MD1027Z

MD1027Z - Multistage electrohydrodynamic pump

Info

Publication number: MD1027Z
Application number: MDS20150142A
Authority: MD
Inventors: Игорь КОЖЕВНИКОВ; Владимир ШКИЛЁВ; Мирча БОЛОГА
Original assignee: Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-11-30
Also published as: MD1027Y

Abstract

The invention relates to the field of electrohydrodynamics and can be used for the creation of high-voltage energy equipment cooling systems such as high-voltage transformers, X-ray emitters, etc.The multistage electrohydrodynamic pump comprises a rectangular housing (1), in which are placed the pump stages, wherein each stage comprises two grounded electrodes - emitter (2), connected to a high-voltage source (6), and collector (3), made in form of grating of parallelly stretched wires, on the wires of the emitter (2) are deposited insulating coatings with perforations (4) from the end of collector (3), at the same time between the emitter (2) and collector (3) electrodes of the pump stages are installed porous partitions (5), made of dielectric material, the thickness of which is 1.5…2.0 times greater from stage to stage, in the direction of the pumped agent, and the pore sizes of partitions, from stage to stage, in the direction of the pumped agent, are smaller.

Description

Invenţia se referă la domeniul electrohidrodinamicii şi poate fi utilizată pentru crearea sistemelor de răcire ale utilajului energetic de tensiune înaltă, de exemplu, ale transformatoarelor de tensiune înaltă, radiatoarelor roentgen, etc. The invention relates to the field of electrohydrodynamics and can be used to create cooling systems for high-voltage power equipment, for example, high-voltage transformers, X-ray radiators, etc.

Este cunoscută pompa electrostatică cu membrană, care include un canal cu o cameră dielectrică, în care sunt amplasaţi electrozi mobili şi imobili, electrozii mobili fiind executaţi în formă de peliculă dielectrică [1]. The electrostatic membrane pump is known, which includes a channel with a dielectric chamber, in which mobile and stationary electrodes are placed, the mobile electrodes being made in the form of a dielectric film [1].

Dezavantajul acestei pompe constă în fiabilitatea joasă a electrozilor mobili. The disadvantage of this pump lies in the low reliability of the moving electrodes.

Cea mai apropiată soluţie este pompa electrohidrodinamică multietajată, care conţine un corp, în care sunt amplasate etaje cu electrozi emitor şi colector instalaţi doi câte doi, executaţi în formă de fire întinse cu perforaţii la emitor din partea colectorului [2]. The closest solution is the multistage electrohydrodynamic pump, which contains a body, in which are placed stages with emitter and collector electrodes installed two by two, made in the form of stretched wires with perforations at the emitter from the collector side [2].

Dezavantajele acestei pompe constau în formarea în urma reacţiilor electrochimice a depunerilor din microparticule de diferite dimensiuni pe electrozii de tensiune înaltă, ceea ce poate duce la defecţiuni în contururile de răcire a aparatajului de tensiune înaltă, imposibilitatea admisiei la electrozii de tensiune înaltă a unei tensiuni înalte mari, în special când în calitate de dielectric se utilizează lichide cu conductibilitate mai mare, şi faptul că la prezenţa unor neomogenităţi pe emitor şi colector se formează nişte fluide recurente şi unele porţiuni de lichid dielectric pompat se pot scurge pe treapta inferioară. The disadvantages of this pump consist in the formation of deposits of microparticles of different sizes on the high-voltage electrodes as a result of electrochemical reactions, which can lead to failures in the cooling circuits of the high-voltage equipment, the impossibility of admitting a high voltage to the high-voltage electrodes, especially when liquids with higher conductivity are used as the dielectric, and the fact that in the presence of inhomogeneities on the emitter and collector, recurring fluids are formed and some portions of the pumped dielectric liquid can leak to the lower stage.

Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în mărirea presiunii şi productivităţii pompei. The problem that the present invention solves consists in increasing the pressure and productivity of the pump.

Pompa, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include un corp dreptunghiular, în care sunt amplasate etajele pompei, unde fiecare etaj conţine câte doi electrozi - emitor, conectaţi la o sursă de tensiune înaltă, şi colector legaţi la pământ, executaţi în formă de grilaje din fire întinse paralel, pe firele emitorului fiind depuse acoperiri izolante cu perforaţii din partea colectorului, totodată între electrozii emitor şi colector ai etajelor pompei sunt instalaţi nişte pereţi despărţitori poroşi, executaţi din material dielectric, grosimea cărora este de 1,5…2,0 ori mai mare de la etaj la etaj, în direcţia refulării agentului, iar dimensiunile porilor pereţilor, de la etaj la etaj, în direcţia refulării agentului, sunt mai mici. The pump, according to the invention, eliminates the disadvantages mentioned above by including a rectangular body, in which the pump stages are located, where each stage contains two electrodes - emitter, connected to a high voltage source, and collector connected to the ground, made in the form of grids of wires stretched in parallel, insulating coatings with perforations being deposited on the emitter wires from the collector side, at the same time between the emitter and collector electrodes of the pump stages, porous dividing walls are installed, made of dielectric material, the thickness of which is 1.5...2.0 times greater from stage to stage, in the direction of the agent discharge, and the pore sizes of the walls, from stage to stage, in the direction of the agent discharge, are smaller.

Invenţia se explică prin desenele din figură, care reprezintă: The invention is explained by the drawings in the figure, which represent:

a - vederea generală a pompei electrohidrodinamice multietajate; a - general view of the multistage electrohydrodynamic pump;

b - electrozii în secţiune. b - electrodes in section.

Pompa electrohidrodinamică multietajată include un corp dreptunghiular 1, în care sunt amplasate etajele pompei, unde fiecare etaj conţine câte doi electrozi - emitor 2, conectaţi la o sursă de tensiune înaltă 6, şi colector 3 legaţi la pământ, executaţi în formă de grilaje din fire întinse paralel, pe firele emitorului 2 fiind depuse acoperiri izolante cu perforaţii 4 din partea colectorului 3, totodată între electrozii emitor 2 şi colector 3 ai etajelor pompei sunt instalaţi nişte pereţi despărţitori poroşi 5, executaţi din material dielectric, grosimea cărora este de 1,5…2,0 ori mai mare de la etaj la etaj, în direcţia refulării agentului, iar dimensiunile porilor pereţilor, de la etaj la etaj, în direcţia refulării agentului, sunt mai mici. The multistage electrohydrodynamic pump includes a rectangular body 1, in which the pump stages are located, where each stage contains two electrodes - emitter 2, connected to a high voltage source 6, and collector 3 connected to the ground, made in the form of grids of parallel stretched wires, on the wires of the emitter 2 insulating coatings with perforations 4 are deposited from the collector 3 side, at the same time between the emitter electrodes 2 and collector 3 of the pump stages there are installed some porous dividing walls 5, made of dielectric material, the thickness of which is 1.5…2.0 times greater from stage to stage, in the direction of the agent discharge, and the dimensions of the pores of the walls, from stage to stage, in the direction of the agent discharge, are smaller.

Pompa electrohidrodinamică multietajată funcţionează în felul următor. The multistage electrohydrodynamic pump works as follows.

La aplicarea tensiunii înalte de la sursa 6 la emitorii 2 şi legarea la pământ a colectorilor 3 are loc electrizarea porilor în pereţii 5. Luând în consideraţie distanţele mici dintre pori, în interiorul pereţilor 5 poate apărea o intensitate înaltă, ceea ce permite evitarea străpungerilor timpurii între emitorul 2 şi colectorul 3 şi a fluidelor recurente. Deoarece presiunea creată de mai multe etaje creşte, în direcţia refulării agentului dimensiunea porilor în peretele 5 descreşte, iar grosimea peretelui 5 creşte de la etaj la etaj. When applying high voltage from source 6 to emitters 2 and grounding collectors 3, the pores in walls 5 are electrified. Taking into account the small distances between the pores, a high intensity can occur inside walls 5, which allows avoiding early breakthroughs between emitter 2 and collector 3 and recurring fluids. As the pressure created by several floors increases, in the direction of agent discharge the size of the pores in wall 5 decreases, and the thickness of wall 5 increases from floor to floor.

Rezultatul tehnic al invenţiei constă în mărirea presiunii şi productivităţii pompei datorită captării produselor erozive. The technical result of the invention consists in increasing the pressure and productivity of the pump due to the capture of erosive products.

De asemenea, pereţii 5 exercită şi funcţia de filtru, captând microparticulele, care apar în urma reacţiilor electrochimice la electrozii de tensiune înaltă. Etajul inferior prinde conglomeratele mai măşcate, iar fiecare etaj următor prinde particule tot mai mărunte şi, ca rezultat, în conturul de răcire a utilajului energetic de tensiune înaltă va circula dielectric lichid curat. Also, the walls 5 perform the function of a filter, capturing microparticles that appear as a result of electrochemical reactions at the high-voltage electrodes. The lower floor captures more masked conglomerates, and each subsequent floor captures smaller and smaller particles, and as a result, clean liquid dielectric will circulate in the cooling circuit of the high-voltage power equipment.

În special, utilizarea unei astfel de pompe este raţională în convertizoarele de tensiune înaltă şi în schimbătoarele de căldură electrohidrodinamice autonome, în care datorită reversibilităţii elementelor pompei şi elementelor convertizoarelor de energie termică în electrostatică se poate obţine sporirea resurselor lor. In particular, the use of such a pump is rational in high-voltage converters and in autonomous electrohydrodynamic heat exchangers, where due to the reversibility of the pump elements and the elements of the thermal energy converters into electrostatics, an increase in their resource can be achieved.

1. MD 631 Y 2013.04.30 1. MD 631 Y 2013.04.30

2. MD 533 Y 2012.07.31 2. MD 533 Y 2012.07.31

Claims

1. Multistage electrohydrodynamic pump, which includes a rectangular body (1), in which the pump stages are located, where each stage contains two electrodes - emitter (2), connected to a high voltage source (6), and collector (3) connected to the ground, made in the form of grids of parallel stretched wires, on the emitter wires (2) insulating coatings with perforations (4) are deposited from the collector (3) side, at the same time between the emitter (2) and collector (3) electrodes of the pump stages, porous dividing walls (5) are installed, made of dielectric material, the thickness of which is 1.5…2.0 times greater from stage to stage, in the direction of the agent discharge, and the pore sizes of the walls, from stage to stage, in the direction of the agent discharge, are smaller.

2. Multistage electrohydrodynamic pump according to claim 1, wherein the porous partition wall (5) is made of porous quartz glass.