УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОЗОНА Российский патент 1998 года по МПК C01B13/11 

Изобретение относится к технике электросинтеза озона из кислородосодержащих газов и может быть использовано в комплексах по очистке и обеззараживанию воды и воздуха, а также в других озонопотребляющих технологиях.

Известна установка для производства озона (а. с. N 1414771, кл. C 01 B 13/11, 31.03.86), содержащая генератор озона и схему его электропитания.

Установка для производства озона состоит из многофазного высоковольтного источника переменного напряжения и модулятора, управляющего через тиристоры подключением фаз источника переменного напряжения таким образом, что на входе генератора озона появляются импульсы напряжения чередующейся полярности. При этом частота следования импульсов равна произведению частоты питающего напряжения на число его фаз.

Указанная установка имеет следующие недостатки. Наличие в установке блок импульсно-фазового управления, примененного в модуляторе, в связи с импульсным характером разряда в генераторе озона и требованием относительно плавного изменения входного напряжения для блока импульсно-фазового управления, предопределяют повышение установленной мощности источника электропитания над средней потребляемой мощностью генератора озона.

Кроме того, использование в модуляторе тиристоров, обладающих низкими частотными характеристиками, не обеспечивает достаточной крутизны фронтов импульсов, а следовательно, и высокого КПД генератора озона. И, наконец, применение модулятора в высоковольтных электрических цепях предъявляет более высокие требования к надежности его элементов.

Известна также установка для производства озона (а. с. N 1370072, кл. C 01 B 13/00, 24.04.96), принятая в качестве прототипа. Она содержит генератор озона, высоковольтный источник питания генератора озона, включающий выпрямитель, тиристорный высокочастотный инвертор и систему управления инвертором. Система управления инвертором включает времязадающую RC-цепочку, переключающий элемент, выполненный в виде маломощного тиристора, управляющий электрод которого соединен с выходом датчика резонансной частоты, включенного последовательно с генератором озона, и стабилитрон, включенный параллельно конденсатору RC-цепочки.

Выпрямитель установки выполнен однополупериодным со сглаживающим конденсатором и выходным токоограничивающим дросселем. Инвертор установки содержит накопительный конденсатор, включенный последовательно с дросселем выпрямителя и первичной обмоткой высоковольтного трансформатора.

При этом зарядка накопительного конденсатора производится от выпрямителя малым током, ограниченным индуктивностью дросселя, а его разрядка происходит через тиристор (быстро) после подачи управляющего импульса. Закрывание тиристорного ключа происходит автоматически после завершения разряда, так как ток зарядки в этот момент меньше тока удержания тиристора.

Недостатки прототипа состоят в следующем. Наличие дросселя в выпрямителе ограничивает ток зарядки накопительного конденсатора, следовательно, ограничиваются и частота следования импульсов на генератор озона, и его производительность. Кроме того, наличие тиристоров в схеме из-за низких частотных характеристик не обеспечивает достаточной крутизны фронтов формируемых импульсов, а вместе с этим высокий КПД генератора озона.

При этом отсутствие ограничения на подводимую мощность существенно снижает надежность работы схемы.

В основу изобретения поставлена задача увеличения удельной производительности, КПД и надежности работы установки для производства озона.

Сущность решения поставленной задачи согласно изобретению заключается в том, что установка для производства озона, содержащая два подвода внешнего напряжения, выпрямитель с диодом и сглаживающим конденсатором, включенным между подводами внешнего напряжения, высоковольтный трансформатор и генератор озона, снабжена блокинг-генератором, а ее выпрямитель дополнительным диодом, соединенным с другим диодом по двухполупериодной схеме выпрямителя. При этом в один из подводов внешнего напряжения перед выпрямителем включен ограничительный конденсатор с резистором утечки и выход выпрямителя соединен с одним из выводов первичной обмотки высоковольтного трансформатора, а другой выход выпрямителя - с другим выводом первичной обмотки высоковольтного трансформатора через блокинг-генератор. Болкинг-генератор снабжен положительной обратной связью с первичной обмоткой высоковольтного трансформатора.

Введение в выпрямитель дополнительного диода, соединенного с другим диодом по двухпериодной схеме выпрямления - в совокупности с ограничительным конденсатором, ограничивает подводимую мощность, что существенно повышает надежность схемы.

Снабжение установки блокинг-генератором с положительной обратной связью с первичной обмоткой высоковольтного трансформатора позволяет улучшить частотные характеристики электропитания, в том числе увеличить крутизну фронтов формируемых импульсов, тем самым увеличивая удельную производительность и КПД установки, расширить диапазон рабочих частот.

Включение резистора утечки параллельно ограничительному конденсатору снимает остаточное напряжение после выключения установки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема установки для производства озона.

Установка для производства озона содержит генератор озона 1, высоковольтный источник питания генератора озона, включающий выпрямитель, состоящий из 2-х диодов 2, 3, соединенных по двухполупериодной схеме выпрямителя и сглаживающего конденсатора 4, включенного между подводами внешнего напряжения.

В один из подводов внешнего напряжения перед выпрямителем включен ограничительный конденсатор 5 с резистором утечки 6. Высоковольтный источник питания содержит также высоковольтный трансформатор 6 и блокинг-генератор 7. Первичная обмотка трансформатора 6 одним выводом через выпрямитель соединена с подводом внешнего напряжения, а другим - с блокинг-генератором 7. Блокинг-генератор 7 другим выводом через ограничительный конденсатор 5 соединен с другим подводом внешнего напряжения. Болкинг-генератор 7 снабжен также положительной обратной связью из последовательно включенных конденсатора 8 и резистора 9, соединенных с выводом первичной обмотки высоковольтного трансформатора 7.

Установка работает следующим образом. Напряжение переменного тока через подводы внешнего напряжения подается на выпрямитель через ограничительный конденсатор 5 и далее на первичную обмотку высоковольтного трансформатора 6 и на блокинг-генератор 7. При этом, если блокинг-генератор 7 закрыт, то выпрямитель работает по схеме удвоения напряжения и накопление энергии на сглаживающем конденсаторе 4 происходит порциями пропорционально емкости ограничительного конденсатора 5 с частотой, равной частоте подводимого напряжения. При большой емкости сглаживающего конденсатора 4 нарастание напряжения на нем происходит плавно, что благоприятно сказывается на работе всех остальных элементов схемы установки при включении подводимого напряжения. При открытом блокинг-генераторе 7 напряжение подается через высоковольтный трансформатор 6 на генератор озона 1. Быстродействие блокинг-генератора 7 обеспечивает крутые фронты импульсов напряжения на высоковольтном трансформаторе 6. Частота следования и длительность импульсов блокинг-генератора 7 выбирается из условия номинального установившегося напряжения на выпрямителе. Конденсатор 8 с резистором 9 положительной обратной связи обеспечивают синхронизацию запуска блокинг-генератора 7 в такт с собственными колебаниями контура, образованного обмотками высоковольтного трансформатора 6 и емкостью генератора озона 1.

В результате осуществления предлагаемого изобретения повышаются удельная производительность, КПД и надежность установки для производства озона.

Может быть использовано в комплексах по очистке и обеззараживанию воды и воздуха, а также в других озонопотребляющих технологиях. Установка для производства озона содержит генератор озона и высоковольтный источник питания. Высоковольтный источник питания включает выпрямитель, состоящий из 2-х диодов, соединенных по двухполупериодной схеме выпрямления и сглаживающий конденсатор, включенный между подводами внешнего напряжения. В один из подводов внешнего напряжения перед выпрямителем включен ограничительный конденсатор с резистором утечки. Высоковольтный источник питания содержит также высоковольтный трансформатор и блокинг-генератор. Один выход выпрямителя соединен с одним из выводов первичной обмотки высоковольтного трансформатора, другой его выход - с другим выводом первичной обмотки высоковольтного трансформатора через блокинг-генератор, который снабжен положительной обратной связью с первичной обмоткой высоковольтного трансформатора. Изобретение решает задачу увеличения удельной производительности КПД и надежности установки. 1 ил.

Установка для производства озона, содержащая два подвода внешнего напряжения, выпрямитель с диодом и сглаживающим конденсатором, включенным между подводами, высоковольтный трансформатор, генератор озона, отличающаяся тем, что она снабжена блокинг-генератором, а ее выпрямитель - дополнительным диодом, соединенным с другим диодом по двухполупериодной схеме выпрямления, при этом в один из подводов внешнего напряжения перед выпрямителем включен ограничительный конденсатор с резистором утечки и один выход выпрямителя соединен с одним из выводов первичной обмотки высоковольтного трансформатора, а другой выход выпрямителя - с другим выводом первичной обмотки высоковольтного трансформатора через блокинг-генератор, который снабжен положительной обратной связью с первичной обмоткой высоковольтного трансформатора.