Электростатический сепаратор
Полезная модель относится к технологическим процессам разделения с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением, а именно к сепараторам, выделяющим дисперсные частицы из жидкостей с использованием электростатического эффекта.
Электростатический сепаратор (Фиг.1), состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 9 патрубками, патрубком отвода концентрата загрязнений 10, цилиндрических электродов 11, 12, внутри цилиндрических электродов 11, 12 установлены дополнительные цилиндрические электроды 13, 14 имеющие полярность противоположную внешним. Радиальные зазоры между цилиндрическими электродами 11, 12 и внутренними электродами 13, 14 должны быть не более диаметра отверстий 5 для отвода загрязненной жидкости в цилиндрических электродах 11, 12 и не менее расстояния между любым из электродов 11 и 14 либо 12, 13. цилиндрические электроды 13, 14 отверстий не имеют.
Полезная модель позволяет повысить эффективность очистки за счет выравнивания внутреннего градиента напряженности электростатического поля, создания положительного воздействия электростатического поля и создания ламинарного течения в электростатическом сепараторе.
Полезная модель относится к технологическим процессам разделения с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением, а именно к сепараторам, выделяющим дисперсные частицы из жидкостей с использованием электростатического эффекта.
Известен электрический сепаратор диэлектрических жидкостей, внутренний объем которого разделен горизонтальными диэлектрическими перегородками на несколько секций, состоящий из цилиндрического корпуса с входным и выходным патрубками, а также с патрубками отвода концентрата загрязнений, электродов разноименной полярности, имеющих цилиндрическую форму и выполненных в виде металлических трубок с отверстиями, установленных вертикально и симметрично относительно центральной оси сепаратора на одинаковом расстоянии друг от друга, при этом электроды одинаковой полярности расположены по диагонали относительно друг друга.
Недостатком данного электрического сепаратора, принятого за прототип, является низкая эффективность очистки диэлектрической жидкости, обусловленная его конструкцией. Причиной низкой эффективности очистки является конструктивная особенность, не учтенная в прототипе и состоящая в том, что в центре цилиндрического электрода напряженность электрического поля равна нулю, данное обстоятельство обуславливает противоположно направленное воздействие электрического поля внутри электрода, по отношению к движущимся внутрь электрода заряженным частицам загрязнений.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности очистки рабочей жидкости за счет создания воздействия положительно направленного, по отношению к движущимся внутрь электрода заряженным частицам загрязнений, электрического поля,
втягивающего частицы микрозагрязнений внутрь цилиндрического электрода.
Решение технической задачи полезной модели достигается тем, что в электростатическом сепараторе, внутренний объем которого разделен горизонтальными диэлектрическими перегородками на несколько секций, состоящем из цилиндрического корпуса с входным и выходным патрубками, а также с патрубком отвода концентрата загрязнений, электродов разноименной полярности, имеющих цилиндрическую форму и выполненных в виде металлических трубок с отверстиями, установленных вертикально и симметрично относительно центральной оси сепаратора на одинаковом расстоянии друг от друга, при этом электроды одинаковой полярности расположены по диагонали относительно друг друга, внутри цилиндрических электродов установлены дополнительные внутренние электроды, выполненные в виде металлических трубок, и имеющие противоположную полярность по отношению к полярности внешних цилиндрических электродов, при этом радиальные зазоры между внешними и внутренними цилиндрическими электродами должны быть не более диаметра отверстий для отвода загрязненной жидкости во внешних цилиндрических электродах и не менее расстояния между разноименнозаряженными внешними электродами, внутренние цилиндрические электроды отверстий не имеют.
Существенными отличительными признаками заявляемого электростатического сепаратора являются элементы устройства:
дополнительные внутренние электроды цилиндрической формы, полярность которых противоположна полярности внешних цилиндрических электродов;
радиальные зазоры между внешними и внутренними цилиндрическими электродами должны быть не более диаметра отверстий для отвода загрязненной жидкости во внешних цилиндрических электродах и не менее расстояния между разноименнозаряженными внешними электродами.
Технический результат полезной модели обеспечивается за счет установки внутри цилиндрических электродов дополнительных электродов цилиндрической формы, противоположно заряженных по отношению к внешним, при этом радиальные зазоры между внешними и внутренними цилиндрическими электродами должны быть не более диаметра отверстий для отвода загрязненной жидкости во внешних цилиндрических электродах и не менее расстояния между разноименнозаряженными внешними электродами. При такой конструкции цилиндрических электродов, снимается отрицательная по отношению к направлению движения частиц загрязнений напряженность электростатического поля, появляется положительно направленная напряженность электростатического поля по отношению к направлению движения частиц загрязнений, необходимые зазоры обеспечивают ламинарность течения жидкости и выравнивание внутреннего градиента напряженности электростатического поля внутри цилиндрических электродов, в совокупности все это приводит к более интенсивному отводу частиц загрязнений из очищаемой жидкости.
Применение дополнительных внутренних электродов цилиндрической формы позволяет увеличить интенсивность отвода частиц загрязнений из отчищаемой жидкости, по сравнению с цилиндрическими электродами в прототипе.
В совокупности с известными признаками и новыми связями применение существенных отличительных признаков позволяет обеспечить технический результат полезной модели, а именно повысить интенсивность отвода частиц загрязнений из отчищаемой жидкости. Наличие радиальных зазоров между внешними и внутренними цилиндрическими электродами обеспечивают ламинарность течения жидкости и выравнивание градиента электростатического поля внутри цилиндрических электродов, что еще больше повышает интенсивность отвода частиц загрязнений из отчищаемой жидкости.
Заявитель не обнаружил в патентных и научно-технических источниках информации аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемой полезной модели, а сравнение с прототипом позволило выявить существенный по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительный признак в заявленном устройстве, изложенный в формуле полезной модели.
Дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительным от прототипа признаком заявляемого устройства показал, что оно не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, что подтверждает изобретательский уровень полезной модели.
На фиг.1 приведена принципиальная схема электрического сепаратора диэлектрических жидкостей; на фиг.2 - то же, разрез А-А на фигуре 1.
Описание устройства
Электростатический сепаратор (фиг.1) состоит из корпуса 1, на котором расположены патрубок подвода очищаемой жидкости 2; патрубок отвода концентрата загрязнений 9; патрубок отвода чистой жидкости 10. Патрубки входа очищаемой жидкости 2, отвода концентрата загрязнений 9 и выходной патрубок очищенной жидкости 10 расположены на образующей корпуса 1. Внутри корпуса 1 расположены цилиндрические электроды 11, 12 с отверстиями 6 для отвода концентрата загрязнений, внутри цилиндрических электродов расположены внутренние цилиндрические электроды 13, 14, перпендикулярно цилиндрическим электродам установлены диэлектрические перегородки 3, 7, 8, имеющие в центральной части отверстия, за исключением диэлектрической перегородки 8, в которой отверстия не выполняются. Диэлектрические перегородки позволяют предотвратить перетекание рабочей жидкости между диэлектрическими перегородкой 8, корпусом 1 и электродами 11, 12.
В верхней части цилиндрические электроды 11, 12 и внутренние цилиндрические электроды 13, 14 для исключения перетекания жидкости заглушены корпусом 1. В цилиндрических электродах 11, 12 в промежутке между диэлектрическими перегородками 3, 7, имеют по два отверстия 6, расположенных друг против друга.
При работе внутри электрического сепаратора создается неоднородное электрическое поле путем подключение электродов 11, 12 к источнику высокого напряжения постоянного тока, причем к электродам 11 подводится один знак потенциала, а к электродам 12 - другой.
При подведении разности потенциалов к электродам 11,12 наибольшее значение градиента напряженности электрического поля достигается в центре электросепаратора в зоне ввода очищаемой жидкости.
Для выравнивания внутреннего градиента напряженности электростатического поля, создания положительно направленного действия электростатического поля по отношению к движущимся во внутрь цилиндрических электродов 11, 12 частицам микрозагрязнений и создания ламинарности потока, внутрь цилиндрических электродов 11, 12, установлены дополнительные цилиндрические электроды 13, 14. Полярность внутренних электродов 13 противоположна полярности цилиндрических электродов 12, а полярность внутренних электродов 14 противоположна полярности цилиндрических электродов 11. Радиальные зазоры между цилиндрическими электродами 11, 12 и внутренними электродами 13, 14 должны быть не более диаметра отверстий 5 для отвода загрязненной жидкости в цилиндрических электродах 11, 12 и не менее расстояния между любым из электродов 11 и 14 либо 12, 13. цилиндрические электроды 13, 14 отверстий не имеют.
Описание работы устройства
Очищаемая жидкость подается по патрубку подвода очищаемой жидкости 2 и поступает в полость I между корпусом 1 и диэлектрической
перегородкой 3. Так как верхние части цилиндрических электродов 11, 12 и внутренних цилиндрических электродов заглушены корпусом 1, очищаемая жидкость поступает в полость II через отверстие 5 в диэлектрической перегородке 3. Под воздействием неоднородного электрического поля частицы загрязнений устремляются в зону максимальных значений напряженности электрического поля, т.е. к месту минимального расстояния между цилиндрическими электродами. Жидкость в полости II электростатического сепаратора разделяется на два потока: один поток с частицами загрязнений поступает к отверстиям 5 в цилиндрических электродах 11, 12 и за счет гидродинамических сил и разности потенциалов между цилиндрическими электродами 11, 12 и внутренними электродами 13, 14 внутрь цилиндрических электродов 11, 12, а второй, очищенный от частиц загрязнений, через отверстие 5 в диэлектрической перегородке 7 попадает в полость III, а оттуда выходит через выходной патрубок 10. Поток с частицами загрязнений по внутренним полостям цилиндрических электродов 11, 12, минуя полость III, через нижние части цилиндрических электродов попадает в полость IV и далее через патрубок отвода концентрата загрязнений 9.
Источники информации.
Патент РФ на полезную модель №64949, кл. В03С 5/00, опубл. 27.08.2007.
Электростатический сепаратор, включающий цилиндрический корпус, патрубок подвода очищаемой жидкости, патрубок отвода концентрата загрязнений, патрубок отвода чистой жидкости и цилиндрические электроды разноименной полярности, отличающийся тем, что внутри цилиндрических электродов установлены дополнительные электроды, имеющие цилиндрическую форму и выполненные в виде металлических трубок, полярность внутренних цилиндрических электродов противоположна полярности внешних цилиндрических электродов, зазоры между внешними и внутренними цилиндрическими электродами имеют размеры не более диаметра отверстий для отвода загрязненной жидкости во внешних цилиндрических электродах и не менее расстояния между разноименнозаряженными внешними электродами, а внутренние цилиндрические электроды отверстий не имеют.
