугольной или в виде полуокружности. Наиболее выгодной, с точки зрения увеличения площади электродов, является прямоугольная форма. Острые переходы на электродах скругляются, чтобы меньше было концентрации зарядов на них. Между электродами располагаются кольцевые перегородки 7 из диэлектрического материала, которые обеспечивают величину межэлектродного расстояния своей толщиной. По торцам каждой секции размещаются изоляционные перегородки 4 и 8 в виде пластин. Пластина 8 изготовлена из мягкого изоляционного материала, чтобы, при сборке, не деформировать гофрированные электроды в секции и не уменьшать межэлектродные расстояния в ней. Размер корпуса, вдоль его оси симметрии, определяется количеством и продольным размером секций. В каждом электроде 5 и изоляционных пластинах 4 и 8 имеются отверстия 9, выполненные близко к краю. При сборке секций эти отверстия, в соседних электродах и в соседних электроде и перегородке, расположены диаметрально противоположно.

Каждый электрод соединен с источником постоянного тока 13 высокого напряжения, причем соседние электроды подсоединены к разным полюсам.

Электроочиститель диэлектрических сред с гофрированными электродами работает следующим образом. Очищаемая среда (жидкость или газ) поступает, через нижний штуцер 3 (как показано на чертеже, фиг.1), внутрь электроочистителя: под нижнюю крышку 2 и далее, через отверстие в нижней перегородке 4, к первому гофрированному электроду (крайнему с одного торца секции), протекает по свободному пространству между этим электродом, нижней перегородкой и изоляционной рубашкой, и, через отверстие в первом электроде 5, расположенное диаметрально противоположно входному отверстию в нижней перегородке 4, очищаемая среда протекает в межэлектродном пространстве между первым и вторым электродами до отверстия во втором электроде, расположенном диаметрально противоположно отверстию в первом электроде, через него перетекает в межэлектродное пространство между вторым и третьим электродами, протекает там до отверстия в третьем электроде, расположенном также диаметрально противоположно отверстию во втором электроде, и так очищаемая среда протекает между соседними электродами всех электродов первой секции электроочистителя, после чего, через отверстие в изоляционной пластине 8, расположенной диаметрально противоположно отверстиям в последнем электроде первой секции и первом электроде второй секции, перетекает во вторую секцию, и все происходит аналогично движению потока в первой секции. Так как электроды подключены к высокому напряжению с чередованием знака потенциала, то на поверхности электродов будут оседать механические частички, т.е. протекаемая среда будет очищаться от механических примесей. Чтобы осевшие на поверхности электродов частички не отлипали от нее, все поверхности электродов покрыты тонким изоляционным слоем.

После второй секции электродов (для примера показано две) очищенная среда, через отверстие в верхней изоляционной пластине 4 и верхний штуцер 3 вытекает из электроочистителя. Диаметрально противоположное расположение отверстий в соседних электродах и изоляционных пластинах увеличивает время нахождения объемов очищаемой среды в межэлектродном пространстве, в результате чего возрастает вероятность осаждения механических частиц из очищаемой среды на поверхность электродов. Площадь гофрированного электрода, по сравнению с плоским электродом, при их радиусе в 5 см и высоте стенок в 5 см, увеличивается примерно в 8 раз (форма гофра - прямоугольная, как показано на чертеже, фиг.1). За счет увеличения площади электродов увеличивается объем очищаемой среды, находящейся с ними в соприкосновении, т.е. возрастает количество механических частиц, одновременно находящихся под действием электрических полей, что также увеличивает, кроме удлинения пути движения частиц в межэлектродном пространстве, время нахождения частиц в условиях действия электрических полей, за счет чего возрастает вероятность осаждения этих частиц на поверхности электродов.

Источники информации

1. Патент на изобретение РФ №2377072 «Электрический очиститель диэлектрических жидкостей (и газов) с закругленными отверстиями в электродах».

2. Патент на изобретение РФ №2385176 «Электрический очиститель диэлектрических жидкостей (и газов) с односторонним расположением отверстий в электродах».

3. Патент на изобретение РФ №2388516 «Электроочиститель со спиральными электродами».

Электроочиститель диэлектрических сред с гофрированными электродами, включающий в себя цилиндрический корпус с двумя крышками и штуцерами входа и выхода из них, осадительные электроды, выполненные из металла по форме корпуса в плане, причем осадительные электроды подключены к источнику высокого напряжения с чередованием знака потенциала, отличающийся тем, что осадительные электроды объединены в отдельные секции и выполнены гофрированными, кроме одного - центрального электрода секции, который является плоским, но имеет один выступ в виде круглых столбиков с его обеих сторон в центре и выступы-стенки по окружности также с обеих его сторон, расположенные эквидистантно относительно центрального выступа; остальные же электроды изготовлены гофрированными, для увеличения их площади, причем гофры также эквидистантны центру электрода и имеют, в поперечном направлении, прямоугольную или трапециевидную, или треугольную форму, или форму полуокружности, а их размеры такие, чтобы при сборке, когда электроды накладываются попарно друг на друга с обеих сторон центрального электрода, симметрично его в продольном направлении секции: первая пара электродов накладывается на центральный электрод, вторая пара электродов накладывается на электроды первой пары, третья пара накладывается на электроды второй пары, и так до последней пары электродов секции, обеспечивалось бы, совместно с кольцевыми перегородками из диэлектрического материала, располагающимися между соседними электродами и прилегающими своей внешней боковой поверхностью, как и электроды, к изоляционной рубашке, облегающей внутреннюю поверхность корпуса, одинаковое расстояние между соседними электродами, а количество гофрированных электродов определяется внутренним поперечным размером корпуса, чтобы секция могла поместиться в нем, так как нанизывание последующего электрода на предыдущий увеличивает поперечный размер секции в месте гофров на величину двух межэлектродных расстояний и двух толщин электродов; кроме того, в каждом электроде и изоляционных перегородках выполнены по одному отверстию, близко к краю, для обеспечения протекания очищаемой среды, причем при сборке отверстия в соседних электродах и соседних электроде и перегородке расположены диаметрально противоположно, а количество секций в электроочистителе определяется его производительностью и требуемой степенью очистки диэлектрической среды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к очистке газов, преимущественно от автомобилей. .

Изобретение относится к устройствам очистки диэлектрических жидкостей от механических примесей. .

Изобретение относится к энергетике и может использоваться для очистки конденсата на ТЭС, АЭС. .

Изобретение относится к устройствам очистки диэлектрических жидкостей от механических примесей. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливным фильтрам. .

Изобретение относится к устройствам для дезинфекции и стерилизации воздуха и других газов. .

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкости от ферромагнитных коллоидных частиц и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности для сепарации сульфида железа из потока вязкой нефти.

Изобретение относится к устройствам очистки диэлектрических жидкостей и газов от механических примесей и загрязнений. .

Изобретение относится к устройствам очистки от механических примесей диэлектрических жидкостей или газов. .

Изобретение относится к области магнитной очистки технологических жидкостей (ТЖ), смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), моющих растворов и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах при обработке металлов давлением, резаньем и прокатке.

Изобретение относится к устройствам очистки диэлектрических жидкостей и газов от механических примесей

Изобретение относится к очистке технологических жидкостей на предприятиях металлургии и металлообрабатывающей промышленности, а также для очистки природных вод и касается устройства для очистки жидкости от магнитных частиц

Изобретение относится к электроочистителю диэлектрических жидкостей и газов с сотовыми электродами, включающему в себя корпус с двумя крышками и штуцерами входа и выхода в них, осадительные электроды, выполненные по форме корпуса в плане, между которыми располагаются плоские перегородки из диэлектрического материала, причем осадительные электроды подключены к источнику высокого напряжения с чередованием знака потенциала. Осадительные электроды представляют из себя монолитную металлическую сотовую конструкцию в плане с металлическим ободком по периметру, повторяющим форму корпуса электроочистителя в поперечном сечении, а толщина стенок сот - минимально возможная по технологии их изготовления и составляет величину в доли миллиметра, стенки же сот имеют ширину и высоту 10 и менее миллиметров, что обеспечивает увеличение площади осаждения загрязнений сотового электрода, по сравнению с плоским электродом, а малая толщина стенок сотовых ячеек позволяет образовываться отрицательным ионам на их торцах, причем высокое напряжение, подаваемое на электроды, не должно превышать 6 кВ, чтобы не образовывался аргон. 2 ил.

Изобретение относится к масложировой промышленности, в частности к оборудованию для очистки пищевых растительных масел от механических примесей, и может быть использовано для получения очищенных растительных масел с длительным сроком хранения. Установка содержит полый герметичный цилиндрический корпус с патрубками для ввода и вывода очищаемого масла, электростатический фильтрующий элемент, источник высокого напряжения, высоковольтные электроды, узел крепления электродов. Высоковольтные электроды выполнены из токопроводящей сетки и расположены коаксиально в корпусе, между электродами закреплены диэлектрические разделяющие перегородки. Перегородки установлены таким образом, что заставляют поток очищаемого растительного масла многократно последовательно проходить сквозь высоковольтные электроды, выполненные из токопроводящей сетки. Технический результат заключается в повышении качества отделения примесей, в упрощении конструкции установки, в увеличении энергоэффективности очистки, в возможности быстрой регенерации, в упрощении ремонта и обслуживания. 7 ил.

Изобретение относится к способам очистки диэлектрических жидкостей и газов от механических примесей. Повышение эффективности электрической очистки диэлектрических жидкостей и газов, использующей электрическое поле для осаждения механических частиц на электроды, осуществляется концентрацией электрических зарядов на электродах-осадителях, усиливающей электрическое поле в межэлектродном пространстве. Электроочиститель (7) включает корпус (1) и плоские осадительные электроды (3) с отверстием (10) близко от края, подключенные к источнику высокого напряжения с чередованием знака потенциала, между которыми размещены столбики (4) из диэлектрического материала, отличающийся тем, что на одной стороне каждого электрода равномерно расположены конусообразной или игольчатой формы выступы (9), на которых концентрируются электрические заряды, причем высота выступов должна обеспечивать минимальное расстояние между поверхностями соседних электродов при одновременном отсутствии короткого замыкания между ними. Так как концентрируются электрические заряды на выступах, т.е. их становится больше, по сравнению с плоскими электродами, то, при протекании жидкости или газа через электроочиститель большее количество механических частиц загрязнения заряжается и осаждается на электродах. Технический результат - повышение эффективности электрической очистки диэлектрических жидкостей и газов путем осаждения механических частиц загрязнений на электродах. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, к устройствам для глушения шума и очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Глушитель-очиститель выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания содержит корпус с диффузором и конфузором с входным и выпускным патрубками, фильтрующей вставкой, грязесборником. Внутри корпуса за входным патрубком, имеющим переходной диффузор, расположен конфузор с отражающей передней стенкой, представляющей конструкцию из обратного и прямого усеченных конусов, боковая цилиндрическая поверхность которого имеет перфорацию. Внутри конфузора установлен направляющий патрубок с окнами перфорации в передней части. За конфузором расположены сеточные электроды поляризующего поля, имеющего постоянное напряжение не менее 14 кВ, за которым закреплен фильтрующий элемент. Фильтрующий элемент состоит из вертикально расположенных параллельных пластин, внутри которых натянуты проволочные электроды коронного разряда, к которым подведено постоянное напряжение не менее 7 кВ. За фильтром установлена фильтрующая вставка - пакет из проволоки-путанки, покрытой благородными металлами. Техническим результатом изобретения является увеличение срока службы глушителя-очистителя, упрощение обслуживания и ремонта, повышение эффективности очистки газов и глушения шума, создаваемого выхлопными газами, уменьшение сопротивления движения газов. 2 ил.

Изобретение относится к пищевой и медицинской промышленности и может быть использовано в качестве устройства для очистки жидких и газообразных веществ. Фильтрующее устройство включает корпус с днищем и крышкой, патрубками подвода неочищенных и выпуска очищенных веществ и фильтрующий материал, расположенный в корпусе. Устройство содержит платформу, установленную вне и перпендикулярно к корпусу устройства и с возможностью вертикального перемещения вдоль корпуса, на котором размещена цилиндрическая насадка с двумя диаметрально противоположно расположенными постоянными магнитами, охватывающая корпус, установленная с возможностью вращения вокруг него. Фильтрующий материал состоит из ферромагнитного порошка в виде сферических тел размером 30-60 мкм, сформированного в плотную структуру во вращающемся магнитном поле цилиндрической насадки. В корпусе установлен патрубок для ввода жидкости для очистки фильтрующего материала и патрубок для вывода веществ, полученных после очистки фильтрующего материала. Цилиндрическая насадка содержит механический переключатель постоянного магнита, позволяющий изменять структуру магнитного порошка в процессе самоочистки. Цилиндрическая насадка соединена через цилиндрическую зубчатую передачу с зубчатым колесом, соединенным через редуктор с электродвигателем. Платформа соединена через червячный механизм с электродвигателем. Цилиндрическая насадка постоянно вращается вокруг корпуса устройства. Устройство позволяет обеспечить высококачественную фильтрацию, а также расширить арсенал технических средств, обеспечить процесс избирательной фильтрации с автоматической регулировкой скважности фильтрующего материала, а также применить фильтруемый элемент с возможностью самоочистки без механической разборки устройства. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электрической очистке газов от взвешенных частиц в различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике, химической промышленности, металлургии и др. Электрофильтр состоит из корпуса, газораспределительных решеток, осадительных и коронирующих электродов и механизмов их встряхивания. Газораспределительная решетка на выходе электрофильтра выполнена сдвоенной, одна из которых подвижна и разделена по ширине на подвижные части, причем перемещение подвижных частей газораспределительной решетки синхронизировано с моментом встряхивания осадительного электрода, расположенного напротив двух подвижных частей газораспределительной решетки. Технический результат изобретения - повышение степени очистки газов электрофильтром за счет снижения величины вторичного уноса пыли при встряхивании осадительных электродов. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электрической очистке газов от взвешенных частиц в различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике, строительных материалов, металлургии и др. Электрофильтр состоит из осадительных электродов, изготовленных из труб, и коронирующих электродов, состоящих из чередующихся коронирующих элементов и стержней. Коронирующие элементы выполнены игольчатыми и своими концами крепятся к стержням с конусообразными окончаниями. Длина стержней лежит в диапазоне от 1 до 5 диаметров трубы. Края труб закруглены с плавным переходом от внутреннего диаметра трубы к внешнему. Стержни входят внутрь трубы на глубину больше или равную диаметру трубы. Соотношение внутреннего диаметра труб к диаметру стержня лежит в диапазоне 10-30. Технический результат: улучшение зарядки и осаждения улавливаемых частиц, увеличение пробивных напряжений в электрофильтре и благодаря этому увеличение степени очистки газов электрофильтром. 1 ил.
Наверх