ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ БЛОК УСТАНОВКИ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

Заявляемое техническое решение относится к системам газоразрядно-каталитической, газоразрядной, плазменной, барьерной и иных видов электроочистки газов и воздуха, и предназначено для использования в жилых и производственных помещениях, в частности, для удаления вредных газообразных веществ органической природы из вентиляционных и технологических выбросов, для очистки химически агрессивных и влажных газов, применяемых в цветной, черной металлургии, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности, для удаления остаточных концентраций и дурнопахнущих веществ при производстве, например, табачных изделий или копчении, предназначено для очистки и стерилизации приточного воздуха от запахов и газов, от патогенной микрофлоры в офисных помещениях, при производстве пищевых продуктов, консервировании, пивоварении и др.
Известен электрофильтр для очистки воздуха от пыли, содержащий корпус, секции с пластинчатыми электродами, установленными в пазы обойм, и высоковольтный источник, при этом пластинчатые электроды выполнены в виде плоских пружин, установленных с прогибом (патент на изобретение №1200986, дата публикации 30.12.85, МПК4 В03С 3/40, «Электрофильтр для очистки воздуха от пыли»).
Недостаток аналога заключается в том, что поверхности металлических электродов очень быстро покрываются слоем грязи, выделяемой из очищаемого воздуха, частицы грязи налипают на металлические поверхности и с трудом удаляются с них, тем самым резко снижая эффективность очистки воздуха.
Известен газоразрядный блок установки для очистки газов, содержащий корпус, внутри которого установлен по меньшей мере один отсек с расположенными в каждом из них электродами, образующими разрядные пары, а также источник питания, при этом один из электродов каждой из разрядных пар размещен внутри слоя стекла, в качестве источника питания использован блок питания с напряжением на выходе 5000-20000 Вис частотой 50-9000 Гц., а второй электрод каждой из разрядных пар выполнен в виде сетки из проволоки с расположенными на ней перпендикулярно шипами (патент на полезную модель №40013, МПК7 В03С 3/02, дата публикации 27.08.2004, «Установка для очистки газов и газоразрядный блок установки для очистки газов»).
Несмотря на то, что в данном устройстве один из электродов каждой из разрядных пар размещен внутри слоя стекла, повышая их надежность, однако произвольно выбранные размеры используемых электродов приводили к пробоям изолятора электрода и электроизоляции токовода.
Задача заявляемого технического решения заключается в повышении эффективности работы газоразрядного блока путем повышения качества и увеличения надежности работы его газоразрядной пары.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в газоразрядном блоке установки для очистки газов один из электродов газоразрядной пары выполнен в виде пластины, выполненной из стекла или керамики, внутри которой размещен проводник и, по крайней мере, один токовод, соединяющий проводник с внешним источником тока, при этом отношение размеров ширины и длины пластины находится в диапазоне от 1:1 до 1:5, а свободное от проводника поле пластины по ее периметру имеет ширину, от кромки пластины до проводника, составляющую от 0,02 до 0,08 ширины самой пластины.
Поставленная задача решается также благодаря тому, что в газоразрядном блоке установки для очистки газов один из электродов газоразрядной пары выполнен в виде пластины, выполненной из стекла или керамики, внутри которой размещен проводник и, по крайней мере, один токовод, соединяющий проводник с внешним источником тока, при этом отношение размеров ширины и длины пластины находится в диапазоне от 1:1 до 1:5; свободное от проводника и токовода поле пластины по ее периметру имеет ширину, от кромки пластины до проводника, составляющую от 0,02 до 0,08 ширины самой пластины, а ширина поля пластины, в котором размещен токовод, имеет расширение по отношению к остальному полю пластины, выполненное в виде многоугольного или криволинейного выступа.
Пластина, выполненная из стекла или керамики, внутри которой размещен проводник и токовод, представляет собой двусторонний плоский электрод, обеспечивающий возможность одновременного взаимодействия с двумя ответными электродами газоразрядных пар, выполненными в виде металлической сетки с расположенными на ней перпендикулярно шипами, что обеспечивает эффективность работы и увеличивает компоновочную плотность газоразрядного блока.
Выполнение пластины двустороннего электрода из стекла или керамики увеличивает долговечность изделия, поскольку проводник, размещенный между слоями такого изолятора, защищен от контактов с внешней загрязненной газообразной средой, не подвергаясь электроэрозии и электрокоррозии.
Выполнение одного из электродов газоразрядной пары в виде пластины, выполненной из стекла или керамики, внутри которой размещен проводник и токовод, обеспечивает увеличение объема создаваемых электроразрядов, увеличивая тем самым количество создаваемого озона, необходимого для очистки воздуха.
Выполнение электрода в виде стеклянной или керамической пластины, отношение ширины и длины которой составляет от 1:1 до 1:5, обеспечивает равномерность распределения разрядов по всей площади проводника и равномерность распределения поля скоростей очищаемого воздуха, что позволяет повысить эффективность работы газоразрядного блока.
Ширина поля по периметру пластины электрода, которое свободно от проводника и токовода, составляет в рассматриваемом устройстве от 0,02 до 0,08 по отношению к ширине пластины электрода, образуя вокруг проводника изоляционные поля и обеспечивая необходимую изоляционную защиту поверхностей электрода.
Расширение изоляционного поля пластины в области размещения токовода, выполненное в виде многоугольного или криволинейного выступа, позволяет уменьшить вероятность электрического пробоя изолятора пластины и электроизоляции токовода.
Размещение проводника электрода в пластине из стекла или керамики увеличивает межрегенерационный период и срок службы газоразрядного блока.
Кроме того, выполнение пластин электродов из стекла или керамики облегчает их техническое обслуживание, которое заключается в том, чтобы демонтировать электроды, промыть их и продефектовать.
Наличие отличительных признаков в заявляемом техническом решении позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления.
Сущность заявляемого устройства поясняется техническими рисунками, где: на фиг.1 и 2 представлены фотографии газоразрядного блока;
на фиг.3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 - представлены варианты выполнения электрода газоразрядной пары.
Газоразрядный блок состоит из газоразрядных пар электродов 1 и 2.
Электрод 1 представляет собой металлическую сетку 3 из проволоки с перпендикулярно размещенными на ней шипами 4.
Электрод 2 выполнен в виде пластины 5, изготовленной из стекла или керамики, внутри которой герметично размещен проводник 6, который может быть выполнен как в виде металлической сетки так и в виде металлической пластины.
Для обеспечения передачи напряжения на внутренний проводник на один или несколько торцев электрода выведен токовод 7, который также размещен внутри пластины электрода 2 и может быть выполнен из проволоки моножильной или многожильной, при этом контакт токовода 7 с проводником 6 может быть обеспечен как их механическим соединением, так и пайкой, сваркой.
Пластина 5 электрода 2 может быть выполнена из двух изоляционных слоев стекла или керамики, которые герметично соединены между собой, склеены или спаяны, в том числе общим нагревом заготовки пластины до температуры плавления материала, что обеспечивает необходимую изоляционную защиту поверхностей электрода 2.
Отношение размеров ширины А и длины В пластины 5 электрода 2 находится в диапазоне от 1:1 до 1:5 и является оптимальным для эффективной работы устройства, поскольку большее увеличение длины к ширине пластины ведет к неравномерности распределения рабочих характеристик по всей площади проводника, снижая эффективность его использования.
Свободное от проводника и токовода поле пластины по ее периметру имеет ширину С, от кромки пластины до проводника 6, составляющую от 0,02 до 0,08 ширины А самой пластины; изменение данного диапазона в сторону уменьшения не обеспечивает необходимый уровень защиты, а изменения в сторону увеличения ведет к нерациональному увеличению габаритов и материалоемкости устройства.
С целью увеличения надежности электрода, уменьшения вероятности пробоя изолятора, ширина D поля пластины, в котором размещен токовод 7, имеет расширение по отношению к остальному полю пластины, выполненное в виде многоугольного или криволинейного выступа.
Электрод 2 газоразрядной пары, представленный на фиг.3, выполнен в виде прямоугольной пластины 5 из стекла или керамики, внутри которой размещен проводник 6, выполненный из металлической сетки, с одним тоководом 7, который механически соединен с сеткой проводника 6, при этом изоляционное поле по периметру пластины имеет одинаковую ширину С.
На фиг.4 представлен электрод в виде прямоугольной пластины 5, проводник 6 внутри которой представляет собой металлическую пластину, к которой припаян один токовод 7. Электрод 2, изображенный на фиг.5, имеет расширение D в виде прямоугольного изоляционного поля пластины, в котором размещен токовод 7.
У электрода, представленного на фиг.6, расширение поля с размещенным в нем тоководом представляет собой треугольник, в вершине которого выполнен вывод токовода 7; одновременно на фиг.6 изображены вид сверху и вид сбоку электрода.
Аналогично выполнен электрод 2, представленный на фиг.7, но у которого проводник выполнен в виде металлической пластины.
Электрод 2 газоразрядной пары может иметь 2 токовода (см. фиг.8), при этом поля пластины в месте их размещения могут иметь расширение D, выполненное в данном варианте в виде треугольников, в вершинах которых выведены тоководы.
На фиг.9 представлен вариант выполнения электрода, у которого токовод 7 соединен с металлической пластиной проводника 6 с помощью сварки.
Работа устройства заключается в том, что в газоразрядном блоке к электродам 1 и 2 газоразрядной пары подают высокое напряжение, и между ними возникает барьерный разряд высокой частоты. В промежутке между шипами 4 электрода 1 и поверхностью пластины электрода 2 образуется динамично пульсирующий объем с разрядами, который реагирует с очищаемыми газами, проходящими между электродами 1 и 2. В результате химических реакций молекулы очищаемых газов делятся на активные ионы, свободные радикалы, при этом образуется озон, вступающий в окислительные реакции с активными ионами и радикалами, очищая загрязненные газы до безвредного состояния.
Таким образом, новая конструкция электрода газоразрядной пары позволяет повысить эффективность работы газоразрядного блока, повысить надежность и качество очистки газов, оптимизировать соотношение размеров электрода, резко снижая возможность пробоев изоляции.