RU2089488C1

RU2089488C1 - Ozone generator

Info

Publication number: RU2089488C1
Application number: RU95107261A
Authority: RU
Inventors: В.В. Данилин; В.Н. Антонов; М.П. Кокуркин; М.М. Пашин; А.И. Смородин; В.В. Шкирятов
Original assignee: Данилин Вячеслав Васильевич
Priority date: 1995-05-04
Filing date: 1995-05-04
Publication date: 1997-09-10
Also published as: RU95107261A

Abstract

FIELD: ozonation equipment for disinfection of drinkable and technical water. SUBSTANCE: electrodes of ozone generator are manufactured in the form of truncated circular direct body of revolution formed by two equidistant thin-wall profiles of conical or close to it type rigidly interjoined. Guides optimizing stream of cooling liquid are placed between them. EFFECT: simplified design, increased operational efficiency and reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к озонаторному оборудованию и может быть использовано в качестве устройства для получения озона при обеззараживании питьевой воды, очистке сточных вод предприятий, городов и животноводческих ферм, а также в целлюлозно-бумажной промышленности, медицине и др. The invention relates to ozonation equipment and can be used as a device for producing ozone during the disinfection of drinking water, wastewater treatment of enterprises, cities and livestock farms, as well as in the pulp and paper industry, medicine, etc.

Известны генераторы озона, в которых между двумя металлическими электродами имеется газовый зазор и диэлектрический слой (барьер), стабилизирующий разрядный ток и придающий разряду равномерный характер. Через разрядный промежуток продувается воздух, обогащенный кислородом воздух или чистый кислород, являющийся исходным газом для получения озона [1]
Производительность генераторов озона такого типа и энергозатраты на производство озона определяются, в основном, интенсивностью отвода тепла от разрядного промежутка, электрическими характеристиками диэлектрического барьера, размещением барьера с одной или с двух сторон разрядного промежутка и обеспечением постоянства оптимальной длины разрядного промежутка. Высокие значения удельной производительности и низкие энергозатраты не могут быть достигнуты из-за недостаточно интенсивного отвода тепла, ограниченного значительной толщиной электродов (2 3 мм) и диэлектрического барьера (более 1 мм). Обеспечение постоянства оптимальной (0,4 1,0 мм) длины разрядного промежутка связано в большинстве случаев со значительным усложнением конструкции и повышением материалоемкости
Наиболее близким к изобретению техническим решением является генератор озона, содержащий покрытые диэлектриком и охлаждаемые водой высоковольтные и заземленные электрода, корпус со штуцерами входа рабочего газа и охлаждающей воды и штуцерами выхода воды и газоозоновой смеси [2]
Недостатками данной конструкции являются сравнительно большой разрядный промежуток (1 мм и более), а, следовательно, и большие энергозатраты на производство озона, материалоемкая и сложная конструкция электродной системы, требующая трудоемкой разборки, сборки, чистки электродов и их центровки.Ozone generators are known in which there is a gas gap and a dielectric layer (barrier) between two metal electrodes, which stabilizes the discharge current and gives the discharge a uniform character. Air, oxygen-enriched air or pure oxygen, which is the feed gas to produce ozone, is blown through the discharge gap [1]
The productivity of this type of ozone generators and energy consumption for ozone production are determined mainly by the intensity of heat removal from the discharge gap, the electrical characteristics of the dielectric barrier, the placement of the barrier on one or both sides of the discharge gap, and the constancy of the optimal length of the discharge gap. High values of specific productivity and low energy consumption cannot be achieved due to insufficiently intense heat removal, limited by a significant thickness of the electrodes (2 3 mm) and the dielectric barrier (more than 1 mm). Ensuring the constancy of the optimal (0.4 1.0 mm) length of the discharge gap is associated in most cases with a significant complication of the design and an increase in material consumption
Closest to the invention, the technical solution is an ozone generator containing a dielectric coated and water-cooled high-voltage and grounded electrodes, a housing with fittings for the inlet of the working gas and cooling water and fittings for the outlet of water and the gas-ozone mixture [2]
The disadvantages of this design are the relatively large discharge gap (1 mm or more), and, consequently, the large energy consumption for the production of ozone, the material-intensive and complex design of the electrode system, requiring laborious disassembly, assembly, cleaning of the electrodes and their alignment.

Задачей изобретения является снижение трудоемкости изготовления и эксплуатационных затрат, а также повышение удельной производительности. Это достигается тем, что каждый электрод представляет собой усеченное круговое прямое тело вращения, образованное двумя жестко соединенными между собой эквидистантными тонкостенными профилями, причем плоскость усечения параллельна плоскости основания и не совпадает с ней, отношение расстояния между этими плоскостями к радиусу основания равно 0,1 1,0 и отношение радиусов окружностей в основании и в плоскости усечения равно 2 8. The objective of the invention is to reduce the complexity of manufacturing and operating costs, as well as increasing specific productivity. This is achieved by the fact that each electrode is a truncated circular straight body of revolution formed by two equidistant thin-walled profiles rigidly interconnected, and the truncation plane is parallel to the base plane and does not coincide with it, the ratio of the distance between these planes to the radius of the base is 0.1 1 , 0 and the ratio of the radii of the circles in the base and in the plane of truncation is 2 8.

На фиг. 1 и 2 показаны возможные варианты электродов; на фиг. 3 - генератор озона, общий вид. In FIG. 1 and 2 show possible electrode options; in FIG. 3 - ozone generator, General view.

Электрод 1 состоит из двух тонких профилей 2 и 3, изготовленных из нержавеющей стали толщиной 0,4 0,6 мм. Профили герметично соединены (сварены) между собой так, что образуется полость для охлаждающей жидкости. Отношение расстояния (H) между плоскостью усечения и основанием к радиусу (R) основания в зависимости от размеров электрода и давления рабочей среды изменяется от 0,1 до 1,0. При H/R меньшем 0,1 жесткость электрода становится недостаточной для нанесения диэлектрического покрытия, а при H/R большем 1,0 сложно выполнить штамповку. В зависимости от количества электродов в озонаторе отношение радиуса R к радиусу в плоскости усечения (r) равно 2 8, причем меньшее отношение соответствует большему числу электродов. The electrode 1 consists of two thin profiles 2 and 3, made of stainless steel with a thickness of 0.4 to 0.6 mm The profiles are hermetically connected (welded) to each other so that a cavity for the coolant is formed. The ratio of the distance (H) between the truncation plane and the base to the radius (R) of the base, depending on the size of the electrode and the pressure of the working medium, varies from 0.1 to 1.0. For H / R less than 0.1, the stiffness of the electrode becomes insufficient for applying a dielectric coating, and for H / R greater than 1.0 it is difficult to stamp. Depending on the number of electrodes in the ozonizer, the ratio of radius R to radius in the truncation plane (r) is 2 8, and a smaller ratio corresponds to a larger number of electrodes.

Внешняя поверхность электродов покрыта короностойким диэлектриком 4, например стеклоэмально толщиной 0,4 0,6 мм. Электроды снабжены штуцерами для подвода 5 и отвода 6 охлаждающей воды. The outer surface of the electrodes is covered with a corona-resistant dielectric 4, for example, glass-enamel 0.4-0.6 mm thick. The electrodes are equipped with fittings for supplying 5 and removing 6 cooling water.

Пакет электродов помещен в камеру 7, снабженную штуцерами для подачи охлаждающей воды 8 и рабочего газа 9, а также отвода газоозонной смеси 10 и охлаждающей воды 11. Между электродами установлены дистанирующие прокладки 12 из изоляционного материала, не препятствующие проходу газа. Для крепления электродов имеется стяжная шпилька 13. Камера снабжена проходным высоковольтным изолятором 14, через который на электроды подается напряжение так, что электроды с нулевым и высоким потенциалом чередуются. К последним охлаждающая вода подается через шланг 15 из изоляционного материала, длина и диаметр которого выбираются из условия обеспечения высокого оммического сопротивления. The package of electrodes is placed in a chamber 7, equipped with fittings for supplying cooling water 8 and working gas 9, as well as the removal of the gas-gap mixture 10 and cooling water 11. Between the electrodes are installed spacer gaskets 12 of insulating material that do not impede the passage of gas. For attaching the electrodes, there is a tie pin 13. The chamber is equipped with a high-voltage insulator 14 through which voltage is applied to the electrodes so that the electrodes with zero and high potential alternate. Cooling water is supplied to the latter through a hose 15 of insulating material, the length and diameter of which are selected from the condition of ensuring high ohmic resistance.

При работе генератора озона рабочий газ (воздух или кислород) подается через штуцер 9 в камеру 7, где проходит между электродами, на которое подается высокое переменное напряжение. В разрядном промежутке генерируется озон, который отводится через штуцер 10. Тепло, выделяющееся при разряде, отводится охлаждающей жидкостью (водой). During the operation of the ozone generator, the working gas (air or oxygen) is supplied through the nozzle 9 to the chamber 7, where it passes between the electrodes, to which a high alternating voltage is applied. Ozone is generated in the discharge gap, which is removed through the nozzle 10. The heat generated during the discharge is removed by the cooling liquid (water).

Изобретение по сравнению с лучшими образцами подобного оборудования позволяет снизить трудоемкость изготовления и эксплуатационные затраты (на 20 30%) и значительно повысить компактность аппарата. The invention compared with the best examples of such equipment can reduce the complexity of manufacturing and operating costs (20-30%) and significantly increase the compactness of the apparatus.

Claims

An ozone generator containing a dielectric coating and water-cooled high-voltage and grounded electrodes, a housing with fittings for the inlet of working gas and cooling water and fittings for the outlet of water and a gas-zone mixture, characterized in that each electrode is made in the form of a truncated circular straight body of revolution formed by two rigidly connected between themselves with equidistant thin-walled profiles, and the truncation plane is parallel to the base plane and does not coincide with it, the ratio of the distance between these planes to the base of the base is 0.1 1.0 and the ratio of the radii of the circles in the base and in the truncation plane is 2 8, and the cavity of the electrode is connected to the inlets and outlets of the cooling water.