UA147395U - Багатостримерний розрядник-запальник - Google Patents

Abstract

Багатостримерний розрядник-запальник містить корпус, електроди, що підключені до джерела живлення, утримувачі електродів. Пристрій додатково містить контактор електрода, фіксатор-регулятор руху контактора електрода, передню втулку-ізолятор-утримувач електрода, перехідники-ізолятори-утримувачі електрода, задню втулку-ізолятор-утримувач електрода, фіксатори електрода, електрод-магістраль, постійні магніти. При цьому електрод та контактор електрода виконані із електропровідного матеріалу, передню втулку-ізолятор-утримувач електрода, проміжні втулки-ізолятори-утримувачі електрода та задню втулку-ізолятор-утримувач електрода виконано із діелектричного магнітопроникного матеріалу, корпус виконано із діелектричного діамагнітного матеріалу.

Description

Корисна модель належить до галузі електротехніки, зокрема, до електроіскрових розрядників.

Багатостримерний розрядник-запальник може бути застосований, наприклад, для запалювання газу у піролізних котлах, печах агломераційних фабрик, у пристроях для згорання газів (пальниках), наприклад у конструкціях за матеріалами патентів України: Пристрій для спалювання газу. Патент Мо 54616 Україна МПК: 7Е23013/00, Е23К3/30. Заявка: 2001031648 від 12.03.2001. Опубл. 17.03.2003, Бюл Мо 3, 2003 р. та Спосіб спалювання природного газу у потоці повітря, що набігає. Патент Мо 51844 Україна МПК: Е23014/00, Е23014/24. Е23С7/00 (2006.01).

Заявка: 2001010699 від. 30.01.2001. Опубл. 16.12.2002, Бюл Мо 12, 2002 р.

Аналогом є відомий оголовок факельної установки (Патент КО 2344345, Опубл. 20.01.2009,

Бюл.Мо 2), що містить факельний наконечник, черговий пальник, камеру розпалювання чергового пальника, електричний запальник і електроди розпалювання електричного запальника, електричний запальник розташований між факельним наконечником і черговим пальником таким чином, що осі факельного наконечника, електричного запальника і чергового пальника розташовані в одній площині, при цьому іскровий проміжок електричного запальника розміщений у згаданій площині вище нижньої точки перетину продовження отвірних конусів дифузорів факельного наконечника і чергового пальника, при цьому іскровий проміжок розташовується в межах кожного конусів розпилу факельного наконечника і чергового пальника, а вісь електричного запальника розташована між осями наконечника факельного оголовка і чергового пальника.

Відомий аналог (Патент України Мо 32932А опубл. 15.02.2001, бюл. Мо 1/2001) - плазмовий запальник, що містить два ізольованих один від одного, установлених коаксіально, циліндричних електроди, утворюючих між собою порожнину і кільцевий міжелектродний зазор з вхідним і вихідним перерізами, зовнішній електрод виконаний у вигляді порожнього циліндру з отворами в боковій поверхні для підведення газу, при цьому відношення площі вихідного і вхідного перерізів кільцевого міжелектродного зазору приймає значення з інтервалу: 0,2«52/5,:2, де 5; - площа вхідного перерізу міжелектродного зазору; 52 - площа перерізу міжелектродного зазору.

Аналогом є відомий плазмовий запальник для займання пиловугільного палива (Патент РФ 2400672 С1, опубл. 27.09.2010. Бюл. Мо 27), що містить канал подачі палива, в якому встановлені стрижневі електроди і електропровідний конус, спрямований по ходу руху палива, стрижневі електроди виконані прямими і паралельними відносно один іншого, електропровідний конус розташований між стрижневими електродами і встановлений з можливістю повороту щодо своєї поздовжньої осі, а на його бічній поверхні виконані поздовжні пази відповідно до геометричним розташуванням стрижневих електродів, поздовжня вісь повороту електропровідного конуса збігається з поздовжньою віссю каналу подачі палива.

Відомий аналог (Авторское свидетельство на изобретение 1695057, опубл. 30.11.91, бюл. 44) - запальник, що містить корпус подачі паливоповітряної суміші з встановленими в ньому стрижневими електродами, нахиленими під кутом один до одного і підключеними до джерела живлення, один із стрижневих електродів виконаний у вигляді двох ізольованих між собою відстанню, кожен з яких підключений до джерела живлення через баластні опори, при цьому різниця баластних опорів дорівнює опору дуги в зоні зазору між ділянками електродів.

Недоліками цього запальника є застосування двох електродів та видування лише одного іскрового розряду за їх межами.

Найближчий аналог (Патент на 20 років Ме 5352 по заявці (5018012/5010 від 24.12.1991), поданій в СРСР. Номер заявки поданої до державної служби, раніше поданої в патентне відомство 93111386 (23.03.1993). МПК (2006) Р230 3/00. Винахідник/власник: Рудой Анатолій

Іванович. 28.12.1994, бюл. Мо 7) - електрозапальник, що містить корпус, розміщені у ньому електроди з робочим зазором між ними, блок перетворення, який з'єднаний з електродами і має кінці для підключення до джерела живлення, електрозапальник забезпечений утримувачем електродів і пружним елементом, що проходить через вказаний утримувач і з'єднує один з електродів з блоком перетворення.

Головними недоліками усіх проаналізованих конструкцій запальників є те, що вони не забезпечують формування множини стримерів електричних розрядів, їх сукупного роздування у потоці повітря, пальної суміші або водно-пальної суміші за межі електродів та формування масиву потоку плазми у потоці пальної (водно-пальної) суміші для покращення процесу її горіння. Також недоліками усіх проаналізованих технічних рішень конструкцій є те, що в них застосовуються два окремі електроди з одною функцією. Ці електроди перебувають у потоці газу або їхньої пальної суміші, що спричиняє її спалахування та горіння. Під час горіння у масиві полум'я ці електроди нагріваються та не охолоджуються, що значно знижує їх ресурс функціонування.

В основу корисної моделі поставлена задача створення багатостримерного розрядника- запальника, який би мав конструкцію не з окремою функцією (лише передавання струму), а багатофункціональну конструкцію, яка забезпечує: використання елементів конструкції як магістралей подавання та електромагнітнопольової трансформації стану газів, їх змішування та формування стехіометрично збідненої пальної повітряно-вуглеводневогазової суміші, або повітряно-пароводно-повітряно-вуглеводневогазової суміші, або повітряно-тумановодно- повітряно-вуглеводневогазової суміші; безперешкодне проведення імпульсів струму високої напруги до місця формування та роздування множини стримерів електричних розрядів у заданому просторі; формування плазми; вплив полів електромагнітної природи від електродів на окреме повітря або водно-повітряну суміш і, відповідно, покращення окиснювальних властивостей повітря (підготовку води до горіння). В основу корисної моделі також поставлено задачу забезпечити дистанційне автономне без участі обслуговуючого персоналу фрагментальне запалювання та постійне супроводження горіння пальної повітряно- вуглеводневогазової суміші або повітряно-параводно-вуглеводневогазової суміші, або повітряно-тумановодно-вуглеводневогазової суміші, а також постійне охолодження електродів за рахунок обдування їх холодними газами.

Задачею також є забезпечити надійну ізоляцію провідників імпульсів струму високої напруги від зовнішнього середовища та унеможливити ураження струмом персоналу.

Поставлена задача вирішується тим, що багатостримерний розрядник-запальник, який містить корпус, електроди, що підключені до джерела живлення, утримувачі електродів, згідно з корисною моделлю, містить контактор електрода, фіксатор-регулятор руху контактора електрода, передню втулку-ізолятор-утримувач електрода, перехідники-ізолятори-утримувачі електрода, задню втулку-ізолятор-утримувач електрода, фіксатори електрода, електрод- магістраль, при цьому в електроді-магістралі виконано отвори-сопла, всередині на одній осі передньої втулки-ізолятора-утримувача електрода, проміжних втулок-ізоляторів-утримувачів електрода, задньої втулки-ізолятора-утримувача електрода виконано прямий отвір, в який встановлено електрод, а на відстані К/3 від осі виконано повітряні канали за гвинтовою

Зо траєкторією, початки повітряних каналів задньої втулки-ізолятора-утримувача виконано конічними, на поверхні електрода нарізано різьбу та загвинчуванням встановлено у прямі отвори електрода в передню втулку-ізолятор-утримувач електрода та проміжні втулки- ізолятори-утримувачі електрода за умови співпадання повітряних каналів, передню втулку- ізолятор-утримувач електрода та проміжні втулки-ізолятори-утримувачі електрода з електродом встановлено в корпус з одного його боку, всередину корпуса загвинчуванням на електрод встановлено у прямі отвори задню втулку-ізолятор-утримувач електрода за умови співпадання повітряних каналів таким чином, щоб передня втулка-ізолятор-утримувач електрода, проміжні втулки-ізолятори-утримувачі електрода за умови співпадання повітряних каналів, задня втулка- ізолятор-утримувач електрода перебували на одній осі на електроді, а повітряні канали співпадали між собою та утворювали гвинтову магістраль подавання повітря, передню втулку- ізолятор-утримувач електрода встановлено в корпус з одного його боку та задню втулку- ізолятор-утримувач електрода закріплено з іншого боку на корпусі фіксаторами, на електроді закріплено контактор електрода фіксаторами-регуляторами руху за умови змінювання відстані між контактором електрода та передньою втулкою-ізолятором-утримувачем електрода, при цьому електрод та контактор електрода виконані із електропровідного матеріалу, передню втулку-ізолятор-утримувач електрода, проміжні втулки-ізолятори-утримувачі електрода та задню втулку-ізолятор-утримувач електрода виконано із діелектричного магнітопроникного матеріалу, корпус виконано із діелектричного діамагнітного матеріалу.

На кресленні показано загальний вигляд одноелектродного стримерного запальника та момент його функціонування.

Багатостримерний розрядник-запальник складається з корпуса 1, електрода 2, контактора З електрода, фіксатора-регулятора руху 4 контактора електрода, передньої втулки-ізолятора- утримувача 5 електрода, проміжних втулок-ізоляторів-утримувачів б електрода, задньої втулки- ізолятора-утримувача 7 електрода, фіксаторів 8 електрода, електрода-магістралі 9, постійних магнітів 10.

Багатостримерний розрядник-запальник готується до функціонування наступним чином. Із електропровідного матеріалу виготовляється електрод 2 у вигляді стержня та на його поверхні нарізується різьба. Із електропровідного матеріалу виготовляється контактор З електрода у вигляді конуса. Із діелектричного діамагнітного матеріалу виготовляється корпус 1 у вигляді бо порожнистого циліндра. Із діелектричного магнітопроникного матеріалу виготовляється передня втулка-ізолятор-утримувач 5 електрода, проміжні втулки-ізолятори-утримувачі 6 електрода та задня втулка-ізолятор-утримувач 7 електрод у вигляді циліндрів та на одній осі всередині цих елементів висвердлюються прямі отвори. У передній втулці-ізоляторі-утримувача 5 електрода, проміжних втулках-ізоляторах-утримувачах 6 електрода та задній втулці-ізоляторі-утримувачі 7 виконуються повітряні канали за гвинтовою траєкторією. Вхід повітряних каналів виконується конічним.

Загвинчуванням на електрод 2 у прямі отвори поєднуються передня втулка-ізолятор- утримувача 5 електрода, проміжні втулки-ізолятори-утримувачів 6 електрода з електродом 2 та задня втулка-ізолятор-утримувача 7 електрода з одночасним встановленням в корпус 1 за умови співпадання повітряних каналів та гвинтових магістралей подавання повітря або зволоженого повітря. Під час загвинчування встановлюються постійні магніти 10.

На електроді 2 загвинчуванням закріплюється фіксаторами-регуляторами 4 контактор З електрода за умови змінювання відстані між контактором З електрода та передньою втулкою- ізолятором-утримувачем 5.

З боку контактора З електрода у електроді-магістраль 9 виконуються отвори-сопла. Зібрана конструкція встановлюється у електрод-магістраль 9.

Багатостримерний розрядник-запальник функціонує наступним чином.

З боку конічних повітряних каналів задньої втулки-ізолятора-утримувача 7 електрода подається повітря (повітряно-пароводна суміш або повітряно-тумановодна суміш).

Від генератора імпульсів струму високої напруги імпульси електричного струму високої напруги крізь електрод 2 подаються до контактора З електрода (на кресленні показано умовно переривчастими стрілками).

При цьому передня втулка-ізолятор-утримувач 5 електрода, проміжні втулки-ізолятори- утримувачі 6 електрода, задня втулка-ізолятор-утримувач 7 електрода електрично ізолюють електрод.

Одночасно вздовж електрода 2 на потік повітря або зволоженого повітря, яке проходить крізь гвинтові повітряні канали (гвинтову магістраль подавання повітря) на повітря або повітряно-пароводної суміш або повітряно-тумановодної суміші (на кресленні показано умовно суцільними стрілками) впливають поля електромагнітної природи і, відповідно, покращують

Зо окиснювальні властивості повітря (підготовляють пару або туман води до горіння).

Одночасно між контактором З електрода 2 (катодом) та металевою поверхнею електрода- магістралі (пристрою для спалювання газу (пальника) формується множина стримерів електричних розрядів у повітрі (плазма), генерується компонента озону Оз (на кресленні показано умовно переривчастими блискавками).

Залежно від швидкості подавання повітря (повітряно-пароводної суміші або повітряно- тумановодної суміші) крізь повітряні канали (магістралі подавання повітря) множина стримерів електричних розрядів роздувається, розповсюджується від контактора З електрода по поверхні електрода-магістралі 9 (пристрою для спалювання газу (пальника) за отвори виходу вуглеводневого газу СоНоп.г та сприяє формуванню озону Оз. Розмір роздування множини стримерів електричних розрядів залежить від швидкості руху повітря. При цьому у масиві роздмуханих стримерів дрібні краплі води Н2О (пари або туману) капсулюються вуглеводневим газом СоНатеа киснем О5 та озоном Оз, що сприяє інтенсивному змішуванню компонентів кисню

О», озону Оз, парів або туману води НгО і вуглеводневого газу СеНгпаг. Формується активна паливно-повітряна або паливно-водно-повітряна пальні суміші.

Формування полум'я відбувається за контактором З електрода (катодом). У потоці повітря контактор З електрода (катод) й електрод 2 охолоджуються. Багатостримерний розрядник- запальник може функціонувати як запальник пальних сумішей фрагментально, так і постійно додатково покращувати процес горіння.

Встановлення загвинчуванням на електрод 2 у прямі отвори передньої втулки-ізолятора- утримувача 5 електрода, проміжних втулок-ізоляторів-утримувачів 6 електрода з електродом 2 та задньої втулки-ізолятора-утримувача 7 з одночасним встановленням в корпус 1 за умови співпадання повітряних каналів забезпечує утворення магістралей подавання повітря або зволоженого повітря.

Виконання передньої втулки-ізолятора-утримувача 5 електрода, проміжних втулок- ізоляторів-утримувачів б електрода та задньої втулки-ізолятора-утримувача 7 електрода із діелектричного та магнітнопроникного матеріалу та нарізання всередині них отворів забезпечує нагвинчування всередину них електрода, електричну його ізоляцію та магнітнопроникну спроможність; тобто: проникнення полів електромагнітної природи від електрода у масив втулок, зокрема, у простір повітряних каналів (магістраль подавання повітря).

Виконання корпусу 1 із діелектричного діамагнітного матеріалу забезпечує встановлення в нього передньої втулки-ізолятора-утримувача 5 електрода, проміжних втулок-ізоляторів- утримувачів б електрода та задньої втулки-ізолятора-утримувача 7 та додаткову ізоляцію електрода.

Поєднання та закріплення передньої втулки-ізолятора-утримувача 5 електрода, проміжних втулок-ізоляторів-утримувачів 6 електрода та задньої втулки-ізолятора-утримувача 7 електрода між собою в корпусі 1 здійснюється загвинчуванням втулок, загвинчуванням фіксаторів 7 за рахунок нарізання на поверхні електрода різьби, що забезпечує герметизацію електрода всередині корпусу 1.

Проходження потоку повітря або зволоженого повітря крізь повітряні канали (магістралі подавання повітря) забезпечує вплив полів електромагнітної природи від електромагнітних полів електрода на повітря (водну компоненту зволоженого повітря) і, відповідно, покращення окиснювальних властивостей повітря (підготовку води до горіння).

Закріплення на електроді 2 контактора З електрода фіксаторами-регуляторами 4 руху за умови змінювання відстані між контактором З електрода та передньою втулкою-ізолятором- утримувачем 5 електрода забезпечує регулювання положення контактора З електрода на потрібній відстані між соплами електрода-магістралі 9 (соплами пристрою подавання вуглеводневого газу (пальника)) та улоеможливлює нагрівання електрода 2 та контактора З електрода від температури згорання пальної суміші всередині між соплами електрода- магістралі 9, тобто: холодний вуглеводневий газ охолоджує електрод-магістраль 9. Це сприяє збільшенню експлуатаційного ресурсу місця електрода-магістралі 9 поблизу горіння будь-якої суміші.

Виконання електрода 2 та контактора З електрода із електропровідного матеріалу забезпечує підведення імпульсів високої напруги від генератора імпульсів струму високої напруги до контактора З електрода та формування масиву стримерів між поверхнями контактора З електрода, поверхнею навколо отворів-сопел електрода-магістралі 9 (пристрою для спалювання газу (пальника)).

Масив електрода-магістралі 9 після багатостримерного розряду відіграє роль провідника імпульсів струму напруги, який випромінює у масив вуглеводневого газу всередині електрода-

Зо магістралі 9 поля електромагнітної природи, але з іншим значенням електромагнітного потенціалу. При цьому ці поля електромагнітної природи покращують енергетичні властивості вуглеводневого газу. Постійні магніти 10 забезпечують обертання множини стримерів навколо контактора З електрода.

Технічне рішення корисної моделі забезпечує безперешкодне проведення імпульсів струму високої напруги до місця формування множини стримерів електричних розрядів у локальному масиві (просторі) пальних сумішей газів, подавання за гвинтовою траєкторією руху, оброблення газів полями електромагнітної природи і покращення споживчих властивостей газів та їх сумішей, запалювання та забезпечення найкращих умов горіння активних пальних сумішей здійснюється дистанційно відносно генератора імпульсів струму високої напруги в автономному режимі без участі обслуговуючого персоналу.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Багатостримерний розрядник-запальник, який містить корпус, електроди, що підключені до джерела живлення, утримувачі електродів, який відрізняється тим, що містить контактор електрода, фіксатор-регулятор руху контактора електрода, передню втулку-ізолятор-утримувач електрода, перехідники-ізолятори-утримувачі електрода, задню втулку-ізолятор-утримувач електрода, фіксатори електрода, електрод-магістраль, постійні магніти, при цьому в електроді- магістралі виконано отвори-сопла, всередині на одній осі передньої втулки-ізолятора-

   утримувача електрода, проміжних втулок-ізоляторів-утримувачів електрода, задньої втулки- ізолятора-утримувача електрода виконано прямий отвір, в який встановлено електрод, а на відстані К/З від осі виконано повітряні канали за гвинтовою траєкторією, початки повітряних каналів задньої частини задньої втулки-ізолятора-утримувача виконано конічними, на поверхні електрода нарізано різьбу та загвинчуванням встановлено у прямі отвори електрода в передню втулку-ізолятор-утримувач електрода та проміжні втулки-ізолятори-утримувачі електрода за умови співпадання повітряних каналів, передню втулку-ізолятор-утримувач електрода та проміжні втулки-ізолятори-утримувачі електрода з електродом встановлено в корпус з одного його боку, всередину корпусу загвинчуванням на електрод встановлено у прямі отвори задню втулку-ізолятор-утримувач електрода за умови співпадання повітряних каналів таким чином,

   бо щоб передня втулка-ізолятор-утримувач електрода, проміжні втулки-ізолятори-утримувачі електрода за умови співпадання повітряних каналів, задня втулка-ізолятор-утримувач електрода перебували на одній осі на електроді, а повітряні канали співпадали між собою та утворювали гвинтову магістраль подавання повітря, передню втулку-ізолятор-утримувач електрода встановлено в корпус з одного його боку та задню втулку-ізолятор-утримувач електрода закріплено з іншого боку на корпусі фіксаторами, постійні магніти встановлено поверх корпуса, на електроді закріплено контактор електрода фіксаторами-регуляторами руху за умови змінювання відстані між контактором електрода та передньою втулкою-ізолятором- утримувачем електрода, при цьому електрод та контактор електрода виконані із електропровідного матеріалу, передню втулку-ізолятор-утримувач електрода, проміжні втулки- ізолятори-утримувачі електрода та задню втулку-ізолятор-утримувач електрода виконано із діелектричного магнітопроникного матеріалу, корпус виконано із діелектричного діамагнітного матеріалу. ! м зееенння ЩЗфоужк кугзеножвевнм а газу і ши А ЛЯ я 46 КО" ХУ і АТХ Журн с я ши ш ля Пехіж ще ще а 2 с 8 й.

   Ес онбнниння ях В Арени У , панно рен ще х ї янксян і ЕЕ ши сині ЯК т Х Дін ченря 10 | Генератор 5 В ї М. і - Ії ШИ Ше | кл імвулеків.

   З ГНМАННИН я 5 є ВЕЗНННННО З» Ж НИВКИ В ЗБЕ; МІНИ ЗИНННННі АША жК З. е ШЕЗІ 2: Кк Ж їш. іно к високої го В нн ки и нн ВЕН МЕ Я вайрує С нн В они НИ НК 3 в, ЧК і - ЖЖ сеури? заново Винна нини знан а о ще жди Гаш: М ро о вк свя, МЕЖ нннтртттрннн Кс занос пишна "жах зукаНнОНОВИ ої хм Я : я. і ВВЕ: її я Ж ц : ж я т дн З НЕ жити ще і з сумі