RU144205U1

RU144205U1 - Ozone Generator Electrode

Info

Publication number: RU144205U1
Application number: RU2014112977/04U
Authority: RU
Inventors: Евгений Иванович Сторчай; Анатолий Иванович Смородин; Людмила Сергеевна Лантушенко; Юрий Николаевич Лантушенко; Ирина Викторовна Голубева; Константин Олегович Красновский
Original assignee: Открытое акционерное общество криогенного машиностроения (ОАО "Криогенмаш")
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2014-08-10

Abstract

Электрод генератора озона представляет собой полую герметичную конструкцию, состоящую из двух мембран с центральным отверстием и отбортовкой по наружному и внутреннему диаметрам, наружного и внутреннего проставочных колец, определяющих высоту электрода, во внутренней полости электрода размещена насадка с развитой поверхностью теплообмена, которая имеет тепловой контакт с мембраной, проставочные кольца и насадка имеют одинаковую высоту, на наружной поверхности мембран сформировано диэлектрическое покрытие с высокой теплопроводностью, для подвода и отвода теплоносителя на наружном кольце расположены штуцера, отличающийся тем, что в центре внутреннего кольца электрода генератора озона имеется сквозное центральное отверстие для размещения в нем центрирующего стержня из изоляционного материала, а вокруг центрального отверстия расположены сквозные отверстия для прохода озоно-кислородной смеси.The ozone generator electrode is a hollow sealed structure consisting of two membranes with a central hole and flanging on the outer and inner diameters, the outer and inner spacer rings that determine the height of the electrode, a nozzle with a developed heat exchange surface, which has thermal contact with membrane, spacer rings and nozzle have the same height, a dielectric coating with high thermal conductivity is formed on the outer surface of the membranes ny, for the supply and removal of coolant on the outer ring there are nozzles, characterized in that in the center of the inner ring of the ozone generator electrode there is a through central hole to accommodate a centering rod of insulating material, and through holes are provided around the central hole for the passage of ozone-oxygen mixtures.

Description

Полезная модель относится к озонаторному оборудованию и может быть использована в производстве озонаторов.The utility model relates to ozonation equipment and can be used in the production of ozonizers.

Известен генератор озона, состоящий из корпуса со штуцерами, соответственно, для входа рабочего газа, внутри которого через прокладки на съемной стенке размещены электроды и коллекторы со штуцерами для входа и выхода охлаждающей воды. Электроды генератора озона собраны с зазором через проставки. Электрод генератора озона, выполнен из мембран в виде герметичной полой тонкостенной конструкции со штуцерами для подвода и отвода хладагента. Мембраны выполнены из металла или сплава с вентильными свойствами, например, алюминия, и на их поверхности создан оксидный слой из того же металла, выполняющий со стороны, обращенной к разрядному промежутку, функцию диэлектрического барьера, а со стороны охлаждаемой поверхности - функцию антикоррозионного покрытия (RU 2322386 C2, опубл. 20.04.2008).A known ozone generator, consisting of a housing with fittings, respectively, for the input of the working gas, inside of which, through gaskets on a removable wall, electrodes and collectors with fittings for the input and output of cooling water are placed. The electrodes of the ozone generator are assembled with a gap through the spacers. The ozone generator electrode is made of membranes in the form of a sealed hollow thin-walled structure with fittings for supplying and discharging refrigerant. The membranes are made of metal or an alloy with valve properties, for example, aluminum, and an oxide layer of the same metal is created on their surface, which acts on the side facing the discharge gap as a dielectric barrier and, on the side of the surface to be cooled, acts as an anti-corrosion coating (RU 2322386 C2, publ. 04/20/2008).

Недостатком данной конструкции является то, что не обеспечивается одинаковое взаимное расположение электродов относительно друг друга в вертикальном рабочем положении в электродном блоке генератора озона, что в свою очередь ведет к ухудшению работы электродного блока генератора озона.The disadvantage of this design is that it does not provide the same relative position of the electrodes relative to each other in the vertical operating position in the electrode block of the ozone generator, which in turn leads to a deterioration in the operation of the electrode block of the ozone generator.

Известен электрод генератора озона (RU 2509180 C2, опубл. 10.03.2014, принят за прототип). Электрод представляет собой полую герметичную конструкцию, состоящую из двух мембран с центральным отверстием и отбортовкой по внешнему и внутреннему диаметрам, выполненной для формирования электрического разряда в пределах активной зоны электрода. Мембраны изготовлены из металла или сплава с вентильными свойствами, при этом одна из двух мембран может иметь форму плоского диска без отбортовки по внешнему и внутреннему диаметрам, наружного и внутреннего проставочных колец, определяющих высоту электрода. Во внутренней полости электрода размещена насадка с развитой поверхностью теплообмена, которая имеет тепловой контакт с мембраной. Проставочные кольца и насадка имеют одинаковую высоту, на внешней поверхности мембран сформировано диэлектрическое покрытие с высокой теплопроводностью. Для подвода и отвода теплоносителя на внешнем кольце расположены штуцера.The known electrode of the ozone generator (RU 2509180 C2, publ. 03/10/2014, adopted as a prototype). The electrode is a hollow sealed structure consisting of two membranes with a Central hole and flanging on the outer and inner diameters, made to form an electric discharge within the active zone of the electrode. The membranes are made of metal or alloy with valve properties, while one of the two membranes can be in the form of a flat disk without flanging on the outer and inner diameters, the outer and inner spacer rings that determine the height of the electrode. A nozzle with a developed heat exchange surface, which has thermal contact with the membrane, is placed in the inner cavity of the electrode. The spacer rings and the nozzle have the same height, a dielectric coating with high thermal conductivity is formed on the outer surface of the membranes. For supply and removal of coolant on the outer ring are fittings.

Недостатком данной конструкции является то, что конструкция электрода не обеспечивает одинаковое взаимное расположение электродов относительно друг друга в вертикальном рабочем положении в электродном блоке, что в свою очередь ведет к ухудшению работы электродного блока генератора озона.The disadvantage of this design is that the design of the electrode does not provide the same relative position of the electrodes relative to each other in the vertical operating position in the electrode unit, which in turn leads to a deterioration in the operation of the electrode block of the ozone generator.

Цель полезной модели - обеспечение одинакового взаимного расположения электродов относительно друг друга в рабочем положении в электродном блоке.The purpose of the utility model is to ensure the same relative position of the electrodes relative to each other in the working position in the electrode block.

Технический результат заключается в получении одинаково-повторяемых характеристик генератора озона.The technical result consists in obtaining the same-repeatable characteristics of an ozone generator.

Технический результат достигается тем, что электрод генератора озона представляет собой полую герметичную конструкцию, состоящую из двух мембран с центральным отверстием и отбортовкой по наружному и внутреннему диаметрам, выполненной для формирования электрического разряда в пределах активной зоны электрода, мембраны изготовлены из металла или сплава с вентильными свойствами, при этом одна из двух мембран может иметь форму плоского диска без отбортовки по наружному и внутреннему диаметрам, наружного и внутреннего проставочных колец, определяющих высоту электрода, во внутренней полости электрода размещена насадка с развитой поверхностью теплообмена, которая имеет тепловой контакт с мембраной, проставочные кольца и насадка имеют одинаковую высоту, на наружной поверхности мембран сформировано диэлектрическое покрытие с высокой теплопроводностью, для подвода и отвода теплоносителя на наружном кольце расположены штуцера, в центре внутреннего кольца электрода генератора озона имеется сквозное центральное отверстие диаметром D1 для размещения в нем центрирующего стержня из изоляционного материала, обеспечивающее одинаковое взаимное расположение электродов относительно друг друга в рабочем положении, а вокруг центрального отверстия диаметром D1 расположены сквозные отверстия диаметром D2 для прохода озоно-кислородной смеси, диаметр и количество этих отверстий выбирается из условия обеспечения минимального гидравлического сопротивления для прохода газовой смеси.The technical result is achieved by the fact that the ozone generator electrode is a hollow sealed structure consisting of two membranes with a central hole and flanging according to the outer and inner diameters, made to form an electric discharge within the active zone of the electrode, the membranes are made of metal or alloy with valve properties , while one of the two membranes can be in the form of a flat disk without flanging on the outer and inner diameters, the outer and inner spacer rings that determine the height of the electrode, a nozzle with a developed heat exchange surface that has thermal contact with the membrane is placed in the inner cavity of the electrode, spacer rings and the nozzle have the same height, a dielectric coating with high thermal conductivity is formed on the outer surface of the membranes, for supplying and removing coolant on the outer ring nipples are located, in the center of the inner ring of the ozone generator electrode there is a through central hole with a diameter of D1 to accommodate a centering a rod of insulating material that provides the same relative position of the electrodes relative to each other in the working position, and around the central hole with a diameter of D1 there are through holes with a diameter of D2 for the passage of the ozone-oxygen mixture, the diameter and number of these holes are selected from the condition of ensuring minimum hydraulic resistance for the passage of gas mixtures.

Полезная модель поясняется чертежом, где:The utility model is illustrated in the drawing, where:

На фиг. 1 - показана конструкция электрода генератора озона.In FIG. 1 - shows the design of the electrode of the ozone generator.

Электрод генератора озона содержит: мембраны - 1, штуцеры - 2, наружное кольцо - 3, внутреннее кольцо - 4, насадку - 5, сквозное центральное отверстие - 6, сквозные отверстия для прохода озоно-кислородной смеси - 7.The ozone generator electrode contains: membranes - 1, fittings - 2, outer ring - 3, inner ring - 4, nozzle - 5, through central hole - 6, through holes for the passage of ozone-oxygen mixture - 7.

Как видно из фиг. 1 электрод генератора озона представляет собой полую цельнопаяную конструкцию. Она состоит из двух мембран (1), изготовленных штамповкой из вентильных металлов. Мембраны имеют форму диска с центральным отверстием и отбортовкой по внешнему и внутреннему диаметрам. Отбортовки выполнены с целью формирования электрического разряда в пределах активных зон электрода. Мембраны через паяное соединение между размещенной во внутренней полости дистанцирующей вставкой в виде насадки (5) с развитой поверхностью теплообмена, а так же наружным (3) и внутренним (4) кольцами, жестко соединены между собой. Насадка (5) обеспечивает эффективное охлаждение рабочих поверхностей электрода. Кольца (3, 4) и насадка (5) имеют одинаковую высоту. В процессе термического цикла пайки за счет направленного термического расширения колец и насадки в сборочно-паяльном приспособлении при температурах ниже температуры плавления припоя происходит выравнивание плоской поверхности мембран, чем достигается эквидистантность разрядного промежутка с заданной точностью. Штуцеры (2) для подвода и отвода хладоагента диаметрально расположены на наружном кольце, образуя с ним резьбо-паяное соединение. В центре внутреннего кольца (4) электрода генератора озона имеется сквозное центральное отверстие (6) диаметром D1 для размещения в нем центрирующего стержня из изоляционного материала, обеспечивающее одинаковое взаимное расположение электродов относительно друг друга в рабочем положении, а вокруг центрального отверстия (6) диаметром D1 расположены сквозные отверстия (7) диаметром D2 для прохода озоно-кислородной смеси, диаметр и количество этих отверстий выбирается из условия обеспечения минимального гидравлического сопротивления для прохода газовой смеси.As can be seen from FIG. 1 electrode of the ozone generator is a hollow all-soldered design. It consists of two membranes (1) made by stamping from valve metals. The membranes are in the form of a disk with a central hole and flanging on the outer and inner diameters. Flanging is performed in order to form an electric discharge within the active zones of the electrode. Membranes through a soldered connection between a spacer insert located in the inner cavity in the form of a nozzle (5) with a developed heat exchange surface, as well as the outer (3) and inner (4) rings, are rigidly interconnected. The nozzle (5) provides effective cooling of the working surfaces of the electrode. The rings (3, 4) and the nozzle (5) have the same height. During the thermal soldering cycle, due to the directional thermal expansion of the rings and nozzles in the assembly-soldering device at temperatures below the melting point of the solder, the flat surface of the membranes is aligned, which ensures the equidistance of the discharge gap with a given accuracy. The fittings (2) for supplying and discharging the refrigerant are diametrically located on the outer ring, forming a thread-solder joint with it. In the center of the inner ring (4) of the ozone generator electrode, there is a through central hole (6) of diameter D1 for placing a centering rod of insulating material in it, providing the same relative position of the electrodes relative to each other in the working position, and around the central hole (6) of diameter D1 through holes (7) with a diameter of D2 are located for the passage of the ozone-oxygen mixture, the diameter and number of these holes are selected from the condition of ensuring the minimum hydraulic resistance for stroke gas mixture.

Электродный блок представляет собой сборку из нескольких электродов, устанавливаемых последовательно один на другой через проставочные прокладки, выбранной толщины. Сборку электродов производят при их горизонтальном положении, а рабочим положение - вертикальное.The electrode block is an assembly of several electrodes mounted sequentially on top of each other through spacers, of a selected thickness. The electrodes are assembled in their horizontal position, and the working position is vertical.

Перед тем, как переводить электроды в вертикальное положение вся электродная сборка стягивается в единое целое в специальном приспособлении.Before translating the electrodes into a vertical position, the entire electrode assembly is pulled together into a single unit in a special device.

В рабочем положении происходит самопроизвольное перемещение электродов в вертикальной плоскости вниз и относительное взаимное расположение электродов оказывается непредсказуемым, что в свою очередь оказывает влияние на стабильность работы генератора озона.In the working position, the electrodes spontaneously move in the vertical plane down and the relative relative position of the electrodes is unpredictable, which in turn affects the stability of the ozone generator.

Во избежание этого в центральной части внутреннего кольца (4) имеется отверстие (6) диаметром D1. Это позволяет установить в электродной сборке центрирующий стержень диаметром близким к диаметру D1, который предотвращает перемещение электродов в электродной сборке и обеспечивает взаимное расположение электродов. Отверстия (7) диаметром D2, обеспечивают свободное движение потока озоно-кислородной смеси во внутренней части электродной сборки. Диаметр D2 и количество этих отверстий выбирается из условия обеспечения минимального гидравлического сопротивления для прохода газовой смеси.To avoid this, in the central part of the inner ring (4) there is an opening (6) with a diameter D1. This allows you to install a centering rod in the electrode assembly with a diameter close to the diameter D1, which prevents the movement of the electrodes in the electrode assembly and ensures the relative position of the electrodes. Holes (7) with a diameter of D2, provide free movement of the ozone-oxygen mixture flow in the inner part of the electrode assembly. The diameter D2 and the number of these holes are selected from the condition of ensuring minimum hydraulic resistance for the passage of the gas mixture.

Claims

The ozone generator electrode is a hollow sealed structure consisting of two membranes with a central hole and flanging on the outer and inner diameters, the outer and inner spacer rings that determine the height of the electrode, a nozzle with a developed heat exchange surface, which has thermal contact with membrane, spacer rings and nozzle have the same height, a dielectric coating with high thermal conductivity is formed on the outer surface of the membranes ny, for the supply and removal of coolant on the outer ring there are nozzles, characterized in that in the center of the inner ring of the ozone generator electrode there is a through central hole to accommodate a centering rod of insulating material, and through holes are provided around the central hole for the passage of ozone-oxygen mixtures.