ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОЧИСТИТЕЛЬ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ (И ГАЗОВ) С ЗАКРУГЛЕННЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ В ЭЛЕКТРОДАХ
ELECTRIC CLEANER OF DIELECTRIC FLUIDS (AND GASES) WITH ROUND HOLES IN ELECTRODES

Изобретение относится к устройствам очистки диэлектрических сред от механических примесей.
Известен электрический очиститель диэлектрических жидкостей и газов [3], состоящий из корпуса с патрубками подвода и отвода рабочего агента, внутри которого установлены верхняя и нижняя ограничительные пластины, между которыми располагается пакет из электродов и диэлектрических перегородок, образующих ячейки-накопители. Электроды перфорированы круглыми отверстиями, края которых вытянуты по направлению движения рабочего агента с усеченного конуса, наклон боковой стенки которого составляет 8-20°, и диаметр основания конуса равен диаметру цилиндрического канала.
Недостатком этого очистителя является то, что за счет вытяжки краев круглых отверстий образуются дополнительно 4 острые кромки, а две кромки становятся более острыми. Но, как известно [2], острые кромки концентрируют на себе электрические заряды в стационарном электрическом поле, и чем острее кромка, тем более сильно проявляется эта концентрация, т.е. на этих кромках напряженность электростатического поля будет выше, что и вызовет повышенную силу притяжения для механических частиц, которые будут образовывать в этих местах более толстый слой и обеспечивать более быструю закупорку каналов.
Известен электрический очиститель диэлектрических жидкостей (Э.О.Д.Ж.) [1], включающий корпус и осадительные электроды, выполненные в виде металлических пластин с прорезями, образующими каналы для прохода жидкости, и снабженные перегородками из диэлектрического материала, причем осадительные электроды подключены к источнику постоянного высокого напряжения с чередованием знака потенциала, а дополнительные электроды с одним из знаков потенциала, например отрицательным, электрически соединены с корпусом очистителя, электроды же противоположного знака расположены относительно внутренней стенки корпуса с зазором и образуют дополнительные пары электродов-осадителей по периметру очистителя, и последний, по направлению потока жидкости, электрод имеет знак потенциала, противоположный знаку потенциала на корпусе.
Недостатком данного очистителя является то, что стенки прорезей в электродах перпендикулярны плоскости электродов с острыми кромками в линии встречи этих стенок и поверхностями электродов с обеих сторон последних. А, как известно [2, 4], на острых (угловых) кромках концентрируются электрические заряды при действии электростатических полей, т.е. напряженность электростатического поля в этих местах будет выше, чем в других точках электродов-осадителей, а коль напряженность будет выше, то и сила притяжения, действующая на механические частицы в очищаемой среде, будет больше, и эти частицы будут осаждаться, в первую очередь, на этих острых (угловых) кромках, а не равномерно во всех точках электрода. Это приведет к более быстрому сужению прорезей на их входе и выходе, что будет увеличивать гидравлическое сопротивление, а затем и к полной закупорке прорезей опять же на входе и выходе, хотя в других местах толщина осажденных механических примесей оказывается небольшой.
Так как утолщение осажденного слоя происходит в месте поворота течения очищаемой среды (угол отверстия), то под действием этого течения возможен отрыв заметного по объему комка загрязнения от осевшего слоя, который в дальнейшем не сможет притянуться ни к одному из электродов, в силу его величины, а будет загрязнять уже очищенную среду. Т.е. если бы осаждение механических частиц было бы равномерным во всех точках электродов-осадителей, то срыв осажденного слоя, закупорка прорезей (или достижение нерабочего состояния) произошли бы значительно позже. Другими словами, электроочиститель до очистки электродов работал бы более продолжительное время (грязеемкость электроочистителя была бы выше).
Цель изобретения - обеспечение одинакового (равномерного) осаждения механических примесей во всех точках электродов-осадителей.
Сущность изобретения заключается в том, что прорези (отверстия) в электродах-осадителях выполняются с закругленными кромками, что устраняет концентрацию напряженности электростатического поля на острых кромках, т.е. делает это поле равномерным, а это вызывает равномерность осаждения механических примесей во всех точках электрода, чем обеспечивается бóльшая грязеемкость электроочистителя, а следовательно, более продолжительное время его работы от одной чистки электродов до другой. Сопоставительный анализ позволяет сделать вывод, что предлагаемое устройство отличается от прототипа тем, что в нем отверстия в электродах-осадителях выполнены с закругленными кромками с обеих сторон электрода.
Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию «Новизна». Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом устройстве, и признать его соответствующим критерию «Существенные отличия».
Применение новых признаков позволяет увеличить грязеемкость электроочистителя, а тем самым, время его работы в промежутках между последующими очистками электродов-осадителей. Это обеспечивается закруглением острых кромок в отверстиях (прорезях) электродов с обеих сторон.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлен общий вид очистителя в разрезе, на фиг.2 - разрез электродов с закругленными (вид «а») и с острыми (вид «б») кромками отверстий.
Электроочиститель 7, фиг.1, состоит из корпуса 1, ограничительных пластин 2, пакета осадительных электродов 3, диэлектрических перегородок 4, патрубков подвода 5 и отбора очищаемой среды 6. Осадительные электроды 3 выполнены в виде круглых металлических пластин с отверстиями, острые края которых закруглены. Между осадительными электродами расположены диэлектрические перегородки, которые совместно с электродами 3 образуют ячейки-накопители загрязнений. На верхней крышке расположен кран 8 для стравливания накапливающихся газов. Закругление краев отверстий, фиг.2, вид «а», обеспечивает одинаковую толщину осаждаемого слоя 9 механических примесей. Закругление осуществляется с обеих сторон отверстий. Острые же кромки отверстий, вид «б», формируют более толстый слой осаждений в районе острых кромок.
Работает очиститель с закругленными отверстиями в электродах следующим образом.
Жидкость (или газ) поступает через патрубок 5 во внутреннюю полость электроочистителя 7. К электродам-осадителям 3 предварительно подано постоянное высокое напряжение с чередованием знака. Поступившая жидкость (газ) далее протекает через отверстия нижней ограничительной пластины 2, закругленные отверстия первого электрода-осадителя 3, отверстия первой диэлектрической перегородки 4, затем через закругленные отверстия второго электрода-осадителя 3, отверстия второй диэлектрической перегородки 4 и т.д. и вытекает из электроочистителя через патрубок 6. Так как к электродам-осадителям 3 подано высокое напряжение постоянного знака с чередованием знака потенциала на электродах, то на каждом электроде создается электростатическое поле, которое воздействует на механические частицы в очищаемой жидкости (газе), обтекающем эти электроды, заставляя эти частицы оседать на электродах. Так как края отверстий в электродах закруглены, то электростатическое поле на поверхности электродов распределяется равномерно, не концентрируясь где-либо (если края отверстий не закруглены, то происходит концентрация напряженности поля на острых кромках), что приводит к одинаковому (равномерному) осаждению механических примесей и формированию одинакового по толщине осаждаемого слоя 9 (при концентрации напряженности поля этот слой получается толще в местах такой концентрации, т.е. на острых кромках).
Таким образом, закругление отверстий в электродах (скругление острых кромок) обеспечивает равномерность осаждения механических примесей по всей поверхности электродов, а тем самым, увеличивает грязеемкость электроочистителя и время работы очистителя между двумя последующими чистками.
Источники информации:
1. Патент на изобретение РФ №2145524 «Электрический очиститель диэлектрических жидкостей».
2. Яворский Б.М., Селезнев Ю.А. Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования. - М.: Наука, 1989. - С.203-204.
3. Патент на изобретение РФ №2262387 «Электрический очиститель диэлектрических жидкостей и газов».
4. Размерная электрическая обработка металлов. Под ред. Глазкова А.В. - М.: Высшая школа, 1978. - С. 16.