ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ Российский патент 2003 года по МПК B05B5/00 

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкости и может быть использовано на предприятиях химической, медицинской и топливной промышленности, а также в научных исследованиях.

Известен электроаэрозольный распылитель, содержащий дисковые заземленный распыливающий и индуцирующий электроды, расположенные параллельно на расстоянии один от другого, и источник высокого напряжения (SU 1219154 А, 23.03.1986).

Недостатком данного распылителя является наличие подвижного механического узла, необходимого для вращения распыливающего электрода, и полидисперсность получаемого распыла.

Известен также распылитель жидкости, содержащий камеру с каналом подвода жидкости и соплом и электроразрядник, выполненный в виде пары встречно направленных электродов, которые расположены перед соплом со стороны выхода из него жидкости (SU 1041162 А, 15.09.1983).

Недостатками такой конструкции являются поочередность работы каждой пары электродов, импульсный режим работы, распыл осуществляется в воздухе, жидкость подается сплошной струей, что не позволяет получить высокодисперсный факел распыла, а электроды создают локальное неоднородное электростатическое поле.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является электростатический распылитель жидкости, содержащий источник электрического напряжения, систему встречно направленных лезвийных электродов, выполненную в виде двух групп из параллельных друг другу лезвийных электродов, и устройство для подачи жидкости в межэлектродный промежуток (DE 1009539 А, 29.05.1957).

Однако данный распылитель также не обеспечивает высокодисперсный факел распыла.

Задачей изобретения является создание электростатического распылителя жидкости, позволяющего достичь технический результат, состоящий в получении высокомонодисперсного распыла жидкости в жидкой дисперсной среде в результате ее дробления в стационарном, резко неоднородном, распределенном по объему электростатическом поле, что позволит повысить кпд и производительность распылителя.

Этот технический результат в электростатическом распылителе жидкости, содержащем источник электрического напряжения, систему встречно направленных лезвийных электродов, выполненную в виде двух групп из параллельных друг другу лезвийных электродов, и устройство для подачи жидкости в межэлектродный промежуток, достигается тем, что электроды одной группы расположены перпендикулярно электродам другой группы, при этом группы электродов электрически соединены с разноименными клеммами источника электрического напряжения.

Для увеличения производительности распылитель дополнительно содержит группы лезвийных электродов.

Для изменения максимальной напряженности поля группы лезвийных электродов установлены в емкости с возможностью изменения расстояния эквидистантности между группами.

Для обеспечения возможности регулирования степени неоднородности электростатического поля в пределах объема рабочей емкости группы лезвийных электродов размещены с возможностью изменения взаимно пространственного расположения электродов одной группы относительно электродов другой группы путем изменения плоского угла между ними в пределах от 0 до 90^o.

Каждый лезвийный электрод установлен тупой стороной в прорези втулки из диэлектрического материала и зафиксирован диэлектрическими кольцами, при этом электроды в группах имеют однонаправленную ориентацию.

В данном распылителе создается распределенное по объему резко неоднородное электростатическое поле за счет использования системы встречно направленных и взаимно перпендикулярных лезвийных электродов, подключенных к источнику электрического напряжения, и осуществляется капельная подача жидкости в межэлектродное пространство, при этом распыл происходит в жидкой дисперсной среде.

Техническим результатом при осуществлении заявленного изобретения является возможность получения монодисперсного распыла высокой степени дисперсности в непрерывном режиме.

Использование данного технического решения позволит получить монодисперсную эмульсию высокой степени дисперсности в больших объемах и повысить тем самым производительность распылителя.

На фиг. 1 изображена общая схема электростатического распылителя жидкости; на фиг.2 - система электродов; на фиг.3 - система электродов, вариант; на фиг.4 - конструкция лезвийного электрода.

Электростатический распылитель жидкости содержит емкость 1 с дисперсной средой, систему 2 для капельной подачи жидкости, являющейся дисперсной фазой, источник электрического напряжения 3 и систему электродов 4, которая содержит две группы 5 и 6 лезвийных электродов, закрепленных параллельно друг другу и электрически соединенных (фиг.1). Группы электродов установлены эквидистантно друг другу на расстоянии L, причем электроды одной группы 5 взаимно перпендикулярны электродам другой группы 6 и жестко закреплены в каркас из диэлектрического материала, содержащий пластины 7 и 8 со сквозными отверстиями, которые соединены с колонками 9. Группы 5 и 6 электродов электрически соединены с разноименными клеммами источника электрического напряжения 3 (фиг.2).

В трубку 10 из диэлектрического материала, разрезанную вдоль, тупым концом вставлена тонкая металлическая пластина-лезвие 11, заостренная с одной стороны (фиг. 4). Пластина 11 фиксируется кольцами 12 из диэлектрического материала.

Основным отличием варианта выполнения системы электродов 4 является возможность изменения угла α между группами электродов, причем угол α не превышает 90^o. Изменение угла между группами электродов позволяет изменять степень неоднородности электростатического поля в межэлектродном пространстве.

Распылитель работает следующим образом.

В межэлектродное пространство системы электродов 4, погруженной в емкость 1 с дисперсной средой, например, с трансформаторным маслом, и подключенной к источнику электрического напряжения 3, каплями подается дисперсная фаза, например вода, с помощью системы 2 подачи жидкости, содержащей капилляр, который заглублен в дисперсную среду и равно отстоит от групп 5 и 6 электродов. Капля, попадая в резко неоднородное электростатическое поле, начинает дробиться под действием электростатических сил.

Многочисленные эксперименты показали, что в результате работы электростатического распылителя жидкости получаются капли в диапазоне 2 - 8 мкм, причем число капель размером 2 мкм достигает 90% от числа зафиксированных, что соответствует монодисперсному распылу.

Таким образом, технико-экономические преимущества данного изобретения состоят в следующем:
- простота конструкции распылителя, доступность материалов;
- отсутствие подвижных механических узлов;
- получение монодисперсного распыла высокой степени дисперсности;
- малые весогабаритные характеристики, что позволяет использовать распылитель для получения водно-масляных эмульсий, например, для изготовления СОЖ при малом станочном парке.

Распылитель может быть использован для распыления жидкости на предприятиях химической, медицинской и топливной промышленности и позволяет получить высокомонодисперсный распыл жидкости в жидкой дисперсной среде в результате ее дробления в стационарном резко неоднородном распределенном по объему электростатическом поле, что позволит повысить кпд и производительность распылителя. Распылитель содержит источник электрического напряжения, систему встречно направленных лезвийных электродов, выполненную в виде двух групп из параллельных друг другу лезвийных электродов, и устройство для подачи жидкости в межэлектродный промежуток. Электроды одной группы расположены перпендикулярно электродам другой группы, что позволяет создать резко неоднородное электростатическое поле. Распыливаемая жидкость подается в межэлектродный промежуток предварительно разбитой на капли. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Электростатический распылитель жидкости, содержащий источник электрического напряжения, систему встречно направленных лезвийный электродов, выполненную в виде двух групп из параллельных друг другу лезвийных электродов, и устройство для подачи жидкости в межэлектродный промежуток, отличающийся тем, что электроды одной группы расположены перпендикулярно электродам другой группы, при этом группы электродов электрически соединены с разноименными клеммами источника электрического напряжения. 2. Электростатический распылитель жидкости по п. 1, отличающийся тем, что для увеличения производительности он дополнительно содержит группы лезвийных электродов. 3. Электростатический распылитель жидкости по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для изменения максимальной напряженности поля группы лезвийных электродов установлены в емкости с возможностью изменения расстояния эквидистантности между группами. 4. Электростатический распылитель жидкости по п. 3, отличающийся тем, что для обеспечения возможности регулирования степени неоднородности электростатического поля в пределах объема рабочей емкости группы лезвийных электродов размещены с возможностью изменения взаимно пространственного расположения электродов одной группы относительно электродов другой группы путем изменения плоского угла между ними в пределах 0-90^o. 5. Электростатический распылитель жидкости по п. 1 или 2, отличающийся тем, что каждый лезвийный электрод установлен тупой стороной в прорези втулки из диэлектрического материала и зафиксирован диэлектрическими кольцами, при этом электроды в группах имеют однонаправленную ориентацию.