RU1773490C - Устройство дл электрической зар дки газа - Google Patents

Abstract

Использование: электрическа  очистка газов, промышленных газовых выбросов, выхлопных газов ДВС, утилизаци  ценных продуктов, санитарна  очистка воздуха, электрическа  окраска изделий и т.д. Сущность изобретени : устройство содержит систему центральных электродов (СЦЭ). включающую два кольца, у которых обода соединены по типу беличьего колеса проводниками , имеющими большую кривизну поверхности, св занными с внешних сторон колец в узлы, которые имеют передний и задний концевики. СЦЭ размещена Между обтекателем (0). Один из концевиков соединен с 0 через упругий элемент. Передний О представл ет собой полый конус, на центральном стержне. Наибольший диаметр переднего 0 больше наибольшего диаметра заднего 0, а наибольший диаметр СЦЭ меньше наибольшего диаметра заднего 0. Унипол рный газовый разр д зажигают между внешним электродом и СЦЭ, которую отдел ют от внешнего электрода кольцевым потоком газа, зоной пониженного давлени  (ЗПД) и повышенной температуры и при этом обеспечивают ее температурной компенсацией . Первоначальный нагрев СЦЭ и ЗЛД осуществл ют с помощью накала, а затем этот нагрев осуществл ют за счет энергии разр да. ЗПД вокруг центральных электродов создают совместным действием зжектирующего потока электрического ветра и температурного пол . 2 з.п. ф-лы, 3 ил. ел С

Description

Изобретение относитс  к области электрической очистки газов и электронно- ионной технологии. Оно может быть использовано дл  очистки промышленных газовых выбросов, выхлопных газов ДВС, утилизации ценных продуктов, санитарной очистки воздуха, при электрической окраске изделий и т.д.

Наиболее близким техническим решением  вл етс  устройство дл  зар дки газа, содержащее корпус, разноименно зар женные центральный коронирующий и периферийный электроды, впускной и выпускной патрубки, нагревательный элемент

Недостатком данного устройства  вл етс  недостаточна  эффективность и значительные затраты энергии.

На фиг.1 показано устройство; на фиг.2 - то же, поперечное течение; на фиг.З - зари- ант устройства.

Устройство включает в себ  корпус,  вл ющийс  периферийным электродом 1, имеющий впускной патрубок 2, выпускной патрубок 3, внутри устройства размещен центральный коронирующий электрод 4. включающий в себ  два кольца 5. ОГюды колец 5 по типу беличьего колеса соединены проводниками 6, имеющими большую кривизну поверхности. С внешних сторон колец

Х|

OJ Јь О О

5 проводники 6 соединены в узлы, которые имеют передний и задний концевики 7. Электрод 4 размещен между передним 8 и задним 9 обтекател ми. Один из концеви- ков 7 соединен с одним из обтекателей 8 или 9 через упругий элемент 10, который одновременно выполн ет функцию нагревател . Передний обтекатель 8 представл ет собой полый конус, установленный на центральном стержне, задний обтекатель 9 представл ет собой конус, сопр женный с полусферой, и также установлен на центральном стержне. Наибольший диаметр переднего обтекател  8 больше наибольшего диаметра заднего обтекател  9. а наибольший диаметр центрального коронирующего электрода 4 меньше наибольшего диаметра заднего обтекател . Центральный электрод 4 совместно с упругим элементом 10 имеет цепь накала 11. Периферийный электрод 1 и центральный электрод 4 имеют высоковольтную цепь 12.

Работает устройство следующим образом . Замыкаетс  цепь накала 11, в результате чего центральный электрод 4 и зона, котора  ее окружает, нагреваютс  да высокой температуры. Одновременно по впускному патрубку 12 подаетс  газ и замыкаетс  высоковольтна  цепь 12. Газ проходит мимо переднего обтекател  8 сквозь кольцевой зазор, образуемый этим обтекателем и электродом 1. Так как поперечное сечение кольцевого зазора значительно меньше поперечного сечени  впускного трубопровода , то скорость кольцевого потока газа сильно возрастает и обеспечивает значительное разрежение в промежутке между передним и задним обтекателем в центре кольцевого потока, т.е. в зоне системы центральных электродов.

В результате в зоне размещени  центрального электрода 4 за счет эжекции кольцевым потоком газа создаетс  разрежение, за счет тока в цепи накала 11 повышаетс  температура, уменьшаетс  плотность газа, между электродом 1 и электродом 4 зажигаетс  унипол рный коронный разр д, При этом мощность разр да и ток разр да достигают величин, достаточных дл  самосто тельного нагрева центрального электрода 4. Поэтому цепь накала 11 размыкаетс  и центральный электрод 4, а также зона пониженного давлени , котора  ее окружает, нагреваютс  до 700-1200°С за счет энергии разр да (тока разр да). Термический нагрев и действие электрического ветра создают дополнительное разрежение, что способствует стабилизации разр да, повышению эффективности электризации и снижению

затрат энергии на электризацию потока газа ,

Вследствие того, что поток газа проходит через зону горени  унипол рного коронного разр да он получает избыточный зар д одного знака, т.е. происходит электризаци  газа. Степень электризации потока газа зависит от величины разр дного тока. После прохождени  зоны электризации

0 поток газа проходит через кольцевой зазор, образованный задним обтекателем 9 и электродом 1, после чего его скорость снижаетс , 14 он поступает в выпускной патрубок 3, и выходит за пределы устройства. В св зи с

6 тем, что внутренний диаметр кольцевого потока уменьшаетс , интенсивность сужени  внутреннего диаметра осуществл етс  под углом 5-7°. Поэтому наибольший диаметр заднего обтекател  9 должен быть меньше

0 наибольшего диаметра переднего обтекател  8 на соответствующую величину, котора  позвол ет пройти потоку газа через задний кольцевой зазор с минимальным аэродинамическим сопротивлением. Передн   часть

5 заднего обтекател  9 выполнена в виде полусферы , что позвол ет газовому потоку плавно входить в задний кольцевой зазор с минимальным аэродинамическим сопротивлением .

0 Оптимальное горение электрического разр да происходит в обьеме с минимальным давлением газа, s св зи с этим центральный электрод 4 должен быть размещен на некотором рассто нии от внутренней по5 верхности кольцевого газового потока, В св зи с этим наружный диаметр централь- -, него электрода 4 должен быть меньше наибольшего диаметра заднего обтекател . Наличие упругого элемента 10 лозвол 0 ет компенсировать тепловое линейное рас- ширение центральной электродной системы 4 и не допустить нарушени  одинаковой величины межэлектродного рассто ни  между ней и электродом 1,

5 На фиг.З показан вариант устройства дл  электрической зар дки газа, у которого упругий элемент размещен в заднем обтекателе . Это позвол ет защитить упругий элемент от возможных негативных воздействий в случае химически агрессивного газа.

0 Кроме того, здесь упругий элемент защищен от теплового воздействи  раскаленной центральной электродной системы и поэтому больше сохран ет свои упругие свойства. Пример устройства. Впускной 2 и выпу5 скной патрубки изготовлены из пластмассы (фторопласт). Наружный электрод 1 имеет внутренний диаметр 70 мм и изготовлен из стали. Его внутренн   поверхность полирована . Передний 8 и задний 9 обтекатели

изготовлены из фторопласта, их наружные поверхности полированы. Наибольший диаметр переднего обтекател  8 60 мм, угол конусности 24°, наибольший наружный диаметр заднего обтекател  9 47 мм, радиус полусферы 23,5 мм, угол конусности 9°. Упругий элемент 10 - стальна  пружина малой жесткости. Центральна  электродна  система 4 из нихромовой проволоки диаметром 0,8 мм. Работа осуществл етс  при следующих параметрах:

Напр жение зажигани , кВ15

Напр жение горени , кВ5

Температура нагрева

короиирущего

электрода, °С700-1200

Скорость потока

газа в минимальном

сечении, м/с50

Разр дный ток (максимальный ), мА10

При уменьшении расхода воздуха его скорость уменьшитс  пропорционально расходу. Например, с уменьшением раеко- да газа в 2 раза скорость уменьшитс  в 1 раза. При этом соответственно уменьшитс  величина разрежени  за счет зжекцш в 2 раза и уменьшитс  ток разр да в 2 раза, но при этом уменьшитс  количество газа в 2 раза. Следовательно, степень электрической зар дки газа не изменитс  и будет регулироватьс  автоматически. Соответственно энергетические затраты и эффективность электрической зар дки будут оставатьс  посто нными.

Изобретение обладает р дом преимуществ по сравнению с прототипом:

простота устройства;

высока  производительность; компактность;

минимальные энергетические затраты на электрическую зар дку газа;

высока  степень саморегулировани  и автоматическое измерение всех параметров разр да с изменением основного параметра - расхода газа;

изменение степени электризации газа при неизменном расходе газа может быть вызвано изменением тока разр да, а изменение тока разр да может быть вызвано

изменением напр жени  разр да, изменением величины разрежени  в зоне центральных электродов, изменением температуры системы центральных электродов и температуры газа в зоне центральных электродов (имеетс  возможность точного регулировани  разр дного тока в широких пределах);

отсутствует вредное вли ние потока газа на разр д, нет  влени  сдувани  короны . Наоборот, поток газа оказывает стимулирующее вли ние на разр д и на все его электрические параметры;

возможность использовани  сравнительно низких напр жений дл  электрической зар дки газа, что позвол ет:

уменьшить опасность поражени  электрическим током обслуживающего персонала;

уменьшить размеры и массу источников питани  (трансформаторов и выпр мителей ),

снижает токи утечки с электродов и то- коведущих частей.

Claims (3)

1.Устройство дл  электрической зар дки газа, содержащее корпус, разноименно зар женные центральный коронирующий и периферийный электроды, впускной и выпускной патрубки, нагревательный элемент, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности зар дки и снижени  затрат энергии, коронирующий электрод снабжен установленными с двух

концов обтекател ми, первый из .которых выполнен в виде полого конуса и соединен с электродом через упругий элемент, а второй - в виде конуса, сопр женного с полусферой , при этом диаметр основани  конуса

первого обтекател  больше диаметра полусферы второго обтекател , имеющего диаметр больше диаметра центрального электрода.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что второй обтекатель соединен с

центральным электродом через упругий элемент.

3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что коронирующий центральный

электрод выполнен в виде двух колец, соединенных проводниками с большой кривизной поверхности.

Ј 7 3 9