Электростатический насос Советский патент 1981 года по МПК H02N13/00 

Изобретение относится к области насосостроения и касается насосов для прокачивания газожидкостных диэлектрических сред. Известны насосы для прокачивания газожидкостных сред - эрлифтные насосы Г0« Эти устройства работоспособны лишь в поле сип тяжести, их производи тельность незначительна, поскольку на газовые пузыри действует только сипа Архимеда. Известны электростатические насосы дпя прокачивания диэлектрических жидкостей - ионные насосы С2Д содер жащие, как правило, несколько п электродов существенно разной кривизны (электроды типа игла-плоскость). Недостатком такого насоса является наличие игольчатого электрода, в районе острия которого ПрСМСХОДЯТ ЗНачительный разогрев и быстрое стареше даэлектрика. Известен также электростатический насос, содержащий диэлектрический канал, секционированмлй электрод, расположенный внутри канала, и источник питания, подключенный к секциям и ектрода через шаговый переключатель ЗТ. В известном насосе секции электрода выполнены в виде колец. При подаче питания на секции через шаговый.. переключатель вдоль канала распространяется бегущая волна потенциала, увлекакщая за собой жидкостную фазу рабочей среды. Недостатком такого технического решения является то, что бегушая волна потенциала, увлекая жидкую фазу, в то же время подтормаживает газовуй фазу, что снижает расходно-напорную характеристику. При больших объемных концентрациях газовых включений насос может не работать. Таким образом, расходно-напорные характеристики насоса снижаются из-за отсутствия зависимости (настройки) скорости распространения волны потенциала от соотношения газовой и жидкостной фаз рабочей среды.

Целью изобретения является- увеличение расходно-напорных характеристик

Эта цель достигается тем, что в

электростатическом насосе, содержащем диэлектрический канал, секционированный электрод, расположенный внутри канала, и источник питания, подключенный к секциям электрода через шагрвый переключатель, секции электрода подключены к шаговому переключателю через емкостные датчики, установленные внутри каяпф секции, а на входе насоса установлен нагреватель.Секции электрода выполне 1 в виде сопел, расширяющихся в направлении движения перекачиваемой среды. Емкостной датчи установлен по оси канала и смещен к краю секции по направпению движения перекачиваемой среды. Для улучшения условий запуска внутри канала на входе насоса перед нагревателем установлены дополнительные электроды типа игла-.плоскость, подключенные непосредственно к источнику питания

На чертеже представлена схема Hsof coca.

Насос содержит диэлектрический канал-трубопровод I, внутри которого размещен секционированный электрод 2. Каждая секция электрода соединена с источником питания 3 через шаговый переключатель 4, На входе насоса установлен нагреватель 5 для создания паровых включений в яидкрм диэлектрике, а перед нагревателем имеются дополнительные электроды 6, 7 типа игла-плоскость, подключенные непосредственно к источнику питания, минуя шаговый переключатель. Внутри каждой секции секционированного электрода установлены емкостные датчики 8, смещенные к краю секции по направлению движения перекачиваемой среды.

Работает насос следующим образом. Первоначально высокое напряжение от источника 3 подается на электроды 6 и 7, Жидкость под действием этого небольшого ионного насоса заполняет всю проточную часть насоса. Особенно важен этот этап при запуске насоса в условиях невесомости. Затем включается нагреватель 5, и образующийся паровой пузырь, как и в обыкновенном эрлифте начинает всплывать и, работая как поршень, перекачивать жидкость. В невесомости пузырь всплывает под действием ионного насоса типа игла-плоскость. Затем через переключатель 4 секции электрода 2 подсоединяются посредством датчика 8 к источнику 3.

Особенность устройства состоит в том, что сигнал на включение казедого электрода 2 поступает непосредственно от парового пузыря. Всплывакщий пузырь, проходя через датчик .8 и соответствующую секцию электрода 2, включает на последней высокое напряжение и, поскольку на пузырь действуе электростатический напор (пузырек стремится уйти из области повышенной напряженности), скорость движения пузырька возрастает, что и сказывается на увеличении расходно-напорных характеристик.

После прохождения парового пузыря эта секция автоматически (посредством датчика 8) отключается. Таким образом, частота отрыва пузыря на испарителе автоматически задает скорость перемещ(ения бегущей волны потенциала

Экспериментальная проверка макета устройства показала его работоспособность и возможность получения более высоких значений напорно-расходных характеристик, что объясняется использованием, в основном, поверхностных электрических сил (действунщих на границе paздeлia фаз), существенно превышающих объемные силы.

Формула изобретения

1.Электростатический насос, содер жащий диэлектрический канал, секционированный электрод, расположений внутри канала, и источник питания, подключенный к секциям электрода чере шаговый переключатель, от л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью увеличения расходно-напорных характеристик, секции электрода подключены к шаговому переключателю через емкостные датчики, установленные внутри каждой сек ций, а на входе насоса установлен нагреватель.

2.Насос по П.1, отличающийся тем, что секции электрода выполнены в виде сопел, расширяющихся в направлении движения перекачиваемой среды.

3.Насос по П.1, о т л и. ч а ю щ и и с я тем, что емкостной датчик