MD816Z

MD816Z - Electrostatic pump

Info

Publication number: MD816Z
Application number: MDS20140042A
Authority: MD
Inventors: Владимир ШКИЛЁВ; Мирча БОЛОГА; Фёдор ГРОСУ; Игорь КОЖЕВНИКОВ; Альберт ПОЛИКАРПОВ
Original assignee: Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2015-04-30
Also published as: MD816Y

Abstract

The invention relates to electrostatic pumps for pumping gases, dielectric and conductive fluids and may be used in the chemical and electronic industries for creating a pressure in electroconvective heat exchangers and electrohydrodynamic heat pipes.The electrostatic pump comprises a dielectric cylindrical channel (1), on the inner perimeter of which are installed fixed electrodes (2), longitudinally to the channel (1), with identical pitch, which are connected over one to the analogous poles of a high-voltage source (3) and are provided with pointed projections (7). Inside the channel (1) is coaxially installed with gap (6) with the possibility of rotation a dielectric cylinder (5), on which are installed movable electrodes (4), longitudinally to it. At the end of the cylinder (5) is installed a discharge nozzle (8), and on the inner perimeter of the cylinder (5) is installed a spiral (9) with the pitch between the coils decreasing towards the nozzle (8).

Description

Invenţia se referă la pompele electrostatice pentru pomparea gazelor, lichidelor dielectrice şi conductoare şi poate fi utilizată în industria chimică şi electronică pentru crearea presiunii în schimbătoare de căldură electroconvective şi tuburi termice electrohidrodinamice. The invention relates to electrostatic pumps for pumping gases, dielectric and conductive liquids and can be used in the chemical and electronics industries for creating pressure in electroconvective heat exchangers and electrohydrodynamic heat pipes.

Este cunoscută pompa electrostatică, care include un corp cilindric cu părţile laterale de intrare şi ieşire, între care este amplasat un piston cu supape de branşare, totodată în calitate de electrozi sunt utilizate părţile laterale de intrare şi ieşire [1]. The electrostatic pump is known, which includes a cylindrical body with inlet and outlet sides, between which a piston with branch valves is placed, while the inlet and outlet sides are used as electrodes [1].

Dezavantajul acestei pompe constă în mişcarea lentă a pistonului, fapt ce nu permite crearea unei pompe cu o eficienţă înaltă. The disadvantage of this pump is the slow movement of the piston, which does not allow for the creation of a pump with high efficiency.

Este cunoscută pompa electrostatică cu membrană, care include un canal dielectric, părţile laterale ale căruia sunt dotate cu supape de branşare şi o cameră dielectrică cu electrozi mobili şi imobili, conectaţi peste unul la polii opuşi ai sursei de curent continuu [2]. The electrostatic membrane pump is known, which includes a dielectric channel, the sides of which are equipped with branch valves and a dielectric chamber with movable and immovable electrodes, connected one above the other to the opposite poles of the direct current source [2].

Dezavantajul acestei pompe constă în utilizarea supapelor cu o rezistenţă mare, fapt ce nu permite de a efectua mari consumuri de gaze. The disadvantage of this pump is the use of valves with high resistance, which does not allow for high gas consumption.

Cea mai apropiată soluţie este pompa electrostatică cu membrană, care include un canal dielectric cu electrozi mobili şi imobili, conectaţi peste unul la polii opuşi ai sursei de curent continuu [3]. The closest solution is the electrostatic membrane pump, which includes a dielectric channel with movable and immovable electrodes, connected one above the other to opposite poles of the direct current source [3].

Dezavantajul acestei pompe constă în deplasarea lentă şi la o distanţă mică a electrozilor mobili. The disadvantage of this pump is the slow movement and short distance of the mobile electrodes.

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

Pompa electrostatică, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include un canal cilindric dielectric, pe perimetrul interior al căruia sunt instalaţi electrozi imobili, longitudinal canalului, cu pas egal, care sunt conectaţi peste unul la acelaşi pol al sursei de tensiune înaltă şi dotaţi cu proeminenţe ascuţite. În interiorul canalului este instalat coaxial cu joc cu posibilitatea rotirii un cilindru dielectric, pe care sunt instalaţi electrozi mobili, longitudinal lui. Pe capătul cilindrului este instalată o duză de ieşire, iar pe perimetrul interior al cilindrului este fixată o spirală cu pasul dintre spire micşorându-se în direcţia duzei. The electrostatic pump, according to the invention, eliminates the above-mentioned disadvantages by including a dielectric cylindrical channel, on the inner perimeter of which are installed stationary electrodes, longitudinally of the channel, with equal pitch, which are connected one above the other to the same pole of the high voltage source and equipped with sharp protrusions. Inside the channel is installed coaxially with play with the possibility of rotation a dielectric cylinder, on which are installed movable electrodes, longitudinally of it. An outlet nozzle is installed on the end of the cylinder, and on the inner perimeter of the cylinder is fixed a spiral with the pitch between the turns decreasing in the direction of the nozzle.

Rezultatul tehnic al pompei este transformarea mai eficientă a energiei electrostatice în mişcare turbionară a cilindrului şi a spiralei cu anumite proprietăţi, instalate în interiorul lui, ce asigură posibilitatea atingerii a câteva sute de rotaţii ale cilindrului pe minut, ceea ce permite de a majora viteza fluxului de gaz. The technical result of the pump is the more efficient transformation of electrostatic energy into vortex motion of the cylinder and the spiral with certain properties, installed inside it, which ensures the possibility of reaching several hundred cylinder rotations per minute, which allows to increase the speed of the gas flow.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1 - 2, care reprezintă: The invention is explained by the drawings in Fig. 1 - 2, which represent:

- fig. 1, schema pompei electrostatice; - Fig. 1, diagram of the electrostatic pump;

- fig. 2, secţiunea transversală a pompei electrostatice. - Fig. 2, cross-section of the electrostatic pump.

Pompa electrostatică include un canal cilindric dielectric 1, pe perimetrul interior al căruia sunt instalaţi electrozi imobili 2, longitudinal canalului 1, cu pas egal, care sunt conectaţi peste unul la acelaşi pol al sursei de tensiune înaltă 3 şi dotaţi cu proeminenţe ascuţite 7. În interiorul canalului 1 este instalat coaxial cu joc 6 cu posibilitatea rotirii un cilindru dielectric 5, pe care sunt instalaţi electrozi mobili 4, longitudinal lui. Pe capătul cilindrului 5 este instalată o duză de ieşire 8, iar pe perimetrul interior al cilindrului 5 este fixată o spirală 9 cu pasul dintre spire micşorându-se în direcţia duzei 8. The electrostatic pump includes a dielectric cylindrical channel 1, on the inner perimeter of which are installed stationary electrodes 2, longitudinally to the channel 1, with equal pitch, which are connected one above the other to the same pole of the high voltage source 3 and equipped with sharp protrusions 7. Inside the channel 1, a dielectric cylinder 5 is installed coaxially with a clearance 6 with the possibility of rotation, on which are installed movable electrodes 4, longitudinally to it. An outlet nozzle 8 is installed on the end of the cylinder 5, and a spiral 9 is fixed on the inner perimeter of the cylinder 5 with the pitch between the turns decreasing in the direction of the nozzle 8.

Pompa electrostatică funcţionează în felul următor. The electrostatic pump works as follows.

La aplicarea tensiunii la electrozii imobili 2, electrozii mobili 4 de pe cilindrul 5, datorită descărcării prin efect corona de la proeminenţele ascuţite 7 ale electrozilor imobili 2, se încarcă cu acelaşi potenţial, ca şi al electrozilor 2. Interacţiunea electrostatică a electrozilor imobili 2 şi electrozilor mobili 4 duce la rotirea cilindrului 5. Viteza de rotaţie a cilindrului 5 se estimează la câteva sute de rotaţii pe minut. La aplicarea tensiunii de până la 30 kV la electrozii imobili 2, se înregistrează până la 600 rotaţii ale cilindrului 5 pe minut. Datorită fixării în interiorul cilindrului 5 a spiralei 9, se realizează o mişcare direcţionată a gazului. Pentru sporirea vitezei de deplasare a gazului la capătul cilindrului 5 este instalată duza 8. When voltage is applied to the stationary electrodes 2, the moving electrodes 4 on the cylinder 5, due to the corona discharge from the sharp protrusions 7 of the stationary electrodes 2, are charged with the same potential as the electrodes 2. The electrostatic interaction of the stationary electrodes 2 and the moving electrodes 4 leads to the rotation of the cylinder 5. The rotation speed of the cylinder 5 is estimated at several hundred revolutions per minute. When voltage of up to 30 kV is applied to the stationary electrodes 2, up to 600 revolutions of the cylinder 5 per minute are recorded. Due to the fixation of the spiral 9 inside the cylinder 5, a directed movement of the gas is achieved. To increase the speed of gas movement at the end of the cylinder 5, the nozzle 8 is installed.

Consumul de gaz la o astfel de pompă este de sute de ori mai mare decât la pompele electrostatice cu membrană. The gas consumption of such a pump is hundreds of times higher than that of electrostatic diaphragm pumps.

1. SU 987165 1983.01.07 1. SU 987165 1983.01.07

2. MD 631 Z 2013.04.30 2. MD 631 Z 2013.04.30

3. Болога М.К., Шкилев В.Д., Кожевников И.В., Поликарпов А.А. Экспериментальные характеристики электростатического насоса. Электронная обработка материалов, 2013, том 49, № 6, p. 98 - 101 3. Bologa M.K., Shkilev V.D., Kozhevnikov I.V., Polikarpov A.A. Experimental characteristics of an electrostatic pump. Electronic processing of materials, 2013, volume 49, number 6, p. 98 - 101

Claims

Electrostatic pump, which includes a dielectric cylindrical channel (1), on the inner perimeter of which are installed stationary electrodes (2), longitudinal to the channel (1), with equal pitch, which are connected one above the other to the same pole of the high voltage source (3) and equipped with sharp protrusions (7); inside the channel (1) is installed coaxially with play (6) with the possibility of rotation a dielectric cylinder (5), on which are installed movable electrodes (4), longitudinal to it, at the same time on the end of the cylinder (5) is installed an outlet nozzle (8), and on the inner perimeter of the cylinder (5) is fixed a spiral (9) with the pitch between the turns decreasing in the direction of the nozzle (8).