Патент на изобретение №2229939

(54) ЭЛЕМЕНТ КОРОНИРУЮЩЕГО ЭЛЕКТРОДА ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА

(57) Реферат:

Изобретение относится к электрической очистке газов от пыли в различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике, химической промышленности, промышленности стройматериалов, металлургии. Коронирующий элемент представляет собой ленточный корпус с центральной профилированной частью. В состав корпуса при этом входят плоские краевые секции, которые надрезаны из одной точки по двум наклонным линиям, направленным от этой точки в разные стороны под острым углом к торцевой линии краевой секции с образованием треугольных наконечников в количестве трех штук. Точки надреза равномерно располагаются по длине корпуса и на обеих краевых секциях. Образовавшиеся наконечники, прилегающие к торцевым линиям краевых секций корпуса, отогнуты от плоскости краевой секции корпуса, а третий наконечник, образованный двумя наклонными линиями, остается в плоскости корпуса и имеет угол между наклонными линиями больший, чем угол отогнутых наконечников, образованный наклонной линией и торцевой линией краевой секции. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы электрофильтра за счет использования коронирующего электрода с пониженным напряжением зажигания короны и более высоким током короны. 5 ил.

Элемент относится к электрофильтрам, предназначенным для очистки газов от взвешенных частиц пыли.

Известны элементы коронирующих электродов электрофильтров с фиксированными точками коронирования [л.1, стр.117, 118]. Наконечники этих коронирующих элементов представляют собой острия, с вершины которых при подаче высокого напряжения происходит коронный разряд. Общей отличительной особенностью этих коронирующих электродов является то, что все коронирующие наконечники имеют одинаковые параметры (высоту и радиус кривизны коронирующих наконечников), т.е. одну точку коронирования. Сказанное обуславливает одинаковый (квадратичный) характер вольтамперной характеристики [л.1, стр.55].

Известен также коронирующий электрод (прототип) по патенту 1575404 [л.2], в котором каждый коронирующий элемент имеет по два разрядных наконечника, отогнутых в разных направлениях.

Недостатком аналогов и прототипа является то, что они имеют разрядные наконечники с одной коронирующей поверхностью одного типа и по этой причине создают вольтамперную характеристику квадратичного типа, что в целом ряде случаев является недостатком. Например, при улавливании пылей, имеющих малый размер частиц при высокой массовой концентрации дисперсной фазы. В этом случае ток от известных коронирующих элементов оказывается недостаточным. При этом частицы пыли не получают достаточного заряда, что ухудшает их осаждение и эффективность электрофильтра.

Техническая задача заявленного изобретения и достигаемый при решении технический результат заключаются в повышении эффективности работы электрофильтра путем использования элемента коронирующего электрода с пониженным напряжением зажигания короны и обеспечивающего более высокий ток короны.

Указанный технический результат достигается тем, что элемент коронирующего электрода электрофильтра содержит ленточный корпус, включающий центральную профилированную часть и плоские краевые секции. Для формирования равномерно расположенных по длине элемента фиксированных точек коронирования плоские краевые секции надрезаны по двум наклонным линиям из одной точки в разные стороны по острым углом к торцевой линии краевой секции с образованием трех наконечников. Наконечники, образованные между наклонными линиями и торцевой линией краевой секции корпуса, отогнуты в стороны от плоскости краевой секции, а третий наконечник, расположенный между наклонными линиями и имеющий, так же как и другие, треугольную форму, остается в плоскости корпуса элемента и имеет угол между наклонными линиями больший, чем угол отогнутых наконечников, образованный наклонной линией и торцевой линией краевой секции.

Кроме того, элемент коронирующего электрода отличается тем, что концы наконечников могут быть выполнены с уступом или срезом по толщине наконечника с образованием конца в виде вершины четырехугольной призмы с тремя одинаковыми углами, равными углу при вершине треугольных наконечников. При этом угол, образованный между плоскостью среза (уступа) и плоскостью наконечника, больше угла при вершине.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Возможность осуществления изобретения, охарактеризованного вышеприведенной совокупностью признаков, а также возможность реализации назначения изобретения может быть подтверждена описанием возможной конструкции устройства, выполненной в соответствии с изобретением.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых изображено:

На фиг.1 показан вид сверху предлагаемого коронирующего элемента.

На фиг.2 показан вид сбоку этого же элемента.

На фиг.3 приведен вид А-А: поперечное сечение коронирующего элемента.

На фигурах 1, 2, 3:

Поз.1 – профилированная центральная часть корпуса элемента;

Поз.2 – коронирующие наконечники, отогнутые;

Поз.3 – коронирующий наконечник в плоскости корпуса элемента с большим, чем у отогнутых, углом при вершине;

Поз.4 – плоские краевые секции корпуса элемента;

Поз.5 – торцевые линии (плоскости) плоских краевых секций.

На фиг.4 показан в увеличенном масштабе коронирующий наконечник коронирующего элемента.

На фиг.4 – угол при вершине наконечника; – угол между плоскостью среза и плоскостью наконечника.

Линия “а-а” на фиг.4 изображает коронирующий наконечник (грань) коронирующего элемента прототипа. Эту грань при увеличении можно аппроксимировать полуцилиндром, радиус которого соответствует радиусу кривизны наконечника прототипа.

На фиг.5 приведена вольтамперная характеристика 1 предлагаемого наконечника (фиг.4), (фиг.1, поз.2).

На фиг.5 приведена вольтамперная характеристика 2 среднего наконечника (фиг.1, поз.3), расположенного в плоскости корпуса элемента.

На фиг.5 приведена результирующая вольтамперная характеристика 3.

На фиг.5 приведена вольтамперная характеристика 4 известных коронирующих электродов. Эта характеристика приведена для сравнения, и она выражена кривой, имеющей квадратичный характер.

Функционирование предлагаемого коронирующего элемента происходит следующим образом. При подаче на электроды электрофильтра питания от источника высокого напряжения происходит первоначально зажигание короны на вершинах отогнутых коронирующих наконечников (фиг.1, 2, 3; поз.2), выполненых согласно фиг.4.

Как показали многочисленные эксперименты, напряжение зажигания этих наконечников находится на уровне 12 кВ (фиг.5, кривая 1) и менее.

По мере повышения напряжения, приложенного к электрофильтру, при его величине 18…22 кВ происходит зажигание короны на коронирующих наконечниках, расположенных в плоскости корпуса (фиг.1, поз.3; фиг.5, кривая 2).

Начиная с напряжения выше 18 кВ, происходит сложение токов вольтамперных характеристик 1 и 2 с получением результирующей вольтамперной характеристики 3.

Из сравнения вольтамперных характеристик видно, что при одном и том же рабочем напряжении предлагаемый коронирующий элемент обеспечивает ток при напряжении выше 12 кВ, а при напряжении выше 22 кВ в 1,52 раза больше, чем ток от известных коронирующих элементов. К тому же, предлагаемый элемент коронирующего электрода имеет острые концы коронирующих отогнутых наконечников, которые выполнены с уступом или срезом. Технический эффект от выполнения острого конца с уступом или срезом поясняется следующим.

Известно [л.3], что в случае треугольного наконечника коронирующая поверхность (фиг.4, линия “а-а”) может быть аппроксимирована цилиндрическим проводником и напряженность _ц выражается формулой .

В случае четырехгранной призмы коронирующая поверхность может быть аппроксимирована шаровой (или овальной, или сферической) поверхностью и напряженность _ш выражается формулой , где K₁ – постоянная величина, R_ц и R_ш – радиусы кривизны коронирующей поверхности. В нашем случае радиусы кривизны цилиндра и шара можно принять равными, т.к. углы при вершине треугольного наконечника и три угла четырехугольной призмы равны (четвертый угол в плоскости среза гарантированно меньше остальных углов). В результате действия более высоких напряженностей на шаровой поверхности происходит более раннее зажигание короны, чем на цилиндрической, что способствует созданию более высокого тока короны и, следовательно, повышенной степени очистки газов электрофильтром.

Следует отметить, что для обеспечения овального конца уступы или срезы могут выполняться с обеих сторон поверхности наконечника. В этом случае сферический конец может располагаться в любом месте на грани “а-а” фиг.4, а углы между срезами и плоскостью наконечника могут быть различны, но в любом случае больше угла при вершине.

Выполненные уступы или срезы наряду с обеспечением более острого конца наконечника из-за того, что радиус кривизны уступа (угол между срезом и плоскостью наконечника) больше радиуса кривизны наконечника (угла при вершине), также положительно влияют на результирующую вольтамперную характеристику.

Таким образом, предлагаемый коронирующий элемент создает вольтамперную характеристику, состоящую из двух и более характеристик, что обеспечивает более пониженное напряжение зажигания короны и более высокие токи короны при одних и тех же напряжениях и, следовательно, более высокую степень очистки газов в электрофильтре.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как для его изготовления не требуется специальной оснастки и новой технологии. Уступы могут быть получены в результате выполнения операции надрезки с помощью, например, механических ножниц, при этом кромка металла (торцевая часть корпуса элемента) вначале сминается, а затем происходит отрыв части металла от образовавшегося конца.

Описанная конструкция устройства “Элемент коронирующего электрода электрофильтра” не является единственно возможной для достижения вышеуказанного технического результата и не исключает других вариантов его изготовления, содержащих совокупность признаков, включенных в независимый пункт формулы изобретения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ужов В.Н. Очистка промышленных газов электрофильтрами. – М.: Химия, 1967 г. (стр.55)-квадр. В/а; стр.117, 118.

2. Великобритания. Заявка 1575404. Электрод для коронного разряда. Публикация 1980 г. 24 сентября, №4774.

3. Круг К.А. Основы электротехники. – М-Л., 1936. Стр.86…89.

Формула изобретения

Элемент коронирующего электрода электрофильтра с фиксированными точками коронирования, включающий ленточный корпус с профилированной центральной частью и плоскими краевыми секциями, надрезанными равномерно под острым углом к торцевым линиям с образованием треугольных наконечников, отогнутых в стороны от плоскости краевых секций, отличающийся тем, что надрезка выполнена из одной точки по двум наклонным линиям, направленным от этой точки в разные стороны под острым углом к торцевой линии краевой секции, причем наконечник, образованный наклонными линиями, остается в плоскости корпуса элемента и имеет угол между наклонными линиями, больший, чем угол отогнутых наконечников, образованный наклонной линией и торцевой линией краевой секции.

РИСУНКИ