Устройство "Солнышко" для очистки жидкостей и газов от мелкодисперсных частиц Советский патент 1984 года по МПК B01D35/06 B03C5/00 

Изобретение относится к технике очистки диэлектрических швдкостей И газов и может быть использовано в машиностроении, станкостроении, цементной и металлургической промьгаше ности.. Известен электростатический филь содержащий корпус с входными и выходнь ми патрубками, высоковольтные электродь, форма которых позволяет создавать неоднородное полиградиеи нов электрическое поле. Катод выпол нен в виде пустотелого цилиндра с втулками по образующей поверхности, через которые отводится очищенная лшдкость, а частицы загрязнений, по падая в зону патрубка с высокой напряженностью электрического поля, заряжаются и под действием кулонов- ских сил перемещаются к противоположному цилиндрическому электроду, где происходит частичное осаждение крупных частиц, перезарядка и начинается обратное движение заряженных неосевших частиц к втулкам Cl . Однако в области втулок заряженная частица достаточно близко подходит к поверхности электрода и втя гивается вместе с потоком жидкости выходной патрубок, что снижает эффек тивность очистки. Известен также электрофильтр, содержащий коаксиальную систему высоковольтных электродов, отводящий и подводящий патрубки. В устройстве в связи с симметричностью системы электродов относительно центральной оси электрическое поле осесимметрично и силы, действующие на жидкость, также симмет1 ичны, поэтому в жидкой диэлектрической среде или газе явление электрического ветра отсутствует Учитывая, что наибольшая величина напряженности электрического поля на поверхности центрального электрода, максимальная плотность объемного заряда - в области центрального электрода. Частицы, заряжаясь в цент ре устройства, под действием электри

ческого поля перемещаются к цилиндрическому электроду, где объемная плотность заряда значительно меньше, поэтому пространство -вокруг центрального электрода постепенно очищается 55 от частиц, а в области больщого цилиндрического электрода происходит их накопление 2.

боковые поверхности которых расположены в плоскостях проходящих через ось симметрии электродов и диэлек-. трическими кольцами примыкающими к внутренней поверхности осадитель- . ного электрода и образующими с диэлектрическими перегородками накопители дпя загрязнений. 72 2 Так как изготовить строго симметричную систему электродов практически невозможно, а также учитывая несимметричность свойств очищаемой среды относительно центрального электрода, в такой системе электродов присутствует явление электрического ветра. Кроме того, наличие патрубков подвода и отвода очищаемого потока,каждый из которых несимметричен относительно центральной оси, вызывает перемещение потока как через область при центральном электроде, так и через область при цилиндрическом электроде с накопившимися частицами, поэтому толщина слоя, качественно очищ-аемого вокруг центрального электрода, из-за перемещения частиц не превышае т 1 мм при напряжении 10 кВ, которое определяется расстоянием между поверхностями электродов, а при больших напряжениях вообще исчезает. Кроме того, недостатками известных устройств являются возможность перезарядки частиц на цилиндрическом электроде и свободное перемещение под действием кулоновских сил к центральному электроду в очищаемую жидкость, наличие электрогидродинамических потоков жидкости, способствутощих процессу перемешивания жид- кости с частицами, и перемешивание вновь поступающей жидкости для очистки с уже накопившимися в устройстве частицами. Цель изобретения - повышение эффективности улавливания мелкодисперсных частиц из диэлектрических жидкостей и газов. Поставленная цель достигается тем, что устройство для очистки жидкостей и газов от мелкодисперсных частиц, содержащее коаксиально расположенные цилиндрический осадительный и центральный электроды, подводящий и отводящий патрубки, снабжено радиальными диэлектрическими перегородками, контактирующими с центральным электродом и выполненными в виде клиньев. Подводящий и отводящий патрубки расположены по оси симметрии устройства. Количество диэлектрических клиньев не менее четырех, так как этого количества достаточно для устранения основного электрогидродинамического потока, возникайщего из-за несовпаде ния осей центрального и цилиндрического электродов. В системе коаксиальных электродов максимальная плотность объемных заря дов распбложена в области центрально го электрода, что обеспечивает макси мальную зарядку частиц. На фиг.1 изображено направление электрического поля в системе электродов; на фиг,-2 - устройство Солньгапсо, поперечный разрез; на фиг.З разрез А-А на фиг.2. . Так как электрическое поле в системе электродов осесимметрично, то и объемная плотность зарядов в простра стве и силы, действующие на заряженнуто среду, должны быть осесимметричн и не могут вызывать интенсивный электрогидродинамический.поток между электродами, что приводит к перемеши ванию очищаемой среды с частицами. На частицы загрязнений, адсорбирующие электрический заряд с плотностыг большей,чем плотность зарядов в очищаемой среде, действуют силы, привод щие к движению частиц относительно среды. При любой полярности электродов в идеальной симметричной системе электродов и очищаемой среды относительно главной оси симметрии электро форетические силы вызывают движение частиц, имеющих удельную проводимост вьше, чем у среды, от центрального электрода к цилиндрическому электроУстройство содержит осадительный электрод 1 цилиндрической формы, внутри которого коаксиально расположен центральный электрод 2, а между электродами, плотно контактируя с поверхностью центрального электрода, радиально расположены одинаковь диэлектрические перегородки 3 в виде клиньев, тонкие диэлектрические кольца 4 расположенные перпендикулярно поверхности осадительного электрода и образующие вместе, с диэлекг трическими перегородками 3 в виде клиньев накопители 5 загрязнений, подводящий 6 и отводящий 7 патрубки, расположенные по оси симметрии, опорное диэлектрическое кольцо 8 для крепления электрода 2., Боковые поверхно.сти кдиньев лежат в плоскостях, проходящих через осв симметрии электродов, так как при ином расположении электрическое поле несимметрично и появляется нормальная составляющая напряженности электрического поля к боковой поверхности клина, заряженные частицы оседают на поверхности клиньев, а не в накопителях 5 загрязнений. Очищаемый поток через патрубок 6 подается в устройство и прокачивается вдоль поверхности центрального элект трода 2 между диэлектрическими перегородками 3. Частицы загрязнений заряжаются в центральной области устройства и под действием электрического поля осаждаются в накопителях 5 загрязнений. Тонкие диэлектрические кольца 4 предназначены для предотвра1цения выноса частиц потоком очища- емой среды через патрубок 7. Визуальное наблюдение процесса очистки загрязненного керосина или масла через патрубок 7 при освещении жидкости через патрубок 6 позволяет сравнивать процесс с появлением солнДа. Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить производительность в 30 раз, увеличить коэффициент отсева для частиц фракции 5-2 мкм от 0,2 до 0,93. Основные характеристики предлагаемого устройства при очистке рабочей жидкости АМГ-10 приведены в табл.1. По сравнению с базовым устройством ( самолетньгм фильтром 8Д2966036 ) изобретение позволяет при практически равной тонкости очистки и производительности уменьшить перепад давления в 1000 раз и увеличить грязеемкость в 20 рдз, кроме того, оно не имеет практически гидравлического соротивления, не требует затрат на заену фильтроэлементов и позволяет меньшить затраты энергии на прокачу жидкости почти в 1000 раз при ольшой грязеемкости, уменьшающей исло необходимых регенераций устройтва.

Характеристики

Пропускная способность, л/мин

Перепад давления, н/м,при номинальном расходе

Габаритные размеры,мм диаметр

высота Грязеемкость, кг/м

Показатель

10

2. 10

130 170 400

1.УСТРОЙСТВО СОЛНЫШКО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ ОТ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ, содержащее коаксиально расположенные цилиндрический осадительный и центральный электроды, подводящий и отводящий патрубки, отличающееся тем,что, с целью повышения эффективности улавливания мелкодисперсных частиц из диэлектрических жидкостей и газов, оно снабжено радиальными диэлектрическими перегородками, контактирующими с центральным электродом и выполненными в виде клиньев,боковые поверхности которых расположены в плоскостях, проходящих через ось симметрии электродов, и диэлектрическими кольцами, примыкающими к внутренней поверхности осадительного электрода и образуюпц ми с диэлектрическими перегородками накопители дЛя загрязнений. 2.Устройство ПОП.1, отлича ю щ е е с я тем, что подводящий и (П С отводящий патрубки расположены по оси симметрии устройства.

фиг. 2