УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ КОРОННОГО РАЗРЯДА Российский патент 1998 года по МПК B03C3/38 

Предлагаемое устройство предназначено для ионизации потоков газов, жидкостей, дисперсных систем и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, строительной и других отраслях промышленности, где необходима интенсификация процессов создания разноименных зарядов во взаимодействующих между собой материалах.

Известно устройство по способу электрической обработки потока воздуха [1] , в котором сначала весь поток воздуха обрабатывают коронным разрядом, затем его разделяют на два потока и один из этих потоков обрабатывают искровым разрядом.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического, относятся узкие функциональные возможности, связанные с образованием ионов одного знака.

Известно устройство для создания коронного разряда, содержащее коронирующий электрод, выполненный в виде стержня с укрепленными на нем коронирующими элементами в виде игл, расположенных по винтовой линии [2].

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся узкие функциональные возможности, не позволяющие получать одновременно разнозаряженные ионы.

Наиболее близким является устройство для создания коронного разряда, содержащее некоронирующий электрод, выполненный в виде металлической трубы, и коронирующий электрод, установленный коаксиально внутри указанного трубы с кольцевым зазором по отношению к ее внутренней поверхности и выполненный в виде металлического стержня, на боковой поверхности которого укреплена оболочка из токопроводящего материала с коронирующими элементами из трикотажного полотна из эластомерных и токопроводящих нитей, закрепленного с возможностью регулирования его натяжения, а коронирующие элементы выполнены петлеобразными [3].

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невозможность одновременного создания потоков с разноименными зарядами.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого устройства для создания коронного разряда, является возможность одновременной ионизации двух потоков веществ разноименными зарядами.

Поставленный технический результат достигается тем, что устройство для создания коронного разряда, содержащее некоронирующий электрод, выполненный в виде металлической трубы, и коронирующий электрод, установленный коаксиально внутри указанной трубы с кольцевым зазором по отношению к ее внутренней поверхности и выполненный в виде металлического стержня, на боковой поверхности которого укреплена оболочка из токопроводящего материала с коронирующими элементами в виде токопроводящих гибких ворсовых нитей на его поверхности, обращенной к указанному некоронирующему электроду, при этом в кольцевом зазоре дополнительно осесимметрично установлен коронирующий электрод в виде металлической трубы, на наружной боковой поверхности которой укреплена оболочка из токопроводящего материала с коронирующими элементами в виде токопроводящих гибких ворсовых нитей на его поверхности, обращенной к указанному некоронирующему электроду. Кроме того, длина дополнительного коронирующего электрода в 1,5 - 2 раза больше длины стержня коронирующего электрода, а длина некоронирующей металлической трубы во столько же раз больше длины дополнительного коронирующего электрода.

Установка дополнительного коронирующего электрода в виде металлической трубы позволяет разделить кольцевой зазор между коронирующим электродом, выполненным в виде металлического стержня, и некоронирующими электродом на две зоны, потоки веществ в которых будут одновременно ионизироваться разноименными зарядами, так как на дополнительный коронирующий электрод можно подать высокое напряжение одного знака, например плюс, а на стержень коронирующего электрода и стенку трубы некоронирующего электрода высокое напряжение другого знака, например минус. Коронные разряды, образующиеся в обоих зонах, ионизируют потоки веществ, протекающих в них. Так как поверхность некоронирующего электрода значительно больше поверхности дополнительного коронирующего электрода за счет большего диаметра и большей длины, то положительные ионы полностью разряжаются на поверхности некоронирующего электрода и на выходе поток вещества будет иметь избыточный отрицательный заряд. В свою очередь поверхность дополнительного коронирующего электрода больше поверхности коронирующего стержня за счет большего диаметра и длины. Тогда отрицательные ионы и электроны полностью разряжаются на поверхности дополнительного коронирующего электрода и на выходе поток вещества будет иметь избыточный положительный заряд.

Снижение нижнего предела соотношения длин электродов менее 1,5 уменьшает избыточный заряд потока. Увеличение верхнего предела соотношения длин электродов более 2 нецелесообразно из-за возрастания материалоемкости устройства.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источником информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения, а определение из перечня аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию новизна по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителя, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию изобретательский уровень по действующему законодательству.

На чертеже показан общий вид устройства для создания коронного разряда.

Устройство состоит из металлической трубы 1 длиной L, являющейся некоронирующим электродом, и осесимметрично установленного в ней коронирующего электрода, включающего металлический стержень 2 длиной l, закрепленной на нем оболочкой 3 из электропроводного материала, наружная поверхность которой выполнена в виде гибких ворсовых токопроводящих нитей 4, свободные концы которых обращены к металлической трубе 1. Один конец металлического стержня 2 отогнут и жестко соединен с металлической трубой 1. В кольцевом зазоре, образованном металлической трубой 1 и металлическим стержнем 2, коаксиально с ними дополнительно установлен коронирующий электрод, выполненный в виде металлической трубы 5 длиной l' с закрепленной на ней оболочкой 6 из электропроводного материала с коронирующими элементами в виде гибких ворсовых токопроводящих нитей 7, свободные концы которых обращены к металлической трубе 1. Длина гибких ворсовых токопроводящих нитей 4 и 7 меньше величин соответствующих зазоров между электродами, в которых закреплены оболочки 3 и 6, чтобы не было короткого замыкания. Соотношения длин некоронирующего электрода 1, дополнительного коронирующего электрода 5 и коронирующего стержня 2 описываются пропорцией

Металлическая труба 5 установлена на изоляторе 8 и состыкована с трубой из диэлектрического материала 9, позволяющих электроизолировать ее от металлической трубы 1 и металлического стержня 2. На концах металлической трубы 1 установлены патрубки входа 10 и выхода 11 одного потока ионизированного вещества, а на концах металлической трубы 5 и диэлектрической трубы 9 установлены патрубки входа 12 и выхода 13 другого потока ионизированного вещества. Для подачи высокого напряжения постоянного тока установлен источник 14, одна клемма которого присоединена к металлической трубе 1, а вторая - к металлической трубе 5.

Устройство работает следующим образом.

По патрубку 12 внутрь металлической трубки 5 подают поток вещества, который необходимо зарядить, например, избыточным положительным зарядом, а по патрубку 10 внутрь металлической трубы 1 подают поток вещества, который необходимо зарядить избыточным отрицательным зарядом. От источника 14 на стенки труб 1 и 5 подают высокое напряжение постоянного тока, превышающее напряжение коронного разряда в обоих кольцевых зазорах, образованных соответственно стенками труб 1 и 5 стенкой трубы 5 и стержня 2. В результате коронных разрядов на коронирующих электродах, роль которых выполняют металлическая труба 5 и металлический стержень 2 и усиливают электродные оболочки 3 и 6 с гибкими ворсовыми коронирующими нитями 4 и 7 и соединенных с противоположными полюсами источника 14, поток вещества, движущийся в зазоре между трубами 1 и 5, заряжают избыточным положительным зарядом и выводят через патрубок 11, а поток вещества, движущийся в кольцевом зазоре между стержнем 2 и трубой 5, заряжают избыточным отрицательным зарядом и выводят через патрубок 13.

Так как длина гибких ворсовых токопроводящих нитей 4 и 7 меньше величины соответствующих кольцевых зазоров между стенками трубы 5 и стержня 2 и между стенками труб 1 и 5, то эти нити не могут создать короткого замыкания, а являются лишь источниками стекающими с их свободных концов зарядов. Кроме того, соотношение длин некоронирующего электрода 1 и дополнительного коронирующего электрода 5, описываемое пропорцией (1), как и такое же соотношение длин коронирующего электрода 5 и коронирующего стержня 2 позволяют полностью нейтрализовать в каждом потоке веществ ионы одного знака и максимально сохранить ионы противоположного знака.

Использование предлагаемого устройства позволяет одновременно ионизировать два потока веществ разноименными избыточными зарядами от одного источника высокого напряжения 14 и на одной установке. Это увеличивает функциональные возможности устройства, облегчает его обслуживание и автоматизацию, уменьшает стоимость оборудования, так как известные устройства для создания коронного разряда могут обеспечить ионизацию потока вещества с образованием ионов одного знака и для обеспечения технического результата требуют два устройства со своими источниками высокого напряжения.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в химической, нефтехимической, металлургической, строительной и других отраслях промышленности, где необходима ионизация потоков газов, жидкостей и дисперсных систем разноименными зарядами;
для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных средств и методов;
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию промышленная применимость.

Предназначено для ионизации потоков газов, жидкостей, дисперсных систем и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической, строительной и других отраслях промышленности. Устройство содержит некоронирующий электрод, выполненный в виде металлической трубы, и коронирующий электрод, установленный коаксиально внутри указанной трубы с кольцевым зазором по отношению к ее внутренней поверхности и выполненный в виде металлического стержня, на боковой поверхности которого укреплена оболочка из токопроводящего материала с коронирующими элементами в виде гибких ворсовых токопроводящих нитей на его поверхности, обращенной к указанному некоронирующему электроду, при этом в кольцевом зазоре дополнительно установлен коронирующий электрод в виде металлической трубы, на боковой поверхности которой укреплена оболочка из токопроводящего материала с коронирующими элементами в виде гибких ворсовых токопроводящих нитей на его поверхности, обращенной к указанному некоронирующему электроду, и длина дополнительного коронирующего электрода в 1,5-2 раза больше длины металлического стержня и во столько же раз меньше длины некоронирующего электрода. Изобретение дает возможность одновременной ионизации двух потоков веществ разноименными зарядами. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для создания коронного разряда, содержащее некоронирующий электрод, выполненный в виде металлической трубы, и коронирующий электрод, установленный коаксиально внутри указанной трубы с кольцевым зазором по отношению к ее внутренней поверхности и выполненный в виде металлического стержня, на боковой поверхности которого укреплена оболочка из токопроводящего материала с коронирующими элементами в виде гибких ворсовых токопроводящих нитей на его поверхности, обращенной к указанному некоронирующему электроду, отличающееся тем, что в кольцевом зазоре дополнительно установлен коронирующий электрод в виде металлической трубы, на боковой поверхности которой укреплена оболочка из токопроводящего материала с коронирующими элементами в виде гибких ворсовых токопроводящих нитей на его поверхности, обращенной к указанному некоронирующему электроду. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что длина дополнительного коронирующего электрода в 1,5 - 2 раза больше длины металлического стержня и во столько же раз меньше длины некоронирующего электрода.