RU2492911C1 - Electrical cleaner of dielectric fluids and gases with cellular electrodes - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to cleaning of dielectric fluids. Proposed electrical cleaner comprises case with two covers provided with inlet and discharge pipes, precipitation electrodes shaped to said casing in plan, flat baffles of dielectric material arranged between said electrodes. Note here that precipitation electrodes are connected to high-voltage source with alternation of potential sign. precipitation electrodes represent a one-piece metallic cellular structure in plan with metallic ring that follows the cleaner casing in cross-section. Cell wall thickness makes fractions of millimetre Cell walls feature width and height of 10 mm and larger to increase precipitation are of cellular electrode as compared with flat electrode Small cell wall thickness allows formation of negative ions on wall ends Note here that high voltage fed to electrodes my not exceed 6 kV to rule out the formation of argon.

EFFECT: higher efficiency

2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам очистки диэлектрических жидкостей и газов от механических примесей и загрязнений.The invention relates to a device for cleaning dielectric liquids and gases from mechanical impurities and contaminants.

Известен электрический очиститель диэлектрических жидкостей [1], включающий корпус и плоские осадительные электроды с параллельными прорезями.Known electric cleaner of dielectric liquids [1], comprising a housing and flat precipitation electrodes with parallel slots.

Недостатком указанного электроочистителя является то, что прорези, располагающиеся параллельно друг другу, занимают большую часть поверхности электрода, что оставляет небольшую площадь для осаждения загрязнений. А это делает электроочиститель мало эффективным, или необходимо значительно увеличивать его продольные размеры.The disadvantage of this cleaner is that slots located parallel to each other occupy a large part of the electrode surface, which leaves a small area for the deposition of contaminants. And this makes the electric cleaner a little effective, or it is necessary to significantly increase its longitudinal dimensions.

Известен электроочиститель диэлектрических жидкостей и газов [2], включающий корпус и осадительные электроды с прорезями. Сами электроды и диэлектрические перегородки между ними выполнены цилиндрической формы и имеют сквозные кольцевые прорези в плоскостях, перпендикулярных общей оси корпуса.Known electric cleaner of dielectric liquids and gases [2], including a housing and precipitation electrodes with slots. The electrodes themselves and the dielectric partitions between them are cylindrical in shape and have through annular slots in planes perpendicular to the common axis of the housing.

Недостатком данного электроочистителя является его огромный проигрыш в площади поверхности осаждения на единицу его длины. Плоский электрод выигрывает в площади на единицу длины примерно в 0,5 радиуса электрода раз.The disadvantage of this electric cleaner is its huge loss in the deposition surface area per unit of its length. A flat electrode wins in area per unit length by about 0.5 times the radius of the electrode.

Наиболее близким к изобретению является электроочиститель диэлектрических жидкостей и газов с параллельными электродами [3], включающий корпус и осадительные электроды, выполненные в виде конуса и усеченного конуса (соседние электроды). В последнего вида электроде имеются отверстия для протекания очищаемой жидкости или газа.Closest to the invention is an electric cleaner of dielectric liquids and gases with parallel electrodes [3], including a housing and precipitation electrodes made in the form of a cone and a truncated cone (adjacent electrodes). In the latter type of electrode there are openings for the flow of the liquid or gas being cleaned.

Недостатком этого очистителя является то, что хотя конусность электродов и увеличивает площадь осаждения загрязнений, но она же, и в большей степени, увеличивает продольные размеры электроочистителя.The disadvantage of this cleaner is that although the taper of the electrodes increases the area of deposition of contaminants, it also, and to a greater extent, increases the longitudinal dimensions of the electric cleaner.

Суть изобретения заключается в том, что осадительные электроды представляют из себя монолитную металлическую сотовую конструкцию в плане с металлическим ободком по периметру, повторяющим форму корпуса электроочистителя в поперечном сечении, а толщина стенок сот - минимально возможная по технологии их изготовления и составляет величину в доли миллиметра, стенки же сот имеют ширину и высоту 10 и менее миллиметров, что обеспечивает увеличение площади осаждения загрязнений сотового электрода, по сравнению с плоским электродом, а малая толщина стенок сотовых ячеек позволяет образовываться отрицательным ионам на их торцах, причем высокое напряжение, подаваемое на электроды, не должно превышать 6 кВ, чтобы не образовывался аргон.The essence of the invention lies in the fact that the precipitation electrodes are a monolithic metal honeycomb structure in plan with a metal rim around the perimeter, repeating the shape of the body of the electric cleaner in cross section, and the wall thickness of the cells is the minimum possible by the technology of their manufacture and amounts to a fraction of a millimeter, the walls of the honeycombs have a width and height of 10 or less millimeters, which provides an increase in the area of deposition of contaminants of the cellular electrode, compared with a flat electrode, and a small thickness the cell walls allow negative ions to form at their ends, and the high voltage applied to the electrodes should not exceed 6 kV so that argon does not form.

Если брать размер грани сотовой ячейки 5 мм и ее высоту равную 5 мм, то выигрыш в площади осаждения загрязнений, по сравнению с плоским электродом, получается в 1,7 раза (площадь осаждения в сотовых электродах больше в 1,7 раза) на единицу длины электроочистителя.If we take the size of the cell face 5 mm and its height equal to 5 mm, then the gain in the area of deposition of contaminants, compared with a flat electrode, is 1.7 times (the deposition area in the cell electrodes is more than 1.7 times) per unit length electric cleaner.

Если же учесть отверстия в плоском электроде (а они по площади примерно равны площади осаждения), то полезная площадь сотовых электродов будет больше в 2 с лишним раза, чем у плоских электродов.If we take into account the holes in the flat electrode (and they are approximately equal in area to the deposition area), then the useful area of the cell electrodes will be more than 2 times that of flat electrodes.

Если же размер грани сотовой ячейки и ее высоту взять равными 10 мм, то полезная площадь (площадь осаждения загрязнений) у сотового электрода окажется больше, чем у плоского электрода, в 1,15 раза.If the cell face size and its height are taken equal to 10 mm, then the usable area (contamination deposition area) of the cell electrode will be 1.15 times larger than that of the flat electrode.

А при размере грани сотовой ячейки и ее высоты в 15 мм, полезная площадь сотового электрода окажется меньше, чем у плоского, в 0,4 раза. Получается, что размер ячейки увеличивать более 10 мм нецелесообразно. Чем меньше размер сотовой ячейки, тем больше будет полезная площадь электрода.And when the size of the cell’s face and its height is 15 mm, the useful area of the honeycomb electrode will be less than 0.4 times that of a flat electrode. It turns out that the cell size to increase more than 10 mm is impractical. The smaller the cell size, the larger will be the effective area of the electrode.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый электроочиститель отличается формой электродов в виде сот (шестигранных ячеек).Comparative analysis with the prototype shows that the inventive electric cleaner differs in the form of electrodes in the form of honeycombs (hexagonal cells).

Таким образом, заявляемый электроочиститель соответствует критерию изобретения «новизна».Thus, the inventive electric cleaner meets the criteria of the invention of "novelty."

Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом электроочистителе, и признать его соответствующим критерию «существенные отличия».An analysis of the known technical solutions in the studied area allows us to conclude that there are no signs in them that are similar to the essential distinguishing features in the inventive electric cleaner, and to recognize it as meeting the criterion of "significant differences".

Применение всех новых признаков позволяет увеличить площадь осаждения примесей на электродах, а тем самым, повысить эффективность очистки диэлектрических сред, при тех же размерах электроочистителя.The use of all new features allows to increase the area of deposition of impurities on the electrodes, and thereby increase the efficiency of cleaning dielectric media, with the same dimensions of the electric cleaner.

На фиг.1 изображен продольный разрез электроочистителя, на фиг.2: а) - поперечный разрез; б) - сотовая грань; в) сотовый и г) пластинчатый электроды.Figure 1 shows a longitudinal section of an electric cleaner, figure 2: a) is a transverse section; b) - honeycomb face; c) cell and d) plate electrodes.

Электроочиститель, см. фиг.1, состоит из корпуса 1 цилиндрической (или любой другой) формы, электродов 7, диэлектрических перегородок 6 между электродами с отверстиями и торцевых диэлектрических пластин 2 и 8 с отверстиями 10. Грани 4 сотовых ячеек имеют прямоугольную или квадратную форму с шириной «с» и высотой «h» (фиг.2, «б») По периметру каждый электрод имеет металлический ободок 3. По торцам корпуса располагаются крышки 9 и 13 со штуцерами 11 и 14. Между электродами и внутренней поверхностью корпуса располагается диэлектрическая прокладка 5 для предотвращения короткого замыкания. Электроды попарно соединены с «плюсом» и «минусом» источника тока 12. На фиг.2 вид «а» представлен поперечный разрез электроочистителя. Размер граней сот обозначен через «с», а размер электрода по полезной площади равен «ф». На виде «в» приведены два сотовых электрода с высотой каждого по 10 мм и перегородкой между ними толщиной 5 мм. В сумме, по продольной оси электроочистителя, получается высота 25 мм. На такой же высоте, вид «г», располагаются пять плоских электродов толщиной 1 мм каждый, и 4 диэлектрические перегородки между электродами толщиной 5 мм каждая. Оказывается, что при таких размерах площадь сотовых электродов больше, чем плоских, в 1,15 раза. Если уменьшить размер грани ячейки до 5 мм, а ее высоту в сотовом электроде оставить 10 мм, то тогда их площадь будет больше, чем у пяти плоских электродов в 2,3 раза. Если размер ячеек сделать еще меньше, то разность в площадях будет еще больше.The electric cleaner, see figure 1, consists of a housing 1 of a cylindrical (or any other) shape, electrodes 7, dielectric partitions 6 between electrodes with holes and end dielectric plates 2 and 8 with holes 10. The faces of 4 cells are rectangular or square with a width of "c" and a height of "h" (Fig. 2, "b") Each electrode has a metal rim around the perimeter 3. Covers 9 and 13 with fittings 11 and 14 are located at the ends of the casing. There is a dielectric between the electrodes and the inner surface of the casing gasket 5 for n edotvrascheniya short circuit. The electrodes are connected in pairs with the "plus" and "minus" of the current source 12. In figure 2, the view "a" shows a cross section of an electric cleaner. The size of the faces of the cells is indicated by “c”, and the size of the electrode by the usable area is “f”. On a view "in" two cellular electrodes are shown with each 10 mm high and a 5 mm thick partition between them. In total, along the longitudinal axis of the electric cleaner, a height of 25 mm is obtained. At the same height, type “g”, there are five flat electrodes 1 mm thick each, and 4 dielectric partitions between electrodes 5 mm thick each. It turns out that with such sizes, the area of cellular electrodes is 1.15 times larger than flat electrodes. If you reduce the size of the cell face to 5 mm, and leave its height in the cellular electrode 10 mm, then their area will be larger than that of five flat electrodes by 2.3 times. If the cell size is made even smaller, then the difference in areas will be even larger.

Электроочиститель диэлектрических жидкостей и газов с сотовыми электродами работает следующим образом. Очищаемая среда поступает через штуцер 14 внутрь электроочистителя (под крышку 13) и далее, через отверстия в торцевой диэлектрической пластине 2, к первому сотовому электроду 7, омывая грани сотовых ячеек. Так как первый электрод подсоединен к «минусу» источника тока, то имеющиеся механические частички в жидкости или газе, касаясь поверхности граней ячеек, подзаряжаются отрицательным зарядом и отталкиваются от поверхности электрода (одноименные заряды). Но очищаемая среда движется, поэтому вместе с ней движутся и эти уже заряженные частички, попадая, через отверстия диэлектрической перегородки 6 ко второму сотовому электроду, подсоединенному к «плюсу» источника питания. Т.к. заряженные частички и электрод имеют противоположные заряды, то при касании второго электрода, они стали положительно заряженными. И при движении с очищаемой средой попадают в третий электрод, где осаждаются. Так будет повторяться при движении жидкости или газа через электроды электроочистителя, делая протекающую среду от электрода к электроду все более чистой. Чем больше будет электродов в электроочистителе, тем более очищенной будет жидкость или газ. Сотовые электроды позволяют, при тех же размерах электроочистителя, лучше очищать поступающую в электроочиститель среду, т.к. их площадь больше, чем, например, у плоских электродов. Очищенная среда вытекает из электроочистителя через отверстия 10 в торцевой диэлектрической пластине 8 и выходной штуцер 11 в крышке 9.An electric cleaner of dielectric liquids and gases with cellular electrodes works as follows. The cleaned medium enters through the nozzle 14 into the electric cleaner (under the cover 13) and then, through the holes in the end dielectric plate 2, to the first honeycomb electrode 7, washing the edges of the cells. Since the first electrode is connected to the "minus" of the current source, the existing mechanical particles in the liquid or gas, touching the surface of the cell faces, are charged with a negative charge and repelled from the electrode surface (charges of the same name). But the medium being cleaned moves, so these already charged particles move along with it, getting through the holes of the dielectric partition 6 to the second cell electrode connected to the “plus” of the power source. Because charged particles and the electrode have opposite charges, then when you touch the second electrode, they become positively charged. And when moving with the medium being cleaned, they fall into the third electrode, where they are deposited. This will be repeated as the fluid or gas moves through the electrodes of the electric cleaner, making the flowing medium from electrode to electrode more and more clean. The more electrodes there are in the electric cleaner, the more purified the liquid or gas will be. Cellular electrodes allow, with the same dimensions of the electric cleaner, it is better to clean the medium entering the electric cleaner, because their area is larger than, for example, flat electrodes. The cleaned medium flows out of the electric cleaner through holes 10 in the end dielectric plate 8 and the outlet fitting 11 in the cover 9.

ЛитератураLiterature

1. Патент на изобретение №2145524 «Электрический очиститель диэлектрических жидкостей». Приоритет от 10.01.1996 г.1. Patent for invention No. 2145524 "Electric cleaner of dielectric liquids." Priority from 10.01.1996

Осадительные электроды выполнены в виде металлической пластины с прорезями.Precipitation electrodes are made in the form of a metal plate with slots.

(Прорези уменьшают площадь осаждения загрязнений).(Slots reduce the area of deposition of contaminants).

2. Патент на изобретение №2108869 «Электрический очиститель для диэлектрических жидкостей и газов». Приоритет от 10.01.1996 г.2. Patent for invention No. 2108869 "Electric cleaner for dielectric liquids and gases." Priority from 10.01.1996

(Электроды и перегородки цилиндрической формы и имеют прорези, расположенные перпендикулярно продольной оси очистителя).(The electrodes and partitions are cylindrical in shape and have slots located perpendicular to the longitudinal axis of the cleaner).

3. Патент на изобретение №2363541 «Электроочиститель диэлектрических жидкостей и газов с непараллельными электродами». Приоритет от 17.03.2008 г.3. Patent for invention No. 2363541 "Electric cleaner of dielectric liquids and gases with non-parallel electrodes." Priority March 17, 2008

(Электроды выполнены в виде конуса и усеченного конуса. Конусность увеличивает площадь осаждения загрязнений. Однако в большей степени конусность увеличивает размер очистителя в продольном направлении).(The electrodes are made in the form of a cone and a truncated cone. The taper increases the area of deposition of contaminants. However, to a greater extent, the taper increases the size of the cleaner in the longitudinal direction).

Claims (1)

Электроочиститель диэлектрических жидкостей и газов с сотовыми электродами, включающий в себя корпус с двумя крышками и штуцерами входа и выхода в них, осадительные электроды, выполненные по форме корпуса в плане, между которыми располагаются плоские перегородки из диэлектрического материала, причем осадительные электроды подключены к источнику высокого напряжения с чередованием знака потенциала, отличающийся тем, что осадительные электроды представляют из себя монолитную металлическую сотовую конструкцию в плане с металлическим ободком по периметру, повторяющим форму корпуса электроочистителя в поперечном сечении, а толщина стенок сот минимально возможная по технологии их изготовления и составляет величину в доли миллиметра, стенки же сот имеют ширину и высоту 10 и менее миллиметров, что обеспечивает увеличение площади осаждения загрязнений сотового электрода, по сравнению с плоским электродом, а малая толщина стенок сотовых ячеек позволяет образовываться отрицательным ионам на их торцах, причем высокое напряжение, подаваемое на электроды, не должно превышать 6 кВ, чтобы не образовывался аргон. An electric cleaner of dielectric liquids and gases with honeycomb electrodes, including a housing with two covers and inlet and outlet fittings, precipitation electrodes made in the shape of the housing in plan, between which there are flat partitions made of dielectric material, and the precipitation electrodes are connected to a source of high voltage with alternating sign of potential, characterized in that the precipitation electrodes are a monolithic metal honeycomb structure in plan with a metal by a perimeter repeating the shape of the body of the electric cleaner in cross section, and the wall thickness of the honeycomb is the smallest possible by the technology of their manufacture and is a fraction of a millimeter, the walls of the honeycomb have a width and height of 10 or less millimeters, which ensures an increase in the area of deposition of contamination of the cellular electrode, compared with a flat electrode, and the small wall thickness of the cells allows negative ions to form at their ends, and the high voltage applied to the electrodes should not exceed 6 kV so that argon does not form.

Images