ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР Российский патент 2001 года по МПК B03C5/02 B03C7/02 

Изобретение относится к области разделения несмешивающихся жидкостей, а также разделения твердых диэлектрических примесей от жидкости, используемых при ее гидротранспортной системе перекачки.

Известен диэлектрический сепаратор повышенной производительности с вращающимся электрическим полем, содержащий коаксиальные цилиндры, систему электродов, диэлектрические жидкости и приемники (авт. св. СССР N 1461509, кл. B 03 C 7/02, 28.02.1989).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность процесса сепарации из-за отсутствия вращения диэлектрической жидкости.

Наиболее близким аналогом изобретения является диэлектрический сепаратор, содержащий заземленную трубу, по оси которой размещен металлический защитный экран с установленными внутри него вращающимися электродами, диэлектрические жидкости и приемники для продуктов разделения (см. патент РФ N 2047388, кл. B 03 C 7/02, 10.11.1995).

Однако известный сепаратор также обладает низкой эффективностью процесса сепарации жидкостей.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности процесса сепарации несмешивающихся жидкостей с различными плотностями и диэлектрическими проницаемостями и жидкости с диэлектрическими примесями, путем их механического вращения и воздействия вращающимися электрическими полями.

Технический результат достигается тем, что диэлектрический сепаратор, содержащий заземленную трубу, по оси которой размещен металлический защитный экран с установленными внутри него вращающимися электродами, диэлектрические жидкости и приемники для продуктов разделения, согласно изобретению он имеет диск с радиальными лепестками, выполненными по форме брахистохроны и направленными в сторону вращения электрических полей, защитный экран выполнен в виде цилиндра с верхней и нижней диэлектрическими полусферами, а электроды выполнены в виде двойной беличьей клетки.

Кроме того, сепаратор имеет регулятор вращающейся жидкости, выполненный в виде эластичного шнека, регулируемого с помощью подвижного трубопровода, и регулятор отделяемой жидкости, выполненный в виде подвижной трубы, создающей круговое отверстие в форме усеченного конуса.

Анализ известного технического решения показал, что в заявляемом изобретении появляются свойства, не совпадающие со свойствами известных решений. Предлагаемый диэлектрический сепаратор отличается от прототипа тем, что благодаря изменению конструкции на диэлектрические жидкости и на диэлектрические примеси действуют вращательное механическое движение и вращающиеся электрические поля, что повышает эффективность разделения жидкости от жидкости или диэлектрических примесей от жидкости.

На фиг. 1 дан общий вид диэлектрического сепаратора. На фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1.

Диэлектрический сепаратор содержит заземленную трубу 1, изолированный металлический цилиндрический защитный экран 2 с верхней и нижней полусферами 3 из диэлектрического материала, электроды 4 в виде двойной беличьей клетки, электродвигатель 5 для привода электродов 4, трубки 6 для крепления защитного экрана 2 и подвода электропитания низкого напряжения электродвигателю 5 и высокого напряжения электродам 4, диск 7 с радиальными лепестками 8 в форме брахистрохроны, эластичный шнек 9 для вращения и регулирования протока жидкости, уплотнения 10, опорное кольцо 11, подвижный трубопровод 12, фиксатор 13, делитель 14, рукоятку 15 для установки величины шага шнека 9, подвижную трубу 16, создающую совместно с трубой 1 круговое отверстие 17 в виде усеченного конуса для регулирования выхода отделяемой жидкости или твердых диэлектрических примесей, винтовое устройство 18 для перемещения трубы 16, выходную трубу 19 и крепление 20 выходной трубы.

Сепаратор работает следующим образом.

Поток жидкости с диэлектрической примесью, двигаясь по эластичному шнеку 9, совершает винтообразное движение, которое может регулироваться с помощью подвижного трубопровода 12, фиксируемого фиксатором 13, и, проходя через диск 7 с радиальными лепестками 8 в форме брахистрохроны, для увеличения скорости потока жидкости, закручивается и приобретает вращательное движение.

Вращающаяся жидкость с примесями попадает в зону вращающихся электрических полей, созданных электродами 4 в виде двойной беличьей клетки для усиления электрического поля в рабочей зоне, полученной при вращении ее электродвигателем 5. Причем направление вращения жидкостей или жидкости с примесями с вращающимися электрическими полями одинаковы. В рабочей зоне одновременно действуют на частицы центробежная сила, созданная вращением жидкости, и центробежная сила, созданная вращающимися электрическими полями. При этом частицы, увлекаясь этими силами, по винтовой траектории перемещаются к стенкам трубы 1 и через круговое отверстие 17 выходят наружу. Размер отверстия регулируется с помощью винтового устройства 18. Жидкость без примеси перемещается через выходную трубу 19.

Пример. В лабораторных условиях производилось отделение частицы сегнетокерамики от керосина. Приложенное выпрямленное напряжение между заземленной трубой и электродами - 20 кВ, частота вращающегося электрического поля, действующая на частицу - 100 Гц, скорость перемещения жидкости - 0,01 м/с.

Технико-экономическое преимущество предложенного изобретения в сравнении с прототипом заключается в увеличении четкости и производительности разделения жидкостей с различными плотностями и жидкости с диэлектрическими примесями путем воздействия на них одновременно центробежных сил, созданных вращением жидкостей и вращающимися электрическими полями.

Изобретение относится к области разделения несмешивающихся жидкостей, а также разделения твердых диэлектрических примесей и жидкости, используемых при ее гидротранспортной системе перекачки. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процесса сепарации несмешивающихся жидкостей с различными плотностями и диэлектрическими проницаемости и жидкости с диэлектрическими примесями путем их механического вращения и воздействия вращающимися электрическими полями. Устройство содержит заземленную трубу, где по оси размещены изолированный металлический цилиндрический защитный экран с верхней и нижней диэлектрическими полусферами. Внутри экрана установлены электроды в виде двойной беличьей клетки, диск с радиальными лепестками, имеющими форму брахистрохроны и направленными в сторону вращения электрических полей. Устройство также имеет регулятор вращающейся жидкости в виде эластичного шнека и регулятор отделяемой жидкости в виде подвижной трубы, создающей круговое отверстие в форме усеченного конуса. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Диэлектрический сепаратор, содержащий заземленную трубу, по оси которой размещен металлический защитный экран с установленными внутри него вращающимися электродами, диэлектрические жидкости и приемники для продуктов разделения, отличающийся тем, что он имеет диск с радиальными лепестками, выполненными по форме брахистохроны и направленными в сторону вращения электрических полей, защитный экран выполнен в виде цилиндра с верхней и нижней диэлектрическими полусферами, а электроды - в виде двойной беличьей клетки. 2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что он имеет регулятор вращающейся жидкости, выполненный в виде эластичного шнека, регулируемого с помощью подвижного трубопровода. 3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что он имеет регулятор отделяемой жидкости, выполненный в виде подвижной трубы, создающей круговое отверстие в форме усеченного конуса.