ФИЛЬТРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТЕХНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ НА ОРГАНИЧЕСКОЙ ОСНОВЕ

Полезная модель относится к устройствам для электростатического разделения твердых материалов и текучей среды и может быть использована для выделения дисперсных частиц из жидкостно-газовых сред (ЖГС), обеззараживания ЖГС от микроорганизмов.
Известен фильтр универсальный, описанный в полезной модели (патенте РФ на полезную модель №40922, МПК В03D 3/04, опубл. 10.10.2004 г.), 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 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.
Недостатком данного электроочистителя, принятого за прототип, является недостаточно высокая эффективность очистки, за счет низкой скорости осаждения частиц загрязнения.
Эффективность работы электроочистителя определяется скоростью осаждения частиц загрязнений и возрастает с увеличением скорости миграции этих частиц в межэлектродном пространстве. Скорость миграции зависит от величины заряда, приобретаемого частицами загрязнения, при попадании в межэлектродное пространство, от времени нахождения частиц загрязнения в межэлектродном пространстве и от действующих на частицы загрязнения электрических сил (пондеромоторных и кулоновских) /1, 2/. Возможны два пути повышения эффективности электростатического разделения твердых материалов и текучей среды. Первый путь основан на повышении напряжения на осадительных электродах, но ограничивается напряжением пробоя диэлектрической жидкости. Сущность второго пути заключается в организации такого движения жидкости в межэлектродном пространстве, при котором величина заряда, приобретаемого частицами загрязнения, будет максимальна. Усовершенствование прототипа направлено на то, чтобы обеспечить максимальную зарядку частиц микрозагрязнений, увеличив время нахождения частиц микрозагрязнений в межэлектродном пространстве, а также повысить действенность пондеромоторных сил путем создания максимальной неоднородности электростатического поля, что в прототипе сделать невозможно.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности и качества очистки жидкостных и жидкостно-газовых сред.
Решение технической задачи полезной модели состоит в том, что в фильтрующем устройстве технических жидкостей на органической основе, 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, направление движения потока загрязненной среды перпендикулярно горизонтальным плоскостям проницаемых электропроводных перегородок, проницаемые электропроводные перегородки выполнены без изоляционного покрытия, разность потенциалов к ним подается поочередно, для чего внутренний объем корпуса разделен, по меньшей мере, на четыре части, в каждой проницаемой электропроводной перегородке, для прохода жидкостно-газовой среды, выполнены четыре отверстия под углом девяносто градусов относительно друг друга и равном удалении от центра проницаемой электропроводной перегородки, суммарная площадь отверстий равна площадям поперечного сечения входного и выходного штуцеров фильтрующего устройства, причем отверстия выполняются в проницаемых электропроводных перегородках поочередно, в первой проницаемой электропроводной перегородке в периферийной части, во второй проницаемой электропроводной перегородке в центральной части и так далее, проницаемые электропроводные перегородки с отверстиями, выполненными в центральной части, повернуты по центральной оси относительно проницаемых электропроводных перегородок с отверстиями в периферийной части на угол 45 градусов.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое фильтрующее устройство технических жидкостей на органической основе имеет следующие существенные отличительные признаки (элементы устройства): проницаемые электропроводные перегородки без изоляционного покрытия, разность потенциалов к которым подается поочередно; внутренний объем корпуса разделен, по меньшей мере, на четыре части; в каждой проницаемой электропроводной перегородке, для прохода жидкостной среды, выполнены четыре отверстия под углом девяносто градусов относительно друг друга и равном удалении от центра проницаемой электропроводной перегородки, суммарная площадь отверстий равна площади поперечного сечения входного и выходного штуцеров фильтрующего устройства, причем отверстия выполняются в проницаемых электропроводных перегородках поочередно, в первой проницаемой электропроводной перегородке в периферийной части, во второй - в центральной части и так далее; проницаемые электропроводные перегородки с отверстиями, выполненными в центральной части, повернуты по центральной оси относительно проницаемых электропроводных перегородок с отверстиями в периферийной части на угол равный 45 градусам.
Совокупность известных и отличительных признаков и новых связей между ними обеспечивает технический результат заявляемой полезной модели следующим образом. Повышение качества очистки технических жидкостей на органической основе осуществляется за счет максимизации зарядки частиц микрозагрязнений, увеличения времени нахождения частиц микрозагрязнений в межэлектродном пространстве посредством организации циклического движения жидкостно-газовой среды через объемные осадительные электроды и электропроводные проницаемые перегородки от периферийной части внутреннего объема фильтрующего устройства к его центральной части и обратно, что интенсифицирует механическое сближение частиц загрязнений с зонами высокой напряженности. В этом случае, частицы загрязнения удерживаются в застойных зонах образованных элементами объемного осадительного электрода, таким образом, реализуется принцип удержания частиц вне основного потока.
На фигуре показан продольный разрез фильтрующего устройства технических жидкостей на органической основе;
Фильтрующее устройство технических жидкостей на органической основе (фиг.) состоит из корпуса 1, проницаемой электропроводной перегородки 2 с периферийными отверстиями 8 для прохода очищаемой технической жидкости на органической основе, проницаемой электропроводной перегородки 3 с центральными отверстиями 9 для прохода очищаемой технической жидкости на органической основе, объемных осадительных электродов 4, помещенных во внутренние объемы, тоководов 5, входного штуцера 6, выходного штуцера 7. Питание от источника высокого напряжения подается к электропроводным проницаемым перегородкам 2, 3 с поочередным чередованием знака потенциала.
Фильтр работает следующим образом.
Частицы загрязнений, находящиеся в технической жидкости на органической основе и не имеющие заряда, проходя через периферийные отверстия 8 первой электропроводной перегородки 2, заряжаются от высокого потенциала, поданного от внешнего высоковольтного источника питания. Частицы загрязнений, проходя через первый объемный осадительный электрод 4 к центральным отверстиям 9 второй проницаемой электропроводной перегородки 3, имеющей противоположный знак потенциала по отношению к первой, осаждаются на нем. Частицы загрязнений, не осевшие на первом объемном осадительном электроде и первой электропроводной проницаемой перегородке, под действием неоднородного электрического поля, движутся через центральные отверстия второй проницаемой электропроводной перегородки 3, к периферийным отверстиям третьей проницаемой электропроводной перегородки 2 через второй объемный осадительный электрод 4 и осаждаются на нем.
Частицы загрязнений, находящиеся в технической жидкости на органической основе и имеющие заряд, противоположный заряду первой электропроводной перегородки 2, осаждаются на первом осадительные электроде 4.
Источники информации
1. Электростатика в технике /Пер. с рум. - М.: Энергия, 1980-296 с., ил.
2. Борисова М.Э., Койков С.Н. Физика диэлектриков. Учебное пособие. - Л. Ленинградского университета, 1979, 240 с.