ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ БЛОК УСТАНОВКИ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ Российский патент 2012 года по МПК B03C3/02 

Заявляемое техническое решение относится к системам газоразрядно-каталитической, газоразрядной, плазменной, барьерной и иных видов электроочистки газов и воздуха, и предназначено для использования в жилых и производственных помещениях, в частности, для удаления вредных газообразных веществ органической природы из вентиляционных и технологических выбросов, для очистки химически агрессивных и влажных газов, применяемых в цветной, черной металлургии, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности, для удаления остаточных концентраций и дурнопахнущих веществ при производстве, например, табачных изделий или копчении, предназначено для очистки и стерилизации приточного воздуха от запахов и газов, от патогенной микрофлоры в офисных помещениях, при производстве пищевых продуктов, консервировании, пивоварении и др.

Известен электрофильтр для очистки воздуха от пыли, содержащий корпус, секции с пластинчатыми электродами, установленными в пазы обойм, и высоковольтный источник, при этом пластинчатые электроды выполнены в виде плоских пружин, установленных с прогибом (патент на изобретение №1200986, дата публикации 30.12.85, МПК4 В03С 3/40, «Электрофильтр для очистки воздуха от пыли»).

Недостаток аналога заключается в том, что поверхности металлических электродов очень быстро покрываются слоем грязи, выделяемой из очищаемого воздуха, частицы грязи налипают на металлические поверхности и с трудом удаляются с них, тем самым резко снижая эффективность очистки воздуха.

Известен газоразрядный блок установки для очистки газов, содержащий корпус, внутри которого установлен по меньшей мере один отсек с расположенными в каждом из них электродами, образующими разрядные пары, а также источник питания, при этом один из электродов каждой из разрядных пар размещен внутри слоя стекла, в качестве источника питания использован блок питания с напряжением на выходе 5000-20000 В и с частотой 50-9000 Гц, а второй электрод каждой из разрядных пар выполнен в виде сетки из проволоки с расположенными на ней перпендикулярно шипами (патент на полезную модель №40013, МПК7 В03С 3/02, дата публикации 27.08.2004, «Установка для очистки газов и газоразрядный блок установки для очистки газов»).

Несмотря на то что в данном устройстве один из электродов каждой из разрядных пар размещен внутри слоя стекла, повышая их надежность, однако произвольно выбранные размеры используемых электродов приводили к пробоям изолятора электрода и электроизоляции токовода.

Задача заявляемого технического решения заключается в повышении эффективности работы газоразрядного блока путем повышения качества и увеличения надежности работы его газоразрядной пары.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в газоразрядном блоке установки для очистки газов один из электродов газоразрядной пары выполнен в виде пластины, выполненной из стекла или керамики, внутри которой размещен проводник и, по крайней мере, один токовод, соединяющий проводник с внешним источником тока, при этом отношение размеров ширины и длины пластины находится в диапазоне от 1:1 до 1:5, а свободное от проводника поле пластины по ее периметру имеет ширину, от кромки пластины до проводника, составляющую от 0,02 до 0,08 ширины самой пластины.

Поставленная задача решается также благодаря тому, что в газоразрядном блоке установки для очистки газов один из электродов газоразрядной пары выполнен в виде пластины, выполненной из стекла или керамики, внутри которой размещен проводник и, по крайней мере, один токовод, соединяющий проводник с внешним источником тока, при этом отношение размеров ширины и длины пластины находится в диапазоне от 1:1 до 1:5; свободное от проводника и токовода поле пластины по ее периметру имеет ширину, от кромки пластины до проводника, составляющую от 0,02 до 0,08 ширины самой пластины, а ширина поля пластины, в котором размещен токовод, имеет расширение по отношению к остальному полю пластины, выполненное в виде многоугольного или криволинейного выступа.

Пластина, выполненная из стекла или керамики, внутри которой размещен проводник и токовод, представляет собой двусторонний плоский электрод, обеспечивающий возможность одновременного взаимодействия с двумя ответными электродами газоразрядных пар, выполненными в виде металлической сетки с расположенными на ней перпендикулярно шипами, что обеспечивает эффективность работы и увеличивает компоновочную плотность газоразрядного блока.

Выполнение пластины двустороннего электрода из стекла или керамики увеличивает долговечность изделия, поскольку проводник, размещенный между слоями такого изолятора, защищен от контактов с внешней загрязненной газообразной средой, не подвергаясь электроэрозии и электрокоррозии.

Выполнение одного из электродов газоразрядной пары в виде пластины, выполненной из стекла или керамики, внутри которой размещен проводник и токовод, обеспечивает увеличение объема создаваемых электроразрядов, увеличивая тем самым количество создаваемого озона, необходимого для очистки воздуха.

Выполнение электрода в виде стеклянной или керамической пластины, отношение ширины и длины которой составляет от 1:1 до 1:5, обеспечивает равномерность распределения разрядов по всей площади проводника и равномерность распределения поля скоростей очищаемого воздуха, что позволяет повысить эффективность работы газоразрядного блока.

Ширина поля по периметру пластины электрода, которое свободно от проводника и токовода, составляет в рассматриваемом устройстве от 0,02 до 0,08 по отношению к ширине пластины электрода, образуя вокруг проводника изоляционные поля и обеспечивая необходимую изоляционную защиту поверхностей электрода.

Расширение изоляционного поля пластины в области размещения токовода, выполненное в виде многоугольного или криволинейного выступа, позволяет уменьшить вероятность электрического пробоя изолятора пластины и электроизоляции токовода.

Размещение проводника электрода в пластине из стекла или керамики увеличивает межрегенерационный период и срок службы газоразрядного блока.

Кроме того, выполнение пластин электродов из стекла или керамики облегчает их техническое обслуживание, которое заключается в том, чтобы демонтировать электроды, промыть их и продефектовать.

Наличие отличительных признаков в заявляемом техническом решении позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна».

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления.

Сущность заявляемого устройства поясняется техническими рисунками, где:

на фиг.1 и 2 представлены фотографии газоразрядного блока;

на фиг.3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 - представлены варианты выполнения электрода газоразрядной пары.

Газоразрядный блок состоит из газоразрядных пар электродов 1 и 2.

Электрод 1 представляет собой металлическую сетку 3 из проволоки с перпендикулярно размещенными на ней шипами 4.

Электрод 2 выполнен в виде пластины 5, изготовленной из стекла или керамики, внутри которой герметично размещен проводник 6, который может быть выполнен как в виде металлической сетки, так и в виде металлической пластины.

Для обеспечения передачи напряжения на внутренний проводник на один или несколько торцев электрода выведен токовод 7, который также размещен внутри пластины электрода 2 и может быть выполнен из проволоки моножильной или многожильной, при этом контакт токовода 7 с проводником 6 может быть обеспечен как их механическим соединением, так и пайкой, сваркой.

Пластина 5 электрода 2 может быть выполнена из двух изоляционных слоев стекла или керамики, которые герметично соединены между собой, склеены или спаяны, в том числе общим нагревом заготовки пластины до температуры плавления материала, что обеспечивает необходимую изоляционную защиту поверхностей электрода 2.

Отношение размеров ширины А и длины В пластины 5 электрода 2 находится в диапазоне от 1:1 до 1:5 и является оптимальным для эффективной работы устройства, поскольку большее увеличение длины к ширине пластины ведет к неравномерности распределения рабочих характеристик по всей площади проводника, снижая эффективность его использования.

Свободное от проводника и токовода поле пластины по ее периметру имеет ширину С, от кромки пластины до проводника 6, составляющую от 0,02 до 0,08 ширины А самой пластины; изменение данного диапазона в сторону уменьшения не обеспечивает необходимый уровень защиты, а изменение в сторону увеличения ведет к нерациональному увеличению габаритов и материалоемкости устройства.

С целью увеличения надежности электрода, уменьшения вероятности пробоя изолятора, ширина D поля пластины, в котором размещен токовод 7, имеет расширение по отношению к остальному полю пластины, выполненное в виде многоугольного или криволинейного выступа.

Электрод 2 газоразрядной пары, представленный на фиг.3, выполнен в виде прямоугольной пластины 5 из стекла или керамики, внутри которой размещен проводник 6, выполненный из металлической сетки, с одним тоководом 7, который механически соединен с сеткой проводника 6, при этом изоляционное поле по периметру пластины имеет одинаковую ширину С.

На фиг.4 представлен электрод в виде прямоугольной пластины 5, проводник 6 внутри которой представляет собой металлическую пластину, к которой припаян один токовод 7. Электрод 2, изображенный на фиг.5, имеет расширение D в виде прямоугольного изоляционного поля пластины, в котором размещен токовод 7.

У электрода, представленного на фиг.6, расширение поля с размещенным в нем тоководом представляет собой треугольник, в вершине которого выполнен вывод токовода 7; одновременно на фиг.6 изображены вид сверху и вид сбоку электрода.

Аналогично выполнен электрод 2, представленный на фиг.7, но у которого проводник выполнен в виде металлической пластины.

Электрод 2 газоразрядной пары может иметь 2 токовода (см. фиг.8), при этом поля пластины в месте их размещения могут иметь расширение D, выполненное в данном варианте в виде треугольников, в вершинах которых выведены тоководы.

На фиг.9 представлен вариант выполнения электрода, у которого токовод 7 соединен с металлической пластиной проводника 6 с помощью сварки.

Работа устройства заключается в том, что в газоразрядном блоке к электродам 1 и 2 газоразрядной пары подают высокое напряжение, и между ними возникает барьерный разряд высокой частоты. В промежутке между шипами 4 электрода 1 и поверхностью пластины электрода 2 образуется динамично пульсирующий объем с разрядами, который реагирует с очищаемыми газами, проходящими между электродами 1 и 2. В результате химических реакций молекулы очищаемых газов делятся на активные ионы, свободные радикалы, при этом образуется озон, вступающий в окислительные реакции с активными ионами и радикалами, очищая загрязненные газы до безвредного состояния.

Таким образом, новая конструкция электрода газоразрядной пары позволяет повысить эффективность работы газоразрядного блока, повысить надежность и качество очистки газов, оптимизировать соотношение размеров электрода, резко снижая возможность пробоев изоляции.

Изобретение относится к системам газоразрядно-каталитической, газоразрядной, плазменной, барьерной и иных видов электроочистки газов и воздуха, и предназначено для использования в жилых и производственных помещениях. Газоразрядный блок установки для очистки газов содержит газоразрядные пары электродов. Один из электродов газоразрядной пары выполнен двусторонним в виде пластины, выполненной из стекла или керамики, внутри которой размещен проводник и, по крайней мере, один токовод, соединяющий проводник с внешним источником тока, при этом отношение размеров ширины и длины пластины находится в диапазоне от 1:1 до 1:5; свободное от проводника и токовода поле пластины по ее периметру имеет ширину, от кромки пластины до проводника, составляющую от 0,02 до 0,08 ширины самой пластины, а ширина поля пластины, в котором размещен токовод, имеет расширение по отношению к остальному полю пластины, выполненное в виде многоугольного или криволинейного выступа. Изобретение позволяет повысить эффективность работы газоразрядного блока путем повышения качества и увеличения надежности работы его газоразрядной пары. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.

1. Газоразрядный блок установки для очистки газов, содержащий газоразрядные пары электродов, отличающийся тем, что один из электродов газоразрядной пары выполнен двусторонним в виде пластины, выполненной из стекла или керамики, внутри которой размещен проводник и, по крайней мере, один токовод, соединяющий проводник с внешним источником тока, при этом отношение размеров ширины и длины пластины находится в диапазоне от 1:1 до 1:5, а свободное от проводника поле пластины по ее периметру имеет ширину, от кромки пластины до проводника, составляющую от 0,02 до 0,08 ширины самой пластины.

2. Газоразрядный блок установки для очистки газов, содержащий газоразрядные пары электродов, отличающийся тем, что один из электродов газоразрядной пары выполнен двусторонним в виде пластины, выполненной из стекла или керамики, внутри которой размещен проводник и, по крайней мере, один токовод, соединяющий проводник с внешним источником тока, при этом отношение размеров ширины и длины пластины находится в диапазоне от 1:1 до 1:5; свободное от проводника и токовода поле пластины по ее периметру имеет ширину, от кромки пластины до проводника, составляющую от 0,02 до 0,08 ширины самой пластины, а ширина поля пластины, в котором размещен токовод, имеет расширение по отношению к остальному полю пластины, выполненное в виде многоугольного или криволинейного выступа.