ГЕНЕРАТОР ОЗОНА

Полезная модель относится к области очистки природных и сточных вод и может быть использована на очистных сооружениях коммунального хозяйства.
Озон трехатомарная форма кислорода, в больших концентрациях газ голубого цвета и обладает высоким бактерицидным и вирулицидным действием, высокой степенью окисления органических веществ различных классов, эффективно реагирует с канцерогенными веществами, быстро окисляет железо и марганец, позволяет снизить цветность воды, улучшает вкус и запах воды, способствует повышению в ней кислорода (Шуберт С.А., Демин И.И. и др. "Озонирование как метод улучшения качества", Водоснабжение и сантехника, 1985 г.)
В системах водоснабжения широко применяются два типа генераторов озона: трубчатый и плоский. Трубчатый генератор озона представляет собой систему из двух цилиндрических коаксиальных охлаждаемых (обычно водой) электродов, разделенных слоем диэлектрика и зазором, в котором происходит разряд и образование озона. Количество трубок принимается от 80 до 275 шт. в зависимости от размеров озонатора. Электродами низкого напряжения являются цилиндры из нержавеющей стали, омываемые охлаждаемой водой. Внутри каждого цилиндра находится стеклянная трубка. Электродами высокого напряжения служат покрытия из графита или алюминия, нанесенные на внутреннюю поверхность стеклянных трубок, которые являются диэлектрическим барьером и исключают образование разрядов искровой или дуговой формы и обуславливают равномерную структуру "тихого" разряда. Одновременно диэлектрик выполняет роль реактивного буферного сопротивления, ограничивающего ток в цепи разряда (В.Ф.Кожинов, "Очистка питьевой и технической воды", 1984 г.).
Основным недостатком данных генераторов озона является
технологическая сложность выполнения конструкции.
Известен озонатор (А.с. №998328, опубл. 23.02.1983 г.), содержащий плоские прямоугольные металлические электроды, разделенные прямоугольными диэлектрическими пластинами, и продольные рейки, создающие щелевые разрядные промежутки, стянутые жесткой рамой в слоистый пакет, установленный в кожухе, а электроды выполнены из металлической фольги и каждый из них плотно соединен по всей своей поверхности с диэлектрической пластиной, выполненной в виде одного или более слоев ткани из тонкого стеклянного волокна, пропитанных органическим или кремнийорганическим термостойким связующим.
Недостатком данного озонатора является то, что эта конструкция является недостаточно устойчивой к изменению режима питания генератора. Кроме того изготовление электродов из фольги не способствует повышению надежности устройства.
Известен озонатор (РФ патент №2061651, опубл. 10.06.1996 г.), который содержит пакет чередующихся высоковольтных пластин, разделенных диэлектрическими барьерами и дистанционными прокладками, при этом каждый электрод имеет внутреннюю систему охлаждения, выполненную в виде системы продольных полостей, соединенных построечными каналами, а в каждом газоподающем электроде выполнены две поперечные сквозные прорези, имеющие сообщение с каналами входа и выхода газа соответственно. Газ поступает в канал входа, затем в сквозные прорези в электродах, а оттуда через проточки дистанционных прокладок попадает в газовую камеру, также выполненной дистанционной прокладкой. В плоских поверхностях каждого электрода выполнены углубления, в которые заподлицо с основной поверхностью размещены диэлектрические барьеры, при этом между диэлектрическим барьером и электродом расположен слой припоя.
К недостаткам известного устройства можно отнести следующее. Система охлаждения водой в технологическом отношении очень сложна.
Каждый электрод помимо плоскостей и каналов имеет штуцер ввода и вывода воды, углубления, куда впаяны диэлектрические пластины, что требует безопасной герметизации и наличия развязок от высокого напряжения. Система входных и выходных каналов по числу электродов для газовых потоков не только усложняет конструкцию, но и способствует понижению концентрации озона за счет прохождения и саморазложения озона по этим узким каналам. Потери озона происходят за счет малых сечений проточек входа и выхода (они равны) газовых потоков по отношению к объемам разрядных промежутков, что не позволяет обеспечить высокую производительность озонатора.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению и принятым за прототип является озонатор (США, патент №3801791, опубл. 17.02.76 г.), изготовленный из плоских металлических электродов прямоугольной формы, между которыми прокладываются стеклянные диэлектрические пластины и продольные рейки, создающие щелевые разрядные промежутки, через которые пропускается озонируемый газ. Весь слоистый пакет стягивается жесткой монтажной рамой, а электроды соединяются через один в два пучка. Один из них присоединяется к раме, а другой выводится из аппарата и присоединяется к высокопотенциальной клемме высоковольтного трансформатора питания (6-15 кВ). Рама с пакетом электродов монтируется в металлическом кожухе, а пространство между кожухом и пакетом заполняется газонепроницаемым электроизоляционным материалом. Рама электрически связывается с корпусом, который заземляется. Для отвода тепла, выделяющегося в аппарате, электроды заземляемого пучка изготавливают из листов толщиной 15 мм и максимально уменьшают термическое сопротивление между ними и кожухом, который охлаждается за счет естественной конвенции окружающего воздуха.
Недостатком конструкции озонатора является сложность разборки для осуществления возможного ремонта и замены любой стеклянной пластины необходимо полностью разобрать весь пакет электродов, предварительно
разрушив слой электроизоляционного материала между кожухом и пакетом электродов. Использование продольных реек существенно уменьшает площадь контакта с электродами, что значительно уменьшает производительность. К тому же имея толщину электродов 15 мм очень сложно в связи с большой тяжестью пакета электродов производить ремонт.
Целью на которую направлена полезная модель является упрощение конструкции, повышение надежности и простоты обслуживания и уменьшения стоимости озонатора.
Технический результат достигается тем, что генератор озона, содержащий плоские металлические прямоугольные электроды, разделенные прямоугольными диэлектрическими пластинами из стекла установленные в корпусе в соответствии с полезной моделью имеют пять дистанционных шайб из фторопласта, создающих щелевые разрядные промежутки, а пакет электродов жестко фиксируется в корпусе при помощи пяти упорных болтов из текстолита, а пакет электродов отделен от корпуса диэлектрическими пластинами из стеклотекстолита толщиной 5 мм и корпус с электродами выполнен из нержавеющей стали толщиной 1,5 мм.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
Использование шайб вместо полос значительно увеличивает площадь электродов для образования озона. Изготовление электродов и корпуса из нержавеющей стали толщиной 1,5 мм, вместо 15 мм как у прототипа значительно уменьшает стоимость генератора озона. Применение упорных болтов и диэлектрических пластин из стеклотекстолита вместо рамы и газонепроницаемого электроизоляционного материала значительно упрощает конструкцию и облегчает ремонт генератора озона.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог,
характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного устройства. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном фильтре для очистки воды и изложенных в формуле полезной модели. Следовательно, заявленный генератор озона соответствует условию "новизна".
Генератор озона может быть применен для бактерицидной и вирулицидной обработки в очистке природных и сточных вод и подтверждена возможность осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов и способно обеспечить достижение усматриваемого результата. Следовательно, заявляемая полезная модель, соответствует критерию "промышленная применимость".
На фиг.1, общий вид и фиг 2 представлен генератор озона, который состоит из корпуса 1, в который вкладывается лист диэлектрика из стеклотекстолита 2 (фиг.3) толщиной 5 мм, после этого устанавливается электрод 3 (фиг.4), на котором в пяти местах приклеены дистанционные шайбы 4 из фторопласта. Электрод 3 крючками 5 одевается на диэлектрик из стекла 6 (фиг.5), и далее устанавливается электрод 7 (фиг.6) с двумя опорными пластинами 8, приваренные к основному электроду, за счет которых происходит касание его с корпусом 1. На электроде 7 также приклеены пять дистанционных шайб 4 из фторопласта. Следующим устанавливается диэлектрик из стекла 6 и снова электрод 3, на котором в пяти местах приклеены дистанционные шайбы 4, крючками 5 одевается на диэлектрик из стекла 6, и далее электрод 7, на котором в пяти местах приклеены дистанционные шайбы 4. Количество пар электродов определяется количеством необходимого вырабатываемого озона. После слоистого пакета устанавливается диэлектрик из стеклотекстолита 2 и со второй стенки корпуса установлены пять упорных болтов 9, которыми затягивается весь
слоистый пакет. Электроды, которые не касаются корпуса 1 соединяются в пучок и выводятся из корпуса и присоединяются к клемме двухфазного трансформатора, а вторая клемма двухфазного трансформатора присоединяется к корпусу и заземляется.
Генератор озона работает следующим образом. Очищенный и осушенный воздух в адсорбере (не показан) поступает за счет вакуума создаваемого водо-воздушным эжектором (не показан) в герметичный корпус 1 генератора озона и затем в пространство 10 между диэлектриком из стекла и электродом. При наложении переменного тока от двухфазного трансформатора (не показан) происходит электрический разряд и образуется озон, который по трубопроводам подается в водо-воздушный эжектор и далее в смесительную камеру на очистку.
Предлагаемая полезная модель имеет простую конструкцию, повышает надежность и простоту обслуживания и ремонта и значительно уменьшает его стоимость.