ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ

Полезная модель относится к устройствам для отделения твердых материалов от текучей среды с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением и может быть использовано для очистки любой жидкости, обладающей высокими диэлектрическими свойствами.
Известен электрический сепаратор диэлектрических жидкостей, состоящий из цилиндрического корпуса с входными и выходными патрубками и патрубком отвода концентрата загрязнений. Внутри корпуса находятся пластинчатые электроды. разноименной полярности, причем электроды одной из полярностей, выполнены в виде блока взаимно пересекающихся по вертикальной оси пластин, между которыми по биссектрисам углов, образованных пересекающимися пластинами, расположены электроды противоположной полярности.
Недостатком данного электрического сепаратора, принятого за прототип, является невозможность увеличения объема очищаемой жидкости из-за ограничения максимального диаметра рабочей ячейки, так как в этом случае увеличивается расстояние между электродами на периферии, что приводит к резкому уменьшению напряженности электрического поля и его влияние на частицы загрязнений практически прекращается. Увеличение количества электродов ограничено их «кучностью» в центре сепаратора из-за того, что толщина плоского электрода имеет определенную величину для обеспечения жесткости, а минимальное расстояние между электродами разной полярности имеет предел из-за возможного электрического пробоя. Поэтому для увеличения объемов очищаемых
жидкостей в прототипе рабочие ячейки малых диаметров собираются в блоки.
Технической задачей полезной модели является повышение пропускной способности, то есть производительности за счет увеличения радиального размера электрического сепаратора с одновременным увеличением тонкости очистки.
Решение технической задачи достигается тем, что в электрическом сепараторе диэлектрических жидкостей, состоящем из цилиндрического корпуса с входным и выходным патрубками и патрубком отвода концентрата загрязнений и пластинчатых электродов, находящихся внутри и расположенных так, что электроды одной из полярностей выполнены в виде блока взаимно пересекающихся по вертикальной оси пластин, между которыми расположены промежуточные электроды противоположной полярности, пластинчатые электроды имеют криволинейный профиль, очерченный по кривой начального участка логарифмической спирали, а внутренняя грань промежуточных электродов срезана под углом к центральной оси, что позволяет уменьшать межэлектродное пространство в центральной части устройства при приближении к зоне отвода грязной жидкости.
Технический результат полезной модели обеспечивается за счет криволинейной формы пластинчатых электродов, при которой изменение расстояния (зазора) между электродами не имеет прямолинейной зависимости. Резко увеличенный межэлектродный зазор, удаленный от центральной оси, плавно уменьшается при приближении к периферии, что обеспечивает не только изменение напряженности электрического поля по всему объему электрического сепаратора, но и возрастание его градиента по мере приближения от периферии к центру, и далее в направлении к зоне отвода грязной жидкости, чего не было в прототипе и что обеспечивает удержание частиц загрязнений в центральной части и перемещение их к выводному патрубку с большей эффективностью.
Существенным отличительным признаком заявляемого электрического сепаратора является элемент устройства, а именно пластинчатые электроды, выполненные изогнутыми, причем профиль изгиба пластины электродов очерчен по кривой начального участка логарифмической спирали, а внутренняя грань промежуточных электродов срезана под углом к центральной оси, что позволяет уменьшать межэлектродное пространство в центральной части устройства при приближении к зоне отвода грязной жидкости. В совокупности. с известными признаками он позволяет обеспечить технический результат полезной модели, а именно увеличить производительность электроочистителя и повысить тонкость очистки за счет повышения эффективности удержание частиц загрязнений в его центральной части.
Заявитель не обнаружил в патентных и научно-технических источниках информации аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого полезной модели, а сравнение с прототипом позволило выявить существенный по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительный признак в заявленном устройстве, изложенный в формуле полезной модели. Дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительным от прототипа признаком заявляемого устройства показал, что оно не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники.
На фиг.1 приведена принципиальная схема рабочей ячейки электросепаратора диэлектрических жидкостей; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА.
Рабочая ячейка электросепаратора (фиг.1) состоит из корпуса 1, в котором расположены электроды 2 и 3. Электроды окружены коллектором 4 сбора чистой жидкости с отверстиями 5. На корпусе электрического сепаратора
расположены патрубки подвода 6 очищаемой жидкости, отвода 7 чистой жидкости и отвода 8 концентрата загрязнений. Электрод 3 образован взаимным пересечением двух, трех и более пластин, имеющих криволинейный профиль, очерченный по кривой начального участка логарифмической спирали. Промежуточные электроды 2, изогнутые по тому же профилю, расположены между ветвями электрода 3 и так же выполнены из электропроводящего материала. Внутренняя грань электродов 2 срезана под углом к центральной оси так, что расстояние между перекрестием электрода 3 и торцом электродов 2 плавно уменьшается вдоль оси рабочей ячейки от входного патрубка к патрубку отвода концентрата загрязнений. При работе внутри электросепаратора создается неоднородное электрическое поле путем подключение электродов 2 и 3 к источнику высокого напряжения постоянного тока с чередованием знака потенциала. Патрубки входа очищаемой жидкости 8 и отвода концентрата загрязнений 6 расположены на торцах цилиндрического корпуса 1, а выходной патрубок 7, очищенной жидкости расположен на образующей корпуса.
При подведении разности потенциалов к электродам 2 и 3 между ними образуется неоднородное электрического поле, напряженность которого имеет наименьшее значение у периферии и увеличивается по мере; уменьшения межэлектродного зазора при приближении к центральной оси устройства, а так же увеличивается вдоль центральной оси в сторону патрубка отбора концентрата загрязнений.
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА.
Очищаемая жидкость подается по патрубку 6 и поступает в зону с максимальной напряженностью поля и максимальным градиентом напряженности. Жидкость в корпусе сепаратора разделяется на два потока: один поток - по направлению вдоль оси сепаратора к патрубку отвода концентрата загрязнений, а второй - от оси к периферии сепаратора и далее к патрубку отвода чистой жидкости.
В электрическое поле, организованное между электродами 2 и 3, попадают частицы загрязнений, находящиеся в потоке, движущемся к периферии, где на них начинают действовать кулоновские и пондеромоторные силы, которые и увлекают их в сторону увеличивающейся напряженности, т.е. к центру сепаратора. Так как по мере приближения к центральной оси градиент напряженности возрастает, то и возрастают пондеромоторные силы, действующие на частицы загрязнений. Резкое возрастание этих сил в центре сепаратора приводит к удержанию частиц загрязнений от выхода из зоны течения основного потока жидкости, а сужение межэлектродного зазора в сторону патрубка отбора концентрата загрязнений приводит к увеличению градиента напряженности в этой зоне, что обеспечивает перемещение частиц загрязнений вдоль центральной оси по направлению к патрубку 6 отвода концентрата загрязнений вместе с потоком жидкости.
Жидкость, движущаяся к периферии сепаратора, лишившись загрязнений, проходит через отверстия 5 коллектора 4 к патрубку 7 отвода чистой жидкости.
Источники информации.
Авторское свидетельство СССР №1011265, кл. В 03 С 5/00, опубл. 15.04.83, бюл. №14 (прототип).