本發(fā)明屬于流體凈化設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種非均勻靜電場(chǎng)高效除雜設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著生活水平的提高，人們對(duì)環(huán)境的越來(lái)越重視，這就對(duì)各種凈化裝置的要求越來(lái)越高?？諝庵泻卸喾N污染物，如PM2.5、塵埃顆粒及劃分過(guò)敏原等，而空氣中很多無(wú)人氣體大多為汽車排放廢氣，其中很多是燃油中自帶雜質(zhì)在未燃燒情況下與廢氣一起排放進(jìn)入大氣環(huán)境中，大大影響空氣質(zhì)量及燃燒設(shè)備的壽命。

尤其是是石油中含有硫、氮、氧化合物以及微量金屬等有害雜質(zhì)，雜質(zhì)存在會(huì)加速使用過(guò)程中設(shè)備的腐蝕、影響設(shè)備的正常運(yùn)作，降低油品的質(zhì)量等，油液凈化是關(guān)乎國(guó)家經(jīng)濟(jì)、人民生活和國(guó)防安全的重要領(lǐng)域。因此，石油在使用前必須凈化除雜。目前，石油凈化技術(shù)主要有化學(xué)方法(添加化學(xué)試劑等)、熱處理方法、物理方法(機(jī)械過(guò)濾和靜電凈化)?；瘜W(xué)方法能除去部分金屬雜質(zhì)，但易引入新雜質(zhì)而造成二次污染。熱處理雖可降低油液粘度，提高流速，去除油液中的氣體，但耗能和成本比較高。

目前常用靜電技術(shù)對(duì)空氣、石油等流體的進(jìn)行凈化除雜，是利用在外加電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的靜電場(chǎng)，將流體中的雜質(zhì)吸附在電介質(zhì)材料表面，實(shí)現(xiàn)流體與雜質(zhì)的分離。傳統(tǒng)的平板結(jié)構(gòu)要是依靠?jī)蓚€(gè)平板產(chǎn)生均勻電場(chǎng)，將帶電的雜質(zhì)吸附到極板上進(jìn)而達(dá)到除雜效果，然后對(duì)于液體中的中性雜質(zhì)卻不具有吸引作用，以致無(wú)法去除油液中的中性雜質(zhì)，所以凈化效果不是很好。

為了得到非均勻電場(chǎng)，我們可以在電場(chǎng)中加入電介質(zhì)，也可以通過(guò)結(jié)構(gòu)改變，采用電介質(zhì)則需要根據(jù)流體的流量長(zhǎng)期更換，除雜效果不穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)成本也較高，而采用能產(chǎn)生非均勻的電場(chǎng)的圓柱結(jié)構(gòu)裝置，雖然能產(chǎn)生非均勻電場(chǎng)，但是電場(chǎng)強(qiáng)度以及電場(chǎng)梯度的大小都隨著中心電極到外殼電極之間的距離急劇減小，只有在靠近中心電極處的電場(chǎng)強(qiáng)度及梯度比較大，所以要想發(fā)揮出較好的除雜效果，必須施加非常高的電場(chǎng)，這樣則會(huì)導(dǎo)致流過(guò)裝置的液體在高電場(chǎng)作用下發(fā)生質(zhì)變，這樣不利于設(shè)備的使用安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，使設(shè)備能夠在不需要施加高電壓的情況下產(chǎn)生非均勻的梯度電場(chǎng)，本發(fā)明提供了一種非均勻靜電場(chǎng)高效除雜設(shè)備。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種非均勻靜電場(chǎng)高效除雜設(shè)備，包括圓柱狀結(jié)構(gòu)的外殼，該外殼通電形成第一電極，所述外殼下端設(shè)有進(jìn)口，上端設(shè)有出口，其要點(diǎn)在于：所述外殼內(nèi)設(shè)有至少一根導(dǎo)電棒，該導(dǎo)電棒沿外殼的軸向設(shè)置，該導(dǎo)電棒通電形成中心電極，所述導(dǎo)電棒外表面均勻分布有導(dǎo)電凸起，所述導(dǎo)電凸起沿導(dǎo)電棒的徑向向外延伸并與外殼內(nèi)壁之間留有間隙。

采用以上結(jié)構(gòu)，當(dāng)外殼與導(dǎo)電棒接通電源正負(fù)兩極后，兩者之間形成靜電場(chǎng)，靜電場(chǎng)強(qiáng)度沿導(dǎo)電棒的徑向向外逐漸減小，形成沿導(dǎo)電棒向外的梯度電場(chǎng)，而因?yàn)閷?dǎo)電棒上設(shè)有沿導(dǎo)電棒徑向向外延伸的導(dǎo)電凸起，可以很好的減弱電場(chǎng)在徑向上的衰減程度，使其能夠保持強(qiáng)度較高的梯度電場(chǎng)，足以吸附流體中的帶電雜質(zhì)，同時(shí)通過(guò)徑向非均勻的梯度電場(chǎng)吸附中性雜質(zhì)，大大提高了除雜效率，并且不需要對(duì)導(dǎo)電棒和外殼施加高電壓以獲取高梯度電場(chǎng)，避免了對(duì)流體的損害，造成流體變質(zhì)；

同時(shí)因?yàn)椴捎猛蛊鸾Y(jié)構(gòu)，不會(huì)大幅減少內(nèi)部空間，對(duì)除雜流量無(wú)影響；外殼的下端設(shè)置進(jìn)口，上端設(shè)置出口，流體從下往上流動(dòng)，可以一定程度避免流體內(nèi)的雜質(zhì)在殼體底部沉積，流體在往上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，雜質(zhì)受到重力的作用，可以更好的被吸附在對(duì)應(yīng)電極的表面，提高除雜質(zhì)量。

作為優(yōu)選：所述外殼為圓柱筒狀，所述導(dǎo)電棒為圓柱體形，每個(gè)所述導(dǎo)電凸起的延伸長(zhǎng)度相同。采用以上結(jié)構(gòu)，使外殼內(nèi)部沿導(dǎo)電棒的軸向都能產(chǎn)生非均勻靜電場(chǎng)，且靜電場(chǎng)的強(qiáng)度相同，流體在流動(dòng)過(guò)程中能持續(xù)受到相同強(qiáng)度靜電場(chǎng)的作用，可以更好的清除流體中細(xì)微雜質(zhì)。

作為優(yōu)選：所述導(dǎo)電棒呈圓環(huán)陣列分布在所述外殼內(nèi)。采用以上結(jié)構(gòu)，使外殼一內(nèi)部沿其軸線形成交叉的非均勻靜電場(chǎng)，流經(jīng)同一截面的流體雜質(zhì)受到多個(gè)導(dǎo)電棒上導(dǎo)電凸起不同方向的電場(chǎng)作用力，能進(jìn)一步提高除雜效果。

為方便導(dǎo)電棒與電源連接，所述導(dǎo)電棒上端穿出所述外殼。

作為優(yōu)選：所述導(dǎo)電凸起或均為圓柱體形，或均為球形。采用以上結(jié)構(gòu)，有效減小導(dǎo)電凸起與外殼之間的距離，與外殼配合形成穩(wěn)定較高的非均勻梯度靜電場(chǎng)，提高除雜效率。

作為優(yōu)選：所述導(dǎo)電凸起的直徑小于或等于3mmm。采用以上結(jié)構(gòu)，縮小導(dǎo)電凸起的直徑，越細(xì)越好，有助于增強(qiáng)產(chǎn)生的非均勻靜電場(chǎng)的強(qiáng)度，提高靜電除雜力度。

作為優(yōu)選：所述導(dǎo)電凸起或均為錐形，其截面半徑沿導(dǎo)電棒的徑向向外逐漸縮小。采用以上結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電凸起遠(yuǎn)端為尖狀，近似產(chǎn)生點(diǎn)電荷效應(yīng)，進(jìn)一步提高非均勻梯度靜電場(chǎng)的強(qiáng)度，有助于提高靜電除雜效果。

作為優(yōu)選：所述外殼和導(dǎo)電棒由導(dǎo)電材料制成。采用以上方案，可以使各自結(jié)構(gòu)導(dǎo)電均勻，不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電不良影響電場(chǎng)穩(wěn)定性，進(jìn)而降低除雜效果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的非均勻靜電場(chǎng)高效除雜設(shè)備，通過(guò)在筒狀外殼內(nèi)設(shè)置導(dǎo)電棒，在導(dǎo)電棒上均勻設(shè)置向外凸起的導(dǎo)電凸起，在外殼內(nèi)形成非均勻的靜電場(chǎng)，同時(shí)有效緩解靜電場(chǎng)向外衰減程度，相對(duì)提高靜電場(chǎng)強(qiáng)度，與外殼配和對(duì)流經(jīng)的流體進(jìn)行穩(wěn)定凈化除雜，提高了設(shè)備產(chǎn)生非均勻梯度靜電場(chǎng)的除雜效率，最后得到質(zhì)量穩(wěn)定的流體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命較長(zhǎng)，具有極大經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的立體圖；

圖2為圖1所示實(shí)施例的剖視圖；

圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的立體圖；

圖4為圖3所示實(shí)施例的剖視圖；

圖5為圖1所示實(shí)施例中導(dǎo)電棒立體圖；

圖6為圖5所示導(dǎo)電棒的剖視圖；

圖7為導(dǎo)電棒第二種實(shí)施例剖視圖；

圖8為導(dǎo)電棒第三種實(shí)施例剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

參考圖1和圖2所示的非均勻靜電場(chǎng)高效除雜設(shè)備第一種實(shí)施例，包括呈封閉的圓柱狀的外殼1，本實(shí)施例中外殼1由導(dǎo)電材料制成，在實(shí)際使用時(shí)也可以直接在不導(dǎo)電材料上直接蒸渡絕緣材料，該外殼1的的下部設(shè)有與該外殼內(nèi)部連通的進(jìn)口11，上部設(shè)有與內(nèi)部連通的出口12，進(jìn)口11和出口12最好處于外殼1的不同半圓周外壁上，最好兩者在水平面上的投影距離與外殼1的直徑相等，這樣使從進(jìn)口11流入的流體的流動(dòng)行程更大，可以得到更充分的除雜凈化；

外殼1內(nèi)部設(shè)有圓柱體的導(dǎo)電棒2，本實(shí)施例導(dǎo)電棒2由導(dǎo)電材料制成，可以是實(shí)心也可以是空心，本實(shí)施例中采用實(shí)心結(jié)構(gòu)可以增加導(dǎo)電棒2的耐磨性，延長(zhǎng)其使用壽命，導(dǎo)電棒2沿外殼1的中心軸線設(shè)置，且導(dǎo)電棒2的上端伸出外殼1的上端，導(dǎo)電棒2與外殼1上端壁之間絕緣，導(dǎo)電棒2的下端固定在外殼1的底壁，導(dǎo)電棒2上沿其軸線對(duì)稱均勻設(shè)有導(dǎo)電凸起21，即導(dǎo)電凸起21在導(dǎo)電棒2外壁圓周上對(duì)稱設(shè)置，在導(dǎo)電棒2的軸向上均勻分布，導(dǎo)電凸起21沿導(dǎo)電棒2的徑向向外延伸，與外殼1的內(nèi)壁之間存在間隙。

本實(shí)施例中如圖5或6所示導(dǎo)電棒2上導(dǎo)電凸起21為圓柱狀，每個(gè)導(dǎo)電凸起21的延伸長(zhǎng)度相同，且直徑小于3mm，越細(xì)越好。

導(dǎo)電棒2還可以采用如圖7所示的第二種結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電凸起21為相同的球狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)球狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電凸起21的直徑小于3mm，曲率越小越好。

導(dǎo)電棒2還可以采用如圖8所示的第三種結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電凸起21為相同的錐狀結(jié)構(gòu)，沿導(dǎo)電棒2的徑向向外逐漸減小，遠(yuǎn)離導(dǎo)電棒2的端部呈針尖狀，水平指向外殼1。

本發(fā)明的另一實(shí)施例如圖3和4所示，殼體1和導(dǎo)電棒2的結(jié)構(gòu)與第一種實(shí)施例中結(jié)構(gòu)一樣，主要區(qū)別在于，導(dǎo)電棒2為多個(gè)，呈圓環(huán)陣列分布在外殼1內(nèi)部，并且各個(gè)導(dǎo)電棒2上的導(dǎo)電凸起21互不接觸。

本設(shè)備的工程如下：

將本設(shè)備固定放置，最好在外殼1外部設(shè)置絕緣層之后，將外殼1和導(dǎo)電棒2與同一電源的正負(fù)兩極分別連接。外殼1連通電源之后形成第一電極，而導(dǎo)電棒2通電之后形成中心電極，而因?yàn)閷?dǎo)電棒2和外殼1之間存在間隙，則第一電極和中心電極之間形成非均勻的梯度靜電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度由中心電極向四周逐漸減弱，而因?yàn)閷?dǎo)電棒2上設(shè)有向外延伸長(zhǎng)度相同的導(dǎo)電凸起21，則可以有效降低電場(chǎng)向外衰減程度，從而保持電場(chǎng)的強(qiáng)度，即使在靠近外殼1的部位也具有相對(duì)較高的非均勻梯度靜電場(chǎng)。

待除雜流體從外殼1下端一側(cè)的進(jìn)口11進(jìn)入，在出口12端流動(dòng)過(guò)程中，流經(jīng)軸向上相同大小的非均勻梯度電場(chǎng)持續(xù)作用，帶正電雜質(zhì)被吸附到與負(fù)極相連的一極上，帶負(fù)電的雜質(zhì)被吸附到與正極相連的一極上，而中性雜質(zhì)在持續(xù)非均勻梯度靜電場(chǎng)力的作用下，被吸附到電場(chǎng)較強(qiáng)一端的電極上。最后經(jīng)過(guò)除雜的流體從出口端12處流出，從而得到質(zhì)量穩(wěn)定更純凈的流體。

特別是采用此設(shè)備進(jìn)行石油凈化時(shí)，能夠除去油液中0.01μm以下的顆粒雜質(zhì)，大大提高了油液的凈油效率，且能耗較低。靜電凈化法是利用在外加電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的靜電場(chǎng)，將油液中的雜質(zhì)吸附在電介質(zhì)材料表面，實(shí)現(xiàn)油與雜質(zhì)的分離，而不需要添加添加電介質(zhì)或提高施加電壓，具有極大的實(shí)用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

最后需要說(shuō)明的是，上述描述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可做出多種類似的表示，這樣的變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。