ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ЩЕЛЕВОЙ РЕАКТОР Российский патент 1995 года по МПК C01B13/11 

Описание патента на изобретение RU2047555C1

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для обработки потока газа электрическим разрядом, и может быть использовано для промышленного получения озоно-воздушных и озоно-кислородных смесей.

Известно устройство [1] содержащее корпус, в котором размещены озонирующие элементы, представляющие собой систему из двух концентрических металлических труб, вставленных одна в другую и разделенных между собой диэлектрическим барьером.

Недостатком такой конструкции является подача газа вдоль камеры, что приводит к увеличению времени пребывания газа в активной зоне, его перегреву и разрушению образовавшегося в камере озона, и, следовательно, к снижению производительности реактора в расчете на 1 см2 поверхности активной зоны, невозможности наращивания концентрации озона в смеси и увеличению расхода электроэнергии.

Известно устройство [2] выбранное в качестве прототипа, содержащее плоские, охлаждаемые водой: наружный, проводящий электрод и внутренний, металлический. К поверхности наружного электрода, обращенной к внутреннему металлическому электроду, примыкает через контактный слой из силоксанового масла диэлектрический барьер из тонкого (толщиной 1,5 мм) стекла. Между стеклом и внутренним электродом образуется, при подаче на электроды напряжения, разрядная камера. Разрядные камеры собраны по принципу этажерки с последовательным прохождением через них газового потока. В результате воздействия разряда на газовый поток образуются озонные или другие смеси. Однако, в конструкции [2] сохранились главные недостатки коаксиальных озонаторов:
осевое прохождение газового потока с длительным (даже двойным) пребыванием газа в разряде;
система охлаждения высоковольтного внутреннего электрода и газа в зазоре через вывод тепла через стеклянные барьеры остается малоэффективной, не позволяющей реализовать преимущества плоской системы электродов, заключающиеся в том, что плоские электроды более технологичны для изготовления, при необходимости соблюдения малых зазоров между электродами в разрядной камере, меньшие габариты и масса в расчете на единицу получаемого озона, возможность наращивания концентрации озона в смеси за счет последовательного соединения разрядных камер.

Предлагаемое изобретение позволяет решить поставленную задачу. Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является повышение эффективности образования озона за счет оптимизации его синтеза.

Указанная задача решается тем, что известный газоразрядный щелевой реактор для получения озоно-воздушных или озоно-кислородных смесей, содержащий внутренние и наружные охлаждаемые электроды, установленные с зазором друг к другу и разделенные диэлектрическим барьером, каналы подвода и отвода газа дополнительно снабжают водоохлаждаемыми крышками-теплообменниками, уплотненными по всему периметру наружного электрода и образующими совместно с ним камеру охлаждения подводимого и отводимого газа. Дополнительно на электродах выполнены канавки. Дополнительно выполнены в корпусе смотровые окна.

Существенным отличием предлагаемого устройства от прототипа является наличие новых элементов и связей, что обеспечивает новое качество, заключающееся в оптимизации процесса синтеза озона, которое, в свою очередь, возникает за счет минимизации времени нахождения газа в зоне разряда и увеличения эффективности охлаждения. Известные конструкции не дают возможности наращивать концентрацию озона в смеси в связи с возникновением перегрева и разрушения образовавшегося в камере озона. Предложенная конструкция, за счет оригинальной конструкции единичного модуля, которая предполагает чередование зоны разряда со свободным пространством, особой конструкцией электродов, эффективной системы охлаждения и возможности модульно-блочного исполнения позволяет выполнить поставленную задачу. Необходимо отметить, что появляющееся новое качество обусловлено наличием и взаимосвязью отличительных признаков, которые в силу этого являются существенными.

На фиг.1 изображены: а конструктивная схема единичного модуля; б последовательное соединение модулей, в параллельное соединение модулей; г параллельно-последовательное (Г11) и последовательно-параллельное (Г12); на фиг. 2: а устройство модуля, б поперечный разрез модуля; на фиг.3: а структура единичного модуля; б соединение модулей в блоки и озонаторные станции; в разрез Б-Б на фиг.3,а; на фиг.4: а профиль электродов, образующих разрядную камеру с чередованием выступов и впадин; б то же, вид сбоку.

В устройстве содержатся: водоохлаждаемая крышка- теплообменник 1; газоразрядный щелевой реактор 2, общий коллектор 3, корпус модуля 4, внутренний охлаждаемый электрод 5, наружные охлаждаемые электроды 6, диэлектрический барьер 7, смотровые окна в корпусе модуля 8, изоляторы 9, изолятор 10, уплотнение 11, трубка для подачи воды (или хладоагента) 12, камера охлаждения щель между 1 и 6, каналы подвода и отвода газа Г1, Г2.

Модуль газоразрядного щелевого реактора собирается из водоохлаждаемых крышек-теплообменников 1 и системы электродов 5, 6, образующих газоразрядную камеру 2, корпуса 4. Модули собираются в блоки и озонаторные станции посредством водоохлаждаемых крышек-теплообменников. Таким образом, только из трех элементов можно собрать озонаторы и озонаторные станции практически любой производительности. Этим достигается высокая технологичность и качество изготовления, удобство монтажа, эксплуатации, резервирования и расширение масштабов производства в условиях одной озонаторной станции.

Газоразрядная камера 2 образуется плоскими электродами 5, 6, расположенными с зазором 1,5 2 мм. На поверхности одного внутреннего 5 (высокопотенциального), возможно и на внешнем 6, наносится диэлектрический барьер 7; электроды, крышки, корпус модуля и коллектор изготовлены из материала с высокой теплопроводностью, например алюминиевого сплава, методом прецизионного литья с одновременной заливкой (медных, нержавеющей стали) трубок для подачи хладоагента (вода). Трубки земляного электрода 6 выводятся на боковую поверхность корпуса 4, а высокопотенциального электрода 5 через изолятор 10. В верхней и нижней частях предусмотрены изоляторы-вкладыши 9, 11, которые фиксируют и герметизируют зазор. На электродах сделаны специальные выступы и канавки (канавки по ширине не меньше ширины выступа). При этом диэлектрический барьер нанесен только на выступы. В корпусе 4 сделаны смотровые окна 8 для наблюдения за разрядом.

Модули собираются в блоки и озонаторные станции посредством крышек-теплообменников. Таким образом, только из трех элементов можно собирать озонаторы и озонаторные станции практически любой производительности. Устройство на примере блока (фиг.2) работает следующим образом.

Поток воздуха (газа) поступает через водоохлаждаемую крышку-теплообменник 1 в щель (камеру охлаждения), образуемую крышкой и земельным электродом, где охлаждается и через каналы в корпусе 4 попадает в две щели газоразрядной камеры, где под действием электрического разряда ионизируется с последующим образованием продукта, например, озона в виде озоно-воздушной или озоно-кислородной смеси. Дальше смесь попадает в щель, образуемую земельным электродом, первым и вторым модулем, где дополнительно охлаждается, и далее процесс повторяется до последнего модуля, из него через крышку-теплообменник выходит для реализации. Газовый поток может быть подан с двух сторон (фиг.2, б) и выведен через общий коллектор или наоборот.

Указанная задача решается модульно-блочным исполнением, особой конструкцией электродов и эффективной системой охлаждения. Модульно-блочная система (фиг. 1,2) позволяет из модулей (фиг.1, а, фиг.2,а), содержащих только два элемента, собрать озонаторы и озонаторные станции в оптимальные схемы для получения целесообразной и требуемой концентрации озона в смеси и производительности.

Похожие патенты RU2047555C1

название год авторы номер документа
ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ЩЕЛЕВОЙ РЕАКТОР 1990
  • Шамов А.Н.
  • Дмитриев А.В.
  • Кирьянов В.И.
RU2006454C1
Аэроионизатор 1980
  • Баталов Владимир Семенович
  • Яценко Валентина Григорьевна
SU941277A1
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТРУБЧАТЫЙ ОЗОНАТОР 1988
  • Катявин А.В.
  • Горохов М.В.
SU1534942A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОЗОНА В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ РАЗРЯДЕ 2004
  • Пичугин Юрий Петрович
RU2275324C1
ТРЕХФАЗНЫЙ ГЕНЕРАТОР ОЗОНА 2005
  • Перунов Анатолий Афанасьевич
  • Пичугин Юрий Петрович
  • Филиппов Валентин Георгиевич
RU2290365C1
Газоразрядный щелевой реактор 1973
  • Дмитриев Андрей Владимирович
  • Баранов Станислав Степанович
  • Гончаров Георгий Николаевич
  • Золотов Валерий Федорович
  • Орлов Александр Алексеевич
  • Преснецов Геннадий Николаевич
  • Семенов Валерий Ивлиевич
SU566762A1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПОЖАРА ГЕНЕРАТОРА ОЗОНА 2007
  • Гордееня Евгений Аркадьевич
  • Исаев Михаил Анатольевич
  • Поликарпов Михаил Андреевич
RU2341448C1
ОЗОНАТОР 2008
  • Пахомов Виктор Иванович
  • Максименко Владимир Андреевич
  • Пахомов Александр Иванович
  • Буханцов Кирилл Николаевич
RU2394756C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА ОЗОНА ОТ ПОЖАРА 2012
  • Пуресев Николай Иванович
  • Гордееня Евгений Аркадьевич
  • Исаев Михаил Анатольевич
RU2543488C2
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТРУБЧАТЫЙ ОЗОНАТОР 1982
  • Катявин А.В.
  • Горохов М.В.
SU1103488A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 047 555 C1

Реферат патента 1995 года ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ЩЕЛЕВОЙ РЕАКТОР

Использование: обработка потока газа электрическим разрядом для промышленного получения озоно-воздушных или озоно-кислородных смесей. Сущность изобретения: газоразрядный щелевой реактор для получения озоно-воздушных или озоно-кислородных смесей, содержащий внутренние и наружные охлаждаемые электроды, установленные с зазором друг к другу и разделенные диэлектрическим барьером, каналы подвода и отвода газа дополнительно снабжают водоохлаждаемыми крышками теплообменника, уплотненными по всему периметру наружного электрода и образующими совместно с ним камеру охлаждения подводимого и отводимого газа. Дополнительно на электродах выполнены канавки. Дополнительно выполнены в корпусе смотровые окна. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

Формула изобретения RU 2 047 555 C1

1. ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ЩЕЛЕВОЙ РЕАКТОР для получения озоновоздушных или озонокислородных смесей, содержащий внутренние и наружные охлаждаемые электроды, установленные с зазором друг к другу и разделенные диэлектрическим барьером, каналы подвода и отвода газа, отличающийся тем, что он снабжен водоохлаждаемыми крышками теплообменника, уплотненными по всему периметру наружного электрода и образующими совместно с ним камеру охлаждения подводимого и отводимого газа. 2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что на электродах выполнены канавки. 3. Реактор по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в виде модуля или нескольких соединенных между собой модулей, причем в корпусе модуля выполнены окна.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2047555C1

Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Заявка ФРГ N 3247374, кл
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 047 555 C1

Авторы

Шамов А.Н.

Кирьянов В.И.

Толстоусов В.Б.

Ласков В.С.

Даты

1995-11-10Публикация

1992-11-05Подача