| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2107022
ВИСОКОЧАСТОТНИЙ ОЗОНАТОР
Ім'я заявника: Безруких Євген Григор'єва
Ім'я винахідника: Безруких Є.Г .; Долгополов Б.Б .; Лупінін В.К .; Ширяєв А.В.
Ім'я патентовласника: Безруких Євген Григор'єва
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1993.09.01
Використання: отримання озону з кисню або киснево-містять сумішей (зокрема з повітря). Суть винаходу: високочастотний озонатор, що містить джерело живлення високої частоти, штучну довгу лінію і генератор озону, забезпечений високовольтним конденсатором, ємність якого значно більше власної ємності генератора озону, введеним в систему живлення генератора озону, високоелектропроводним екраном, введеним в штучну довгу лінію, датчиком струму і системою автоматичного підстроювання частоти, які підключені між джерелом живлення і штучної довгою лінією.
ОПИС ВИНАХОДИ
Пропонуємо винахід відноситься до хімічного машинобудування, а саме до пристроїв, призначених для отримання озону з кисню або кисневмісних сумішей, і може бути використано як для вирішення екологічних проблем (підготовка питної води, обробка стічних вод і т.д.), так і в деяких галузях народного господарства: в харчовій промисловості (збільшення термінів зберігання овочів, фруктів і ін. продуктів), для стерилізації води плавальних басейнів і т.д.
Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого винаходу є озонатор, що містить високочастотний джерело живлення, генератор озону, виконаний у вигляді циліндричного конденсатора, забезпеченого голками, і штучну довгу лінію, послідовно з'єднану з генератором озону.
Одним з основних недоліків даного пристрою є нестабільний режим його роботи, що виражається в зміні концентрації озону в вихідний озоно-газової суміші. Існує кілька причин цього. Перша причина нестабільність власної ємності генератора озону, який складається з двох провідних електродів з повітряним зазором. Генератор озону в неробочому стані має власну ємність C г, під час роботи генератора озону в розрядному проміжку між електродами утворюється плазма, яка володіє відносної діелектричної проникністю 
> 1 (3) внаслідок чого ємність генератора озону стає рівною C г + 
C г. .
Штучна довга лінія характеризується на одиницю довжини розподіленими опором R, індуктивністю L, ємністю C, провідність G. Для ліній передачі з малими втратами при високій частоті справедливі нерівності: 
де 
-циклічна частота коливань, і має місце відповідність 
де
Z в - хвильовий опір лінії.
штучна лінія має ємнісне навантаження (генератор озону)
Z1 = -iX1 = -i · 1 / ( 
· C), (4)
тоді напруга в цій лінії має розподіл: 
де 
коефіцієнт поширення 
Таким чином, напруга на генераторі озону досягає максимального значення при довжині штучної лінії рівної x c, що дещо менше 
/ 4,, в цих умовах він працює оптимально.
При зміні ж ємності в навантаженні з C г на C г + C г змінюється величина навантаження XI і, як наслідок, на генераторі озону напруга дорівнюватиме U x <U макс, т. Е. Буде мати місце відхилення від оптимального режиму, а отже і концентрація озону в озоно-газової суміші на виході озонатора буде нижче оптимальної, що вносить елемент нестабільності в роботу озонатора.
Друга причина нестабільності - відкритість штучної довгої лінії, виконаної у вигляді спіралі. Спіральна лінія генерує магнітне поле навколо себе, якщо в зону дії полів розсіювання потрапляє сторонній електропровідний предмет, або предмет, що володіє магнітною проникністю 
> 1,, то змінюється параметр лінії L. Виходячи з формули (5) видно, що в цьому випадку знову буде відхилення від оптимального режиму і напруга на генераторі озону знову дорівнюватиме U x <U . Це є другим фактором нестабільності роботи озонатора.
Третя причина нестабільності озонатора - термічний прогрів штучної довгої лінії та її елементів під дією витратного струму, який призводить до зміни L і C за рахунок конструктивних змін спіралі під дією термічного розширення лінійних параметрів.
Якщо виконується умова U макс = U n, де U n - напруга запалювання генератора озону, то при U x <U = U n розряд в генераторі озону може припинитися взагалі, потім він після відновлення параметрів L і C може виникнути знову і т.п.
Метою пропонованого винаходу є збільшення стабільності роботи високочастотного озонатора
Зазначена мета досягається, по-перше, включенням в систему живлення генератора озону високовольтного конденсатора C o з ємністю значно більшою, ніж власна ємність генератора озону C г. Це призводить до того, що навантаженням для довгої лінії є вже величина
-i · XI 1 = -i · 1 / [ · (C 0 + C г)]
при непрацюючому генераторі озону і,
-i · XI 2 = -i · 1 / [ · (C 0 + C г + C г)]
при працюючому генераторі озону, а так як виконується співвідношення C 0 »C г> C г то величина C г на зміну навантаження практично не впливає, нею можна знехтувати і високочастотний озонатор працює стабільно.
По-друге, спіральна штучна довга лінія забезпечується високоелектропроводним екраном, який виключає повністю вплив сторонніх електропровідних предметів і предметів з магнітною проникністю більше 1.
По-третє, система харчування високочастотного озонатора забезпечується датчиком струму і системою автоматичного підстроювання частоти, що має зворотний зв'язок на високочастотний джерело живлення. Ця система працює таким чином, що будь-яка зміна струму на вході штучної довгої лінії (а вона має на вході максимум струму при частоті, на якій на її кінці утворюється максимум напруги) в сторону зменшення призводить до зміни частоти в ту сторону, де струм відновлюється до максимального (а значить і напруга на генераторі озону відновлюється до величини U макс.
При дослідженні, проведеному з патентної та науково-технічній літературі, виявлено ознаки, що відрізняють передбачуване винахід від прототипу, що дозволяє зробити висновок про відповідність критерію "суттєві ознаки".
Наведені відмітні ознаки, в порівнянні з прототипом, дозволяють зробити висновок про відповідність заявляється пристрою критерію "новизна".
На кресленні зображена схема високочастотного озонатора. Високочастотний озонатор містить високочастотний джерело живлення 1, який живиться від мережі, підключений до штучної довжиною лінії 2, забезпеченою високоелектропроводним екраном 3, ізольованим від введення і виведення дініі ізоляторами 4, яка послідовно з'єднана з генератором озону 5, паралельно з яким додатковий високовольтний конденсатор 6, причому між високовольтним джерелом харчування 1 і довжиною лінією 2 розташований датчик струму 7, з'єднаний з блоком автоматичного підстроювання частоти 8 по максимуму струму, що має зворотний зв'язок з високовольтним джерелом 1.
Пристрій працює наступним чином
Високочастотний джерело живлення I генерує коливання з амплітудою U г на робочій частоті , Які подаються в систему: штучна довга лінія 2-генератор озону 5-додатковий конденсатор 6, де відбувається підвищення напруги до U макс яке більше або дорівнює напрузі запалювання генератора озону U г.
Під дією U макс в генераторі озону 5 (кисень або повітря подається в міжелектродному простір) виникає високочастотний розряд, відбувається синтез озону. Так як ємність високовольтного конденсатора 6 багато більше власної ємності генератора озону (C o >> C г), то виникає розряд, і подальше зміна не порушує стабільності роботи генератора. У міру термічного розігріву елементів довгої лінії 2 під дією електричного струму відбувається зміна її розподілених параметрів L і C, які прагнуть порушити стабільність роботи високочастотного озонатора, але будь-яке мале зміни струму на вході довгої лінії 2 тягне за собою мале зміна робочої частоти і вихідні параметри озонатора залишаються стабільними.
Перевагою пропонованого винаходу є можливість істотного збільшення стабільності вихідних параметрів високочастотного озонатора і, як наслідок, підвищення надійності роботи пристрою.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Високочастотний озонатор, що містить джерело живлення високої частоти, штучну довгу лінію і генератор озону, виконаний у вигляді конденсатора, що відрізняється тим, що штучна довга лінія забезпечена високоелектропроводним екраном, паралельно генератору озону підключений високовольтний конденсатор з ємністю більшою, ніж його власна ємність, а між джерелом харчування високої частоти і довгою лінією розміщений датчик струму, з'єднаний з блоком автоматичного підстроювання частоти, керуючим частотою джерела живлення високої частоти.
Версія для друку
Дата публікації 15.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.