ОЗОНАТОР-КОМПРЕССОР Российский патент 2000 года по МПК C01B13/11 

Изобретение относится к области озонирования воздуха в химической промышленности, медицине, двигателях внутреннего сгорания.

Для получения озона применяют агрегат, состоящий из устройства ионизации кислорода, компрессора нагнетания воздуха и преобразователя напряжения. (1).

Устройство ионизации кислорода образует камеру с расположенными в ней электродами ионизации, на которые подается высокое напряжение (1,2). Преобразователь напряжения выполняется на основе накопительной катушки индуктивности и формирователя импульсов тока через катушку (3).

Находит применение простейший компрессор перекачки газообразных и жидких сред с катушкой индуктивности. Магнитопровод катушки индуктивности этого компрессора состоит из двух частей: неподвижной и подвижной соединенной с гибкой мембраной. Гибкая мембрана, входной и выходной клапаны с корпусом образуют камеру нагнетания. При упругом подвесе подвижной части, со смешением из положения минимального магнитного сопротивления магнитопровода, подача на катушку индуктивности переменного или импульсного напряжения вызывает возвратно-поступательное движение мембраны, которая вместе с клапанами производит перекачку среды (4,5). Агрегат получения и перекачки озона несовершенен по конструкции, что привело к увеличению массы, объема, перерасходу материалов и неэкономичности как при производстве, так и при эксплуатации.

Прототипом предлагаемого озонатора-компрессора является агрегат, состоящий из устройств ионизации кислорода, компрессора и преобразователя напряжения, как средство того же назначения, известное до даты приоритета.

Предлагаемый озонатор-компрессор является устройством получения и перекачки озона, и отличается от прототипа изложенными далее техническими решениями.

Электроды ионизации кислорода и преобразователь напряжения установлены в камере нагнетания компрессора, что позволило в одном корпусе собрать компрессор, преобразователь напряжения и устройство ионизации. В преобразователе напряжения, магнитопровод накопительной катушки индуктивности выполнен с подвижной и неподвижной частями. На неподвижной части магнитопровода размещены обмотки, а подвижная часть соединена с мембраной компрессора, со смещением из положения минимального магнитного сопротивления магнитопровода. При таком решении катушка индуктивности выполняет две функции.

Частота работы преобразователя напряжения установлена равной частоте собственного резонанса мембраны для получения максимального КПД.

Предлагаемый озонатор-компрессор имеет корпус, образующий камеру нагнетания с выпускными клапанами и гибкой мембраной, на которой установлены впускные клапана. В корпусе размещен преобразователь напряжения, состоящий из формирователя импульсов тока и катушки индуктивности. Электроды ионизации кислорода размещены в камере нагнетания, между впускными и выпускными клапанами с напряжением, вырабатываемым преобразователем. Катушка индуктивности преобразователя имеет магнитопровод, разделенный на две части: неподвижную - с обмотками и подвижную, соединенную с гибкой мембраной, при подвесе подвижной части со смещением из положения минимального магнитного сопротивления магнитопровода, причем частота импульсов тока в формирователе установлена равной частоте собственного резонанса мембраны. Предлагаемый озонатор-компрессор является устройством получения и перекачки озона.

В агрегате получения и перекачки озона используются две катушки индуктивности и две камеры: ионизации и нагнетания, возможно соединенные воздуховодом, а предлагаемый озонатор-компрессор имеет одну катушку и одну рабочую камеру, а это уменьшение массы и габаритов, упрощение конструкции, экономия материалов и снижение себестоимости производства. В прототипе преобразователь и компрессор, если не приняты специальные меры, работают независимо и неисправность одного ведет к бесполезной работе другого. Предлагаемый озонатор-компрессор лишен этого недостатка. Озонатор-компрессор может подавать озон под давлением, его легко установить в полости воздушного фильтра двигателей внутреннего сгорания для озонирования и подачи горючей смеси под давлением.

Для пояснения конструкции и работы озонатора-компрессора приведен чертеж.

Озонатор-компрессор представляет собой цилиндрический корпус 1, в котором размещены: катушка индуктивности 2 с магнитопроводом 3, а часть магнитопровода 5 является подвижной и соединена с гибкой мембраной 4. На мембране 4 расположены впускные клапана 6. В полости между впускными клапанами 6 и выпускными клапанами 8 установлены электроды ионизации 7.

Также в корпусе 1 установлены выпускные клапаны 8 и формирователь импульсов тока 9.

Озонатор-компрессор, изображенный на чертеже, работает следующим образом. Формирователь импульсов 9 вырабатывает импульс тока, протекающего через катушку индуктивности 2, вызывая в ней накопление энергии. Одновременно подвижная часть магнитопровода 5 смещается к катушке индуктивности 2, стремясь занять положение минимального магнитного сопротивления магнитопровода 3. При перемещении подвижной части магнитопровода 5, соединенной с мембраной 4, происходит выхлоп через выходной клапан 8. После окончания такта накопления энергии, формирователь импульсов тока 9 производит скоростное выключение тока через катушку 2. При этом в обмотке катушки 2 возникает высокое напряжение, которое подается к электродам ионизации 7, образуя озон. Одновременно происходит уменьшение напряженности магнитного поля в зазоре магнитопровода до нуля, что приводит к возврату мембраны 4, клапана 6 и подвижной части магнитопровода 5 в начальное положение со смещением с учетом инерции. Одновременно с этим клапан 6 открывается вследствие инерции и происходит всасывание воздуха.

На этом заканчивается один цикл работы озонатора-компрессора. Расположение элементов озонатора-компрессора, тип и схема преобразователя, конструкция электродов ионизатора, расположение и работа клапанов могут иметь множество вариантов, в зависимости от назначения, питания, мощности и т.д. при сохранении идеи и технического решения. При сравнении с агрегатом, состоящим из компрессора, преобразователя и устройства ионизации, выигрыш в массе, объеме и конструкции очевиден в пользу озонатора-компрессора. Предлагаемый озонатор-компрессор может быть преобразован в ионизатор-компрессор газов или жидкостей изменением напряжения ионизации.

Источники информации
1. Авт. свид-во СССР N 994398 кл. C 01 В 13/10 от 07.02.1983 г., бюл. N 5, фиг. 3.

2. Авт. свид-во СССР N 1543193 кл. C 01 В 13/11 от 15.02.1990 г. бюл. N 6.

З. Л.М. Фолкенберри. Справочное пособие по ремонту электрических и электронных систем. М.: Энергоатомиздат, 1989 г. стр. 147-165.

4. Патент Германии N 639169 кл. 276-13, 1936 г.

5. Заявка ФРГ N 2345592 кл. F 04 B 43/02, 1976 г.

Изобретение относится к озонированию воздуха в химической промышленности, медицине, двигателях внутреннего сгорания. Озонатор-компрессор имеет камеру нагнетания с впускными клапанами, установленными на гибкой мембране и выпускными клапанами. Между ними установлены электроды ионизации кислорода с преобразователем напряжения. Магнитопровод катушки индуктивности разделен на неподвижную часть с катушкой и подвижную, соединенную с мембраной. При упругом подвесе подвижной части со смещением из положения минимального магнитного сопротивления магнитопровода подача переменного или импульсного напряжения вызывает возвратно-поступательные движения мембраны. Частота импульсов тока в формирователе установлена равной частоте собственного резонанса мембраны. В изобретении обеспечивается упрощение конструкции и габаритов. 1 ил.

Озонатор-компрессор для получения и перекачки озона, содержащий агрегат, состоящий из устройства ионизации кислорода, включающего электроды ионизации, преобразователя напряжения, представляющего собой накопительную катушку индуктивности с формированием импульсов тока этой катушки, компрессора, представляющего собой камеру нагнетания с впускными и выпускными клапанами и гибкой мембраной и магнитопровод, имеющий неподвижную часть с обмоткой и подвижную соединенную с гибкой мембраной, при подвесе подвижной части со смещением из положения минимального магнитного сопротивления магнитопровода, отличающийся тем, что имеет корпус, образующий камеру нагнетания с выпускными клапанами и установленными на гибкой мембране впускными клапанами, а между впускными и выпускными клапанами установлены электроды ионизации кислорода с преобразователем напряжения, накопительная катушка индуктивности которого имеет магнитопровод, разделенный на неподвижную часть с обмотками и подвижную, соединенную с гибкой мембраной, при подвесе подвижной части со смещением из положения минимального магнитного сопротивления магнитопровода, причем частота импульсов тока в формирователе установлена равной частоте собственного резонанса мембраны.