Устройство для производства озона

Авторы патента:

Вронский Олег Викторович (RU)

Овсянников Дмитрий Алексеевич (RU)

Тюльпинов Роман Витальевич (RU)

Богатырев Николай Иванович (RU)

Гольдман Раиса Борисовна (RU)

Баракин Николай Сергеевич (RU)

C01B13/11 - с помощью электрического разряда

Владельцы патента RU 2447015:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет (RU)

Изобретение относится к устройствам для получения озона и может быть использовано на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях для обработки воздушных и водных сред. Устройство для производства озона содержит генератор 1 озона, преобразователь 5 частоты с двумя силовыми транзисторами 6, блок 7 управления с задающим генератором 8 и формирователем 9 импульсов, сумматор 10, повышающий трансформатор 11 с первичной 12 и вторичной 13 обмотками, делитель напряжения 14, конденсатор 15 переменной емкости. Генератор озона выполнен в виде последовательно соединенных между собой двух и более плоских обмоток толщиной 0,01-1,0 мм, разделенных диэлектрическими пластинами и щелевыми разрядными промежутками. Плоские обмотки соединены с вторичной обмоткой 13 повышающего трансформатора 11 и делителем напряжения 14 через конденсатор 15 переменной емкости. Делитель напряжения 14 через сумматор 10 соединен с входом задающего генератора 8 импульсов, выход которого подключен к входу формирователя 9 импульсов. Выходы формирователя 9 импульсов соединены с базами силовых транзисторов 6, соединенных последовательно с первичной 12 обмоткой повышающего трансформатора 11. Устройство позволяет повысить производительность и снизить энергозатраты на производство озона. 3 ил., 1 пр.

Известен озонатор (пат. RU №2301773, МКП C01B 13/11; Заявл. 01.12.05; Опубл. 27.06.07; Бюл. №18), который содержит высоковольтный источник переменного напряжения и индуктор, выполненный в виде металлических пластин, разделенных диэлектрическими пластинами и щелевым разрядным промежутком. Одна из металлических пластин выполнена в виде последовательно соединенных между собой плоских спиралей толщиной 0,1-0,3 мм. Недостатком данного озонатора является сложность в расчете или экспериментальном подборе витков спирали для обеспечения электрического резонанса.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому по результатам эффекту является установка для производства озона по нашему патенту RU №2112739, МКП C01B 13/11; Заявл. 29.10.96; Опубл. 10.06.98; Бюл. №16.

Установка для производства озона, содержащая генератор озона, автономный инвертор, блок управления, сумматор, повышающий трансформатор с делителем напряжения, а в качестве автономного инвертора используют квазирезонансный преобразователь частоты, состоящий из двух силовых транзисторов с индуктивно-емкостной цепочкой на выходе, формирователя импульсов, задающего генератора импульсов, причем силовые транзисторы инвертора соединены последовательно и через индуктивно-емкостную цепочку с первичной обмоткой повышающего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с генератором озона и через делитель напряжения и сумматор с выходом задающего генератора импульсов, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, а выходы последнего соединены с базами силовых транзисторов.

В известной установке по производству озона имеется ряд недостатков, связанных с тем, что генератор озона работает не в оптимальных условиях, поэтому не обеспечивается заданная цель. С другой стороны, не полностью используются возможности по снижению энергозатрат на производство озона.

Техническим решением задачи является повышение производительности и снижение энергозатрат на производство озона.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для производства озона, содержащее генератор озона, преобразователь частоты с двумя силовыми транзисторами, блок управления с задающим генератором и формирователем импульсов, сумматор, повышающий трансформатор с первичной и вторичной обмотками, делитель напряжения, дополнительно имеется конденсатор переменной емкости, а генератор озона выполнен в виде последовательно соединенных между собой двух и более плоских обмоток толщиной 0,01-1,0 мм, разделенных диэлектрическими пластинами и щелевыми разрядными промежутками, причем плоские обмотки соединены с вторичной обмоткой повышающего трансформатора и делителем напряжения через конденсатор переменной емкости, а делитель напряжения, в свою очередь, через сумматор соединен с входом задающего генератора импульсов, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, а выходы последнего соединены с базами силовых транзисторов, соединенных последовательно с первичной обмоткой повышающего трансформатора.

Новизна заявляемого изобретения заключается в том, что дополнительно имеется конденсатор переменной емкости, а генератор озона выполнен в виде последовательно соединенных между собой двух и более плоских обмоток толщиной 0,01-1,0 мм, разделенных диэлектрическими пластинами и щелевыми разрядными промежутками, причем плоские обмотки соединены с вторичной обмоткой повышающего трансформатора и делителем напряжения через конденсатор переменной емкости, а делитель напряжения, в свою очередь, через сумматор соединен с входом задающего генератора импульсов, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, а выходы последнего соединены с базами силовых транзисторов, соединенных последовательно с первичной обмоткой повышающего трансформатора. Это позволяет в значительной степени снизить потери электроэнергии, не снижая производительности озонатора. Предлагаемое техническое решение промышленно применимо. Экспериментальный образец устройства для производства озона отвечает техническим требованиям.

Принцип действия поясняется чертежами. На фиг.1 показана схема функциональная; на фиг.2 - генератор озона, вид сверху; на фиг.3 - разрез по А-А.

Устройство для производства озона содержит генератор озона 1 (фиг.2, 3), выполненный в виде последовательно соединенных между собой плоских обмоток 2 толщиной 0,01-1,0 мм, разделенных диэлектрическими пластинами 3 и щелевым разрядным промежутком 4, преобразователь частоты 5 (фиг.1) с двумя соединенными последовательно силовыми транзисторами 6, блок управления 7 с задающим генератором 8 и формирователем импульсов 9, сумматор 10, повышающий трансформатор 11 с первичной 12 и вторичной 13 обмотками, делитель напряжения 14, соединенный параллельно вторичной обмотке 13 повышающего трансформатора 11 и с входом сумматора 10, конденсатор переменной емкости 15, соединенный последовательно с обмоткой 13 и плоскими обмотками 2 генератора озона 1, логические элементы 16 и 17, соединенные между собой соответствующими выводами, резисторы 18 и 19, соединенные с соответствующими выводами логического элемента 16 и конденсаторами постоянной емкости 20 и 21, транзистор управления 22, соединенный своей базой с сумматором 10, а коллектором и эмиттером параллельно с конденсатором постоянной емкости 21. Согласно схемы (фиг.1), соответствующие элементы соединены с положительным «+» и отрицательным «-» выводами источника питания.

Устройство работает следующим образом.

На логическом элементе, например 16, выполнен задающий генератор импульсов 8. Импульсы имеют постоянную длительность, заданную цепью: резистором 18 и конденсатором постоянной емкости 20. Период импульсов изменяется цепью: транзистор управления 22, конденсатор 21, резистор 19.

Другой логический элемент 17 генератора импульсов 8 делит частоту следования этих импульсов на два, и напряжение формы «меандр» подается с прямого выхода логического элемента 17 на формирователь импульсов 9, где формируются импульсы определенной длительности и подаются на базы транзисторов 6 в противофазе. Усиленные транзисторами, эти импульсы через первичную обмотку 12 трансформатора 11 поступают на повышающую обмотку 13, а с нее на делитель напряжения 14 и через конденсатор переменной емкости 15 на генератор озона 1.

В обычном импульсном преобразователе к моменту закрывания силовых транзисторов ток, протекающий через них, максимален, квазирезонансный режим (как в нашем случае) отличается тем, что к моменту закрывания силовых транзисторов их коллекторный ток близок к нулю, что снижает потери. А уменьшение тока к моменту закрывания обеспечивает реактивные элементы устройства: индуктивность обмоток 12 и 13 трансформатора 11, индуктивная и емкостная составляющая плоских обмоток 2 генератора озона 1 и переменная емкость конденсатора 15. От резонансного он отличается тем, что частота преобразования не определяется резонансной частотой коллекторной нагрузки. Благодаря этому можно регулировать выходное напряжение изменением частоты преобразования и реализовать стабилизацию выходного напряжения и тем самым производительность озона.

С другой стороны, индуктивная составляющая плоских обмоток 2 генератора озона 1 и переменная емкость конденсатора 15 последовательно соединены и при определенной частоте наступает резонанс напряжений. Это приводит к тому, что напряжение на емкости 15 и индуктивности плоских обмоток 2 генератора озона 1 превышает по величине напряжение, снимаемое с обмотки 13 повышающего трансформатора 11, что повышает производительность генератора озона 1 и в целом всего устройства.

При включении источника питания «+», «-» транзистор управления 22 задающего генератора 8 закрыт, частота генератора максимальна и определяется постоянной времени цепи 18 и 20. Силовые транзисторы 6 переключаются с такой же частотой, при этом напряжение на вторичной обмотке трансформатора растет и растет производительность озона. При некотором значении напряжения сигнал с делителя возрастает до такой величины, что в сумматоре 10 происходит ограничение транзистора управления 22 сигналом обратной связи. Транзистор управления 22 открывается, происходит уменьшение частоты импульсов задающего генератора 8, что стабилизирует выходное напряжение на обмотке 13 трансформатора 11, а следовательно, и производительность озона.

Устройство для производства озона, содержащее генератор озона, преобразователь частоты с двумя силовыми транзисторами, блок управления с задающим генератором и формирователем импульсов, сумматор, повышающий трансформатор с первичной и вторичной обмотками, делитель напряжения, отличающееся тем, что имеет конденсатор переменной емкости, а генератор озона выполнен в виде последовательно соединенных между собой двух и более плоских обмоток толщиной 0,01-1,0 мм, разделенных диэлектрическими пластинами и щелевыми разрядными промежутками, причем плоские обмотки соединены с вторичной обмоткой повышающего трансформатора и делителем напряжения через конденсатор переменной емкости, а делитель напряжения, в свою очередь, через сумматор соединен с входом задающего генератора импульсов, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, а выходы последнего соединены с базами силовых транзисторов, соединенных последовательно с первичной обмоткой повышающего трансформатора.

Изобретение относится к устройствам для генерирования озона и может быть использовано для обеззараживания питьевой воды, очистки сточных вод, воздуха в помещениях, а также в медицине, в промышленном производстве, в сельском хозяйстве и других отраслях.

Озонатор // 2429193

Электроозонатор // 2429192

Изобретение относится к устройствам для получения озона из воздуха и может быть широко использовано в различных отраслях сельского хозяйства. .

Озонатор // 2427528

Изобретение относится к аппаратам синтеза озона из кислородосодержащих газов. .

Блок питания для емкостной нагрузки // 2422976

Озонатор-вентилятор с комбинированным газовым разрядом // 2418740

Изобретение относится к устройствам, используемым в биологии, химической промышленности, медицине, сельском хозяйстве для получения озона с помощью электрического разряда.

Электроозонатор // 2417159

Изобретение относится к устройствам для получения озона из воздуха и может быть широко использовано в различных областях техники и народного хозяйства для дезодорации или стерилизации воздуха в помещениях, локального озонирования воздуха в труднодоступных объемах, овощехранилищах при хранении или консервировании овощей и фруктов, для стерилизации, обработки ран в медицине, для стимуляции весеннего развития пчелиных семей и профилактики и лечения болезней пчел и т.д.

Генератор озона // 2401800

Изобретение относится к генератору озона с двумя электродами (3, 5) и находящимся между ними слоем диэлектрика (15), которые расположены так, что между слоем диэлектрика (15) и одним из электродов (5) образуется зазор для озонирования (13), через который может протекать кислородсодержащий газ.

Газоразрядное устройство для синтеза озона // 2400421

Изобретение относится к устройству для получения озона путем электросинтеза и может быть использовано в сельском хозяйстве, АПК, пищевой, фармакологической, косметической, промышленности и медицине.

Озонатор // 2394756

Изобретение относится к устройствам для получения озона из кислорода или воздуха с помощью барьерного электрического разряда и может быть использовано на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях для очистки и обеззараживания газовых и водных сред, поверхностей, для стимулирования жизнедеятельности биологических объектов.

Генератор озона // 2447016

Изобретение относится к устройству для генерации озона и может быть использовано в химической промышленности и сельском хозяйстве

Генератор озона // 2458855

Изобретение относится к производству озона и может быть использован для очистки воды и обработки помещений в медицине

Способ получения озона // 2478082

Изобретение относится к плазменной технике и технологи получения озона, дезинфекции воздуха и обеззараживания воды, и может быть использовано в медицинской, химической и других областях промышленности, а так же для очистки от микробных загрязнений подземных и поверхностных вод

Способ определения конструктивных параметров электроозонатора // 2497749

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Определяют активную мощность газоразрядного блока с газоразрядным промежутком между стеклянными пластинами и производительность, а также внутреннюю температуру озонируемого помещения. Строят графики зависимости производительности от активной мощности при разной влажности помещения, затем рассчитывают емкость газоразрядного блока с учетом толщины стеклянных пластин от 2,5 до 4,5 мм и их площади от 0,1 до 1 м2 при постоянном расстоянии между ними. Строят графики зависимости активной мощности газоразрядного блока от его емкости и зависимости емкости газоразрядного блока от площади стеклянных пластин при разной их толщине. Составляют номограмму из ранее построенных графиков. Осуществляют геометрические построения следующим образом: производительность озонатора на выходе из установки находят на оси производительности при заданной температуре и отмечают точкой 1. От нее проводят прямую линию до пересечения с кривой зависимости производительности электроозонатора от его активной мощности при заданной влажности воздуха в помещении и отмечают точку 2. Опускают прямую линию до пересечения с кривой зависимости активной мощности газоразрядного блока от его емкости и отмечают точку 3. Проводят перпендикуляр до пересечения с кривой зависимости емкости газоразрядного блока от площади стеклянных пластин при заданной толщине до линии, соответствущей толщине стекла. Получают точку 4 и от нее поднимают перпендикуляр до пересечения с осью площади стеклянных пластин, на которой отмечают точку 5, которая и является определяемым конструктивным параметром озонатора. Изобретение позволяет выбрать размеры газоразрядного блока электроозонатора без использования специального оборудования. 4 ил.

Устройство для генерирования озона // 2499765

Изобретение может быть использовано для обеззараживания питьевой воды, очистки сточных вод и воздуха в помещениях. Устройство содержит расположенные в герметичном корпусе высоковольтные и заземленные пластинчатые электроды, имеющие центральные отверстия и выполненные с возможностью охлаждения теплоносителем, покрытые снаружи диэлектриком и чередующиеся через один, источник питания, выводы которого подключены к электродам, штуцеры для подвода рабочего кислородосодержащего газа и теплоносителя и штуцеры для отвода теплоносителя и газоозоновой смеси. Электроды выполнены из герметично соединенных между собой параллельных пластин, образующих внутреннюю полость, в которой расположены установленные перпендикулярно внутренним поверхностям пластин электродов перемычки, жестко связывающие пластины между собой, штуцеры для подвода теплоносителя к электродам и отвода теплоносителя от них. Пластины электродов выполнены с выступающими за пределы активной зоны электродов частями. Первая внутренняя и все нечетные дистанцирующие перемычки жестко прикреплены к одной пластине электрода, а все четные дистанцирующие перемычки жестко прикреплены к другой пластине. На внешней кромке кольцевых пластин выполнены полуцилиндрические впадины для прохода запирающих стержней, которые, проходя через отверстия в дистанцирующих перемычках, соединяют кольцевые пластины и обеспечивают жесткую конструкцию электрода. Три стержня, расположенные под углом 120° относительно друг друга, выходят за пределы внешней кромки электрода и являются элементами крепления электрода к несущим стойкам, имеющим отверстия для установки стержней крепления электродов, расположенные на определенном расстоянии друг от друга. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Озонатор // 2523805

Изобретение относится к области производства озона и может быть использовано для обработки воздушных и водных сред. Озонатор содержит высоковольтный источник переменного напряжения, выполненный в виде изолированных проводов (электродов), покрытых диэлектриком, намотанных на конусное основание. Техническим результатом является повышение производительности и упрощение конструкции. 3 ил.

Способ контроля производительности озонатора и устройство для его осуществления // 2524921

Изобретение относится к озонаторам и может быть использовано на промышленных и сельскохозяйственных предприятия для обработки воздушных и водных сред. Технический результат состоит в обеспечении контроля производительности озонаторов. Для контроля производительности озонатора в качестве расхода продукта используют концентрацию озона, а в качестве сигнала - количество электрического заряда в озоно-ионной воздушной смеси и измеряют его в течение времени, заданного блоком управления. Затем подают сигнал на дифференцирующее звено, которое по циклам определяет скорость изменения заряда, и формируют его в виде числового или аналогового сигнала в виде электрического напряжения. Циклически поступающие сигналы на счетчик суммируют и при достижении суммарного сигнала заданной величины напряжения озонатор отключают. Устройство содержит датчик производительности озона 7, установленный перед выходом озонатора 4, и имеет кулометр 9, соединенный с дифференцирующим звеном 5 и блоком управления, состоящим из последовательно соединенных счетчика сигналов 10, усилителя сигналов 11 и устройства управления циклическим процессом измерения скорости изменения заряда 12. Выход усилителя сигналов 11 соединен с регулятором напряжения 6. Датчик выполнен в виде тонкой металлической пластины, а высоковольтный электрод озонатора - в виде плоской катушки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ стабилизации производительности озонатора и устройство для его осуществления // 2527994

Изобретение относится к технологии стабилизации производительности озонаторов и может быть использовано на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях для обработки воздушных и водных сред. Для стабилизации производительности озонатора согласно изобретению в качестве расхода сырья используют концентрацию озона, а в качестве сигнала - количество электрического заряда в озоно-ионной воздушной смеси, подаваемой озонатором, которое измеряют в течение времени, заданного блоком управления, и подают на дифференцирующее звено, определяющее по циклам скорость изменения заряда, которую далее формируют в виде числового или аналогового сигнала электрического напряжения и сравнивают со значением напряжения на электродах озонатора, заданного блоком управления. При отклонении величины сигнала формируют регулятором напряжения сигнал, обратно пропорционально изменяющий напряжение на электродах озонатора. Устройство для осуществления способа имеет датчик производительности озона, установленный перед выходом озонатора, кулонометр, соединенный с дифференцирующим звеном с блоком управления, состоящим из последовательно соединенных счетчика сигналов, усилителя сигналов и устройства управления циклическим процессом измерения скорости изменения заряда, соединенного со счетчиком сигналов и кулонометром. Выход усилителя сигналов соединен с регулятором напряжения, а источник питания подключен к устройству управления циклическим процессом измерения скорости изменения заряда и к усилителю сигналов. Датчик выполнен в виде тонкой металлической пластины, а высоковольтный электрод озонатора - в виде плоской катушки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Электроразрядный имитатор поверочных газовых смесей // 2541135

Изобретение относится к области промышленной безопасности и газоаналитического приборостроения в части производства приборов и устройств, применяемых для проведения периодической поверки и калибровки приборов газового контроля наличия в воздухе рабочей зоны промышленных предприятий токсичных и взрывоопасных газов. Электроразрядный имитатор поверочных газовых смесей содержит разрядную камеру с впускным и выпускным отверстиями, внутри которой размещены высоковольтные электроды. Причем вне камеры установлен источник импульсов высокого напряжения, подключенный к электродам и побудитель расхода атмосферного воздуха через разрядную камеру. При этом устройство размещено в носимом экранированном корпусе, в полости которого жестко закреплены источник питания искрового низкочастотного разряда и побудитель расхода газа. Также в полости корпуса размещены разрядная камера, имеющая форму Т-образной трубки, через длинную сторону которой побудителем расхода газа прокачивается атмосферный воздух. При этом в ее середине на внутренней стенке в отверстии диаметром D2=3 мм, образуемом другой короткой трубкой, стыкуемой перпендикулярно с первой, периодически зажигается искровой разряд между центральной жилой и корпусом камеры, соединенным с оплеткой коаксиального кабеля РК-50, вставленного герметично в короткую трубку с внутренним диаметром D2 на расстояние L2 заподлицо с внутренней поверхностью длинной трубки с внутренним диаметром D1, соединенной через выходящую из корпуса имитатора силиконовую трубку длиной 800 мм с внутренним диаметром 4 мм с входным штуцером проверяемого газосигнализатора, через камеру сенсоров которого прокачивается газовоздушная смесь, отбираемая из зоны разряда, в пространстве которого возникают возбужденные атомы, молекулы и ионы, действие которых на газочувствительные сенсоры NO, NO2, Cl2, CO, C3 и другие эквивалентно действию газовых смесей этих газов фиксированных концентраций в воздухе или в другом нейтральном по отношению к сенсору газе-разбавителе, получаемых в генераторах поверочных газовых смесей, или действию ГОСТированных поверочных газовых смесей в сосудах высокого давления. Техническим результатом является мобильность переносного прибора и повышение производительности поверки и наладки газосигнализаторов как в условиях массового производства, так и при периодическом техническом обслуживании газосигнализаторов в условиях технического сервиса, так и в организациях, закупающих газосигнализаторы для обеспечения безопасности производства с наличием токсичных веществ в воздухе рабочей зоны. 1 ил.

Озонаторный комплекс // 2542299

Изобретение относится к устройству для получения озона и направлено на совершенствование схемы электрического питания генератора озона озонаторного комплекса. Озонаторный комплекс содержит высоковольтный высокочастотный источник питания и подключенную к нему ударную емкость, а также подключенный через коммутатор и выполненный в виде многозазорного искрового разрядника генератор озона. Причем высоковольтный источник питания представляет собой высоковольтный источник постоянного напряжения, а многозазорный искровой разрядник выполнен с неподвижными электродами. Каждая пара неподвижных электродов образует разрядный промежуток и установлена с возможностью формирования искрового разряда при помощи инициирующих электродов, установленных во вращающемся диске, размещенном в разрядных промежутках. При этом инициирующие электроды равномерно установлены на вращающемся диске так, что при вхождении двух противоположно размещенных на диске инициирующих электродов в разрядные промежутки двух пар неподвижных электродов все остальные электроды остаются вне разрядных промежутков других пар неподвижных электродов. Неподвижные электроды, расположенные по одну сторону от диска с инициирующими электродами, подключены к источнику питания через ударную емкость и импеданс, а неподвижные электроды, расположенные по другую сторону от диска с инициирующими электродами, подключены к генератору озона по мостовой схеме. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение стабильности работы озонаторного комплекса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.