ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТРУБЧАТЫЙ ОЗОНАТОР Советский патент 1995 года по МПК C01B13/11 

Изобретение относится к области производства озона, в частности к высокочастотным генераторам озона с двусторонним охлаждением электродов. Известен трубчатый озонатор, содержащий цилиндрические электроды, один из которых покрыт слоем диэлектрика, камеры для подачи охлаждающей жидкости к высоковольтным электродам с помощью питающих трубок и камеры для входа и выхода озонируемого газа, расположенные между камерами для охлаждающей жидкости и корпусом.

Недостатком указанного озонатора является сложность сборки многоэлементного аппарата и малая его компактность вследствие нерационального расположения камер входа и выхода охлаждающей жидкости.

Наиболее близким решением из известных является высокочастотный озонатор, содержащий корпус, по меньшей мере один озонирующий элемент, заключенный в этом корпусе и имеющий низковольтный электрод, выполненный в виде двух коаксиально расположенных труб, между которыми циркулирует охлаждающая жидкость, и высоковольтный электрод, выполненный в виде трубы переменного сечения с расширением в средней части, в которой тоже циркулирует охлаждающая жидкость, причем в расширенной части трубы высоковольтного электрода установлена вставка-сердечник, предназначенная для ускорения потока охлаждающей жидкости; связанные с корпусом коллекторы распределения и сбора жидкости, охлаждающие низковольтные электроды, снабженные патрубками, по меньшей мере две центрирующих втулки, выполненныe из диэлектрического материала; два снабженных патрубками коллектора для распределения и сбора жидкости, охлаждающей высоковольтные электроды, отделенных от заземленного корпуса двумя кольцевыми изоляторами. Обращенные друг к другу поверхности высоковольтного и низковольтного электрода образуют разрядный промежуток, в области которого по меньшей мере один из них имеет диэлектрическое покрытие.

Основной недостаток указанного озонатора заключается в сложности сборки, обусловленной двухсторонним закреплением высоковольтных электродов, которые являются несущими элементами, обеспечивающими необходимое сжатие уплотнительных прокладок как отдельных разрядных элементов, так и общих кольцевых изоляторов.

Кроме того, малая компактность конструкции, обусловленная размещением коллекторов охлаждающей жидкости с двух сторон корпуса, не позволяет выявить и устранить любую неисправность без полной разборки аппарата.

Целью настоящего изобретения является упрощение монтажа высоковольтных электродов и повышение компактности озонатора.

Указанная цель достигается тем, что озонатор снабжен коаксиально установленными внутри высоковольтных электродов металлическими трубками, один конец которых закреплен в перегородке, разделяющей коллекторы жидкости, охлаждающей высоковольтные электроды, а другой конец выполнен с радиальными отверстиями и снабжен колпачковой гайкой, прижимающей высоковольтный электрод к перегородке, а коллекторы размещены с одной стороны корпуса.

Размещение коллекторов охлаждающей жидкости с одной стороны корпуса и закрепление электродов одним концом повышает компактность устройства и обеспечивает свободный доступ к высоковольтным электродам.

Закрепление высоковольтных электродов с помощью металлических трубок, снабженных колпачковыми гайками, упрощает сборку и разборку, так как обеспечивает возможность установки или замены любого электрода без общей разборки аппарата.

На чертеже изображен продольный разрез семитрубного озонатора. Озонатор состоит из следующих основных частей: низковольтного блока, включающего корпус с расположенными друг против друга трубными решетками 1 с примыкающими к ним коллекторами 2 и 3, снабженными патрубками входа 4 и выхода 5 охлаждающей жидкости, жестко встроенные в решетки 1 наружные низковольтные электроды 6 с коаксиально расположенными вокруг них рубашками охлаждения 7, высоковольтного блока, включающего двухполостной коллектор 8, имеющий патрубки выхода 9 и входа 10 охлаждающей жидкости, клемму подвода высокого напряжения 11, разделительную перегородку 12 с жестко закрепленными в ней питающими трубками 13, пропущенными с зазором в отверстия решетки 14, являющейся одновременно верхней крышкой коллектора 8, высоковольтные электроды 15, имеющие диэлектрическое покрытие на всей наружной боковой поверхности, закрепленные между направляющими проточками решетки 14 и колпачковыми гайками 16, навернутыми на резьбу в верхних концах питающих труб 13 и уплотненными прокладками 17; кольцевого изолятора 18 с патрубком 19, разделяющего заземленный и высоковольтный блоки, одновременно являющегося камерой входа озонируемого газа; крышки 20, одновременно являющейся камерой выхода озонированного газа, снабженной патрубком 21.

Центрирование внутренних электродов 15 относительно наружных электродов 6 осуществляется с помощью браслетов 22, выполненных из материала, стойкого в разряде.

Высокочастотный озонатор функционирует следующим образом.

Газ, предназначенный для озонирования, через патрубки 19 подается в полость изолятора 18 и далее в разрядные промежутки 23. Электроды 6 заземляются, а на высоковольтный блок с электродами 15 через клемму 11 подается напряжение от высокочастотного источника питания, достаточное для зажигания в разрядных промежутках 23 "тихого" электрического разряда. Под действием этого разряда, газ, проходящий через промежутки 23, озонируется и через полость крышки 20 и патрубок 21 направляется к потребителю.

Избыточное тепло, выделяющееся в разрядной зоне озонатора, отводится через стенки электродов 6 и 15 системой охлаждения, функционирующей следующим образом:
Охлаждение заземленных электродов 6 осуществляется потоком жидкости, поступающей через патрубок 4 и коллектор 2 в полости рубашек 7 и отводящейся через коллектор 3 и патрубок 5. Охлаждение высоковольтных электродов 15 осуществляется потоком жидкости, поступающим в нижнюю полость коллектора 8 через патрубок 10 и далее по трубам 13 через отверстие 24 в полости электродов 15 и отводящимся через верхнюю полость коллектора 8 и патрубок 9.

Предлагаемая конструкция компактна, что позволяет в одном аппарате разместить большое количество (порядка 500 и более) электродов и получить единичную производительность до 200 кг озона в час, снизить капитальные затраты на производство озона почти в 2 раза по сравнению с известными высокочастотными и более чем в 25 раз по сравнению с лучшими озонаторами промышленной частоты.

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТРУБЧАТЫЙ ОЗОНАТОР, содержащий корпус, камеры входа озонируемого и выхода озонированного газа, с трубными решетками, в которых укреплены трубчатые разрядные элементы, состоящие из наружных низковольтных электродов, снабженных рубашками охлаждения, и внутренних высоковольтных электродов, и коллекторы для входа и выхода охлаждающей жидкости, с перегородками, при этом хотя бы один из электродов покрыт слоем диэлектрика, отличающийся тем, что, с целью упрощения монтажа высоковольтных электродов и повышения компактности, озонатор снабжен коаксиально установленными внутри высоковольтных электродов металлическими трубками, один конец которых закреплен в перегородке коллектора охлаждающей жидкости, а другой конец выполнен с радиальными отверстиями и снабжен колпачковой гайкой, прижимающей высоковольтный электрод к перегородке, а коллекторы входа и выхода размещены с одной стороны корпуса.