Электростатический насос

 

О П И С А Н И Е ()853760

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиил

Социалистические

Республик (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 20. 09.. 79 (21) 2819269/24-25 (5 ) Щ,. Кд.

Н 02 M 13/00 с присоединением заявки №

Геаудератеевлы11 кемктет

СССР (2;3) Приоритет де делам каееретевкй и етерыткй

Опубликовано 07,08,81. Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 10.08.81 (53) УДК 621.527.. 8(088. 8) (72) Авторы изобретения

С.М. Климов, В.Д. Шкилев, М.К. Болога и .Ф. - Смнрн9в-!

1; 1

Институт прикладной физики АН Иолдавскс1й ССР--..: :. л <.; (7l) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ НАСОС

Изобретение относится к области насосостроения и касается насосов для прокачивания газожидкостных диэлектрических сред.

Известны насосы для прокачивания газожидкостных сред — эрлифтные насо5 сы 11. Эти устройства работоспособны лишь в поле сил тяжести, их производительность незначительна, поскольку на газовые пузыри действует только сила

Архимеда, Известны электростатические насосы для прокачивания диэлектрических жидкостей - ионные насосы 2, содержащие, как правило, несколько пар электродов существенно разной кривизны (электроды типа "игла-плоскость").

Недостатком такого насоса является наличие игольчатого электрода, в районе острия которого происходят значительный разогрев и быстрое "старежеи диэлектрика.

Известен также электростатический насос, содержащий диэлектрический ка нал, секционированный электрод, расположенный внутри канала, и источник питания, подключенный к секциям электрода через шаговый переключатель P3).

В известном насосе секции электрода выполнены в виде колец. При подаче питания на секции через шаговый переключатель вдэль канала распространяется бегущая волна потенциала, увлекающая за собой жидкостную фазу рабочей среды.

Недостатком такого технического решения является то, что бегушая волна потенциала, увлекая жидкую фазу, в то же время подтормаживает газовую фазу, что снижает расходно-напорную характеристику. При больших объемных концентрациях газовых включений насос может не работать. Таким образом, расходно-напорные характеристики насоса снижаются из-за отсутствия зависимости (настройки) скорости распространения волны потенциала от соотно3 85 шения газовой и жидкостной фаз рабочей среды.

Целью изобретения является. увеличение расходно-напорных характеристик.

Эта цель достигается тем, что в электростатическом насосе, содержащем диэлектрический канал, секционированный электрод, расположенный внутри канала, и источник питания, подключенный к секциям электрода через maговый переключатель, секции электрода подключены к шаговому переключателю через емкостные датчики, установленные внутри халдой секции, а на входе насоса установлен нагреватель. Секции электрода выполнены в виде сопел, расширяющихся. в направлении движения перекачиваемой среды. Емкостной датчик установлен по оси канала и смещен к краю секции по направлению движения перекачиваемой среды. Для улучшения условий запуска внутри канала на входе насоса перед нагревателем установлены дополнительные электроды типа

"игла-,плоскость", подключенные непосредственно к источнику питания.

На чертеже представлена схема нае соса.

Насос содержит диэлектрический канал-трубопровод 1, внутри которого размещен секционированный электрод 2.

Каждая секция электрода соединена с источником питания 3 через шаговый . переключатель 4. На входе насоса установлен нагреватель 5 для создания паровых включений в жидком диэлектрике, а перед нагревателем имеются дополнительные электроды 6, 7 типа "игла-плоскость", подключенные непосредственно к источнику питания, минуя шаговый переключатель. Внутри каждой секции секционированного электрода установлены емкостные датчики 8, сме- щенные к краю секции по направлению движения перекачиваемой среды.

Работает насос следующим образом.

Первоначально высокое напряжение от источника 3 подается на электроды

6 и 7. Жидкость под действием этого небольшого ионного насоса заполняет всю проточную часть насоса. Особенно важен этот этап при запуске насоса в условиях невесомости. Затем включается нагреватель 5, и образукщийся паровой пузырь, как и в обыкновенном эрлифте начинает всплывать и, работая как поршень, перекачивать жидкость. В невесомости пузырь "всплы"

3760 4

5

35 вает" под действием ионного насоса типа "игла-плоскость". Затем через переключатель 4 секции электрода 2 подсоединяются посредством датчика

8 к источнику 3.

Особенность устройства состоит в том, что сигнал на включение каждого электрода 2 поступает непосредственно от парового пузыря. Всплывакщий пузырь, проходя через датчик .8 и соответствующую секцию электрода 2, включает на последней высокое напряжение и, поскольку на пузырь действует электростатический напор (пузырек стремится уйти из области новьппенной напряженности), скорость движения пузырька возрастает, что и сказывается на увеличении расходно-напорных характеристик.

После прохождения парового пузыря эта секция автоматически (посредством датчика 8) отключается. Таким образом, частота отрыва пузыря на испарителе автоматически задает скорость .перемещения бегущей волны потенциала.

Экспериментальная -проверка макета устройства показала его работоспособность и. возможность получения более высоких значений напорно-расходных характеристик, что объясняется использованием, в основном, поверхностных электрических сил (действуницих на границе раздела фаз), существенно превишакщих объемные силы.

Формула изобретения

1. Электростатический насос, содержащий диэлектрический канал, секционированный электрод, расположенный внутри канала, и источник питания, йодключенный к секциям электрода через шаговый переключатель, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения расходно-напорных характеристик, секции электрода подключены к шаговому переключателю через емкостные датчики, установленные внутри каждой секции, а на входе насоса установлен ° нагреватель.

2. Насос по п.1, о т л и ч а ю —, шийся тем, что секции электрода выполнены в виде сопел, расширяиицихся в направлении движения перекачиваемой среды.

3. Насос по п.l о т л и ч а ю— шийся тем, что емкостной датчик

853760 установлен по оси канапа и смещен к краю секции по направлению движения перекачиваемой среды.

4. Насос по п.1, о т л и ч а ю— .шийся, тем, что, с целью улучшения условий запуска, внутри канала на входе насоса перед нагревателем установлены дополнительные электроды типа игла-плоскость", подключенные непосредственно к источнику питания.

Источники иформации, принятые во внимание при экспертизе

I . Авторское свидетельство СССР

В 500379 кле F 04 Г I/20 71»

2. Патент США Ф 3400882,кл.417-48 опубпик. 1968.

3. Авторское свидетельство СССР

У 585582, кл. H 02 К 13/00, 1975 (проIP TOTHII) °

Составитель Б. Баев

Редактор Л. Утехина Техред А. Савка Корректор М. Шарояи

Заказ 5693 31 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб. ° д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4