[发明专利]非均匀静电场高效除杂设备

说明书

技术领域

本发明属于流体净化设备领域，具体涉及一种非均匀静电场高效除杂设备。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对环境的越来越重视，这就对各种净化装置的要求越来越高。空气中含有多种污染物，如PM2.5、尘埃颗粒及划分过敏原等，而空气中很多无人气体大多为汽车排放废气，其中很多是燃油中自带杂质在未燃烧情况下与废气一起排放进入大气环境中，大大影响空气质量及燃烧设备的寿命。

尤其是是石油中含有硫、氮、氧化合物以及微量金属等有害杂质，杂质存在会加速使用过程中设备的腐蚀、影响设备的正常运作，降低油品的质量等，油液净化是关乎国家经济、人民生活和国防安全的重要领域。因此，石油在使用前必须净化除杂。目前，石油净化技术主要有化学方法(添加化学试剂等)、热处理方法、物理方法(机械过滤和静电净化)。化学方法能除去部分金属杂质，但易引入新杂质而造成二次污染。热处理虽可降低油液粘度，提高流速，去除油液中的气体，但耗能和成本比较高。

目前常用静电技术对空气、石油等流体的进行净化除杂，是利用在外加电场作用下产生的静电场，将流体中的杂质吸附在电介质材料表面，实现流体与杂质的分离。传统的平板结构要是依靠两个平板产生均匀电场，将带电的杂质吸附到极板上进而达到除杂效果，然后对于液体中的中性杂质却不具有吸引作用，以致无法去除油液中的中性杂质，所以净化效果不是很好。

为了得到非均匀电场，我们可以在电场中加入电介质，也可以通过结构改变，采用电介质则需要根据流体的流量长期更换，除杂效果不稳定，经济成本也较高，而采用能产生非均匀的电场的圆柱结构装置，虽然能产生非均匀电场，但是电场强度以及电场梯度的大小都随着中心电极到外壳电极之间的距离急剧减小，只有在靠近中心电极处的电场强度及梯度比较大，所以要想发挥出较好的除杂效果，必须施加非常高的电场，这样则会导致流过装置的液体在高电场作用下发生质变，这样不利于设备的使用安全。

发明内容

为解决以上技术问题，使设备能够在不需要施加高电压的情况下产生非均匀的梯度电场，本发明提供了一种非均匀静电场高效除杂设备。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种非均匀静电场高效除杂设备，包括圆柱状结构的外壳，该外壳通电形成第一电极，所述外壳下端设有进口，上端设有出口，其要点在于：所述外壳内设有至少一根导电棒，该导电棒沿外壳的轴向设置，该导电棒通电形成中心电极，所述导电棒外表面均匀分布有导电凸起，所述导电凸起沿导电棒的径向向外延伸并与外壳内壁之间留有间隙。

采用以上结构，当外壳与导电棒接通电源正负两极后，两者之间形成静电场，静电场强度沿导电棒的径向向外逐渐减小，形成沿导电棒向外的梯度电场，而因为导电棒上设有沿导电棒径向向外延伸的导电凸起，可以很好的减弱电场在径向上的衰减程度，使其能够保持强度较高的梯度电场，足以吸附流体中的带电杂质，同时通过径向非均匀的梯度电场吸附中性杂质，大大提高了除杂效率，并且不需要对导电棒和外壳施加高电压以获取高梯度电场，避免了对流体的损害，造成流体变质；

同时因为采用凸起结构，不会大幅减少内部空间，对除杂流量无影响；外壳的下端设置进口，上端设置出口，流体从下往上流动，可以一定程度避免流体内的杂质在壳体底部沉积，流体在往上运动过程中，杂质受到重力的作用，可以更好的被吸附在对应电极的表面，提高除杂质量。

作为优选：所述外壳为圆柱筒状，所述导电棒为圆柱体形，每个所述导电凸起的延伸长度相同。采用以上结构，使外壳内部沿导电棒的轴向都能产生非均匀静电场，且静电场的强度相同，流体在流动过程中能持续受到相同强度静电场的作用，可以更好的清除流体中细微杂质。

作为优选：所述导电棒呈圆环阵列分布在所述外壳内。采用以上结构，使外壳一内部沿其轴线形成交叉的非均匀静电场，流经同一截面的流体杂质受到多个导电棒上导电凸起不同方向的电场作用力，能进一步提高除杂效果。

为方便导电棒与电源连接，所述导电棒上端穿出所述外壳。

作为优选：所述导电凸起或均为圆柱体形，或均为球形。采用以上结构，有效减小导电凸起与外壳之间的距离，与外壳配合形成稳定较高的非均匀梯度静电场，提高除杂效率。

作为优选：所述导电凸起的直径小于或等于3mmm。采用以上结构，缩小导电凸起的直径，越细越好，有助于增强产生的非均匀静电场的强度，提高静电除杂力度。