ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР
ELECTROSTATIC SEPARATOR

Изобретение относится к системам очистки воздуха с использованием электрического поля для поляризации частиц и материала и может использоваться в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, автономных блоках фильтров или вентиляторах, а также в промышленных системах очистки воздуха. Устройство основано на принципе электростатического притяжения и используется для удаления загрязнений из воздушных потоков.
Известен электростатический сепаратор (патент РФ №2273525, МПК B03C 7/02, опубл. 10.04.2006, бюл. №10), состоящий из двух коаксиально установленных цилиндрических камер, внутренняя из которых имеет сужающуюся книзу конусную часть, снабженную патрубком для подвода частиц сепарируемого материала в потоке газа, который транспортирует частицы отделяемых материалов в направлении верхнего края внутренней камеры. Над верхним краем внешней цилиндрической камеры, выступающим над верхним краем внутренней камеры, установлен ленточный конвейер, лента которого выполнена из проницаемого для газа материала и служит фильтром для задержки частиц твердых материалов. Нижний участок ленты конвейера полностью перекрывает поперечное сечение верхнего края внешней камеры. Сепаратор имеет два электрода, подключенных к разноименным полюсам источника электрического питания, которые установлены в потоке газа, транспортирующем частицы сепарируемого материала. Первым электродом может служить кольцевой верхний участок внутренней камеры. Этот электрод заземлен. Второй электрод, имеющий отверстия для прохода газа, установлен в промежутке между верхним и нижним участками ленты конвейера. Частицы материала, имеющего меньший удельный вес, электризуясь в электрическом поле, налипают на поверхности ленты конвейера, формируя плотный слой нетканого материала, и с помощью системы этот слой отделяется от ленты и сворачивается в рулон. Сепаратор снабжен приспособлением для разделения частиц материалов с большим удельным весом, накапливающихся в зазоре между внешней и внутренней камерами, на ферромагнитные и неферромагнитные частицы.
Недостатком аналога является сложная конструкция и громоздкость, а также наличие вращающихся частей.
Известна конструкция электросепаратора (патент РФ №2080186, МПК B03C 7/12, опубл. 27.05.1997), включающего корпус, бункер, питатель, разнополярные осадительные электроды, коронирующий электрод, приемники продуктов разделения, и снабженного двумя индукционными электродами, расположенными в зоне действия коронирующего электрода, приемники продуктов разделения размещены попарно на корпусе в два или более ярусов и сообщены с ними проемами, осадительные электроды размещены в проемах приемников продуктов разделения и подключены к высоковольтному секционному источнику постоянного напряжения, причем каждая расположенная ниже пара осадительных электродов подключена к более высоковольтным секциям источника постоянного напряжения.
Недостатком аналога является сложная конструкция и ограниченные функциональные возможности вследствие сепарации только твердых сыпучих материалов.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является конструкция емкостного двигателя - перемешивателя (патент РФ №2453978, МПК H02N 1/08, опубл. 20.06.2012, бюл. №17), которая содержит диэлектрический корпус с расположенным в нем диэлектрическим подвижным элементом, металлические электроды, подключенные к источнику питания, установленные под углом относительно нормали к поверхности диэлектрического подвижного элемента, а между диэлектрическим подвижным элементом и металлическими электродами имеется воздушный зазор. При этом в качестве подвижного элемента использован жидкий диэлектрик, помещенный в бак, выполненный из диэлектрического материала. Жидким диэлектриком может является электрореологическая суспензия. Кроме того, емкостный двигатель может дополнительно содержать нагревательный элемент, что обеспечивает возможность использовать его как фильтр (или сепаратор).
Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности из-за невозможности использования в качестве сепаратора твердых частиц воздуха.
Задача изобретения - снижение массогабаритных показателей и расширение функциональных возможностей за счет использования устройства в качестве сепаратора твердых частиц воздуха.
Технический результат - обеспечение отделения частиц газов, различающихся по их удельному весу друг от друга, и их раздельный сбор в приемные секционированные ячейки с возможностью их раздельной утилизации.
Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что предложен электростатический сепаратор, содержащий диэлектрический корпус с расположенным в нем диэлектрическим подвижным элементом и металлическими электродами, расположенными под углом относительно нормали к поверхности диэлектрического подвижного элемента и подключенными к источнику питания, в котором, согласно изобретению, диэлектрический корпус состоит из нескольких секций, разделенных разделительными перегородками, и содержит заземляющие решетки, а также заряжающие электроды, предварительно заземленные, и проволочный электрод, подключенный к источнику положительного постоянного тока напряжением большим, чем напряжение источника питания металлических электродов, и снабжен виброударным механизмом.
Существо изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема электростатического сепаратора.
Электростатический сепаратор состоит из диэлектрического корпуса с расположенным в нем диэлектрическим подвижным элементом и первым 1, вторым 2, третьим 3 и четвертым 4 металлическими электродами, расположенными под углом относительно нормали к поверхности диэлектрического подвижного элемента и подключенными к источнику питания, первой 5, второй 6, третьей 7 и четвертой 8 заземляющих решеток, размещенных перед металлическими электродами и предназначенных для предотвращения возникновения коронного разряда, проволочного электрода 9, подключенного к источнику положительного постоянного тока напряжением большим, чем напряжение источника питания металлических электродов, первого 10 и второго 11 заряжающих электродов, предварительно заземленных, виброударного механизма для встряхивания осевших твердых частиц. Диэлектрический корпус поделен на секции, имеющие первую 12, вторую 13, третью 14 разделительные жесткие перегородки из изоляционного материала, например из стекла, для сепарирования частиц, различных по массогабаритным показателям, и заполнен диэлектрической газовой средой, выполняющей функцию подвижного элемента.
Частицы газа (выхлопных, дымовых и т.д.) заряжаются и поляризуются в электростатическом поле, созданном проволочным электродом 9, на который подается высокое напряжение 12 кВ, и предварительно заземленными заряжающими электродами 10 и 11. Заряженные твердые частицы газа притягиваются на первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4 металлические электроды, имеющие положительную полярность и величину высокого напряжения 6 кВ. Для предотвращения возникновения коронного разряда предусмотрены заземляющие решетки 5, 6, 7 и 8.
Длина пролета заряженной частицы зависит от ее массы и размеров. Соответственно по массе и размерам частицы под каждым металлическим электродом 1, 2, 3, 4 имеются приемные секционированные ячейки, разделенные жесткими перегородками 12, 13 и 14 из изолированного материала. Осевшие на металлических электродах твердые частицы встряхиваются виброударным механизмом и поступают в приемные секционированные ячейки. По величине массы и размеров можно судить о качественном и количественном составе газов.
Итак, заявляемое изобретение позволяет снизить массогабаритные показатели и расширить функциональные возможности за счет использования устройства в качестве сепаратора твердых частиц воздуха.
Кроме того, заявляемое изобретение обеспечивает отделение частиц газов, различающихся по их удельному весу друг от друга, и их раздельный сбор в приемные секционированные ячейки с возможностью их раздельной утилизации.