ФИЛЬТР УНИВЕРСАЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к очистке жидкостно-газовых сред (ЖГС) и может быть применено для выделения дисперсных частиц из газов, жидкостей, обеззараживания ЖГС от витающих микроорганизмов с использованием электростатического эффекта.
Известен электрический очиститель (ЭО) газовых сред, содержащий корпус из диэлектрика, с установленным на входе ионизатором-озонатором и осадительные электроды, при этом внутренний объем корпуса разделен поперек, по меньшей мере, на две части проницаемой электропроводной перегородкой, а направление движения газового потока загрязненной среды перпендикулярно горизонтальным плоскостям поверхности ионизатора-озонатора и первой проницаемой перегородки. К проницаемым электропроводным перегородкам поочередно подается разность потенциалов, а образовавшиеся объемы камер заполнены диэлектрическим проницаемым материалом и выполняют совместно с проницаемыми электропроводными перегородками функцию объемных осадительных электродов. Ионизатор-озонатор имеет знак потенциала противоположный знаку потенциала первой проницаемой перегородки. /1/.
Недостатком данного электроочистителя, принятого за прототип, является недостаточно высокая эффективность очистки, за счет низкой скорости осаждения частиц загрязнения.
Скорость осаждения является наиболее важной величиной, используемой для определения эффективности электроочистителя, возрастает со скоростью миграции. Скорость миграции зависит от величины заряда частиц загрязнений и от действующих на них электрических сил (пондеромоторных и кулоновских) /2, 3/. Необходимо обеспечить максимальную зарядку частиц
микрозагрязнения, а для повышения действенности пондеромоторных сил необходимо создать максимальную неоднородность электростатического поля, что в прототипе сделать невозможно.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности и качества очистки жидкостно-газовых сред.
Решение технической задачи полезной модели состоит в том, что в фильтре универсальном, содержащем корпус из диэлектрика, осадительные электроды, при этом внутренний объем корпуса разделен на части проницаемыми электропроводными перегородками и заполнен диэлектрически проницаемым материалом, выполняющим совместно с электропроводными перегородками функцию объемных осадительных электродов, а направление движения газового потока загрязненной среды перпендикулярно горизонтальным плоскостям проницаемых электропроводных перегородок, проницаемые электропроводные перегородки выполнены без изоляционного покрытия, разность потенциалов к ним подается попарно, для чего внутренний объем корпуса разделен, по меньшей мере, на три части, диэлектрический проницаемый материал, заполняющий пространство между электропроводными перегородками, может быть распределен как хаотично, так и упорядочение.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство имеет существенные отличительные признаки и новые связи, а именно следующие элементы: проницаемые электропроводные перегородки выполнены без изоляционного покрытия, разность потенциалов к ним подается попарно, для чего внутренний объем корпуса разделен, по меньшей мере, на три части, диэлектрический проницаемый материал, заполняющий пространство между электропроводными перегородками, может быть распределен как хаотично, так и упорядоченно.
Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом устройстве.
Совокупность указанных отличительных признаков обеспечивает технический результат заявляемой полезной модели следующим образом. Повышение качества очистки ЖГС осуществляется за счет максимизации зарядки частиц микрозагрязнений посредством попарного подвода разности потенциалов к проницаемым электропроводным перегородкам, выполненным без изоляционного покрытия, и поляризации объемных осадительных электродов, представляющих собой диэлектрический проницаемый материал в виде волокон, стружки и т.п., что приводит к искажению электрополя. Кроме того, течение ЖГС в этом случае реализуется между элементами объемного осадительного электрода, что вызывает механическое сближение частиц загрязнений с зонами высокой напряженности. Элементы объемного осадительного электрода образуют застойные зоны, где удерживаются частицы загрязнения, таким образом, реализуется принцип удержания частиц вне основного потока.
На фиг.1 показан продольный разрез фильтра универсального; на фиг.2 - результаты экспериментальных исследований по определению эффективности очистки газовой среды от частиц микрозагрязнений и заявляемой полезной моделью.
Фильтр универсальный (фиг.1) состоит из корпуса 1, проницаемой электропроводной перегородки 2, объемных осадительных электродов 3, помещенных во внутренние объемы, тоководов 4. Питание от источника высокого напряжения подается к электропроводным проницаемым перегородкам 2 с попарным чередованием знака потенциала.
Фильтр работает следующим образом.
Частицы загрязнений, находящиеся в ЖГС среде и не имеющие заряда, проходя через первую электропроводную перегородку 2, заряжаются от высокого потенциала, поданного от внешнего высоковольтного источника питания. Проходя через вторую электропроводную перегородку 2, имеющую такой же знак потенциала, как и первая, частицы микрозагрязнений максимизируют свой заряд и осаждаются на втором объемном осадительном электроде
3. Частицы загрязнений, не осевшие на втором объемном осадительном электроде и первых двух электропроводных проницаемых перегородках, под действием неоднородного электрического поля, движутся через третью проницаемую электропроводную перегородку 2, имеющую противоположный знак потенциала по отношению к первым двум, к третьему объемному электроду и осаждаются на нем.
Частицы загрязнений, находящиеся в ЖГС среде и имеющие заряд, противоположный заряду первых двух электропроводных перегородок 2, осаждаются на первом и втором осадительных электродах 3.
Для определения эффективности очистки газовой среды прототипом и заявляемой полезной моделью, проведены экспериментальные исследования. Используя счетчик аэрозольных частиц ПК ГТА 0,3-002, при равных внешних условиях, произведен замер количества частиц микрозагрязнений, содержащихся в газовой среде, размерами 0,3 мкм, 0,4 мкм, 0,5 мкм, 0,6 мкм, 0,8 мкм, 1 мкм и 1,5 мкм на входах устройств очистки газовых сред прототипа и заявляемой полезной модели, а также на выходах из вышеуказанных устройств. По полученным данным, представленным на фиг.2а, определен коэффициент эффективности очистки газовой среды (1) прототипом и заявляемой полезной моделью.
Ч.ВХ
где, N - количество частиц микрозагрязнений на входе в устройства очистки.
Ч.ВЫХ
N - количество частиц микрозагрязнений на выходе из устройств очистки.
Полученные результаты представлены на фиг.2а.
На фиг.2б графически представлена, полученная в результате эксперимента, эффективность очистки газовой среды от частиц микрозагрязнений прототипом и заявляемой полезной моделью.
Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что заявляемая полезная модель обладает большей эффективностью по сравнению с прототипом.
Источники информации
1. Свидетельство РФ №40922 на полезную модель, кл. ВO 3 D 3/04, приоритет от 14.04.04 г.(прототип).
2. Электростатика в технике /Пер. с рум. - М.: Энергия, 1980 - 296 с., ил.
3. Борисова М.Э., Койков С.Н. Физика диэлектриков. Учебное пособие. - Л.: Ленинградского университета, 1979, 240 с.