УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
DEVICE FOR CLEANING DIELECTRIC FLUID BY ELECTRIC FIELD

Изобретение относится к отделению твердых материалов от текучей среды с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением, а именно к устройствам и способам выделения дисперсных частиц из диэлектрических жидкостей с использованием электростатического эффекта.
Известен электрический очиститель диэлектрических жидкостей, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода рабочей среды. Осадительные электроды выполнены в виде сетчатых перегородок из алюминиевой или стальной сетки с усиленной металлической окантовкой и собраны в корпусе электроочистителя в пакет, чередуясь с резиновыми кольцами, которые отделяют электроды с чередующимся знаком потенциала друг от друга (см. патент РФ на изобретение №2336926, МПК B01D 35/06).
Данное устройство обладает повышенной степенью очистки рабочей среды, однако применимо только для жидкостей с небольшой концентрацией загрязнений. Направление потока очищаемой жидкости совпадает с направлением электрического поля, загрязнения накапливаются в сетке и вымываются потоком с электрода, являющегося грязесборником.
Известен электроочиститель диэлектрических жидкостей и газов с изоляцией отверстий в электродах, включающий корпус и осадительные электроды, выполненные в виде металлических пластин с отверстиями, образующими каналы для прохода жидкости или газа, а осадительные электроды подключены к источнику высокого напряжения с чередованием знака потенциала. Отверстия в электродах-осадителях снабжены вставками из диэлектрического материала - полипропилена, которые впрессованы в эти отверстия, в центральной же части этих вставок выполнены отверстия для протекания очищаемой среды. Толщина стенок вставок в отверстиях равна 3-5 мм, чтобы под действием электростатического поля на их поверхности не происходило осаждение механических частиц, и эти вставки выступали бы своими торцами за плоскость электрода-осадителя с обеих сторон на величину межэлектродного расстояния, равную 3-5 мм, в зависимости от подаваемого на электроды напряжения. На торцевых частях вставок выполнены радиальные канавки, для протекания жидкости или газа. Соседние же электроды, при сборке, располагаются так, чтобы выступающие над плоскостью электродов части вставок одного электрода были бы между выступающими частями вставок соседнего электрода в межэлектродном пространстве этих электродов (см. патент РФ на изобретение №2417125, МПК В03С 5/00).
Изобретение позволяет устранить осаждение механических частиц на поверхностях отверстий и за счет использования всей поверхности электродов увеличить грязеемкость электроочистителя и время работы до его чистки, однако такое решение снижает качество очистки жидкости, так как грязесборником является электрод.
Известен электрический очиститель диэлектрических жидкостей, предназначенный для очистки от механических загрязнений диэлектрических жидкостей. Очиститель содержит корпус и размещенные в нем осадительные электроды, разделенные диэлектрическими прокладками, причем осадительные электроды и диэлектрические прокладки выполнены в виде перфорированных эквидистантных лент, установленных в корпусе по спирали (см. патент РФ на изобретение 2107552, МПК В03С 5/02).
Очиститель обладает малым сопротивлением потоку жидкости, однако удаление механических загрязнений не является в достаточной степени надежным, так как в процессе работы возможен смыв осевших на электродах частиц.
Известно устройство для очистки диэлектрических жидкостей, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, уплотнительные элементы, конусные осадительные электроды, соединенные через подводящие электроды с источником высокого напряжения, кольцевые диэлектрические заслонки, накопительный бункер с выпускными элементами, турболизатор потока, выполненный в виде стержня с направляющим элементом в форме многовитковой пространственной спирали, опорный элемент, выполненный из диэлектрического материала и расположенный в нижней части камеры устройства, подводящие электроды пропущены через уплотнительные электроизоляционные элементы и конусные осадительные электроды, направленные своей узкой частью в сторону движения потока очищаемой диэлектрической жидкости и подсоединены в чередующемся порядке к разнополярным подводящим электродам, турбулизатор потока установлен по оси устройства внутри конусных осадительных электродов и в отверстии, выполненном в опорном элементе (см. патент РФ на изобретение 2091168, МПК В03С 5/02).
Устройство позволяет производить качественную очистку жидкости, однако оно создает повышенное сопротивление потоку.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является электроочиститель потока диэлектрической жидкости, включающий корпус с входным и выходным патрубками, грязеуловитель, выполненный с диэлектрическими стенками и гибкой диэлектрической заслонкой с металлической пятой, электроды противоположных полярностей, расположенные вдоль потока. Устройство снабжено поперечным электродом из фильтрующего материала, подключенным к металлической пяте и электроду одной полярности и расположенным с промежутком к электроду другой полярности, концевая часть поперечного электрода, образующего промежуток, расположена в грязеуловителе (см. авторское свидетельство СССР на изобретение 598641, МПК В03С 5/02).
Однако наличие заслонок усложняет конструкцию и снижает надежность. Данное устройство принято за прототип.
Задачей заявляемого изобретения является создание устройства для качественной очистки диэлектрических жидкостей от загрязнений при помощи электрического поля.
Технический результат заключается в упрощении конструкции и повышении надежности устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что
Изобретение поясняется чертежами. Позициями на чертежах обозначены:
1 - корпус;
2 - входной патрубок;
3 - выходной патрубок;
4 - перегородка;
5 - камера очистки;
6 - камера сбора загрязнений;
7 - поток жидкости;
8 - частица загрязнения;
9 - анализатор жидкости;
10 - ионизирующий электрод;
11 - осадительный электрод;
12 - ускорительный электрод.
Устройство для очистки диэлектрической жидкости содержит корпус, снабженный входным и выходным патрубками. Корпус выполнен в виде полой герметичной камеры, выполненной в виде цилиндра или прямоугольного параллелепипеда. В нижней части корпуса перпендикулярно направлению потока жидкости из входного в выходной патрубок расположены перегородки, причем таким образом, что часть внутреннего пространства корпуса над перегородками образует камеру очистки, а пространства между перегородками образуют камеры сбора загрязнений. Во входном патрубке расположен анализатор жидкости, предназначенный для измерения диэлектрических свойств жидкости, в частности величины напряжения пробоя U0. В верхней части камеры очистки расположен ионизирующий электрод, выполненный с возможностью подключения к источнику напряжения величиной U1=0,95U0. В нижних частях камер сбора загрязнений расположены осадительные электроды, выполненные с возможностью подключения к источнику напряжения величиной U2. Количество камер сбора загрязнений с осадительными электродами выбирают в зависимости от степени загрязнения и вязкости жидкости. В каждой камере сбора загрязнений между осадительным электродом и ионизирующим электродом расположен ускорительный электрод, выполненный в виде сетки, обеспечивающей свободное прохождение через нее частиц загрязнения, с возможностью подключения к источнику напряжения величиной U2≤U1.
Устройство работает следующим образом. Из входного патрубка подают жидкость с частицами загрязнения для очистки. При помощи анализатора определяют напряжение пробоя диэлектрической жидкости U0, подаваемой в камеру очистки, и подают на ионизирующий и ускорительный электроды напряжение U1=0,95U0 для обеспечения максимального качества очистки жидкости при помощи электрического поля. На осадительные электроды подают напряжение U2≤U1. Источники напряжения могут обеспечивать как постоянную величину потенциала на электродах, так и подавать последовательные импульсы заданной величины. При этом импульсы, подаваемые на соседние элементы, могут следовать с задержкой таким образом, чтобы создавать «бегущее поле», воздействующее на частицы загрязнения. Под действием ионизирующего электрода частицы загрязнения приобретают отрицательный заряд, вследствие чего электрическое поле, сформированное электродами, изменяет траекторию движения частиц загрязнения с прямолинейного на движение по ветви параболы, направленной вниз в сторону осадительного электрода. При приближении к осадительным электродам частицы загрязнения попадают в камеры сбора загрязнений, в которых практически отсутствует движение жидкости, поэтому далее частицы перемещаются прямолинейно, ускоряясь в электрическом поле между осадительными и ускорительными электродами. Затем удаленные из потока жидкости частицы загрязнения оседают на дне камеры сбора загрязнений, а очищенная жидкость поступает из камеры очистки в выходной патрубок.