Территория прогрессивных инноваций Территория прогрессивных инноваций Гнездо
   ГЛАВНАЯ  |  ИСТОРИЯ  |  НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ  |  ПАТЕНТЫ  |  PATENTS  |  ВОИР  |  КОНТАКТЫ   

Высокочастотный барьерный озонатор

Автор: Тышкевич Е.В. (Патент RU 2352521)

Высокочастотный барьерный озонатор относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использован в химической промышленности для обработки озоном твердых и газовых сред, в медицине для дезинфекции и дезодорации, в сельском хозяйстве для обработки и хранения плодоовощной продукции, а также в установках кондиционирования воздуха, холодильном оборудовании и т. д.

Классическая конструкция барьерного озонатора представляет собой неподвижные металлические электроды, подключенные к источнику питания переменного тока, разделенные разрядным промежутком и диэлектрическим слоем. Увеличение частоты возбуждения разрядного промежутка позволяет поднять производительность барьерного озонатора, не усложняя в целом его механическую конструкцию.

Функциональная схема высокочастотного барьерного озонатора.

На рисунке представлены функциональная схема и эпюры напряжений, поясняющие работу высокочастотного барьерного озонатора.

Высокочастотный барьерный озонатор состоит из первого 1 и второго 4 металлических электродов. Электроды 1 и 4 расположены параллельно на некотором расстоянии друг от друга, образуя разрядный промежуток 2 в виде воздушного канала, причем на внутренней поверхности электрода 1 со стороны разрядного промежутка 2 размещен диэлектрический барьер 3, который выполняет функции ультразвукового резонатора. Это значит, что при воздействии переменного электрического поля диэлектрический барьер 3 способен совершать механические колебания в ультразвуковом диапазоне частот. Металлические электроды 1, 4 вместе с диэлектрическим барьером 3 образуют единую механическую конструкцию.

Электронная часть устройства состоит из тактового генератора 5, генератора высокочастотных импульсов 6 и амплитудного модулятора 7. Выходы генераторов 5 и 6 соединены с соответствующими входами модулятора 7, нагрузкой которого являются металлические электроды 1, 4.

Описание работы высокочастотного барьерного озонатора.

Тактовый генератор 5 вырабатывает электрические импульсы в ультразвуковом диапазоне частот 20кГц…70кГц (а), которые поступают на первый вход модулятора 7. Генератор высокочастотных импульсов 6 вырабатывает электрический сигнал (b) частотой в 3…7 раз выше частоты тактового генератора 5, который поступает на второй вход модулятора 7. В результате этого на выходе модулятора 7 образуется переменное напряжение сложной формы (с), представляющее собой сумму двух электрических колебаний, вырабатываемых генераторами 5 и 6. На рисунке частота генератора импульсов 6 (b) показана в пять раз выше частоты тактового генератора 5 (а).

Синтез озона в разрядном промежутке 2 происходит под действием электрического сигнала сложной формы, поступающего на электроды 1 и 4 с выходов модулятора 7 (с), в момент прохождения барьерного разряда через воздушный канал.

Присутствие ультразвуковой составляющей в электрическом сигнале на электродах 1 и 4 вызывает механические колебания диэлектрического барьера 3, в то время как наличие высокочастотных колебаний оптимизирует образование озона в разрядном промежутке 2.

Механические колебания диэлектрического барьера 3 выравнивают состояние воздушно-газовой среды вдоль всего разрядного промежутка 2. Благодаря интенсивному перемешиванию воздуха между электродами 1 и 4 происходит эффективный отвод тепла с поверхности диэлектрического барьера 3, что позволяет повысить в 1,2…1,3 раза плотность тока в разрядном промежутке 2 и, одновременно, снизить деструкцию (выгорание) диэлектрического барьера 3.

Неравномерность плотностей токов через разрядный промежуток 2 зависит от частоты приложенного напряжения. При частоте 55…70кГц и выше наступает режим «мягкого» возбуждения воздушно-газовой среды, в результате чего снижается образование азотосодержащих соединений и увеличивается полезный выход озона.

Достоинства высокочастотного барьерного озонатора.

Устройство позволяет работать на частотах 110…230кГц независимо от опорной частоты ультразвукового резонатора. Конструкция проста в изготовлении, имеет высокий КПД, широкий диапазон использования, высокую надежность и большой срок эксплуатации.

Высокочастотный барьерный озонатор обладает высокой производительностью и стабильностью рабочих характеристик. Его конструктивные возможности позволяют изготавливать малогабаритные, низковольтные, переносные устройства с небольшими габаритами и массой.

на Главную
 
mailto: info@kosmin.ru