озонатор

Формула изобретения

1. ОЗОНАТОР, содержащий коаксиально расположенные цилиндрические электроды с рубашками охлаждения между соосными трубами их корпусов и диэлектрическим покрытием на внутреннем электроде, центрирующие изоляторы с узлами крепления электродов и элементами герметизации разрядной полости, образованной в зазоре между цилиндрическими поверхностями электродов, отличающийся тем, что наружный электрод выполнен из нескольких секций, закрепленных через центрирующие изоляторы с узлами уплотнения на покрытой диэлектриком цилиндрической поверхности внутреннего электрода.

2. Озонатор по п.1, отличающийся тем, что соосные трубы рубашек охлаждения секций соединены винтовыми ребрами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для получения озона в высокочастотном электрическом разряде и может быть применено в установках очистки газов и воды.

Известен высокочастотный озонатор, содержащий цилиндрический корпус с рубашкой для охлаждающей жидкости, коаксиально размещенные в нем цилиндрические электроды, укрепленные в корпусе при помощи высоковольтного изолятора и образующие разрядную полость в зазоре между ними, трубопроводы подачи и отвода хладагента в рубашки охлаждения электродов и газа в разрядную полость [1]

Недостатком известных озонаторов является необходимость применения специальных уплотнительных материалов в узлах крепления электродов и герметизации разрядной полости, сложная система центровки, недостаточно интенсивное охлаждение электродов.

Известен также высокочастотный озонатор, содержащий цилиндрический корпус с рубашкой для охлаждающей жидкости, выполненной из соосных труб, коаксиально размещенные в корпусе цилиндрические низковольтный и высоковольтный электроды, скрепленные в корпусе через высоковольтные изоляторы, между поверхностями которых образована разрядная зона, высоковольтный электрод выполнен составным из двух частей, одна из которых служит для подачи воды охлаждения и центровки, а другая, покрытая диэлектриком, образует с низковольтным электродом разрядную полость [2]

Недостатком известного озонатора является сложная система центрирования электродов, малая поверхность контакта хладагента с электродами, большой вес генератора из-за необходимости обеспечения прочностных свойств цилиндрических электродов, необходимость применения специальных уплотнительных материалов в узлах крепления электродов и герметизации разрядной полости, а также сложность обеспечения равномерного зазора между электродами, связанная с тем, что процесс нанесения диэлектрического покрытия, включающий 8-12-и кратное нанесение слоя эмали и обжиг электрода при температуре 850-900^оС, приводит к искривлению электрода.

Дополнительно к указанным недостаткам данные конструкции не позволяют увеличивать их производительность путем увеличения длины электродов или повышения напряжения электрического тока на электродах, так как это приводит к ухудшению удельных характеристик озонатора из-за интенсификации процесса разложения озона на кислород в разрядной полости в результате повышения температуры озонируемого газа.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков, а также повышение надежности и производительности озонаторов.

Поставленная цель достигается тем, что в озонаторе, содержащем коаксиально расположенные цилиндрические электроды с рубашками охлаждения между соосными трубами корпусов и диэлектрическим покрытием на внутреннем электроде, центрирующие изоляторы с узлами крепления электродов и элементами герметизации разрядной полости, образованной в зазоре между цилиндрическими поверхностями электродов, штуцеры подачи и отвода хладагента в рубашки охлаждения электродов и озонируемого газа в разрядную полость, наружный электрод выполнен из нескольких секций, закрепленных через центрирующие изоляторы с узлами уплотнения на покрытой диэлектриком цилиндрической поверхности внутреннего электрода, а соосные трубы охлаждения секций соединены винтовыми ребрами.

Совокупность существенных признаков предложенного устройства проявляет иные свойства в сравнении с известными решениями, заключающимися в том, что применена конструкция наружного электрода, исключающая промежуточные базовые поверхности при центрировании электродов, уменьшающая расстояния между центрирующими опорами, позволяющая выбирать оптимальную длину разрядной зоны и подавать озонируемый газ в крайние секции со стороны торцевых узлов уплотнения, а так же уменьшить толщину стенок рубашек охлаждения. Все это позволяет повысить производительность, надежность и снизить металлоемкость озонаторов за счет более равномерного межэлектродного зазора, оптимизации длины разрядной зоны, исключения контакта озона с торцевыми уплотнительными элементами, улучшения охлаждения секций наружного электрода.

Предложенное устройство представлено на чертеже.

На внутреннем электроде 1 с диэлектрическим покрытием 2 закреплены через изолирующие крышки 3 с уплотнительными элементами 4, 5 наружные электроды 6, скрепленные между собой через центрирующие проставки 7 с уплотнительными элементами 8, обеспечивая взаимное центрирование электродов относительно покрытий диэлектриком поверхности внутреннего электрода и образуя в цилиндрическом зазоре между электродами разрядные полости П1, П2, П3, П4. Подача и отвод озонированного газа в разрядные полости производится через штуцеры 9. Рубашки охлаждения наружных электродов образованы соосными трубами 10, 11, соединенными винтовыми ребрами 12. Через штуцеры 13 производится подача и отвод хладагента в наружные электроды, а через штуцеры 14 во внутренний. При работе озонатора в разрядные полости П1, П2, П3, П4 подается кислородсодержащий газ: воздух, кислородообогащенный воздух, кислород. При этом подача газа может осуществляться в различных сочетаниях, последовательно через секции П1, П2, П3, П4, параллельно с подачей и отводом газа к потребителю от каждой секции, параллельно с подачей и отводом газа к потребителю от двух секций.

Количество секций наружных электродов и схема подачи и отвода озонированного газа выбираются из условия обеспечения оптимальных удельных характеристик, которые в зависимости от напряжения и частоты подаваемого на электроды тока, величины межэлектродного зазора связаны с временем пребывания озонированного газа в разрядной зоне, а также из условия обеспечения приемлемой величины неравномерности межэлектродного зазора, которая равна величине отклонения от прямолинейности внутреннего электрода, деленной на квадрат количества секций.

При подаче на электроды 1, 6 переменного тока высокой частоты в разрядных полостях П1, П2, П3, П4 возникает "тихий" электрический разряд, в котором происходит химическая реакция образования озона из кислорода. Озоносодержащий газ отводится к потребителю. Выделяемое при работе озонотара тепло отводится хладагентом, подаваемым в рубашки охлаждения электродов. Выполнение рубашек охлаждения электродов из соосных труб 10, 11, соединенных винтовыми ребрами 12, позволяет уменьшить толщину труб при сохранении необходимой жесткости электродов и вместе с тем за счет увеличения площади контакта хладагента с конструкцией электродов улучшает условия теплоотвода от разрядной полости к хладагенту, что позволяет облегчить конструкцию озонатора, уменьшить расход хладагента или использовать менее теплоемкий хладагент.

При параллельной подаче газа в разрядные полости П1, П4 газ целесообразно подавать со стороны торцевых крышек 3, что исключает воздействие озона на уплотнительные элементы 4, позволяя упростить их конструкцию и повысить безопасность работы озонатора за счет исключения возможности утечки озона в атмосферу по уплотнительным элементам, контактирующим с диэлектрическим покрытием внутреннего электрода.

Применение предложенного озонатора по сравнению с известным позволяет обеспечить оптимальное время пребывания озонируемого газа в разрядной зоне, уменьшить неравномерность межэлектродного зазора, упростить конструкцию торцевых уплотнений по внутреннему электроду, снизить вес озонатора и улучшить его охлаждение, что повышает надежность и производительность озонатора.