Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2476271

(19)

RU

(11)

2476271

(13)

C1

(51) МПК B03C3/08 (2006.01)

B03C3/41 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 18.02.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011138896/03, 22.09.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

22.09.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 22.09.2011

(45) Опубликовано: 27.02.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2192927 С2, 20.11.2002. RU 2144433 С1, 20.01.2000. RU 70800 U1, 20.02.2008. RU 2062621 C1, 27.06.1996. RU 2330727 C1, 10.08.2008. DE 2719035 A1, 10.11.1977. US 4689056 A, 25.08.1987. US 3719031 A, 06.03.1973.

Адрес для переписки:

454080, г.Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, ЮУрГУ, технический отдел

(72) Автор(ы):

Максимов Евгений Александрович (RU),

Ситчихин Юрий Вениаминович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (RU)

(54) ЭЛЕКТРОФИЛЬТР ДВУХЗОННЫЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к оборудованию по охране окружающей воздушной среды от пыли, сажи, дыма и вредных веществ на промышленных предприятиях, в жилых и нежилых помещениях и в административно-бытовых зданиях. Электрофильтр двухзонный содержит заключенные в корпус (1) ионизатор (2), осадитель (3), состоящий из установленных параллельно воздушному потоку коронирующих (4) и некоронирующих (5) электродов, источник высокого напряжения (6). Электрофильтр снабжен устройством для образования гидратированных ионов (7), содержащим закрепленную в нижней части корпуса емкость (8) с водой и расположенными в ней кольцевым короткозамкнутым анодом (9) и замкнутым в кварцевую трубку (10) цилиндрическим катодом (11). Цилиндрический катод установлен таким образом, что его вертикальная ось перпендикулярна направлению воздушного потока, торец катода, размещенный в воде, токопроводом (12) соединен через электронный ключ (13) и таймер (14) с отрицательно заряженной пластиной конденсаторной батареи (15), а другой торец катода выступает над уровнем воды на расстоянии от 3 5 мм, причем короткозамкнутый анод соединен токопроводом с положительно заряженной пластиной конденсаторной батареи. Изобретение позволяет повысить степень очистки воздуха или газа от частиц пыли и сажи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию по охране окружающей воздушной среды от пыли, сажи, дыма и вредных веществ на промышленных предприятиях металлургической, машиностроительной, судостроительной, строительной, химической, нефтехимической, горнодобывающей, пищевой промышленности, оборонного комплекса, а также на электростанциях ТЭК, котельных коммунальной сети, а также для очистки воздуха от пыли в жилых и нежилых помещениях и в административно-бытовых зданиях.

Известен электрофильтр, содержащий корпус с диффузором и конфузором, осадительные электроды, коронирующие электроды, механизм встряхивания, электропитание, бункер (RU 81103 U1, B03C 3/76, заявл. 10.10.2008, опубл. 10.03.2009). Недостатком такого электрофильтра является повышенная величина напряжения в ионизаторе, которая приводит к увеличению установочной мощности и потребления электрической энергии в электрофильтре, а также недостаточная степень очистки воздуха или газа от частиц пыли или сажи.

Известен электрофильтр, содержащий корпус с диффузором и конфузором, осадительные электроды, коронирующие электроды, механизм встряхивания, электропитание и бункер (RU 84743 U1, B03C 3/76, заявл. 30.03.2009, опубл. 20.07.2009). Недостатком такого электрофильтра является повышенная величина напряжения в ионизаторе, которая приводит к увеличению потребления электрической энергии в электрофильтре, а также недостаточная степень очистки воздуха или газа от частиц пыли или сажи.

Наиболее близким к заявляемому устройству является электрофильтр, содержащий заключенные в корпус ионизатор, осадитель, состоящий из установленных параллельно воздушному потоку коронирующих и некоронирующих электродов, источник высокого напряжения (RU 2192927 В03С 3/00, заявл. 21.09.2000, опубл. 20.11.2002). Недостатком такого электрофильтра является недостаточная степень очистки воздуха или газа от частиц пыли или сажи. Это связано с ограничением зарядки частиц в ионизаторе, так как для этого необходимо увеличение потенциала на коронирующем электроде, что должно сопровождаться увеличением расстояния между электродами, сдерживаемое габаритами корпуса электрофильтра. Кроме того, увеличение указанного расстояния приводит к увеличению длины пробега заряженной частицы до осадительной поверхности, что приводит к снижению зарядки частиц.

Технической задачей заявляемого решения является повышение степени очистки воздуха или газа от частиц пыли и сажи.

Поставленная задача решается тем, что электрофильтр двухзонный, содержащий заключенные в корпус ионизатор, осадитель, состоящий из установленных параллельно воздушному потоку коронирующих и некоронирующих электродов, источник высокого напряжения, характеризуется тем, что он снабжен устройством для образования гидратированных ионов, содержащим закрепленную в нижней части корпуса емкость с водой и расположенными в ней кольцевым короткозамкнутым анодом и замкнутым в кварцевую трубку цилиндрическим катодом, при этом цилиндрический катод установлен таким образом, что его вертикальная ось перпендикулярна направлению воздушного потока, торец катода, размещенный в воде, токопроводом соединен через электронный ключ и таймер с отрицательно заряженной пластиной конденсаторной батареи, а другой торец катода выступает над уровнем воды на расстоянии от 3 5 мм, причем короткозамкнутый анод соединен токопроводом с положительно заряженной пластиной конденсаторной батареи.

Электрофильтр двухзонный дополнительно содержит закрепленные на корпусе фотодатчик положения верхней торцевой части катода и механизм перемещения вертикального положения катода, соединенные токопроводом.

В принципе, известно устройство для получения плазменных струй и автономных плазмоидов (гидратированных ионов), (А.И.Егоров, С.И.Степанов. Свойства короткоживущих шаровых молний, полученных в лаборатории. Журнал технической физики, 2008, том 78, вып.6, С.-Петербург, Наука, с.15-19), в котором для получения положительно и отрицательно заряженных гидратированных ионов замыкается разрядник электрической цепи и постоянный ток протекает от отрицательного полюса конденсаторной батареи по токопроводу к аноду и через ионизированный воздух к заземленной поверхности воды, находящейся в емкости. Верхняя торцевая часть катода расположена над уровнем воды в емкости на расстоянии от трех до пяти миллиметров. При смачивании угольного катода каплей воды и быстром замыкании-размыкании разрядника электрической цепи из катода вылетает плазменная струя, от которой отрывается плазмоид, имеющий ядро из положительно и отрицательно заряженных гидратированных ионов и отрицательно заряженную оболочку. Через 1-2 с оболочка исчезает и положительно и отрицательно заряженные гидратированные ионы поступают в окружающий воздух. Однако использование данного устройства для ионизации частиц воздуха или газа не известно.

В предлагаемом электрофильтре гидратированные ионы получают в устройстве для образования гидратированных ионов. Последние, соударяясь с нейтральными частицами пыли или сажи, находящимися в воздушном потоке, сообщают им заряд, то есть ионизируют их.

Исследования показали, что при использовании заявляемого электрофильтра для очистки воздуха улавливаются частицы пыли и сажи размерами менее 0,5 мкм.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где дан общий вид электрофильтра.

Электрофильтр состоит из корпуса 1, содержащего заключенные в корпус ионизатор 2, осадитель 3, включающий установленные параллельно воздушному потоку коронирующие 4 и некоронирующие 5 электроды, источник высокого напряжения 6, устройство для образования гидратированных ионов 7, содержащее емкость 8 с водой и с расположенными в ней кольцевым короткозамкнутым анодом 9 и замкнутым в кварцевую трубку 10 цилиндрическим катодом 11. Торец катода, размещенный в воде, токопроводом 12 соединен через электронный ключ 13 и таймер 14 с отрицательно заряженной пластиной конденсаторной батареи 15. Верхний торец катода выступает над уровнем воды на расстоянии 3 5 мм. Короткозамкнутый анод 9 соединен токопроводом с положительно заряженной пластиной конденсаторной батареи. Электрофильтр дополнительно содержит фотодатчик 16 положения верхней торцевой части катода, соединенный токопроводом с расположенным вне емкости механизмом 17 перемещения вертикального положения катода.

Электрофильтр работает следующим образом.

Очищаемый воздушный поток или газ, содержащий частицы пыли или сажи, по горизонтали направляется на вход корпуса 1 и поступает в ионизатор 2, в который из устройства 7 перпендикулярно потоку диспергируются гидратированные ионы, при соударении которых с нейтральными частицами пыли или сажи происходит ионизация последних. При включении таймера 14 происходит срабатывание электронного ключа 13 и замыкание электрической цепи, состоящей из отрицательно заряженной пластины конденсаторной батареи 15, токопровода 12, цилиндрического катода 11, замкнутого в кварцевую трубку 10, паров воды над катодом, воды в емкости 8, короткозамкнутого анода 9, соединенного токопроводом с положительно заряженной пластиной конденсаторной батареи.

При смачивании каплей воды верхней торцевой части цилиндрического катода 11 из нее вылетает плазменная струя на высоту 15-20 мм. Через 0,1 секунды электрический разряд прекращается, образуется плазмоид, который поднимается вверх перпендикулярно потоку очищаемого потока воздуха или газа. Через 1-2 с оболочка плазмоида исчезает и положительно и отрицательно заряженные гидратированные ионы поступают в воздушный поток. При соударении с нейтральными частицами пыли или сажи положительно и отрицательно заряженные гидратированные ионы сообщают им заряд, то есть ионизируют их.

Далее, воздушный поток, содержащий ионизированные частицы пыли или сажи, поступает в пространство между коронирующими 4 и некоронирующими 5 электродами осадителя 3.

При этом между коронирующими электродами, подключенными к выводу высоковольтного источника 6, и некоронирующими электродами, соединенными с заземленным выводом источника высокого напряжения, создается электрическое поле. Под действием кулоновских сил электрического поля ионизированные частицы пыли или сажи осаждаются на некоронирующих электродах и выводятся из очищаемого потока воздуха или газа.

Изменение положения верхней торцевой части катода над уровнем воды регистрируется с помощью фотодатчика 16, сигнал которого поступает на механизм регулирования положения катода 17, выполненного в виде реечной передачи. Если верхняя торцевая часть цилиндрического катода опускается ниже уровня воды в емкости, то включается привод реечной передачи (не показан) и верхняя торцевая часть катода поднимается вверх. Наоборот, если верхняя торцевая часть катода поднимается выше уровня воды на высоту более пяти миллиметров, то включается привод реечной передачи (не показан) и верхняя торцевая часть катода опускается вниз.

Эксплуатация электрофильтра в промышленных условиях позволяет снизить потребление электрической энергии за счет снижения установочной мощности источника высокого напряжения.

Работа электрофильтра предлагаемой конструкции была опробована в производственных условиях. При работе электрофильтра, установленного на сварочном участке цеха по производству сварке металлических труб, степень очистки воздуха от частиц сажи составила 99,5%.

Формула изобретения

1. Электрофильтр двухзонный, содержащий заключенные в корпус ионизатор, осадитель, состоящий из установленных параллельно воздушному потоку коронирующих и некоронирующих электродов, источник высокого напряжения, отличающийся тем, что он снабжен устройством для образования гидратированных ионов, содержащим закрепленную в нижней части корпуса емкость с водой и расположенными в ней кольцевым короткозамкнутым анодом и замкнутым в кварцевую трубку цилиндрическим катодом, при этом цилиндрический катод установлен таким образом, что его вертикальная ось перпендикулярна направлению воздушного потока, торец катода, размещенный в воде, токопроводом соединен через электронный ключ и таймер с отрицательно заряженной пластиной конденсаторной батареи, а другой торец катода выступает над уровнем воды на расстоянии от 3 5 мм, причем короткозамкнутый анод соединен токопроводом с положительно заряженной пластиной конденсаторной батареи.

2. Электрофильтр двухзонный по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит закрепленные на корпусе фотодатчик положения верхней торцевой части катода и механизм перемещения вертикального положения катода, соединенные токопроводом.

РИСУНКИ