SU1048585A1 - Нейтрализатор зар дов статического электричества в потоке жидкости - Google Patents

Abstract

НЕЙТРАЛИЗАТОР ЗАРЯДОВ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ, содержащей заземленный корпус, выполненный, в виде участка -трубопровода с игольчатыми электрода ,ми, установленными на внутренней стенке корпуса и направленными по радиусу к его оси, о т л и .4 а ю щ и йс   тем, что, с целью повышени  эффектцвности нейтрализации за счет предотв.рсиаени  перезар дки жидкости, он снабжен дополнительными патрубком и 3лектродом-стержнем, при этом указанный патрубок присоединен к выход .ному отверстию корпуса и злектрически изолирован от него, а дополнительный злектрод установлен на оси корпуса в области расположени  игольчатых злектродов и злектрически сое .динен с патрубком. i

Description

. 12 I

41:1

ЭО

сд

эо D1 Изобретение относитс  к технике защиты от статического электричества при транспортировке электризующихс  жидкостей, в частности нефтепродуктов по трубопроводам. Известен.индукционный нейтрализа тор электрических зар дов в потоке нефтепродуктов, содержащий струнный заземленный электрод, помещенный параллельно оси трубопровода l. Недостатком этого нейтрализатора  вл етс  его ненадежность в работе в св зи с очень малыми- диаметрами электродов (пор дка О 1 мм и менее) не обладающих достаточной механичес кой прочностью. Наиболее близким к предложенному  вл етс  нейтрализатор зар дов статического электричества в потоке жидкости, содержащий заземленный ко пус, выполненный в виде участка трубопровода, с заземленными игольчатьгми электрбдами, установленными на внутренней стенке корпуса и направленными по радиусу к его оси f 2 Этот нейтрализатор обладает отно сительно невысокой эффективностью, так как в р де режимов работы возможна перезар дка жидкости. Кроме того, он не обеспечивает высокой эффективности при малых плотност х зар да в потоке. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности нейтрализации за счет предотвращени  перезар дки жидкости. Эта цель достигаетс  тем, что нейтрализатор зар дов статического электричества в потоке жидкости, содержащий заземленный корпус, выпо ненный в виде участка трубопровода с заземленными игольчатыми электродами , установленными навнутренней стенке корпуса и нат1равленными по радиусу к его оси, снабжен дополнительными патрубками и электродомстержнем , при этом указанный патрубок присоединен к выходному отверстию корпуса и электрически изолирован от него, а дополнительный элект род установлен на оси корпуса в обл ти расположени  игольчатых электродов и электрически соединен с патрубком . На чертеже представлена конструк тивна  схема устройства. .Устройство состоит из корпуса 1, игольчатых электродов 2, дополнител но электрода-стержн  3, патрубка 4, электрод электрически соединен с патрубком, который изолирован от заземленного корпуса фланцами 5 из электроизол ционного материала, Нейтрализатор работает следующим образом. При движении по трубопроводу зар женного нефтепродукта внутри па рубка 4 происходит релаксаци  зар да ,, в результате чего на этом участ ке происходит накопление зар да того же знака, что и зар д нефтепродукта, казанный зар д, а также полный объемный электрический зар д топлива в патрубке 4, вызывает повышение потенциала этого участка и, соответственно ., дополнительного электрода 3. Под действием разности потенциалов между дополнительным, электродом 3 и игольчатыми электродами 2 возникает корона на игольчатых электродах 2, внос ща  в объем нефтепродукта зар ды противоположного по отношению к зар ду нефтепродукта знака. При этом потенциал системы дополнительный электрод 3 - патрубок 4 по- вышаетс  до тех пор, пока внутри патрубка 4 существует зар д и, соответственно , идет его релаксаци  и накопление з ар да на патрубке 4. Соответственно возрастает ток короны с игольчатых электродов 2 до тех ПОР, пока суммарНЕлй зар д внутри патрубка 4 це станет равным нулю. Дальнейшее повышение потенциала прекращаетс , зар д на выходе нейтрализатора равен нулю, Процесс нейтрализации зар да в потоке нефтепродуктов в предлагаемом нейтрализаторе математически описыва-, етс  уравнением ( 1) p foV-KCU-Uo ), плотность объемного зар да, на выходе нейтрализатора (внутри патрубка 4|, W - производительность перекачки; начальна  плотность объемного зар да нефтепродукта; . . и - по.теициал дополнительного электрода 3; Up - начальный потенциал короны;; k - размерный коэффициент пропорциональности . В выражении 11) произведени  и f определ ют токи течени  соот- ветственно на выходе и входе нейтрализ .атора, а k(u-U(, ) - полный токкоронй с игольчатых электродов. Потенциал U системы электрод 3 патрубок 4 трубопровода определ етс  величиной полного объемного зар да Q внутри патрубка 4 Q,f, . где V -объем rtaтрубка 4 трубопровода , и накопленным в результате релаксации на этом участке зар дом Q г-ffV, (3) - о . . . а также электрической емкостью С ЭТОЙ систенш . l)«Cpv4jvf )/с, посто нна  времени релакс ции объемного зар да в неф тепродукте. Решение интегрального уравне-к ни  (4) имеет вид -t-to/T. где t - врем  от начала перекачки tp - врем  достижени  начгшьно J ГО| потенциала короны; т - посто нна  времени, характеризующа  динамику процес са нейтралй&аций. Величина t, определ етс  выраже нием . Величина tr определ етс  выражением -С-.ТО., Таким образом, процесс описывает с  следукхцими выражени ми: . -fc-to i r-foU,,,,,,, i,,u,..V,C,j Как видно из выражений (8), -зар д На выходе нейтрализатора стремитс  к нулю с посто нной времени тг . При скорости течени  V до 10 м/с, длине патрубка 4 равной 0,3 м, электрической емкости С 3000 пФ икоэффициента к -i: 1«10 А/В, величина 1,1-С, Врем  достижени  начального потенциала коЕЮНы tfl дл  -жидкости с Т 10 с при Uo IlO В уже при о 100 мКл/м не превышает 8 с дл  трубопровода с диаметром D 100 мм и не превышает 0,3 с при D 250 мм. В соответствии с выражением(В даже при малых плотност х зар да пор дка 10 мКл/м нейтрализатор с D 250 мм начинает работать уже через 10 с после начала перекачки. Таким образом., благодар  наличию дополнительного электрода и электрически соединенного с ним электроизолированного патрубка, расположенного, после заземленного корпуса, вмещающего дополнительный электрод и игольчатые электроды, предлагаемый нейтрализатор по сравнению; с известным iCsteeT более высокий коэффициент нейтрализации , обеспечивает практически полную нейтрализацию зар да и исключает перезар дку нефтепродукта при любых режимах перекачки.

Claims (1)

1. НЕЙТРАЛИЗАТОР ЗАРЯДОВ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА В ПОТОКЕ .ЖИДКОСТИ, содержащий заземленный корпус, выполненный, в виде участка

   -трубопровода с игольчатыми электрода- < ми, установленными на внутренней стенке корпуса и направленными по радиусу к его оси, от л и ч а ющи йс я тем, что, с целью повышения эффективности нейтрализации за счет предотвращения перезарядки жидкости, он с.набжен дополнительными патрубком и электродом-стержнем, при этом указанный патрубок присоединен к выход.ному отверстию корпуса и электрически изолирован от него, а дополнительный электрод установлен на оси корпуса в области расположения иголь чатых электродов и электрически соединен с патрубком.