ЭЛЕКТРООЧИСТИТЕЛЬ СО СПИРАЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ
ELECTRIC CLEANER WITH SPIRAL ELECTRODES

Изобретение относится к устройствам очистки диэлектрических жидкостей и газов от механических примесей и загрязнений.
Известен электрический очиститель диэлектрических жидкостей и газов [1], включающий корпус и осадительные электроды с прорезями. Электроды и диэлектрические перегородки выполнены круглой формы в плане и имеют сквозные прорези, выполненные на части окружности постоянного радиуса в плоскостях этих электродов и перегородок.
Недостатком указанного электроочистителя является то, что электроды выполнены плоскими и с равномерным расположением прорезей, что делает время нахождения единицы объема жидкости (газа) в электрическом поле электрода непродолжительным, а следовательно, захват и осаждение механических частиц из этого объема достаточно слабым.
Известен электрический очиститель диэлектрических жидкостей [2], состоящий из корпуса, ограничительных пластин, пакета осадительных электродов, диэлектрических прокладок с перемычками, патрубков подвода и отвода очищаемой жидкости (газа). Осадительные электроды выполнены в виде круглых металлических пластин с отверстиями. Диэлектрические прокладки также круглые и имеют отверстия. Электроды и прокладки в собранном виде параллельны друг другу, что также делает нахождение объема жидкости (газа) в поле действия осадительного электрода коротким по времени, а процесс захвата и осаждения механических частиц из этого объема малоэффективным.
Наиболее близким к изобретению является электрический очиститель диэлектрических жидкостей [3], включающий корпус и осадительные электроды, выполненные в виде металлических пластин с прорезями, образующими каналы для прохода жидкости, и снабженные перегородками из диэлектрического материала.
Недостатком данного очистителя является то, что конструктивно его осадительные электроды выполнены плоскими, что делает время нахождения улавливаемых частиц в электрическом поле электрода очень коротким и не способствующим качеству очистки жидкости (газа) от механических примесей.
Сущность изобретения заключается в том, что электроочиститель со спиральными электродами имеет осадительные электроды, выполненные в виде металлических пластин по форме корпуса в плане, между которыми располагаются плоские перегородки из диэлектрического материала. Осадительные электроды с одной стороны выполнены плоскими, а с другой стороны имеют стенки, перпендикулярные плоскости электрода и образующие спирали на виде в плане. Две соседние стенки и плоскость электрода (днище) со стороны стенок образуют канал спиралевидной формы в плане с тремя сторонами (четвертая сторона открыта), идущий от края электрода к его центру (или наоборот) и заканчивающийся отверстием в плоской части электрода (днище), причем расположение этих отверстий чередуется: у одного электрода - в центре, у другого - на краю. Таким же образом выполнены отверстия в плоских перегородках из диэлектрического материала, располагающихся между электродами. При сборке отверстия в перегородках и в днищах электродов должны находиться напротив друг друга, а перегородки накладываются на торцы стенок с открытой стороны и образуют четвертую сторону спирального канала, делая его замкнутым. Спиральные же каналы каждого электрода соединяются друг с другом через отверстия в электродах и перегородках и образуют непрерывный канал от входа до выхода электроочистителя.
А так как этот канал имеет длину в несколько раз больше диаметра электрода и в десятки (а то и сотни) раз длиннее, чем толщина электрода, то, следовательно, время взаимодействия электрического поля каждого электрода с механической частичкой в движущейся по каналу очищаемой жидкости резко увеличивается, что приводит к большей вероятности осаждения этой частички на электроде. Каждый электрод с боковой стороны имеет изоляционную прокладку, чтобы не было короткого замыкания между корпусом и электродом, и подсоединяется к источнику постоянного тока высокого напряжения, причем соседние электроды соединяются с разными полюсами. Поверхность каждого электрода, со стороны спирального канала покрыта тонким изоляционным слоем, чтобы частички не отлипали от этой поверхности после осаждения на нее.
Таким образом, предлагаемая конструкция электродов позволяет за счет увеличения длины пути движения улавливаемых механических частиц и, следовательно, времени их взаимодействия с электрическим полем электрода, повысить вероятность захвата этих частиц электродом, т.е. увеличить эффективность очистки диэлектрической жидкости (газа) от механических примесей.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый электроочиститель отличается формой электродов: плоских - с одной стороны, и имеющих открытые спиралевидные каналы - с другой стороны.
Таким образом, заявляемый электроочиститель соответствует критерию изобретения «новизна». Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом электроочистителе, и признать его соответствующим критерию «существенные отличия».
Применение всех новых признаков позволяет:
- увеличить во много раз длину пробега каждой механической частички, вместе с очищаемой жидкостью, по поверхности электрода, а тем самым увеличить время взаимодействия частички с электрическим полем электрода, и, следовательно, повысить вероятность захвата частицы электродом, что, в результате, повышает эффективность очистки диэлектрической жидкости от механических примесей.
На фиг.1 изображен предлагаемый электроочиститель (продольный разрез), на фиг.2 - электрод со стороны спиральных каналов в плане. Электроочиститель состоит из корпуса 9 цилиндрической (или любой другой) формы, электродов 4, между которыми располагаются перегородки 3 из диэлектрического материала. Каждый электрод по боковой поверхности днища имеет изоляционное кольцо 5, предотвращающее электрический пробой между электродом и корпусом. С одного торца корпуса, внутри его, помещается кольцо 10 для поджатия пакета электродов и перегородок при сборке. Также при сборке электроды и перегородки располагаются так, что отверстия в них находятся друг против друга.
При сборке электроды могут устанавливаться в одинаковом положении (стенки спиральных каналов направлены в одну сторону) или в разных направлениях, например половина электродов - в одном положении, а другая половина - в другом положении (как показано на фиг.1), или же чередоваться через один, два и т.д. электродов. Но, при этом должно обеспечиваться последовательное соединение спиральных каналов каждого электрода друг с другом. С торцов корпус электроочистителя закрывается крышками 2 и 6. В крышки ввернуты соответственно входной штуцер 7 и выходной штуцер 1. В первом от выхода электроде выполнено данное отверстие 11 в центре электрода, а во втором электроде - отверстие 12 выполнено на краю.
Каждый электрод соединен с источником постоянного тока 8 высокого напряжения, причем соседние электроды подсоединены к разным полюсам. Электроочиститель со спиральными электродами работает следующим образом. Очищаемая диэлектрическая жидкость поступает через штуцер 7 внутрь электроочистителя (под крышку 6) и далее через отверстие в перегородке 3 с центральным отверстием, к первому от входа электроду, который в донышке имеет также центральное отверстие, являющееся на данном электроде началом спирального канала. Жидкость через центральное отверстие электрода поступает в спиральный канал, протекает по нему (как показано на фиг.2, только против направления стрелок, т.е. от отверстия 11 к отверстию 12). Так как спиральный канал образуется дном (днище электрода), боковыми стенками и перегородкой с открытой стороны, то жидкости нет другого пути, кроме спирального канала. Так как этот электрод подсоединен к «+» источника питания, то при движении жидкости по спиральному каналу на его боковых стенках и донышке будут оседать механические частички, т.е. жидкость будет очищаться от механических примесей. Чтобы осевшие на поверхности электрода частички не отлипали от нее, все поверхности электродов со стороны спиральных каналов покрыты тонким изоляционным слоем.
Спиральный канал на этом (первом от входа) электроде заканчивается «тупиком», образованным боковыми стенками канала. Но так как четвертая сторона канала образована диэлектрической перегородкой, в которой напротив «тупика» имеется отверстие, а в следующем электроде отверстие в донышке располагается напротив отверстия в перегородке, то жидкость из первого электрода поступает через названные отверстия во второй (от входа) электрод, в котором периферийное отверстие (около края) является началом спирального канала и по которому жидкость потечет, как показано стрелками на фиг.2. На стенках этого электрода также будут осаждаться механические примеси, т.к. электрод подсоединен к «-» постоянного тока. Далее жидкость поступит в третий электрод через отверстия в центре диэлектрической перегородки и донышка третьего электрода, проходя через спиральный канал и очищаясь от механических частиц. Затем поступит в четвертый электрод и т.д.
Так как длина спирального канала во много раз длиннее и время нахождения частиц в электрическом поле увеличивается, нежели, когда используются плоские электроды с отверстиями, то степень очистки диэлектрической жидкости также резко возрастает. Очищенная жидкость вытекает через штуцер 1 в крышке 2.
Источники информации
1. Патент РФ №2108869 на изобретение «Электрический очиститель диэлектрических жидкостей и газов». Приоритет изобретения: 10 января 1996 г.
2. Свидетельство на изобретение СССР №1695987 «Электрический очиститель диэлектрических жидкостей». Приоритет от 22 мая 1989 г.
3. Патент РФ №2145524 на изобретение «Электрический очиститель диэлектрических жидкостей». Приоритет от 10.01.1996 г.