CN217910916U - 一种电场装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电场装置，包括电场阳极和电场阴极，所述电场阳极由中空的管束组成，所述电场阴极穿射于所述电场阳极内，所述电场阴极的至少一端与所述电场阳极的同向端为非齐平结构。本实用新型解决了现有除尘电场技术中电场荷电效率不高、能耗过高、集尘效率低的问题。

Description

一种电场装置

技术领域

本实用新型涉及一种电场装置。

背景技术

电场除尘是一种气体除尘方法，通常在冶金、化学等工业领域中用以净化气体或回收有用尘粒。现有技术中，电场除尘装置的电场阳极大多采用蜂窝状结构，阴极针悬挂于阳极蜂窝结构内，且阴极针两端突出蜂窝结构，占用空间较大。同时，阴极针表面具有用于放电的尖刺，但各尖刺的长度不一，利用尖刺放电不均匀，电场电耗大。同时，尖刺一般通过焊接的方法被添加到阴极针的表面，制作过程复杂，成本高。另外，由于尖刺所在位置的电场强度较大，在电场除尘过程中，灰尘容易短时间内聚集在尖刺表面，不仅影响除尘效果，还影响荷电效率。由于粉尘荷电不充分，也会增加电场电耗，进而使电场集尘效率下降，且产生较大能量消耗。

发明内容

为了解决现有技术中电场荷电效率不高、能耗过高、集尘效率低的问题，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供一种电场装置，包括电场阳极、电场阴极，所述电场阴极和电场阳极用于产生电场。

进一步，所述电场阴极包括至少一根电极棒。

进一步，所述电极棒的形状呈针状、多角状、毛刺状、螺纹杆状或柱状。

进一步，所述电场阳极由中空的管束组成。

进一步，所述电场阳极管束的中空的截面采用圆形或多边形。

进一步，所述多边形为三边形、四边形或六边形。

进一步，所述电场阳极的管束呈蜂窝状。

进一步，所述电场阳极的中空管束的管内切圆直径取值范围为5mm-400mm。

进一步，所述电场阴极穿射于所述电场阳极内。

进一步，所述电场阴极的直径可以为0.1mm-20mm，优选的，所述电场阴极的直径不大于3mm。

进一步，所述电场阴极的至少一端与所述电场阳极的同向端为非齐平结构。

进一步，所述电场阴极的两端与所述电场阳极的同向端均为非齐平结构。

进一步，所述电场阴极沿其长度方向向两端延伸至两端均超出所述电场阳极的管束。

进一步，所述电场阴极沿其长度方向由两端向所述电场阳极的管束内收缩至所述电场阳极的管束内。

进一步，所述电场阴极的一端沿其长度方向延伸至超出所述电场阳极的管束同向端，所述电场阴极的另一端沿其长度方向向所述电场阳极的管束内收缩至所述电场阳极的管束内。

进一步，所述电场包括电场进口、电场出口，对应所述电场进口的所述电场阴极端沿其长度方向延伸至超出所述电场阳极的管束同向端，对应所述电场出口的所述电场阴极端沿其长度方向向所述电场阳极的管束内收缩至所述电场阳极的管束内。也就是，在所述电场进口处，所述电场阴极凸出于所述电场阳极管束外；在所述电场出口处，所述电场阴极凹进于所述电场阳极管束内。

进一步，所述电场包括电场进口、电场出口，对应所述电场进口的所述电场阴极端沿其长度方向向所述电场阳极的管束内收缩至所述电场阳极的管束内；对应所述电场出口的所述电场阴极端沿其长度方向延伸至超出所述电场阳极的管束同向端。也就是，在所述电场进口处，所述电场阴极凹进于所述电场阳极管束内；在所述电场出口处，所述电场阴极凸出于所述电场阳极管束外。

进一步，所述电场阴极的两端部到对应的所述电场阳极管束同向端的距离分别设为L、L’，L、L’选自0-10mm、1-3mm、3.5-4mm，5-7mm、8-10mm、2mm、2.5mm、4mm和6mm的其中之一；L、L’不同时为0mm，L、L’可以相同，也可以不相同。

进一步，所述电场阳极包括第一阳极部和第二阳极部，所述第一阳极部和所述第二阳极部之间设置有至少一个阴极支撑板。

进一步，所述第一阳极部靠近所述电场进口，第二阳极部靠近所述电场出口。

进一步，所述第一阳极部的长度是所述电场阳极长度的1/10至1/4、1/4至1/3、1/3至1/2、1/2至2/3、2/3至3/4，或3/4至9/10。

进一步，在所述电场进口处和/或在所述电场出口处，所述电场阴极与所述电场阳极具有夹角α，且0°＜α≤125°、或45°≤α≤125°、或60°≤α≤100°、或α＝90°。

进一步，在所述电场进口处和/或在所述电场出口处，所述电场阴极的端部与所述电场阳极的内切圆之间形成夹角α，且0°＜α≤125°、或45°≤α≤125°、或60°≤α≤100°、或α＝90°。

进一步，所述电场阳极的材质为铝或304钢。

进一步，所述电场阴极的材质为钛、304钢、或铱。

本实用新型提供一种多级电场装置，包括多个上述的电场装置，各电场装置串联连接。

本实用新型提供的电场装置中所述电场阴极的至少一端与所述电场阳极的同向端为非齐平结构，也可以通过单独设置电场阳极或电场阴极来实现所述非齐平结构。

本实用新型提供的电场装置的占用空间小，电场荷电效率高、能耗低，可有效去除气体中的颗粒物。

附图说明

图1是本实用新型电场装置一实施例的电场结构示意图。

图2是本实用新型电场装置一实施例的电场结构示意图。

图3是本实用新型电场装置一实施例的电场结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

于一实施例中，本实用新型提供一种电场装置，包括电场阳极和电场阴极，所述电场阴极和电场阳极之间产生电场。

于一实施例中，所述电场阳极由中空的管束组成。于一实施例中，所述电场阳极的管束呈蜂窝状。于一实施例中，所述电场阳极包括一个或多个并行设置的中空管束，每一中空管束的中空部分形成气流通道，气体在气流通道中流动。所述电场阳极的材料也可以为304钢。每一个中空管束的横截面可以为圆形或多边形等各种形状，其中，每一中空管束的横截面可以相同，也可以不同。所述电场阳极的中空管束的管内切圆直径取值范围为5mm-400mm。

于一实施例中，所述电场阴极包括至少一根电极棒。所述电极棒的形状呈针状、多角状、毛刺状、螺纹杆状或柱状。于一实施例中，所述电场阴极的材料可以使用容易放电的金属或合金，耐温且能支撑自身重量，电化学稳定，例如钛、304钢、铱。电场阴极的形状可以为针状、多角状、毛刺状、螺纹杆状或柱状等，电场阴极的直径可以为0.1mm-20mm，可以根据实际应用场合及积尘要求做调整。优选的，电场阴极的直径不大于3mm。于一实施例中，所述电场阴极穿设于所述电场阳极内。

于一实施例中，所述电场阳极包括第一阳极部和第二阳极部，所述第一阳极部和所述第二阳极部之间设置有至少一个阴极支撑板。

于一实施例中，所述第一阳极部靠近所述电场进口，第二阳极部靠近所述电场出口。

于一实施例中，所述第一阳极部的长度是所述电场阳极长度的1/10至1/4、1/4至1/3、1/3至1/2、1/2至2/3、2/3至3/4，或3/4至9/10。

于一实施例中，所述电场阴极位于电场阳极的中空管束的中间。当电场阴极和中空管束都有中心轴时，电场阴极和与其对应的中空管束中心轴重合，即电场阴极与电场阳极同轴。

本实用新型中，位于电场进口处或其附近的电场阳极端和电场阴极端为同向端，位于电场出口处或其附近的电场阳极端和电场阴极端为同向端。

本实用新型中，所述电场阴极的两端部到对应的所述电场阳极管束同向端的距离分别设为L、L’，L、L’选自0-10mm、1-3mm、3.5-4mm，5-7mm、8-10mm、2mm、2.5mm、4mm和6mm的其中之一；L₀、L₀’不同时为0mm，L、L’可以相等，也可以不相等。

于一实施例中，所述电场阴极的至少一端与所述电场阳极的同向端为非齐平结构。也就是说，所述电场阴极的至少一端到与其同向端的电场阳极端的距离不为0mm，即L、L’不同时为0mm。

于一实施例中，所述电场阴极的两端与所述电场阳极的同向端均为非齐平结构。也就是说，所述电场阴极的两端到与其同向端的电场阳极端的距离不为0mm，即L、L’都不为0mm。

于一实施例中，提供一种电场装置，其中，所述电场阳极由中空的管束组成，所述电场阴极穿设于所述电场阳极内，本实施例中，所述电场阴极沿其长度方向由两端向所述电场阳极的管束内收缩至所述电场阳极的管束内，中空的电场阳极内壁与电场阴极之间形成电场空间，含有颗粒物的气体从电场进口进入电场空间后，电场阴极放电使气体分子电离，形成带电荷的离子。其中，带负电荷的离子吸附至气体中的颗粒物上，使颗粒物带负电荷。带负电荷的颗粒物受到电场阳极的吸引力，向电场阳极移动，直至颗粒物附着在电场阳极上，实现颗粒物的收集，处理后的气体从电场出口流出。本实施例中，电场阴极位于电场阳极的中空管束的中间。当电场阴极和中空管束都有中心轴时，电场阴极和与其对应的中空管束中心轴重合，即电场阴极与电场阳极同轴。本实施例中，在电场进口处，电场阴极端部位于所述电场阳极管束内，所述电场阴极端部与电场阳极内接圆之间具有夹角α，且0°＜α≤125°、或45°≤α≤125°、或60°≤α≤100°、或α＝90°。在电场出口处，电场阴极端部位于所述电场阳极管束内，所述电场阴极端部与电场阳极内接圆之间具有夹角β，且0°＜β≤125°、或45°≤β≤125°、或60°≤β≤100°、或β＝90°。在电场进口处，所述电场阴极顶端到所述电场阳极管束端部的距离即所述电场阴极端部与所述电场阳极管束端部的高度差为L₁；在电场出口处，所述电场阴极顶端到所述电场阳极管束端部的距离即所述电场阴极的端部与所述电场阳极管束的高度差为L₁’，L₁、L₁’均选自0-10mm、1-3mm、3.5-4mm，5-7mm、8-10mm、2mm、2.5mm、4mm和6mm的其中之一，L₁与L₁’的数值可以相同，也可以不相同，也就是说，所述电场阴极沿其长度方向由两端向所述电场阳极的管束内收缩至所述电场阳极的管束内的长度可以相同也可以不相同。

需要说明的是，本实用新型中，所述电场包括电场进口和电场出口，待处理气体进入电场阳极与电场阴极之间形成的电场空间的入口为电场进口，电场空间内的气体经过电离除尘处理净化后排出电场空间的出口为电场出口。

于一实施例中，提供一种电场装置，所述电场阴极沿其长度方向向两端延伸至两端均超出所述电场阳极的管束，也就是，在电场进口处和电场出口处，所述电场阴极端均延伸至所述电场阳极管束外。在电场进口处，所述电场阴极顶端到所述电场阳极管束端的距离为L₂，在电场出口处，所述电场阴极顶端到所述电场阳极管束端的距离为L₂’，L₂、L₂’均选自0-10mm、1-3mm、3.5-4mm，5-7mm、8-10mm、2mm、2.5mm、4mm和6mm的其中之一，L₂与L₂’的数值可以相同，也可以不相同。也就是，所述电场阴极沿其长度方向由两端延伸至两端均超出所述电场阳极的管束的长度可以相同也可以不相同。

于一实施例中，提供一种电场装置，电场装置的电场阴极的一端沿其长度方向延伸至超出所述电场阳极的管束同向端，所述电场阴极到与其同向端的电场阳极端的距离即电场阴极超出电场阳极管束端的长度为L₃；所述电场阴极的另一端沿其长度方向向所述电场阳极的管束内收缩至所述电场阳极的管束内，电场阴极收缩至电场阳极管束内的长度为L₃’，L₃、L₃’均选自0-10mm、1-3mm、3.5-4mm，5-7mm、8-10mm、2mm、2.5mm、4mm和6mm的其中之一，L₃与L₃’的数值可以相同，也可以不相同。

于一实施例中，提供一种电场装置，在电场进口处，所述电场阴极端沿其长度方向延伸至超出所述电场阳极的管束同向端；在电场出口处，所述电场阴极端沿其长度方向向所述电场阳极的管束内收缩至所述电场阳极的管束内。也就是，在电场进口处，所述电场阴极端部延伸至所述电场阳极管束外；在所述电场出口处，所述电场阴极端部位于所述电场阳极管束内。在电场进口处，所述电场阴极端部到所述电场阳极管束端的距离即所述电场阴极超出所述电场阳极的管束的长度为L₄，在电场出口处，所述电场阴极端部到所述电场阳极管束顶端的距离即所述阴极收缩至电场阳极管束内的长度为L₄’，L₄、L₄’均选自0-10mm、1-3mm、3.5-4mm，5-7mm、8-10mm、2mm、2.5mm、4mm和6mm的其中之一，L₄与L₄’的数值可以相同，也可以不相同。也就是，在电场进口处所述电场阴极超出所述电场阳极的管束的长度与在电场出口处所述阴极收缩至电场阳极管束内的长度可以相同也可以不相同。

于一实施例中，提供一种电场装置，在电场进口处，所述电场阴极端沿其长度方向向所述电场阳极的管束内收缩至所述电场阳极的管束内；在电场出口处，所述电场阴极端沿其长度方向延伸至超出所述电场阳极的管束。也就是，在电场进口处，所述电场阴极端部位于所述电场阳极管束内；在电场出口处，所述电场阴极端部延伸至所述电场阳极管束外。在电场进口处，所述电场阴极端部到其同向端的电场阳极管束底端的距离为L₅’，在电场出口处，所述电场阴极端部到其同向端的所述电场阳极管束顶端的距离为L₅’，L₅、L₅’均选自0-10mm、1-3mm、3.5-4mm，5-7mm、8-10mm、2mm、2.5mm、4mm和6mm的其中之一，L₅’与L₅’的数值可以相同，也可以不相同。也就是，在电场进口处所述阴极收缩至电场阳极管束内的长度与在电场出口处电场阴极超出电场阳极的管束的长度可以相同也可以不相同。

于一实施例中，在所述电场进口处和/或在所述电场出口处，所述电场阴极与所述电场阳极具有夹角α，且0°＜α≤125°、或45°≤α≤125°、或60°≤α≤100°、或α＝90°。于一实施例中，在所述电场进口处和/或在所述电场出口处，所述电场阴极的端部与所述电场阳极管束的内切圆之间形成夹角α，且0°＜α≤125°、或45°≤α≤125°、或60°≤α≤100°、或α＝90°。

于一实施例中，提供一种多级电场装置，包括多个电场装置，各电场装置串联连接，其中，各个电场装置的参数可以不一样，例如：各个电场装置的电场阳极中空管束的数量可以不一样，各个电场装置中电场阳极两端与电场阴极的夹角大小可以不一样，各个电场装置中电场阳极与电场阴极之间的电压也可以不一样。根据实际工况可以灵活调整多级电场装置中各个电场装置的参数，多个电场装置串联连接能有效提高除尘效率。

实施例

在本实施例中，选择电场阳极2和电场阴极1的材质均为304钢，电场阳极2为中空的管束，电场阴极1穿设于中空的管束内，选择电场阳极蜂窝孔(中空的管束)内切圆直径为22mm，电场阴极1为阴极针，电场阳极2包括第一阳极部21和第二阳极部22，第一阳极部21靠近电场进口，第二阳极部22靠近电场出口，所述第一阳极部21和所述第二阳极部22之间设置有至少一个阴极支撑板3，第一阳极部和第二阳极部之间间隔50mm，第一阳极部21和第二阳极部22的长度均为60mm，电场阴极针直径是2mm，极间距是10mm，分别调整电场结构及电场阴极两端到电场阳极蜂窝端面(管束两端)的距离：A：电场阴极1两端均凹进于电场阳极2管束内，电场阴极针的长度为165mm，电场阴极1两端到电场阳极2蜂窝端面(管束两端)的距离均为2.5mm即针两头下沉2.5mm，即L₁＝L₁’＝2.5mm，电场装置结构示意图参见图1，在电场进口处和在电场出口处，所述电场阴极的端部与所述电场阳极管束的内切圆之间形成夹角α，α＝12.26°。C：电场阴极1两端均凸出于电场阳极2管束外，电场阴极针的长度为175mm，电场阴极1两端到电场阳极2蜂窝端面(管束两端)的距离均为2.5mm即针两头突出2.5mm，即L₂＝L₂’＝2.5mm，在电场进口处和在电场出口处，所述电场阴极1的端部与所述电场阳极2管束的内切圆之间形成夹角α，α＝12.26°，电场结构示意图参见图2。D：在电场进口处，电场阴极1凸出于电场阳极管束外，电场阴极2端到电场阳极蜂窝端面的距离为2mm；在电场出口处，电场阴极1凹进于电场阳极管束内，电场阴极2端到电场阳极蜂窝端面的距离为6mm，即针一头下沉6mm一头突出2mm，即L₄与L₄’的数值不相同，L₄＝2mm、L₄’＝6mm，电场阴极针的长度为166mm，在电场进口处，所述电场阴极的端部与所述电场阳极管束的内切圆之间形成夹角α，α＝9.87°，在电场出口处，所述电场阴极的端部与所述电场阳极管束的内切圆之间形成夹角β，β＝27.55°，电场结构示意图参见图3。E：电场阴极1两端均凹进于电场阳极管束内，电场阴极针的长度为162mm，电场阴极1两端到电场阳极蜂窝端面(管束两端)的距离均为4mm即针两头下沉4mm，L₁＝L₁’＝4mm，电场结构示意图可参考图1。

针对上述电场结构A、C-E，测试在电场阳极与电场阴极之间的电压分别为9.9kV、9kV、8kV时，单个蜂窝对0.3μm颗粒的功率与除尘效率，实验结果参见表1。由表1可知，本实用新型提供的电场装置可有效去除气体中的颗粒物。

表1不同电场结构对应的除尘效率

综上，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (18)

1.一种电场装置，其特征在于，包括电场阳极、电场阴极，所述电场阴极和电场阳极用于产生电场，所述电场阳极由中空的管束组成，所述电场阴极穿射于所述电场阳极内，所述电场阴极的至少一端与所述电场阳极的同向端为非齐平结构。

2.如权利要求1所述的电场装置，其特征在于，所述电场阴极的两端与所述电场阳极的同向端均为非齐平结构。

3.如权利要求2所述的电场装置，其特征在于，所述电场阴极沿其长度方向向两端延伸至两端均超出所述电场阳极的管束。

4.如权利要求2所述的电场装置，其特征在于，所述电场阴极沿其长度方向由两端向所述电场阳极的管束内收缩至所述电场阳极的管束内。

5.如权利要求1或2所述的电场装置，其特征在于，所述电场阴极的一端沿其长度方向延伸至超出所述电场阳极的管束同向端，所述电场阴极的另一端沿其长度方向向所述电场阳极的管束内收缩至所述电场阳极的管束内。

6.如权利要求5所述的电场装置，其特征在于，所述电场包括电场进口、电场出口，对应所述电场进口的所述电场阴极端沿其长度方向延伸至超出所述电场阳极的管束同向端，对应所述电场出口的所述电场阴极端沿其长度方向向所述电场阳极的管束内收缩至所述电场阳极的管束内。

7.如权利要求5所述的电场装置，其特征在于，所述电场包括电场进口、电场出口，对应所述电场进口的所述电场阴极端沿其长度方向向所述电场阳极的管束内收缩至所述电场阳极的管束内；对应所述电场出口的所述电场阴极端沿其长度方向延伸至超出所述电场阳极的管束同向端。

8.如权利要求1所述的电场装置，其特征在于，所述电场阴极的两端部到对应的所述电场阳极管束同向端的距离分别设为L、L’，L、L’选自0-10mm、1-3mm、3.5-4mm，5-7mm、8-10mm、2mm、2.5mm、4mm和6mm的其中之一，L、L’不同时为0mm。

9.如权利要求1-4及6-8中任一项所述的电场装置，其特征在于，所述电场阳极包括第一阳极部和第二阳极部，所述第一阳极部和所述第二阳极部之间设置有至少一个阴极支撑板。

10.如权利要求5所述的电场装置，其特征在于，所述电场阳极包括第一阳极部和第二阳极部，所述第一阳极部和所述第二阳极部之间设置有至少一个阴极支撑板。

11.如权利要求1-4及6-8中任一项所述的电场装置，其特征在于，所述电场阳极的中空管束的管内切圆直径取值范围为5mm-400mm。

12.如权利要求5所述的电场装置，其特征在于，所述电场阳极的中空管束的管内切圆直径取值范围为5mm-400mm。

13.如权利要求9所述的电场装置，其特征在于，所述电场阳极的中空管束的管内切圆直径取值范围为5mm-400mm。

14.如权利要求10所述的电场装置，其特征在于，所述电场阳极的中空管束的管内切圆直径取值范围为5mm-400mm。

15.如权利要求11所述的电场装置，其特征在于，所述电场阴极的直径为0.1mm-20mm。

16.如权利要求12所述的电场装置，其特征在于，所述电场阴极的直径为0.1mm-20mm。

17.如权利要求15所述的电场装置，其特征在于，所述电场阴极的直径不大于3mm。

18.如权利要求16所述的电场装置，其特征在于，所述电场阴极的直径不大于3mm。

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