DE2113359B2

DE2113359B2 - Device for the treatment of liquid or gaseous media in an electrostatic field

Info

Publication number: DE2113359B2
Application number: DE19712113359
Authority: DE
Inventors: Arthur Shelley Leawood Kan. King (V.St.A.)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-04-08
Filing date: 1971-03-19
Publication date: 1978-08-31
Also published as: DE2113359C3; AU2640771A; DE2113359A1; AU455172B2

Description

Im Patent P 19 23 436.7-23 ist eine Vorrichtung zur Behandlung von flüssigen oder gasförmigen Medien in einem elektrostatischen Feld mit mindestens zwei Elektroden, von denen mindestens eine gegenüber den zu behandelnden Medien isoliert ist, um elektrische Entladung zwischen den Elektroden zu verhindern, und mit einer Halterung zum Befestigen der Elektroden in definiertem Abstand zueinander zur Bildung einer dazwischenliegender Behandlungszone, wobei Teile von mindestens einer Elektrode außerhalb der Behandlungszone liegen, mit einer Einrichtung zur Führung des zu behandelnden Mediums innerhalb eines aktiven Bereichs der Elektroden und mit einer Einrichtung zur elektrostatischen Aufladung der Elektroden, wobei alle Elektrodenteüe außerhalb der Behandiungszone von der gegenüberliegenden Elektrode und alle Elektrodenteüe von den anderen leitenden Teilen der Vorrichtung weiter entfernt sind als der definierte Abstand zwischen den Elektroden in der Behandlungszone und dieIn the patent P 19 23 436.7-23 a device for the treatment of liquid or gaseous media in an electrostatic field with at least two electrodes, at least one of which is opposite the media to be treated is insulated to prevent electrical discharge between the electrodes, and with a holder for fastening the electrodes at a defined distance from one another to form a intermediate treatment zone, with parts of at least one electrode outside the treatment zone lie, with a device for guiding the medium to be treated within an active one Area of the electrodes and with a device for electrostatic charging of the electrodes, all Electrode parts outside the treatment zone from the opposite electrode and all electrode parts from the other conductive parts of the device are further away than the defined distance between the electrodes in the treatment zone and the

so Elektrodenteüe außerhalb der Behandlungszone abgerundete Oberflächen aufweisen, wodurch das elektrostatische Feld innerhalb der Behandlungszone konzentriert wird.so electrode parts outside of the treatment zone have rounded surfaces, reducing the electrostatic Field is concentrated within the treatment zone.

Die Erfindung bildet den Gegenstand des Hauptpatentes hinsichtlich der Ausbildung der beiden Elektroden weiter. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, diese Elektroden so aufzubauen, daß eine wirksame Kühlung der Elektroden, insbesondere der isolierten Elektrode mit einfachen Mitteln ohne nachteilige Beeinflussung des elektrostatischen Feldes möglich istThe invention forms the subject of the main patent with regard to the design of the two electrodes Further. It is based on the task of constructing these electrodes in such a way that effective cooling of the electrodes, in particular the insulated electrode, with simple means without adverse effects of the electrostatic field is possible

Eine Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß beide Elektroden (12, 18; 112, 118) im wesentlichen zylindrisch und koaxial zueinander angeordnet sind, die innere Elektrode (18; 118) an ihrenThis object is achieved according to the invention in that both electrodes (12, 18; 112, 118) are arranged essentially cylindrical and coaxially to one another, the inner electrode (18; 118) on their

axialen Enden (34,36; 134,136) jeweils mindestens eine Einlaß- und Auslaßöffnung (20, 22; 120, 122) für eine Kühlflüssigkeit aufweist und eine Zu- und Abflußleitung (48; 148) für die Kühlflüssigkeit jeweils fest mit einemaxial ends (34,36; 134,136) each has at least one inlet and outlet opening (20, 22; 120, 122) for a cooling liquid and an inlet and outlet line (48; 148) for the cooling liquid each fixed to one

Ende der inneren Elektrode verbunden istEnd of the inner electrode is connected

Durch die Erfindung ist somit eine wirksame Kühlung der inneren Elektrode gegeben, ohne das elektrostatische Feld nachteilig zu beeinflußen. Es können somit auch erhitzte Flüssigkeiten elektrostatisch behandelt werden, ohne daß es zu einer Beschädigung der Isolierung, einer dielektrischen Hülle, kommtThe invention thus provides effective cooling of the inner electrode without the electrostatic Adversely affecting the field. This means that even heated liquids can be treated electrostatically without damaging the insulation, a dielectric shell

Ein konzentrischer Elektrodenaufbau bei einer Vorrichtung zur Behandlung von flüssigen Medien ist an sich bekannt (GB-PS 6 06 154, US-PS 32 18 781): auch ist die Kühlung der Niederschlagselektroden von elektrischen Gasreinigern mittels eines die Elektroden durchströmenden Kühlmechanismus an sich bekannt (DE-PS 4 63 793). In beiden Fällen handelt es sich jedoch um Vorrichtungen, die von derjenigen nach der Gattung der Hauptanmeldung verschieden istA concentric electrode structure in a device for treating liquid media is on known (GB-PS 6 06 154, US-PS 32 18 781): the cooling of the collecting electrodes is also from electric gas purifiers by means of a cooling mechanism flowing through the electrodes are known per se (DE-PS 4 63 793). In both cases, however, are devices that are different from that of the The genus of the main application is different

Anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigtThe invention is described in more detail with the aid of two exemplary embodiments shown in the drawing. It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.F i g. 1 shows a longitudinal section through a device according to the invention.

Fig.2 einen Längsschnitt durch eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung.2 shows a longitudinal section through another device according to the invention.

Die F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Behandlung einer Flüssigkeit in einem elektrostatischen Feld. Zu dieser Vorrichtung 10 gehört eine längliche, rohrförmige, äußere Elektrode 12 mit einer Einlaßöffnung 14 an einem Ende für die zu behandelnde Flüssigkeit, z. B. für Wasser und einer entsprechenden Auslaßöffnung 16 am anderen Ende.The F i g. 1 shows a device 10 for treatment a liquid in an electrostatic field. This device 10 includes an elongated, tubular, outer electrode 12 with an inlet opening 14 at one end for the liquid to be treated, e.g. B. for Water and a corresponding outlet port 16 at the other end.

Innerhalb der äußeren Elektrode 12 ist eine längliche, rohrförmige, innere Elektrode 18 angeordnet, die sich durch die äußere Elektrode in einem Abstande von dieser erstreckt. Die dargestellten Elektroden 12 und 18 haben zylindrische Querschnitte und sind koaxial angeordnetWithin the outer electrode 12, an elongated, tubular, inner electrode 18 is arranged, which extending through the outer electrode at a distance therefrom. The electrodes 12 and 18 shown have cylindrical cross-sections and are arranged coaxially

Die innere Elektrode 18 hat eine Einlaßöffnung 20 für das Kühlmittel und eine entsprechende Auslaßöffnung 22 am anderen Ende. Um die Elektrode 18 herum ist eine rohrförmige dielektrische Umhüllung 24 vorgesehen, deren zylindrische Fortsetzung 26 und 28 sich bis in die Enden der Elektrode 12 erstrecken.The inner electrode 18 has an inlet opening 20 for the coolant and a corresponding outlet opening 22 at the other end. A tubular dielectric sheath 24 is provided around the electrode 18, the cylindrical continuations 26 and 28 of which extend into the ends of the electrode 12.

Es ist wichtig, daß die Enden 30 und 32 der Elektrode 12, welche die Fortsetzungen 26 und 28 aufnehmen, ebenso gewölbt sind wie die Enden 34 und 36 der Elektrode 18 mit den öffnungen 20 und 22.It is important that the ends 30 and 32 of the electrode 12 which receive the continuations 26 and 28, are just as curved as the ends 34 and 36 of the electrode 18 with the openings 20 and 22.

Die Elektrode 18 weist Hülsen 38 aus einem Dielektrikum auf, die sich bis in die Fortsätze 26 und 28 erstrecken, und starr mit den Enden 34 und 36 der Elektrode verbunden sind, wobei sie konzentrisch zu den öffnungen 20 und 22 angeordnet sind und mit den äußeren Enden der Fortsetzungen 26 und 28 abschließen. The electrode 18 has sleeves 38 made of a dielectric, which extend into the extensions 26 and 28 extend, and are rigidly connected to ends 34 and 36 of the electrode, being concentric too the openings 20 and 22 are arranged and terminate with the outer ends of the continuations 26 and 28.

Um die Fortsetzungen 26 und 28 an jedem der Enden 30 und 32 der Elektrode 12 sind Dichtungen für die in der Elektrode 12 zu behandelnde Flüssigkeit vorgesehen, die von der öffnung 14 zu der öffnung 16 strömt. Jede dieser Dichtungen besteht aus zwei Ringen 40 und 42, welche die Fortsetzungen 26 und 28 umgeben. Die Ringe 40 sind starr an den Enden 30 und 32 der Elektrode 12 befestigt Die Ringe 42 sind durch mehrere Schrauben 44 an den Ringen 40 befestigt Die Ringe 42 umschließen und halten einen O-Ring 46 an den Fortsätzen 26 und 28.Around the continuations 26 and 28 at each of the ends 30 and 32 of the electrode 12 are seals for the in of the electrode 12 is provided liquid to be treated, which flows from the opening 14 to the opening 16. Each of these seals consists of two rings 40 and 42 which surround the continuations 26 and 28. the Rings 40 are rigidly attached to ends 30 and 32 of electrode 12. Rings 42 are through several Screws 44 attached to rings 40. Rings 42 enclose and hold an O-ring 46 on the Appendices 26 and 28.

Leitungen 48 dienen dazu, die Kühlflüssigkeit durch die öffnung 20 einzuführen und durch die Öffnung 22 abzuführen. Diese Leitungen verlaufen innerhalb der Fortsätze 26 und 28, wobei ihre inneren Endungen fest verbunden sind mit den Enden 34 und 36 der Elektrode 18 und in direkter Verbindung mit den öffnungen 20 und 22 stehen.Lines 48 serve to introduce the cooling liquid through the opening 20 and through the opening 22 to dissipate. These lines run within the extensions 26 and 28, with their inner ends fixed are connected to the ends 34 and 36 of the electrode 18 and in direct connection with the openings 20 and 22 stand.

Dichtungsstopfen 50 und 52 aus einem elektrisch nicht leitenden Material befinden sich in Abständen innerhalb der Hülsen 38 und bilden Kammern 54 zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit Die Stopfen 50 und 52 umgeben die Leitungen 48 und sind an diesen und an den Hülsen 38 befestigt Die Stopfen 52 sind außerdem an den EndenSealing plugs 50 and 52 made of an electrically non-conductive material are spaced within the sleeves 38 and form chambers 54 for receiving the cooling liquid. The plugs 50 and 52 surround the Lines 48 and are attached to these and to the sleeves 38. The plugs 52 are also at the ends

ίο 34 und 36 der Elektrode 18 befestigtίο 34 and 36 of the electrode 18 attached

Die Leitungen 48 weisen öffnungen 56 und 58 auf, die in Verbindung mit den Kammern 54 stehen und durch Trennwände 60 innerhalb der Leitungen 48 voneinander getrennt sind.The lines 48 have openings 56 and 58, the are in communication with the chambers 54 and by partitions 60 within the conduits 48 from one another are separated.

is Die Elektroden 12 und 18 können entgegengesetzt aufgeladen werden, so daß ein elektrisches Feld zwischen ihnen besteht Hierzu werden die Leitungen 62 und 64 verwendet die mit den Elektroden 12 und 18 verbunden sind. Die letztere wird mit einer Spannungsquelle verbunden, wobei die elektrische Leitung 64 verbunden ist mit einer der Leitungen 48 außerhalb des Fortsatzes 26.The electrodes 12 and 18 can be charged in opposite directions, so that an electric field there is between them the lines 62 and 64 are used with the electrodes 12 and 18 are connected. The latter is connected to a voltage source, the electrical line 64 is connected to one of the lines 48 outside the extension 26.

Innerhalb der Elektrode 18 befindet sich ein wendeiförmiger Einsatz 66, um die KühlflüssigkeitInside the electrode 18 there is a helical insert 66 for the cooling liquid

zwischen der öffnung 20 und der Öffnung 22 innerhalb der Elektrode 18 gleichmäßig strömen zu lassen.between the opening 20 and the opening 22 within to allow the electrode 18 to flow evenly.

Die zu behandelnde Flüssigkeit strömt durch die Elektrode 12 von der Einlaßöffnung 14 zu der Auslaßöffnung 16 und umgibt damit die dielektrische Hülle 24. Die zu behandelnde Flüssigkeit wird hierbei der Einwirkung des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden 12 und 18 unterworfen, wenn diese durch die Leitungen 62 und 64 mit Spannungsquellen verbunden sind. Wenn hierbei die zu behandelnde Flüssigkeit so warm ist, daß die dielektrische Hülle zerstört oder geschädigt werden würde, so wird die Wärme durch die Kühlflüssigkeit in der Elektrode 18 abgeführt, und die dielektrische Hülle 24 wird hierdurch geschützt. Die Kühlflüssigkeit, die durch den Einlaß 20 eintritt, strömt durch die Leitung 48, durch die Löcher 56, dann in die Kammer 54 des Fortsatzes 26 und aus dieser durch die Öffnungen 58 zurück in die Leitung 48. Dasselbe findet statt an der Auslaßleitung 48, wobei die Kammer 54 gefüllt wird, die von dem Fortsatz 28 umgeben ist.The liquid to be treated flows through the electrode 12 from the inlet opening 14 to the Outlet opening 16 and thus surrounds the dielectric shell 24. The liquid to be treated is here subjected to the action of the electric field between the electrodes 12 and 18 when this is through the Lines 62 and 64 are connected to voltage sources. If the liquid to be treated is so is warm that the dielectric shell would be destroyed or damaged, so the heat is through the Cooling liquid is discharged in the electrode 18, and the dielectric shell 24 is thereby protected. the Cooling liquid entering through inlet 20 flows through conduit 48, through holes 56, then into the Chamber 54 of the extension 26 and out of this through the openings 58 back into the line 48. The same finds instead of the outlet line 48, the chamber 54, which is surrounded by the extension 28, being filled.

Dadurch werden mittels der Kühlflüssigkeit die Fortsätze 26 und 28, die Hülsen 38 und die Leitungen 48 gekühlt. Die Fortsätze 26 werden ebenfalls gegen die Wärme der in der Elektrode 12 zu behandelnden Flüssigkeit geschützt.As a result, the extensions 26 and 28, the sleeves 38 and the lines 48 are opened by means of the cooling liquid chilled. The extensions 26 are also against the heat to be treated in the electrode 12 Liquid protected.

Bei der Ausführungsform nach der F i g. 2 hat die dielektrische Hülle 124 Kammern 154 zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit. Diese Kammern befinden sich zwischen den Stopfen 150 und den Enden 134 und 136 der Elektrode 118. Die Leitungen 148 haben öffnungen 156, die in Verbindung mit den Kammern 154 stehen. Die Enden 134 und 136 der Elektrode 118 weisen eine Einlaßöffnung 120 und eine Auslaßöffnung 122 auf, die in direkter Verbindung mit den Kammern 154 stehen. Die dielektrische Hülle 124 besteht aus Quarz, so daß auch Flüssigkeiten mit Temperaturen über 150⁰C durch die Elektrode 112 geleitet werden könne. Demgegenüber kann die Temperatur der zu behandelnden Flüssigkeit in einer Vorrichtung nach der F i g. 1 über 100⁰C, aber unter 150⁰C liegen. Aus diesem Grunde können sehr verschiedene Stoffe für die Herstellung der dielektrischen Hülle 24 verwendet werden.In the embodiment according to FIG. 2, the dielectric shell 124 has chambers 154 for containing the cooling liquid. These chambers are located between the stopper 150 and the ends 134 and 136 of the electrode 118. The lines 148 have openings 156 which are in communication with the chambers 154. The ends 134 and 136 of the electrode 118 have an inlet opening 120 and an outlet opening 122 which are in direct communication with the chambers 154. The dielectric shell 124 consists of quartz, so that liquids with temperatures above 150 ^° C. can also be passed through the electrode 112. In contrast, the temperature of the liquid to be treated in a device according to FIG. 1 are above 100 ^° C. but below 150 ^° C. For this reason, very different materials can be used for the production of the dielectric shell 24.

Die F i g. 2 zeigt auch zwei dielektrische Zuleitungen 164 für die Elektrode 118. Diese elektrischen Zuleitun-The F i g. 2 also shows two dielectric leads 164 for electrode 118. These electrical leads 164

gen sind an den Leitungen 148 angeordnet, um sicherzustellen, daß während der Behandlung der Flüssigkeit zwischen der Einlaßöffnung 114 und der Auslaßöffnung 116 die Elektrode 118 aufgeladen ist. Im übrigen wird eine Vorrichtung nach der F i g. 2 ebenso wie die Vorrichtung nach der F i g. 1 betrieben, und ist auch entsprechend ausgebildet.genes are placed on lines 148 to ensure that the Liquid between the inlet port 114 and the outlet port 116, the electrode 118 is charged. in the the rest is a device according to FIG. 2 as well as the device according to FIG. 1 operated, and is also trained accordingly.

Die Art des Kühlmittels ist für die Erfindung ohne Bedeutung. Man kann hierzu entweder eine Flüssigkeit oder aber auch ein Gas verwenden, das komprimiert, kondensiert und verdampft wird.The type of coolant is of no importance for the invention. You can either use a liquid or use a gas that is compressed, condensed and evaporated.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

ι. Device for treating liquid or gaseous media in an electrostatic field with at least two electrodes, at least one of which is insulated from the media to be treated in order to prevent electrical discharge between the electrodes, and with a holder for fastening the electrodes at a defined distance from one another to form an intermediate treatment zone, with parts of at least one electrode lying outside the treatment zone, with a device for guiding the medium to be treated within an active area of the electrodes and with a device for electrostatic charging of the electrodes, all electrode parts outside the treatment zone from the opposite electrode and all electrode parts are further away from the other conductive parts of the device than the defined distance between the electrodes in the treatment zone and the electrode parts outside the treatment zone are rounded have ete surfaces, whereby the electrostatic field is concentrated within the treatment zone, according to main patent P 19 23436.7-23, characterized in that both electrodes (12, 18; 112, 118) are arranged essentially cylindrical and coaxially to one another, the inner electrode (18, 118) at its axial ends (34, 36; 134, 136) each having at least one inlet and outlet opening (20, 22; 120, 122) for one Has cooling liquid and an inlet and outlet line (48; 148) for the cooling liquid is each firmly connected to one end of the inner electrode.

2. Device according to claim 1, characterized in that the inner electrode (18; 118) is isolated from the medium to be treated by a dielectric sheath (24; 124) which extends into the axial ends of the outer electrode (12; 112 ) extends.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the inflow and outflow line (48) is each in direct connection with the inlet and outlet opening (20, 22) of the inner electrode (18).

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that within the up to the axial ends of the outer electrode (12) extending extension (26, 28) of the dielectric sheath (24) each fixed to the end of the inner electrode ( 18) connected dielectric sleeve (38) is provided, within the sleeve (38) in each case two spaced-apart sealing plugs (50, 52) surrounding the inflow and outflow lines (48) are arranged, which are arranged together with the inflow and outflow pipes. The drain line and the sleeve each delimit a chamber (54) for receiving cooling liquid.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the inflow and outflow line (48) each an inner partition (60) and at least one opening (56,58) on each side of the partition which are in communication with the chamber (54).

6. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that within the up to the axial ends of the outer electrode (112) extending part of the dielectric sheath (124) each have a sealing plug (150) is arranged, each of the supply and Outflow line (148) surrounds, and that the sealing plug (150), the dielectric sheath (124), the inflow and outflow line (148) and the axial end of the inner electrode (118) each delimit a chamber (154) for receiving cooling liquid .

ίο

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the inflow and outflow line (148) each has openings (156) which are each connected to the chamber (154) and that the chambers (154) each directly via openings (120 ,

is 122) are in communication with the interior of the inner electrode (118).

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that within the inner Electrode (18) an insert (66) for generating a

uniform flow of the cooling liquid is arranged

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that seals (40, 42, 44, 46) are arranged at the axial ends of the device between the dielectric sheath (24) and the outer electrode (12).