малогабаритный озонатор

Формула изобретения

1. Малогабаритный озонатор, содержащий цилиндрические коаксиально расположенные и подключенные к источнику питания наружный и внутренний электроды и расположенную между ними стеклянную трубку, закрытую с одного торца и контактирующую с поверхностью внутреннего электрода, причем наружный электрод выполнен в виде корпуса из токопроводящего материала, торцы которого закрыты фланцами, и снабжен патрубками для подачи рабочего газа, воздуха или кислорода и вывода озоносодержащей смеси, а внутренний электрод снабжен центрирующими втулками, закрепленными фланцами, отличающийся тем, что внутренний электрод выполнен из листовой латуни с покрытием из никеля или хрома и плотно прилегает к внутренней поверхности стеклянной трубки, зазор между корпусом и стеклянной трубкой равен 1-1,3 мм, а источник питания выполнен в виде источника высокочастотного импульсного напряжения.

2. Озонатор по п.1, отличающийся тем, что источник высокочастотного импульсного напряжения включает последовательно соединенные трансформатор, выпрямитель, генератор импульсов, электронный ключ, а также источник высокого напряжения с развязывающим диодом, выходы которого подключены к внешнему и внутренним электродам.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к области получения озона, а более точно к малогабаритным озонаторам.

Настоящее изобретение может быть использовано в медицине, санитарии, ветеринарии, фармацевтической и пищевой промышленности, в сельском хозяйстве.

Полезные свойства озона известны давно, однако их широкое использование сдерживается отсутствием высокопроизводительного, экономичного, малогабаритного, легко обслуживаемого озонатора.

Известен озонатор, содержащий цилиндрический корпус из токопроводящего материала и являющегося наружным электродом, торцы которого закрыты фланцами, а внутри цилиндрического корпуса коаксиально с ним при помощи распорок, закрепленная фланцами установлена стеклянная трубка, закрытая с одного торца и контактирующая своей внутренней цилиндрической поверхностью с внутренним электродом. Внутренний и наружный электроды подключаются к источнику высокого напряжения. Цилиндрический корпус снабжен патрубками для подачи рабочего газа, воздуха или кислорода и вывода озоносодержащей смеси.

В качестве внутреннего электрода используется тонкий слой меди, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянной трубы. При подаче на внутренний и внешний электроды переменного напряжения между цилиндрическим корпусом и стеклянной трубкой зажигается разряд. При пропускании через зазор между электродами кислорода или воздуха образуется озон.

Однако такой озонатор имеет сложную конструкцию. Нанесение медного покрытия на стекло технологически сложно и, кроме того, изменяет свойства самого стекла, снижая его прочность.

Кроме того, такой озонатор требует значительных энергозатрат и принудительного охлаждения. Озонатор выполнен стационарным.

В основу изобретения положена задача создать малогабаритный озонатор, в котором за счет конструктивных изменений внутри цилиндрического корпуса обеспечивалась работа озонатора без принудительного охлаждения, питающегося от сети переменного тока 220 В, возможность установки озонатора в любых помещениях, экономичность, простота конструкции и эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в малогабаритном озонаторе, содержащем цилиндрический корпус, выполненный из токопроводящего материала и являющегося наружным электродом, торцы которого снабжены фланцами, а внутри цилиндрического корпуса коаксиально с ним на центрирующих втулках, закрепленных на фланцах, установлена стеклянная трубка, закрытая с одного торца и контактирующая своей внутренней поверхностью с электродом, при этом внутренний и наружный электроды подключены к источнику питания, а цилиндрический корпус снабжен патрубками для подачи рабочего газа, воздуха или кислорода и вывода озоносодержащей смеси, согласно изобретению внутренний электрод изготовлен из листовой латуни, который за счет собственной упругости плотно прилегает к внутренней цилиндрической поверхности стеклянной трубки, причем поверхность внутреннего электрода покрыта слоем никеля или хрома, а зазор между цилиндрическим корпусом и стеклянной трубкой лежит в пределах 1 - 1,3 мм, а в качестве источника питания использован источник высокочастотного импульсного напряжения.

Целесообразно, чтобы источник высокочастотного импульсного напряжения включал последовательно соединенные между собой трансформатор, выпрямитель, генератор импульсов, электронный ключ, а также источник высокого напряжения с развязывающим диодом.

Такое конструктивное выполнение малогабаритного озонатора обеспечивает увеличение рабочих поверхностей электродов, относительно низкое рабочее напряжение (12-15 кВ), что позволяет получать устойчивый барьерный разряд без выделения значительного количества тепла, что исключает принудительное охлаждение. Это обеспечивает получение необходимой устойчивой концентрации озона в газовой смеси при очень малых энергозатратах.

На чертеже представлен общий вид озонатора.

Малогабаритный озонатор содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из токопроводящего материала, стойкого к озону, например из нержавеющей электротехнической стали и являющегося одновременно наружным электродом. Торцы цилиндрического корпуса 1 закрыты фланцами 2 и 3 с центрирующими втулками 4 и 5, выполняющими одновременно роль уплотнительной прокладки. Трубчатый цилиндрический корпус 1 снабжен двумя разнесенными по образующей корпуса штуцерами 5 и 7, один из которых штуцер 6 служит для подачи рабочего газа кислорода или воздуха, а другой штуцер 7 служит для отвода озоносодержащей смеси к потребителю.

Внутри цилиндрического корпуса 1 концентрично с ним на центрирующих втулках 4 и 5 закреплена стеклянная трубка 8, закрытая с одного торца, выполненная из термостойкого стекла с толщиной стенки 1-1,2 мм. За счет центрирующих втулок 4 и 5 устанавливается зазор а между корпусом 1 и трубкой 8, равный 1-1,3 мм. Изменение оптимально зазора приведет к снижению производительности озонатора либо к его неработоспособности.

С внутренней поверхностью стеклянной трубки 8 контактирует внутренний электрод 9, изготовленный из листовой латуни толщиной шиной 0,15 мм, который за счет собственной упругости плотно прилегает к внутренней поверхности стеклянной трубки, причем поверхность внутреннего электрода 9 в целях защиты от озона покрыта слоем никеля или хрома толщиной 15-18 мкм.

Со стороны торца корпуса 1 во фланце 4 через отверстие при соблюдении герметичности посредством проводника 10 внутренний электрод 9 соединен с одним из выводов источника высокочастотного импульсного напряжения, другой вывод которого подключен к внешнему электроду (цилиндрическому корпусу 1).

Источник 11 высокочастотного импульсного напряжения включает последовательно соединенные между собой трансформатор 12, выпрямитель 13, генератор импульсов 14, электронный ключ 15, а также источник высокого напряжения 16 с развязывающим диодом 17.

При включении озонатора в сеть электропитания напряжение 220 В поступает на трансформатор 12. Со вторичной обмотки трансформатора 12 напряжение 12 В подается на выпрямитель 13. Выпрямленное напряжение используется для питания генератора 14 импульсов, собранного по схеме мультивибратора, способного изменять частоту генерации и скважность.

Генератор 14 импульсов вырабатывает импульсы прямоугольной формы с частотой от 200 до 500 Гц, которые через усилитель мощности ( на чертеже не показан) подаются на электронный ключ 15, предназначенный для коммутации источника 16 высокого напряжения, который вырабатывает высокое импульсное напряжение 12-15 кВ, которое подается на электроды озонатора. Развязывающий диод 17 обеспечивает возникновение серии высоковольтных затухающих колебаний.

На цилиндрический корпус 1, являющийся наружным электродом, и внутренний электрод 9, разделенные между собой сложным диэлектриком (стекло, воздух), подается импульсное высокое напряжение, тем самым между внутренней поверхностью наружного электрода 1 и внешней поверхностью внутреннего электрода 9, разделенных сложным диэлектриком, образуется зона барьерного разряда.

Одновременно через патрубок 6 прокачивается рабочий газ (воздух или кислород), который проходит зону барьерного разряда зазора а, и из кислорода образуется озон, которые через патрубок 7 в виде смеси озона и рабочего газа подается к потребителю.

Для получения более высокой концентрации озона возможно последовательное соединение нескольких озонаторов, подключаемых к одному источнику 11 (после незначительной доработки) высокого импульсного напряжения.

Полное использование рабочих поверхностей внешнего и внутреннего электродов, использование высокочастотного импульсного, относительно невысокого рабочего напряжения позволяют получать устойчивый барьерный разряд, достаточные концентрации озона без выделения большого количества тепла, что исключает принудительное охлаждение.

Таким образом, предлагаемый малогабаритный озонатор при простоте конструкции, легкости в изготовлении и эксплуатации обеспечивает получение необходимой концентрации озона в газовой смеси при очень малых 40 ВА энергозатратах. Кроме того, предлагаемый озонатор имеет малый вес, около 8 кг, выполнен в переносном варианте, может быть использован в любом помещении, где это необходимо. Кроме того, озонатор после незначительной доработки может работать и от бортовой сети автомобиля, самолета и т.д. что особенно важно в медицине.