188357. lajstromszámú szabadalom • Elektrosztatikus szivattyú és azt tartalmazó készülékek, elsősorban elektrosztatikus permetezéshez
1 . 188 357 2 A találmány viszonylag kis elektromos vezetőképességű folyadékok szállítására alkalmas elektrosztatikus szivattyúra vonatkozik. A 80 303 705 sz. közzétett európai szabadalmi bejelentés elektrosztatikus szivattyú alkalmazásán alapuló elektrosztatikus folyadékpermetező készüléket ismertet. Az elektrosztatikus szivattyúnak a töltéshordozóknak a folyadékba történő befecskendezésére szolgáló hegyes pontja vagy éle és a befecskendezett töltéshordozók felvételére szolgáló, az áramlás irányában elhelyezett ellentétes polaritású gyűjtő elektródja van. A befecskendezett töltéshordozókra ható elektrosztatikus erők nyomást alakítanak ki> amely a folyadékot mozgó mechanikus részek nélkül az első elektródtól a másodikhoz szállítja. Töltéshordozóként általában ionok jönnek tekintetbe; a töltéshordozókat az egyszerűség kedvéért „ionoknak” nevezik, azonban fizikaikémiai jellegük tekintetében nem korlátozzák ionokra. A fent ismertetett rendszer elegáns ugyan, gyakorlati alkalmazása azonban számos hiányosságot mutat. Hosszabb időn át tartó használatkor a szivattyúnyomás gyakran változik, általában előre nem látható módon csökken. A szivattyúnál alkalmazott elektromos áram a szállítandó folyadék fajlagos ellenállásától függ; 1010 ohm • cm nagyságrendbe tartozó fajlagos ellenállásnál az elektromos áram megfelelő, ha azonban a fajlagos ellenállás 10® ohm • cm értékre csökken, az elektromos áram gyorsan növekszik, és az energiaveszteséghez, valamint nemkívánatos hőfejlödéshez vezet. Az elektrosztatikus szivattyúban könnyen léphetnek fel elektromos üzemzavarok, amikor a két elektród között ionizált pályák alakulnak ki. A már kialakult ionos pályák nehezen távolíthatók el, és az ennek következtében fejlődő gázbuborékok mechanikusan eltömhetik az elektrosztatikus szivatytyút. A találmány célja a 80 303 705 sz. közzétett európai szabadalmi bejelentésben ismertetett elektrosztatikus szivattyú tökéletesítése és hátrányainak kiküszöbölése. A találmány tárgya elektrosztatikus szivattyú, amelynek <- elektromosan vezető hegyes csúccsal ellátott befecskendező elektród részegységet tartalmazó elektródja,- az elektródtól az áramlás irányában elhelyezkedő tartománya,- az áramlás irányában elhelyezkedő tartomány és az elektród között kilovolt nagyságrendbe eső feszültségkülönbség fenntartására szolgáló elektromos érintkezői, valamint- az elektród és az áramlás irányában elhelyezkedő tartomány közötti összekötő csatornája van. Az Utóbbi csatorna olyan kialakítású, hogy az elektród részegység alakjához legalábbis részben alkalmazkodik, és használat közben a csúcs mentén lamináris, nem-turbulens folyadékáramlást biztosít. Az elektród csúcsa pont vagy él vagy a tölt^shordozók létrehozását hatékonyan biztosító bármely alak lehet. A „kilovolt nagyságrendbe tartozó” megjelölést tágan értelmezzük, mert ez az érték az egyéb működési paraméterek függvényében változik, ezért pontos meghatározása igen nehéz. A gyakorlatban azt tapasztaltuk, hogy a legkedvezőbb eredményeket körülbelül három-egyszáz kilovolt tartományban kapjuk. Ennél kisebb értékeknél a szivattyúzó hatás csökken, mig e tartomány felett dielektromos üzemzavarral kapcsolatos problémák léphetnek fel. Az „áramlás irányában” megjelölés az elektrosztatikus szivattyú működése során fellépő áramlás irányára vonatkozik. A találmány szerinti elektrosztatikus szivattyú előnyös kiviteli alakjait a következő ábrákon mutatjuk be: Az 1. ábra a találmány szerinti elektrosztatikus szivattyú tengelyirányú metszete. A 2. ábrán az 1. ábrán feltüntetett elektrosztatikus szivattyúnak A-A vonal menti sugárirányú metszetét ábrázoljuk. A 3. ábra az 1. és 2. ábra szerinti elektrosztatikus szivattyú kapcsolási rajza. A 4. ábrán a találmány szerinti különböző elektrosztatikus szivattyúk szivattyúzó nyomásának az „utánengedési” távolság függvényében felvett görbéjét mutatjuk be. Az 5. ábrán egy másik, a találmány szerinti elektrosztatikus szivattyú szivattyúzási nyomásának a feszültség függvényében felvett görbéjét mutatjuk be. A 6. ábrán az 1-3. ábra szerinti három darab elektrosztatikus szivattyú sorbakapcsolását mutatjuk be vázlatosan. A 7. ábrán az 1-3. ábra szerinti három darab elektrosztatikus szivattyú párhuzamos kapcsolását mutatjuk be vázlatosan. A 8. ábra a találmány szerinti, lap-elektróddal ellátott elektrosztatikus szivattyú hosszmetszete. A 9. ábrán a 8. ábra B-B vonal menti metszetét tüntetjük fel. A 10. ábra egy, a találmány szerinti további elektrosztatikus szivattyú hosszmetszete. All. ábra a találmány szerinti elektrosztatikus szivattyút tartalmazó permetező tartály tengelyirányú metszete. A 12. ábrán all. ábra szerinti tartály tartója mentén felvett tengelyirányú metszetet mutatjuk be. A 13. ábrán a 12. ábra szerinti tartály kapcsolási rajzát mutatjuk be. A 14. ábrán a 10. ábra szerinti elektrosztatikus szivattyúnál felhasználható további elektród részegység hosszmetszetét mutatjuk be. A 15. ábra a találmány szerinti elektrosztatikus szivattyú módosított kiviteli alakjának hosszmetszete. Az 1. és 2. ábrán bemutatott élektrosztatikus szivattyúnak rideg szigetelőanyagból (például nylonból vagy poliacetálból) készült, körülbelül két mm belső átmérőjű csőalakú 10 teste van. A 10 test áramlási iránnyal ellentétes 12 vége a befecskendező 14 elektród részegység befogadása céljából belső menetes 13 peremmel van kialakítva. A lágyacélból készült, külső menetes hengeralakú 16 elektród az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
