Способ получения электрического разряда между жидкими электролитными электродами и устройство для его осуществления Российский патент 2020 года по МПК H05H1/24 H05H1/48 

Изобретение относится к способам получения, исследования и применения низкотемпературной плазмы и может быть применено в плазмохимии, плазменных технологиях обработки материалов и плазменной технике, в частности в плазмохимических реакторах.

Известен способ получения электрического разряда в парах электролита и устройство для его осуществления [1], задачей изобретения является увеличение активной рабочей зоны разряда путем увеличения длины разряда.

Недостатком устройства [1] является наличие твердотельного анода, который изнашивается в процессе функционирования и поэтому имеет ограниченный ресурс работы.

Наиболее близким к заявленному техническому решению, прототипом, является способ получения электролитного электрического разряда и устройство для его осуществления [2], задачей изобретения является увеличение активной рабочей зоны разряда.

Недостатком этого устройства [2], также является наличие твердотельного анода, который изнашивается в процессе функционирования и поэтому имеет ограниченный ресурс работы.

Цель заявляемого изобретения направлена на увеличение срока службы плазмотрона за счет отсутствия эрозии у жидких электролитных электродов.

Цель достигается тем, что способ получения электрического разряда между двумя электродными узлами, заключающийся в том, что разряд возбуждается между потоками двух электролитов, вытекающих из верхних частей соответствующих двух призматических катодного и анодного электродных узлов, расположенных горизонтально, при этом устройство для реализации способа, содержащее две электрически изолированные между собой гидравлические системы для циркуляции электролитов и электролитный катодный и электролитный анодный электродные узлы, при чем корпуса электродных узлов имеют форму призмы с каналом распределительным в центре сечения, с каналом подводящим в боковой части сечения и с каналом отводящим в верхней части сечения, причем продольные размеры призмы на порядок больше поперечных размеров, а корпуса обоих электродных узлов изготавливаются из термостойкого диэлектрического материала и имеют одинаковый вид и конструкцию, также внутри корпуса каждого электродного узла имеется токоподвод в виде сплошного твердотельного призматического стержня, соосно размещенного внутри канала продольного в корпусе соответствующего электродного узла с образованием кольцевого промежутка для протекания электролита и герметично закрепленный на обоих торцах соответствующего электродного узла, причем токоподвод анодного электродного узла изготовлен из твердотельного неметаллического проводящего коррозионностойкого материала, а токоподвод катодного электродного узла изготовлен из твердотельного токопроводящего коррозионностойкого металла, кроме тоготокоподводы соединены с соответствующими клеммами для подвода электрической энергии.

На фиг. 1 представлено устройство для осуществления способа. Стрелками указано направление движения жидкого электролита.

Устройство для осуществления способа (фиг. 1) состоит из двух внешне одинаковых горизонтально расположенных призматических электродных узлов "К" и "А"; двух электрически изолированных гидравлических систем "ГС-К" и "ГС-А".

Электродный узел "А" (анодный узел) состоит из следующих частей: 1 - канал подводящий анодный, 2 - токоподвод неметаллический анодный, 3 - канал распределительный анодный, 4 - корпус анодный, 5 - канал отводящий анодный, 6 - поток электролита, стекающий с анодного узла.

Электродный узел "К" (катодный узел) состоит из следующих частей: 8 - поток электролита, стекающий с катода; 9 - канал отводящий катодный; 10 - корпус катодный; 11 - канал распределительный катодный; 12 - токоподвод катодный металлический; 13 - канал подводящий катодный.

Между электродными узлами "К" и "А" имеется межэлектродный промежуток 7, образуемый ближайшими потоками электролита.

Электродный узел "А" (анодный узел) соединен с клеммой положительной 14. Под узлом находится гидростанция "ГС-А".

Электродный узел "К" (катодный узел) соединен с клеммой отрицательной 15. Под узлом находится гидростанция "ГС -К".

Устройство для осуществления способа (фиг. 1) работает следующим образом. До начала возбуждения разряда с помощью двух электрически изолированных между собой гидравлических систем "ГС-К" и "ГС-А" запускается непрерывная циркуляция двух электрически изолированных между собой потоков электролитов через электродные узлы "А" и "К" с расходом, достаточным для обеспечения стабильного разряда в межэлектродном промежутке 7, причем расход подбирается опытным путем. Для обеспечения циркуляции из гидравлической системы "ГС-А" поток электролита непрерывно направляется в канал подводящий анодный 1 электродного узла "А", а из гидравлической системы "ГС-К" поток электролита непрерывно направляется в канал подводящий катодный 13 электродного узла "К".

В электродном узле "А" поток электролита протекает через канал подводящий анодный 1; через канал распределительный анодный 3, образованный между корпусом анодным 4 и токоподводом неметаллическим анодным 2, через канал отводящий анодный 5. Затем поток электролита выходит в верхнюю часть электродного узла «А» и в обе стороны от него в виде потока 6 стекает в гидравлическую систему "ГНС-А", где происходит очистка, подпитка, хранение и охлаждение электролита.

В электродном узле "К" поток электролита протекает через канал подводящий катодный 13, через канал распределительный катодный 11, образованный между корпусом катодным 10 и токоподводом катодным металлическим 12, через канал отводящий катодный 9. Затем поток электролита выходит в верхнюю часть электродного узла «К» и в обе стороны от него в виде потока 8 стекает в гидравлическую систему "ГС-К", где происходит очистка, подпитка, хранение и охлаждение электролита.

Разряд между стекающими потоками электролитов в межэлектродном промежутке 7 возбуждается, например, методом взрыва тонкой металлической проволоки, при подаче электрической энергии на клеммы 14 и 15, соединенные с соответствующими токоподводом неметаллическим анодным 2 и токоподводом катодным металлическим 12.

Использованные источники

1. Патент РФ №2466514 Тазмеев Х.К. Способ получения электрического разряда в парах электролита и устройство для его осуществления. Опубликовано: 10.11.2012 Бюл. №31.

2. Патент РФ №2169443. Тазмеев Б.Х, Тазмеев Х.К. Способ получения электролитного электрического разряда и устройство для его осуществления. Опубликовано: 20.06.2001 Бюл. №17.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу получения электрического разряда между жидкими электролитными электродами и устройству для его осуществления, и может быть использовано при получении низкотемпературной плазмы в плазмохимических реакторах. В предложенном способе возбуждается электрический разряд между потоками двух электролитов, вытекающих из верхних частей соответствующих двух призматических катодного и анодного электродных узлов, расположенных горизонтально, при этом в устройстве выполнено две электрически изолированные между собой гидравлические системы для циркуляции электролитов с электролитными катодным и электролитным анодным электродными узлами, корпуса которых имеют форму призмы с распределительными подводящими и отводящими каналами. В корпусах обоих электродных узлов, выполненных из термостойкого диэлектрического материала, расположены токоподводы в виде сплошного твердотельного призматического стержня, соосно размещенного внутри канала. Корпус соответствующего электродного узла снабжен кольцевым промежутком для протекания электролита. Увеличение срока службы устройства получения электрического разряда является техническим результатом изобретения. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ получения электрического разряда между двумя электродными узлами, отличающийся тем, что разряд возбуждается между потоками двух электролитов, вытекающих из верхних частей соответствующих двух призматических катодного и анодного электродных узлов, расположенных горизонтально.

2. Устройство для реализации способа по п. 1, содержащее две электрически изолированные между собой гидравлические системы для циркуляции электролитов и электролитный катодный и электролитный анодный электродные узлы, отличающийся тем, что корпуса электродных узлов имеют форму призмы с каналом распределительным в центре сечения, с каналом подводящим в боковой части сечения и с каналом отводящим в верхней части сечения, причем продольные размеры призмы на порядок больше поперечных размеров, а корпуса обоих электродных узлов изготавливаются из термостойкого диэлектрического материала и имеют одинаковый вид и конструкцию, также внутри корпуса каждого электродного узла имеется токоподвод в виде сплошного твердотельного призматического стержня, соосно размещенного внутри канала продольного в корпусе соответствующего электродного узла с образованием кольцевого промежутка для протекания электролита и герметично закрепленный на обоих торцах соответствующего электродного узла, причем токоподвод анодного электродного узла изготовлен из твердотельного неметаллического проводящего коррозионностойкого материала, а токоподвод катодного электродного узла изготовлен из твердотельного токопроводящего коррозионностойкого металла, кроме того, токоподводы соединены с соответствующими клеммами для подвода электрической энергии.