ЯЧЕЙКА ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА

Ячейка электрофильтра относится к системам газоразрядно-каталитической, газоразрядной, плазменной, барьерной и иных видов электроочистки газов и воздуха и предназначена 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.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является ячейка электрофильтра, содержащая установленные в изоляторах изолированные электроды, соединенные между собой тоководами и подключенные через высоковольтную шину к высоковольтному кабелю, кроме того, между изолированными электродами расположены жестко закрепленные в корпусе ответные электроды, в которой ответные электроды выполнены в виде плоских решеток из листового металла, полученных методом лазерной резки, снабженных шипами с острыми углами, расположенными в одной плоскости с решеткой, при этом шипы каждого ряда решетки ответного электрода смещены относительно друг друга, кроме того, изолированные электроды выполнены в виде металлической сетки, расположенной между слоями токопроводящего материала и помещенной путем запекания в слой диэлектрика (см. патент РФ на полезную модель №170798, В03С 3/02, 11.05.2017).
Недостатком известной ячейки газоконвертера является неравномерная ионизация очищаемого воздуха вследствие неравномерности искровых зазоров, которая вызвана, во-первых, плетеной проволочной сеткой изолированных электродов, из-за чего фактическое удаление токоведущей поверхности электрода от плоскостей ответных электродов варьируется в диапазоне вплоть до половины толщины сетки, а передаваемые токи ограничены контактом между отдельными проволоками и сечением этих проволок, и во-вторых, плоской формой решеток ответных электродов, обусловливающей многократно меньшее сопротивление изгибу в перпендикулярном плоскости решетки направлении по сравнении с изгибом в плоскости решетки пропорционально квадрату частного их ширины в плоскости сечения и толщины, вследствие чего решетки ответных электродов оказываются в состоянии неустойчивого равновесия - и любые отклонения размеров решеток, остаточные напряжения от механической обработки и термические напряжения в решетках и корпусе при соединении их друг с другом приводят к выгибу решетки и, соответственно, неравномерному приближению ответного электрода к одному из смежных с ним изолированных электродов и удалению от второго.
В основу полезной модели поставлена задача - создать такую ячейку электрофильтра, которая обеспечит равномерную ионизацию очищаемого воздуха за счет максимально однородных искровых зазоров.
Поставленная задача решается тем, что в ячейке электрофильтра, содержащей установленные в изоляторах изолированные электроды, выполненные в виде металлической сетки внутри плоской пластины из диэлектрика, соединенные между собой тоководами и подключенные через высоковольтную шину к высоковольтному кабелю, и расположенные между изолированными электродами жестко закрепленные в корпусе ответные электроды в виде решеток с прутьями из плоских листовых элементов, снабженных шипами с острыми углами, расположенными в плоскости, согласно заявляемой полезной модели, сетка изолированных электродов выполнена из цельного листа меди и имеет сплошную внутреннюю структуру, в которой перекрещивающиеся между собой прутья являются частями одного и того же листа и в местах перекрещивания неразрывно связаны друг с другом в единое целое, и плоскую поверхность обеих боковых сторон, а ответные электроды выполнены из цельного листа нержавеющей стали, при этом плоские стороны прутьев решетки и шипы расположены в параллельных друг другу плоскостях, перпендикулярных плоскости электрода, а продольные элементы, соединяющие прутья решетки ответного электрода, выполнены с непрерывной продольной V-образной подштамповкой по всей длине.
Такое исполнение заявляемой ячейки электрофильтра обеспечивает пропорционально соотношению размеров поперечного сечения более высокую жесткость прутьев решетки на изгиб в направлении, перпендикулярном плоскости электрода, что обеспечивает максимально равномерные расстояния между токоведущей поверхностью изолированного электрода и шипами в пределах одного прута решетки ответного электрода, в то время как потенциальный изгиб прута в плоскости, параллельной плоскости изолированного электрода, на данное расстояние не влияет; при этом максимально близкое к равноудаленному положение прутьев в целом относительно токоведущей поверхности изолированного электрода обеспечивается прямолинейностью электрода в продольном направлении, которую обеспечивает V-образная подштамповка, создающая три непрерывных по длине ребра жесткости на каждом из связующих элементов; дополнительно равномерность расстояний между токоведущей поверхностью изолированного электрода и шипами обеспечивает плоскостность сетки изолированного электрода, обеспеченная ее исполнением в виде просечной либо перфорированной сетки, либо просечно-вытяжной сетки с последующей после просечения и вытяжки прокаткой для обеспечения плоскостности обеих поверхностей.
Признак, характеризующий исполнение токоведущей части изолированного электрода в форме решетки из цельного листа, в которой перекрещивающиеся между собой прутья являются частями одного и того же листа и в местах перекрещивания неразрывно связаны друг с другом в единое целое, а боковые поверхности являются плоскими, в известных технических решениях не обнаружен.
Признак, характеризующий исполнение связующих элементов решетки ответного электрода с V-образной подштамповкой по всей длине, в известных технических решениях не обнаружен.
Исходя из этого, можно сделать вывод, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «мировая новизна».
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 представлен изометрический вид предлагаемой полезной модели;
на фиг. 2 представлен изометрический вид корпуса ячейки с ответными электродами;
на фиг. 3 представлен изометрический вид изолированного электрода;
на фиг. 4 представлен изометрический вид ответного электрода.
Заявляемая полезная модель устроена, например, следующим образом. Ячейка газоразрядная содержит корпус 1 (фиг. 1, 2) в виде открытого с двух противоположных сторон прямоугольного короба из нержавеющей стали с увеличивающими жесткость граней отгибами 2 наружу на верхней стороне и внутрь на нижней стороне всех стенок короба, а также вертикальными плоскими прутьями 3 с остроугольными шипами 4 на длинных стенках короба, упорами 5 для фиксации изолированных электродов и центрирующими отверстиями 6 для установки ответных электродов на коротких стенках короба. Ответные электроды состоят из связующих элементов 7 (фиг. 1, 3) с продольной V-образной подштамповкой 8 по всей их длине и установочными шипами 9 для позиционирования в центрирующих отверстиях 6, а также расположенных перпендикулярно между связующими элементами 7 прутьев 10, снабженных остроугольными шипами 11. Изолированные электроды содержат прямоугольную плоскую сетку 12, выполненную из меди, изоляционную пластину 13, охватывающую сетку 12 со всех сторон и заполняющую ячейки сетки 12, установленную в корпусе 1 посредством упоров 5, токовод 14, выполненный в виде узкой ленты и выходящий за границы изоляционной пластины 13, где он соединен с питающим общим тоководом, расположенным над корпусом.
Заявляемая полезная модель в описанном исполнении изготавливается следующим образом. Корпус 1 и ответные электроды изготавливаются из листовой нержавеющей стали посредством вырезания лазером с удалением ненужных элементов, затем методом штамповки на связующих элементах 7 ответных электродов выполняются продольные V-образные подштамповки 8, далее, посредством гибки формируются отгибы 2 и упоры 5, поворачиваются перпендикулярно плоскости заготовки корпуса вертикальные прутья 3 с остроугольными шипами 4 в заготовке корпуса Г и прутья 10 с остроугольными шипами 11 ответных электродов, далее заготовка корпуса сгибается в замкнутый прямоугольный короб, в центрирующие отверстия 6 вставляются установочными шипами 9 ответные электроды, после чего корпус 1 фиксируется заклепками. Прямоугольная плоская сетка" 12 изолированных электродов изготавливается из листа химически чистой меди методом просечки с вытяжкой, после чего подвергается прокатке для получения заданной толщины и плоских боковых поверхностей, затем разрезается на фрагменты нужного размера. Токовод 14 в виде узкой плющеной ленты вставляется в сетку 12 и подвергается обжатию для обеспечения постоянства толщины токоведущего слоя в границах электрода. Затем сетка 12 с установленным тоководом 14 подогреваются до температуры 800°С и горизонтально позиционируются на подогретом листе стекла с формой электрода и толщиной, равной половине толщины электрода, далее сетка 12 и токовод 14 заливаются сверху слоем стекла такой же толщины.
Заявляемая полезная модель в описанном исполнении работает следующим образом. К ячейке газоразрядной подают питание с частотой 50-9000 Гц и напряжением 5-30 кВ через высоковольтный кабель на корпус 1 и питающий общий токовод, в результате чего возникают электрические разряды между поверхностью изоляционных пластин 13 изолированных электродов и остроугольными шипами 11 ответных электродов, а также остроугольными шипами 4 корпуса 1. Создаваемый при этом озон разлагается с образованием атомарного кислорода, который обеспечивает деструкцию улавливаемых соединений до более безопасных оксидов составляющих их элементов, которые на выходе из газоразрядных ячеек улавливаются механически.
Таким образом, заявляемая полезная модель может быть изготовлена и использована с достижением заявляемых технических результатов, что доказывает соответствие критерию «промышленная применимость».