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Verfahren zur elektrischen Ausscheidung von Schwebekörpern aus elektrisch isolierenden, insbesondere gasförmigen Flüssigkeiten.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das bekannte Verfahren zur Ausscheidung von Schwebekörpern aus elektrisch isolierenden, insbesondere luftförmigen Flüssigkeiten mittels hochgespannter Elektrizität, welche von Ausströmern durch die nichtleitende Flüssigkeit auf im wesentlichen nichtentladende Ausscheidefeldflächen entladen wird. ("Unilateral-Verfahren".) Sie betrifft eine weitere Ausbildung des Verfahrens nach Patent Nr. 90201.
Auf diesem Gebiete war bisher die Ansicht verbreitet, dass die beiden Polaritäten einander wesentlich gleichwertig wären, und man hat in der Regel die positive Elektrizität zur Speisung des Ausströmers verwendet. Man ging dabei von der Auffassung aus, dass es darauf ankomme, mit möglichst geringen Werten der elektrischen Stromstärke und Spannung möglichst grosse Mengen von Flüssigkeit zu behandeln, so dass die Erzeugungsanlage für den hochgespannten Strom möglichst klein ausfiel, man übersah jedoch dabei, dass bei solcher Behandlungsweise eine Reihe von Übelständen sieh ergaben, beispielsweise verhältnismässig grosser Raumbedarf und Kostspieligkeit der Ausscheideapparate, starke Temperaturwirkung des Aussenraumes auf die vielfach ungleich temperierte Flüssigkeit,
ferner stärkere Verunreinigung der gasförmigen Flüssigkeit mit Aussenluft durch Undichtheiten der Apparatur usw.
Im Gegensatz zu dieser Auffassung beruht die vorliegende Erfindung auf der Erkenntnis, diese Missstände dadurch zu vermindern, dass zur Speisung des Ausströmers Elektrizität wesentlich derjenigen Polarität benutzt wird, welche bei bestimmten Einstellungen der Spannungs-Reguliervorrichtung und
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entgegengesetzter Polarität.
In der Regel hängt die Geschwindigkeit, mit welcher die Schwebeteilchen der zu behandelnden Flüssigkeit von der Elektrizität aufgeladen werden, wie vom Erfinder bereits an anderen Stellen dargelegt wurde, von der Stromdichte einerseits, und von der elektrostatischen Feldstärke also der Spannung differenz zwischen den Elektroden, anderseits in hohem Grade ab.
Dementsprechend lassen sich zwei verschiedene Eigentümlichkeiten in dem Verhalten der beiden Polaritäten benutzen, um eine intensivere Aufladung der Schwebekörper zu erzielen.
Zunächst beobachtet man nun, dass'bei einer bestimmten Ausseheideeinrichtung das Einsetzen einer leuchtenden Entladung an der Ausscheideelektrode meist ohne vorheriges Auftreten von Übergangsformen als Disruptiventladung (Funken, Flammenbogen u. dgl. vollständigen Durchbrüchen des Dielektrikums) bei höheren Absolutwerten der Spannung erfolgt, als bei Verwendung der entgegengesetzten Polarität unter sonst gleichen Umständen.
Diese Beobachtung gibt ein Mittel an die Hand, um die elektrische Feldstärke auf das mögliche Maximum zu bringen. Es erfolgt also, gemäss der vorliegenden Erfindung, die Speisung der Ausscheidevorrichtung bei solchen Spannungswerten unterhalb der erwähnten Grenzspannung der Entladung an
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der Ausscheideelektrode, deren Absolutwerte oberhalb der entsprechenden entgegengesetztpoligen Grenzspannung liegt.
Eine andere Möglichkeit einer intensiveren Aufladung der Schwebekörper lässt sich auf die Erscheinung basieren, dass die Stromstärke, welche bei bestimmten Werten der Spannungsdifferenz zwischen dem Ausströmer und der Ausscheidefeldfläche bei sonst gleichen Betriebsbedingungen zu erreichen ist, bei Speisung des Ausströmers mit der einen Polarität sich höher einstellt, als unter sonst gleichen Umständen bei Speisung desselben mit der entgegengesetzten Polarität.
Diejenige Polarität, welche bei gleichgewählten Absolutwerten der Spannungsdifferenz zwischen Ausströmer und Feldfläche eine höhere Stromstärke erzielen lässt, lässt sich in dem Falle besonders vorteilhaft zu einer intensiveren Aufladung der Schwebekörper verwenden, dass zur Speisung des Ausströmers ungleichmässiger, insbesondere sogenannter unreiner Gleichstrom (Wechselstrom mit Vorwiegen der einen Polarität) verwendet wird. Dabei ergibt sich infolge des höheren Stromverbrauches eine in der Regel wesentlich stabilere Funktionsweise des Ausströmers bei höherer mittlerer Stromdichte in dem für die Aufladung der Schwebekörper wirksamen Teil des elektrischen Feldes.
In der Regel-also etwa bei Flüssigkeiten, welche einen normalen Verlauf ihrer Spannung charakteristik besitzen (wie z. B. Luft im Normalzustande), wobei also unter normaler Spannungscharakteristik verstanden wird, dass im Stromspannungsdiagramm (Stromstärke als horizontale Abszisse gedacht) die Charakteristik der negativen Entladung von einem gewissen Spannungswert ab, der in der Regel unterhalb des Spannungswertes der Disruptiventladung der positiven Elektrizität liegt, durchweg oberhalb der Charakteristik der positiven Entladung verläuft-bietet die Verwendung der negativen Elektrizität die genannten Vorteile vor der positiven.
Der Vorteil der genannten Verwendung von negativer Spannung bei nichtleitenden Flüssigkeiten mit normaler Spannungscharakteristik bleibt auch dann bestehen, gegenüber dem Fall, dass gewöhnlicher Wechselstrom zur Speisung verwandt wird, wenn Wechselstrom verwendet wird, dessen Spannungskurve einseitig zur Nullaxe der Spannung liegt. Auch dann lässt sich die, in der zu behandelnden Flüssigkeit (insbesondere dem Gas) wirksame mittlere Spannungsdifferenz bzw. Stromstärke, und damit die mittlere Stärke des auf die elektrisierten Schwebekörper wirkenden elektrischen Feldes bzw. der Stromdichte, wesentlich höher halten.
Zur Ausführung des Verfahrens nach der ersten Ausführungsform speist man zunächst den Ausstsömer mit der einen, etwa positiven, also die Ausscheideelektrode mit der anderen, also etwa negativer Elektrizität und verändert die den Hochspannungskreis beherrschende Spannungsreguliereinriehtung z. B. 27 in Fig. 1 und 4 der Patentschrift Nr. 90201 derart, dass die Spannungsdifferenz zwischen Aus-
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gehende Entladung, welche-bei niederer Temperatur meist Funken oder Lichtbogen-mit Auge oder - Ohr festgestellt werden kann, einsetzt, und beobachtet mittels bekannter Messinstrumente dabei die elektrische Spannung, welche die Oberfläche des Ausströmers und der Ausscheidefeldfläche maximal erreicht hat.
Alsdann speist man den Ausströmer mit der entgegengesetztpoligen, also etwa der negativen
Elektrizität und stellt von neuem fest, bei welcher Spannungsdifferenz wiederum unnormale Entladung an der Ausscheideelektrode bzw. vollständiger Durchbruch des Gases beobachtet wird, wählt dann die- jenige Polarität, bei welcher der Absolutwert der Grenzspannung am höchsten liegt, und stellt die Spannung innerhalb des Bereiches der PO ermittelten Absolutwerte positiver und negativer Grenzspannung ein.
In manchen Fällen, in denen es-z. B. wegen starker Unregelmässigkeit der verfügbaren Gleich- stromspannungen-nicht möglich oder zweckmässig ist, die Spannung auf die Dauer zwischen den bezeichneten Absolutwerten der bezüglichen beiden Grenzspannungen zu halten, ist es gemäss der oben genannten zweiten Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft, die mittlere Spannung unterhalb des vorbezeichneten Spannungsgebietes zu halten.
Alsdann empfiehlt es sich, wie folgt vorzugehen :
Es wird einerseits derjenige Spannungswert festgestellt, bei welchem die Stromstärke bei der Ent- ladung denselben Absolutwert nimmt. Alsdann geht man mit der Spannung aufwärts, und vergleicht, bei welcher Polarität sich bei gleicher Einstellung der Spannung eine höhere Stromstärke ergibt. Man wählt alsdann diese Polarität zur betriebsmässigen Abscheidung und steigert die Spannung bis zu einem Punkte, bei welchem eine geordnete Entladung noch möglich ist.
Um das Ionisierorgan nicht durch Lichtbogen zu beschädigen, wird die Beobachtung zweckmässig an einer geeigneten Sicherheitsfunkenstrecke, welche sich in der gleichen Flüssigkeitsatmosphäre wie das lonisierorgan befindet, angestellt. Diese Funkenstreeke kann in an sich bekannter Weise einstellbar ge- wählt werden, und wird so eingestellt, dass das Ionisierorgan gerade noch geschützt bleibt.
In der Regel genügt es dann, namentlich bei späteren Einstellungen, den Ausströmer gleich anfangs mit der entsprechend den vorstehenden Regeln gewählten (in der Regel negativer) Elektrizität zu speisen, und die Spannung zu steigern, bis die Hilfsfunkenstrecke in Tätigkeit tritt und darauf nur so weit mit der
Spannung zurückzugehen, dass gerade keine Zerreissentladung mehr eintritt.
Die Entladung von der Ausscheidefeldfläche hat den Nachteil der Herabsetzung des Ausscheide- effektes und gegebenenfalls der Umladung der in der Abscheidung begriffenen oder bereits abgeschiedenen
Schwebekörper, so dass etwa schwachhaftende Teile derselben in das Gas zurückgetrieben werden.