DE2628001C2

DE2628001C2 - Device for electrostatic cleaning of a non-conductive liquid

Info

Publication number: DE2628001C2
Application number: DE19762628001
Authority: DE
Inventors: Torao Tokio/Tokyo Tobisu
Original assignee: Kleentek Kogyo K.K., Tokio/Tokyo
Priority date: 1976-06-23
Filing date: 1976-06-23
Publication date: 1987-05-14
Also published as: DE2628001A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Reinigen einer nicht leitfähigen Flüssigkeit, mit einem Behälter, Anodenplatten und Kathodenplatten, die im Behälter einander gegenüber angeordnet sind, einem unterhalb der Unterkante der Elektrodenplatten angeordneten Einlaßrohr für die zu behandelnde Flüssigkeit, plattenförmigen Abscheideorganen aus porösem dielektrischem Fasermaterial zwischen den Elektrodenplatten, einem Auslaßrohr für die behandelte Flüssigkeit und einem Feststoffsammelraum am Boden des Behälters.The invention relates to a device for electrostatically cleaning a non-conductive liquid, with a container, anode plates and cathode plates arranged opposite one another in the container, an inlet pipe for the liquid to be treated arranged below the lower edge of the electrode plates, plate-shaped separating elements made of porous dielectric fiber material between the electrode plates, an outlet pipe for the treated liquid and a solids collection space at the bottom of the container.

Eine derartige aus der US PS 33 24 026 bekannte Vorrichtung arbeitet so, daß in der zu reinigenden Flüssigkeit ein elektrisches Feld dadurch erzeugt wird, daß die Anoden- und die Kathodenplatten mit einer Spannung beaufschlagt werden, so daß die in der zu reinigenden Flüssigkeit enthaltenen Feststoffteilchen an den Abscheideorganen haften. Bei dieser bekannten Vorrichtung werden jedoch die an den Abscheideorganen haftenden Feststoffteilchen aufgrund der heftigen Konvektion der Flüssigkeit bei der Erzeugung des elektrischen Feldes weggespült. Die durch die Konvektion auf die Feststoffteilchen ausgeübten Kräfte überwiegen die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen den Feststoffteilchen und den Abscheideorganen, so daß die Feststoffteilchen wieder in die zu reinigende Flüssigkeit verteilt werden.Such a device, known from US Pat. No. 3,324,026, works in such a way that an electric field is generated in the liquid to be cleaned by applying a voltage to the anode and cathode plates, so that the solid particles contained in the liquid to be cleaned adhere to the separating elements. In this known device, however, the solid particles adhering to the separating elements are washed away due to the violent convection of the liquid when the electric field is generated. The forces exerted on the solid particles by the convection outweigh the electrostatic forces of attraction between the solid particles and the separating elements, so that the solid particles are distributed again in the liquid to be cleaned.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, diese bekannte Vorrichtung so weiterzubilden, daß sie große Flüssigkeitsmengen mit hohem Wirkungsgrad reinigen kann.The object underlying the invention is, in contrast, to further develop this known device so that it can clean large quantities of liquid with high efficiency.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Abscheideorgane parallel zur Richtung des elektrostatischen Feldes zwischen den Elektroden und parallel zur Strömungsrichtung angeordnet sind.This object is achieved according to the invention in that the separating elements are arranged parallel to the direction of the electrostatic field between the electrodes and parallel to the flow direction.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung lassen sich die Einflüsse der Konvektion beträchtlich herabsetzen, so daß die Feststoffteilchen an den Abscheideorganen eingefangen und mit großem Wirkungsgrad abgeschieden werden können.The design according to the invention allows the effects of convection to be reduced considerably, so that the solid particles can be captured by the separating elements and separated with great efficiency.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigenIn the following, a particularly preferred embodiment of the invention is described in more detail with reference to the accompanying drawing. They show

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Abscheideorgans des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 1 is a schematic view of a separating element of the embodiment of the device according to the invention,

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Vorrichtung, Fig. 2 is a schematic view of a conventional device,

Fig. 3 in einem Diagramm die Abscheidecharakteristik, Fig. 3 shows the separation characteristics in a diagram,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Reinigungsbehälters zur Darstellung des Innenaufbaus, wobei Teile weggebrochen sind, und Fig. 4 is a perspective view of the cleaning container showing the internal structure, with parts broken away, and

Fig. 5A und 5B schematische Darstellungen von Abscheideorganen. Fig. 5A and 5B are schematic representations of separating elements.

Im folgenden wird zunächst auf die Fig. 1 bis 3 Bezug genommen. Fig. 3 zeigt die verschiedenen Abscheidecharakteristiken im Falle der Verwendung von Abscheideplatten 1 der in Fig. 1 dargestellten Anordnung parallel zur Richtung des elektrischen Feldes oder der in Fig. 2 dargestellten schrägen Anordnung zur Richtung des elektrischen Feldes.In the following, reference is first made to Fig. 1 to 3. Fig. 3 shows the different separation characteristics when using separation plates 1 of the arrangement shown in Fig. 1 parallel to the direction of the electric field or the arrangement shown in Fig. 2 obliquely to the direction of the electric field.

Die Kurve A in Fig. 3 betrifft den zuerst genannten Fall, während die Kurve B den zuletzt genannten Fall betrifft. In beiden Fällen sind die Zwischenräume zwischen den Elektroden 2 und die Teilung der Abscheideplatten gleich. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß beim Anlegen eines starken elektrischen Feldes bei der erfindungsgemäßen Anordnung eine äußerst wirksame Abscheidung erreicht wird, während bei der herkömmlichen Anordnung eine Erhöhung des elektrischen Feldes den Wirkungsgrad der Abscheidung nur geringfügig erhöht.Curve A in Fig. 3 relates to the former case, while curve B relates to the latter. In both cases the gaps between the electrodes 2 and the pitch of the deposition plates are the same. It can be seen from Fig. 3 that when a strong electric field is applied, extremely effective deposition is achieved in the arrangement according to the invention, whereas in the conventional arrangement an increase in the electric field only slightly increases the efficiency of the deposition.

Die Innenkonstruktion des Reinigungsbehälters 10 ist in Fig. 4 gezeigt. Er besteht aus einem metallenen rechteckigen Behälter in Form eines Parallelepipeds. An den entgegengesetzten Innenwänden sind Anoden- und Kathodenplatten einander gegenüber angeordnet. Eine Vielzahl von Anodenplatten 20, die mit gleichen Abständen zueinander angeordnet sind, ist an einer rückwärtigen Platte 21 befestigt. Beide Seitenkanten und eine untere Kante der rückwärtigen Platte 21 sind mit Hilfe eines Halterahmens 22 lösbar an der Innenwand des Behälters befestigt. Der Halterahmen 22 besteht aus einem elektrischen Leiter, so daß die Anodenplatten 20 und der Behälter 10 das gleiche elektrische Potential haben. Somit wirken nicht nur die Elektrodenplatten 20 sondern auch die Innenwand des gesamten Behälters als Anode. Gewöhnlich befindet sich die Anode auf Massepotential.The internal structure of the cleaning tank 10 is shown in Fig. 4. It consists of a metal rectangular tank in the shape of a parallelepiped. Anode and cathode plates are arranged opposite each other on the opposite inner walls. A plurality of anode plates 20 arranged at equal distances from each other are attached to a rear plate 21. Both side edges and a lower edge of the rear plate 21 are detachably attached to the inner wall of the tank by means of a holding frame 22. The holding frame 22 is made of an electrical conductor so that the anode plates 20 and the tank 10 have the same electrical potential. Thus, not only the electrode plates 20 but also the inner wall of the entire tank acts as an anode. Usually, the anode is at ground potential.

Eine Vielzahl von Kathodenplatten 25 ist in ähnlicher Weise wie die Vielzahl von Anodenplatten 20 ausgebildet. Die Kathodenplatten sind in gleichen Abständen zueinander angeordnet und an einer rückwärtigen Platte 26 befestigt. Sie sind mit gleichen Abständen parallel zueinander angeordnet. Zwischen den Kathodenplatten 25 und der Innenwand des Behälters ist eine isolierende Platte 27 an der Behälterwand befestigt. Die beiden Seitenkanten und eine untere Kante der rückwärtigen Kathodenplatte 26 sind mittels eines Rahmens 28 lösbar gehalten. Dieser Rahmen 28 ist an den beiden Seitenbereichen und am unteren Bereich der isolierenden Platte 27 befestigt. Somit sind die Kathodenplatten 25 über die isolierende Platte 27 elektrisch gegenüber dem Behälter 10 isoliert.A plurality of cathode plates 25 are formed in a similar manner to the plurality of anode plates 20. The cathode plates are arranged at equal intervals from one another and are attached to a rear plate 26. They are arranged parallel to one another at equal intervals. Between the cathode plates 25 and the inner wall of the container, an insulating plate 27 is attached to the container wall. The two side edges and a lower edge of the rear cathode plate 26 are detachably held by means of a frame 28. This frame 28 is attached to the two side regions and the lower region of the insulating plate 27. The cathode plates 25 are thus electrically insulated from the container 10 via the insulating plate 27 .

Die Kathodenplatten 25 werden von einer Stromversorgungsanlage 17 mit einer hohen negativen Gleichspannung beaufschlagt. Wenn an die Kathoden- und Anodenplatten eine Spannung angelegt wird, so bildet sich ein elektrisches Feld aus, dessen Feldlinien im rechten Winkel zu den Elektrodenplatten stehen. Die Feldlinien erstrecken sich zwischen gegenüberliegenden Elektrodenplatten sowie zwischen der äußeren Kathodenplatte und der Innenwand des Behälters. Zwischen gegenüberliegenden Elektrodenplatten und zwischen der äußersten Kathodenplatte und der Behälterinnenwand ist eine Vielzahl von Abscheideorganen 40 in im wesentlichen gleichen Intervallen parallel zum elektrischen Feld angeordnet. Die Abscheideorgane 40 sind porös und plattenförmig und bestehen aus einem faserigen Material z.B. aus Naturfasern, Kunstfasern oder Glasfasern und sind für die zu behandelnde Flüssigkeit durchlässig. Die Form der Abscheideorgane 40 kann derart gewählt sein, daß eine große Anzahl von Einzelplatten mit einer vorbestimmten Breite durch geeignete Halterungen gehalten ist. Es kann jedoch auch eine einzige zusammenhängende flache Platte der in Fig. 5A dargestellten Form nach Art eines Rechteckfaltenbalges oder eine zusammenhängende kastenförmigen Anordnung gemäß Fig. 5B gewählt sein. Der Wirkungsgrad der Abscheidung der Feststoffteilchen erhöht sich, wenn die Teilung der Abscheideorgane 40 verkleinert wird. Diese beträgt gewöhnlich mehrere Millimeter bis 10 Millimeter. Die Dielektrizitätskonstante der Abscheideorgane wird je nach den Eigenschaften oder der Dielektrizitätskonstanten der Feststoffteilchen, die abgeschieden werden sollen, und je nach der Dielektrizitätskonstanten der zu reinigenden Flüssigkeit gewählt.The cathode plates 25 are supplied with a high negative direct voltage by a power supply system 17. When a voltage is applied to the cathode and anode plates, an electric field is formed whose field lines are at right angles to the electrode plates. The field lines extend between opposing electrode plates and between the outer cathode plate and the inner wall of the container. Between opposing electrode plates and between the outermost cathode plate and the inner wall of the container a plurality of separating elements 40 are arranged at substantially equal intervals parallel to the electric field. The separating elements 40 are porous and plate-shaped and consist of a fibrous material, e.g. natural fibers, synthetic fibers or glass fibers, and are permeable to the liquid to be treated. The shape of the separating elements 40 can be selected such that a large number of individual plates with a predetermined width are held by suitable holders. However, a single continuous flat plate of the shape shown in Fig. 5A in the manner of a rectangular bellows or a continuous box-shaped arrangement according to Fig. 5B can also be selected. The efficiency of the separation of the solid particles increases if the pitch of the separating elements 40 is reduced. This is usually several millimeters to 10 millimeters. The dielectric constant of the separating elements is chosen depending on the properties or dielectric constant of the solid particles to be separated and on the dielectric constant of the liquid to be cleaned.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Hauptsache zum Reinigen von Brennöl und Maschinenschmieröl. Insbesondere eignet sie sich zum Abscheiden von äußerst feinen Metallteilchen, z.B. von Aluminiumpulverteilchen, die nicht herausgefiltert werden können. Darüberhinaus eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung aber auch zur Behandlung anderer nicht leitfähiger Flüssigkeiten z.B. zur hochgradigen Reinigung von Lösungsmitteln.The device according to the invention is used primarily for cleaning fuel oil and machine lubricating oil. In particular, it is suitable for separating extremely fine metal particles, e.g. aluminum powder particles, which cannot be filtered out. In addition, the device according to the invention is also suitable for treating other non-conductive liquids, e.g. for the high-grade cleaning of solvents.

Claims

Device for the electrostatic cleaning of a non-conductive liquid, with a container, anode plates and cathode plates which are arranged opposite one another in the container, an inlet pipe for the liquid to be treated arranged below the lower edge of the electrode plates, plate-shaped separating elements made of porous dielectric fiber material between the electrode plates, an outlet pipe for the treated liquid and a solids collecting space at the bottom of the container, characterized in that the separating elements ( 40 ) are arranged parallel to the direction of the electric field between the electrodes ( 20 , 25 ) and parallel to the direction of flow.