[发明专利]一种连续流动静电聚结效果在线评价系统及方法

权利要求书

1.一种连续流动静电聚结效果在线评价系统，其特征在于包括静电聚结系统、乳化系统、连续流动系统、在线拍照及粒径分析系统，所述静电聚结系统包括信号发生器（1）、高压电源放大器（2）、内含高压电极（18）的静电聚结器（4），信号发生器（1）产生的信号经高压电源放大器（2）进行放大之后通过高压电线（3）输送到静电聚结器（4），所述的乳化系统包括乳化机（7）和沉降罐（8），所述的连续流动系统包括微量泵（9），所述微量泵（9）的入口端与沉降罐（8）相通，出口端通过三通分成两路，一路与静电聚结器（4）上部的聚结器入口（13）相通，另一路则返回所述的沉降罐（8），所述静电聚结器（4）底部的聚结器出口（21）有管路通至所述沉降罐（8）的上方，该管路自静电聚结器（4）至沉降罐（8）的方向上依次设有微观样槽（5）和流量计（6），所述的在线拍照及粒径分析系统包括微观样槽（5）、高速摄像机（10）、计算机（11）、高亮光源（12），其中高速摄像机（10）拍摄微观样槽（5）中的图像并与计算机（11）相连；

所述静电聚结器（4）包括聚结器外筒（20），外筒（20）内的高压电极（18）顶部带有接线柱（14），高压电极（18）外部包覆聚四氟乙烯绝缘层（19），高压电极（18）及接线柱（14）插入绝缘压盖（15）中，绝缘压盖（15）与聚四氟乙烯绝缘层（19）通过螺纹连接密封，后一同插入聚结器外筒（20），聚结器外筒（20）进行接地处理，成为接地电极，与高压电极（18）之间产生高压电场对油水乳状液进行破乳；

所述高压电极（18）为空心结构，按直径划分为上下两部分，上部呈等径圆筒状，而下部呈直径由上到下渐缩的倒圆台状；所述高压电极（18）上方的接线柱（14）为圆柱型，通过焊接方法与高压电极（18）本体同轴相连；聚结器外筒（20）呈等径圆筒状。

2.如权利要求1所述的连续流动静电聚结效果在线评价系统，其特征在于所述高压电极（18）为空心结构，该高压电极（18）呈倒圆台状，即高压电极（18）直径由上到下渐缩的；所述高压电极（18）上方的接线柱（14）为圆柱型，通过焊接方法与高压电极（18）本体同轴相连；聚结器外筒（20）呈等径圆筒状。

3.如权利要求1所述的连续流动静电聚结效果在线评价系统，其特征在于所述高压电极（18）外部包覆的聚四氟乙烯绝缘层（19）上部呈等径圆筒状而下部呈倒圆台状，最底部有一圆柱凸台；所述聚四氟乙烯绝缘层（19）与高压电极（18）接触良好无缺陷；聚四氟乙烯绝缘层（19）底部的圆柱凸台侧面均匀分布有四块同心固定柱，与聚结器外筒（20）紧密接触，确保高压电极（18）在工作时位置不发生变化。

4.如权利要求1所述的连续流动静电聚结效果在线评价系统，其特征在于所述高压电极（18）、接线柱（14）、聚结器外筒（20）和聚结器出口（21）同轴。

5.如权利要求1所述的连续流动静电聚结效果在线评价系统，其特征在于所述绝缘压盖（15）与接线柱（14）之间通过内螺纹连接密封，保证接线柱（14）与外界环境之间电绝缘，同时确保接线柱（14）、高压电极（18）、聚结器外筒（20）与聚结器出口（21）四者同轴；通过金属压盖（16）和法兰（17）进一步固定绝缘压盖（15）位置，防止发生乳状液泄漏。

6.如权利要求1所述的连续流动静电聚结效果在线评价系统，其特征在于所述微观样槽（5）是由透明的有机玻璃制成，保证聚结结果的可视化；所述微观样槽（5）的入口和出口通过管路分别与静电聚结器（4）出口和沉降罐（8）相连；微观样槽（5）的横截面积与管路的横截面积相同，保证乳状液流速一致。

7.如权利要求1所述的连续流动静电聚结效果在线评价系统，其特征在于所述乳化机（7）转速可调，乳化机（7）使用桨 叶进行搅拌以充分混合油水混合物。

8.利用权利要求1所述连续流动静电聚结效果在线评价系统对油包水乳状液样品进行电聚结特性分析的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）油水按设定的比例混合后加入所述的沉降罐（8）中，经乳化机（7）剪切乳化后通过微量泵（9）泵入静电聚结器（4）；

2）利用所述的微量泵（9）连续调节产生预定流速，从而将油包水乳状液泵入静电聚结器（4）中，并由流量计（6）显示读数；

3）利用装有显微放大镜头的高速摄像机（10）拍摄微观样槽（5）中油水乳状液液滴的图像，并输出至计算机（11），利用MATLAB软件编程对图像中所拍摄液滴的粒径进行处理分析，得到原始粒径分布；

4）利用信号发生器（1）产生预定波形，经高压电源放大器（2）按1:2000的关系放大后通过高压电线（3）传输到静电聚结器（4）上对油包水乳状液施加高强电场促进水滴聚结；

5）乳状液中水滴在静电聚结器（4）内部发生静电聚结后进入微观样槽（5）；利用装有显微放大镜头的高速摄像机（10）对流入微观样槽（5）中的、经电场处理后的油水乳状液进行拍照，在线采集电场作用结束后油水乳状液的真实图片，并输出至计算机，再次对图像中拍摄的液滴粒径进行处理分析，得到电场作用后的粒径分布；

6）将步骤5的粒径分布与步骤1的粒径分布进行比较，重复步骤4的操作，改变电场参数，从而得到在不同电场参数下油包水乳状液样品的粒径分布；所述电场参数包括场强、波形、频率。