УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ВЗВЕШЕННЫХ В ГАЗАХ ЧАСТИЦ Советский патент 1928 года по МПК B03C3/04 

Предлагаемое устройство имеет целью осаждать взвешенные в газах частицы посредством переменного тока. Если последовательно с прибором для улавливания пыли с трубчатыми, пластинчатыми, сетчатыми, проволочными и др. электродами включить конденсатор значительно большей емкости, чем емкость прибора для улавливания пыли, то при присоединении такого прибора к источнику переменного тока высокого напряжения удастся повысить напряжение до величины в три раза большей, чем это позволил бы сделать прибор без включения последовательно второго конденсатора. Вследствие этого, согласно данных авторов (опыты, произведенные над целым рядом самых разнообразных веществ: окись цинка и свинца, хлористое олово, табачный дым, водяной туман и др.), интенсивность улавливания увеличивается в такой мере, что позволяет сократить путь дыма в уловителе до тридцати и более раз.

На фиг. 1 чертежа изображена схема включения приборов предлагаемого устройства для трубчатого и пластинчатого пылеосадителя, на фиг. 2 - схема устройства для крупных промышленных пылеосадителей, на фиг. 3, 4 и 5 - схема устройства с бесконечно большим количеством отдельных групп конденсаторов, на фиг. 6 - схема трубчатого пылеуловителя, на фиг. 6′′ - пластинчатый пылеуловитель и на фиг. 6′ - трубчатый уловитель, в котором диэлектрик образован осевшим веществом из газа.

Согласно схемы фиг. 1, в цепь трансформатора 1, питающего пылеосадитель (электроды) 3, включен последовательно с последним добавочный конденсатор 2 значительно большей электрической емкости, чем емкость пылеосадителя 3. Стрелками указаны пути газа. Таким же образом могут быть включены приборы других типов, например, пластинчатых.

Приблизительный характер явлений при улавливании состоит в следующем: если включить последовательно два конденсатора емкостью С₁ и С₂, то напряжения на них будут:

Если взять емкость добавочного конденсатора в десять раз больше емкости рабочего конденсатора, то практически все напряжение (90%) распределится на последнем.

Общая емкость двух последовательно включенных конденсаторов:

Так как С₂ весьма мало по сравнению с C₁, то практически С=С₂ и, следовательно, при отсутствии пробоев сила зарядного переменного тока i=ωVC будет обусловлена емкостью малого конденсатора С₂. В случае пробоя, средняя сила тока должна была бы увеличиться в раз и действие такого конденсатора было бы вполне аналогично действию омического сопротивления. Однако, конденсатор обладает способностью тушить искры в момент их образования, вследствие того, что сила тока, которую может пропустить конденсатор при прохождении напряжения через максимум, весьма близка к нулю. Так как, с другой стороны, наибольшее число пробоев должно происходить при прохождении напряжения через максимум, то вполне понятно, что при значениях его, весьма близких к максимуму, выделяемая на искре энергия окажется слишком мала для поддержания ее.

Вышеприведенное можно резюмировать следующим образом: при прохождении напряжения через максимум пробои на газовом конденсаторе тухнут. Он находится в этот момент практически под полным напряжением, и главная масса энергии, переносимая им, должна быть отнесена за счет ионизации газовой среды. Благодаря сильному электрическому полю и усиленной ионизации, интенсивность улавливания возрастает настолько, что постоянная перемена полюсов не только не служит помехой при практической работе, но последняя оказывается даже во много раз продуктивнее обычной работы с постоянным током.

В крупных промышленных приборах можно рекомендовать разбивку всего устройства на несколько частей, согласно схеме фиг. 2. При этом уменьшится вероятность существования одновременного падения напряжения по всему прибору, вследствие пробоя. В схеме, согласно фиг. 2, с целью увеличения последовательно включенной емкости, вместо одного конденсатора 2 применяются группы параллельно соединенных конденсаторов 2, 2, 2 … .

Дальнейшим развитием этой идеи будет устройство с бесконечно большим количеством отдельных групп конденсаторов. Осуществляется оно, если совместить оба конденсатора (схема фиг. 3), выкинуть провод d (схема фиг. 4), а затем и промежуточные прокладки a₂, a₃. Оба диэлектрика b₁ и b₂ будут в этом случае соприкасаться (схема фиг. 5), и всю систему можно рассматривать, как сумму бесконечно малых конденсаторов dc, состоящих из последовательно соединенных конденсаторов dc₁ и dc₂.

Пояснением сказанному могут служить три примера (фиг. 6, 6′ и 6′′) применения такой схемы на практике со следующими обозначениями.

1 - трансформатор (а - обмотка низкого напряжения, б - обмотка высокого напряжения); 2 - труба из прочного диэлектрика (фарфор, слюда, кварц и т.п.); 3 - металлическая труба, соединенная с землей 7; 5 - сборник для пыли; 6 - изолированная проволока с грузом (очищаемые газы поступают снизу, путь газа показан стрелкой); пунктирные линии 4 изображают поверхность раздела обоих конденсаторов; 7 - земля; 8 - пластины из проводящего материала (они соединены с землей); 9 - слой диэлектрика; 10 - изолированные проволоки с гирями.

Поверхность 4 или поверхность abcd может быть либо проводящей, вследствие осаждения проводящей пыли или заделки металлической трубы, либо непроводящей. Самостоятельный конденсатор заменен конденсатором, составляющим одно целое с некоронирующим электродом пылеосадителя. Конденсатор выполнен в виде слоя диэлектрика, который нанесен на поверхность электрода, являющегося одной обкладкой конденсатора; вторая обкладка образуется, во время работы, слоем ионизированного газа. Поверхность диэлектрика, обращенного к коронирующему электроду, покрыта проводящим слоем 4.

1. Устройство для электрического осаждения взвешенных в газах частиц посредством переменного тока высокого напряжения, характеризующееся тем, что в цепь трансформатора 1, питающего пылеосадитель 3, включен, последовательно с последним, конденсатор 2 значительно большей электрической емкости, чем емкость пылеосадителя (фиг. 1).

2. В охарактеризованном в п. 1 устройстве применение, с целью увеличения последовательно включенной емкости, вместо одного конденсатора 2, группы параллельно соединенных конденсаторов 2, 2, 2 … (фиг. 2).

3. Видоизменение, охарактеризованного в п. 1 устройства, отличающееся тем, что самостоятельный конденсатор заменен конденсатором, составляющим одно целое с некоронирующим электродом пылеосадителя и выполненным в виде слоя диэлектрика, нанесенного на поверхность электрода, являющегося одной обкладкой конденсатора, вторая обкладка какового конденсатора образуется, во время работы, слоем ионизированного газа (фиг. 6 и 6′).

4. В охарактеризованном в п. 3 устройстве покрытие поверхности диэлектрика, обращенной к коронирующему электроду, проводящим слоем 4 (фиг. 6).