CN107442285B - 静电式滤清装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种静电式滤清装置，包括箱体，在该箱体上设有进口和出口，该箱体内在进口和出口之间分布有电极板，相邻电极板的电极极性相反，且每个电极板上均分布有过油孔一；两个相邻所述电极板之间形成过滤腔，在每个过滤腔内均设有至少一个填充夹层，每个填充夹层均包括采用绝缘材质的限位件以及采用金属材质的填充颗粒，所述填充颗粒均容置在限位件的内部，所述限位件的两侧壁上均分布有过油孔二，该过油孔二的孔径均小于填充颗粒的外径。采用本发明提供的静电式滤清装置，能够利用金属材质的填充颗粒形成高梯度场，有效提高了净油效果和净油效率，具有耐高温、抗老化、寿命长和成本较低等优势。
Description
技术领域
本发明属于净化设备技术领域，具体涉及一种静电式滤清装置。
背景技术
石油中普遍存在的硫、氮、氧的化合物和微量金属等杂质会加速使用过程中设备的腐蚀、影响设备的正常工作、降低油品的质量、污染环境等。因此，油液净化是油品使用前必经的一道工序。静电净化法是一种纯物理方式，在净化过程中不会产生有害杂质，无二次污染。但是，现有的静电净化法在对油液的净化效果较差，为提高静电净化能力，人们在油液中填充电介质来形成高梯度场，以达到更好的净化效果。可是，目前为避免电极板短路的问题，人们未采用介电常数极高的金属材质替代电介质质，而是采用有机电介质材料，或无机电介质(钛酸钡、钛酸锶钡等具有高介电常数的电介质，其介电常数可到几千上万)这些电介质材料主要是为了在外加电场下电介质被极化之后周围产生较强的电场强度以及梯度电场，提高吸附杂质微粒效果，无机电介质材料其介电常数很小(一般不超过5)，且高温抗老化性能差、寿命短、成本高昂。也有人采用具有较高介电常数的无机电介质材料(例如钛酸钡、钛酸锶钡等材料)作为填充的电介质，但是其介电常数通常只有几千甚至上万，虽然相比于无机介电材料而言可以提高净油效果，但是其介电常数也不够大。并且制备工艺也比较复杂，并且这些小颗粒也会造成污染(将这些无机电介质材料放入油液中，其实也相当于在油液中加入了杂质。而通过普通方法制备的这些钛酸钡等颗粒，尺寸不均匀、形状不规则，而且细小的颗粒就算施加了过滤网也也很难除去)。为此，我们考虑采用金属材质的填充颗粒，虽然金属的介电常数极大、耐高温、抗老化，但是，金属填充颗粒易导致电极板短路，使其一直无法得到实际应用。解决以上问题成为当务之急。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种静电式滤清装置，填充夹层内具有金属材质的填充颗粒，配合电极板形成高梯度场，有效提高了净油效果。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种静电式滤清装置，包括箱体，其要点在于：在所述箱体上设有进口和出口，该箱体内在进口和出口之间分布有电极板，相邻电极板的电极极性相反，且每个电极板上均分布有过油孔一；两个相邻所述电极板之间形成过滤腔，在每个过滤腔内均设有至少一个填充夹层，每个填充夹层均包括采用绝缘材质的限位件以及采用金属材质的填充颗粒，所述填充颗粒均容置在限位件的内部，所述限位件的两侧壁上均分布有过油孔二，该过油孔二的孔径均小于填充颗粒的外径。
采用以上结构，在填充夹层内设有金属材质的填充颗粒，使限位件的表面附近形成较大的梯度电场，大幅提高了油液净化效率和净化效果，金属材质的填充颗粒不但介电常数极大，而且具有耐高温、抗老化、寿命长和成本较低等优势；并且，通过限位件能够固定填充颗粒的位置，并防止填充颗粒与电极板接触引起短路，保证了安全性和可靠性；过油孔一密集分布在电极板上，保证待过滤的油液能够顺畅地通过，同样的，过油孔二密集分布在限位件上，既保证油液能够顺畅地通过，又能够防止填充颗粒脱出。
作为优选：所述限位件均包括两块相对设置的绝缘片，所述填充颗粒分布在同一限位件的两块绝缘片之间，每块所述绝缘片均具有过油孔二，且外缘嵌入箱体的内壁中。采用以上结构，简单紧凑，安全可靠，成本低廉。
作为优选：所述填充颗粒沿同一平面阵列分布在同一限位件的两块绝缘片之间。采用以上结构，填充颗粒只有一层，既能减少填充颗粒的使用，避免浪费，又能节约空间，增加填充夹层的数量，提高油液净化效率和净化效果。
作为优选：所述填充颗粒均为球形。采用以上结构，形成点电场，进一步增大了电场梯度，提高了油液净化效率。
作为优选：同一限位件内的所述填充颗粒的直径均相同。采用以上结构，减少物料的准备，降低了生产成本，提高换装和清洗的效率。
作为优选：靠近进口的填充夹层内的所述填充颗粒直径大于靠近出口的填充夹层内的填充颗粒直径。采用以上结构，尺寸较大的填充颗粒可以将尺寸较大的杂质吸附或者阻挡，尺寸小的填充颗粒附近电场梯度更大，能够吸附更难极化的杂质，通过填充颗粒的直径逐级递减，能够吸附各种不同的杂质，取得更好的净化效果。
作为优选：每个填充夹层内的所述填充颗粒具有至少两种直径。采用以上结构，能够有效吸附大小不同、极性不同的杂质，提高了净化效果。
作为优选：所述电极板相互平行。采用以上结构，易于装配。
作为优选：相邻所述电极板之间具有夹角。采用以上结构，进一步增大了电场的梯度。
作为优选：相邻所述电极板之间的间距自进口向出口方向逐渐减小。采用以上结构，进口附近的电极板之间的距离较大，电场较弱，可以净化带电的或者净化能力较强的杂质，随着电极板之间的距离逐渐减小，电极板之间产生的电场逐渐增加，可以极化更难被极化的杂质，吸附极化能力较弱的杂质。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用本发明提供的静电式滤清装置，结构新颖，易于实现，填充夹层内具有金属材质的填充颗粒，配合电极板形成高梯度场，有效提高了净油效果和净油效率，具有耐高温、抗老化、寿命长和成本较低等优势。
附图说明
图1为本发明第一种实施例的结构示意图；
图2为本发明第二种实施例的结构示意图；
图3为本发明第三种实施例的结构示意图；
图4为本发明第四种实施例的结构示意图；
图5为填充夹层其中一种实施例的内部结构示意图；
图6为填充夹层另一种实施例的内部结构示意图；
图7为电极板的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1～图7所示，一种静电式滤清装置，包括箱体1，在该箱体1上设有进口11和出口12，该箱体1内在进口11和出口12之间分布有多块电极板2，相邻电极板2的电极极性相反，且每个电极板2上均分布有过油孔一21，该过油孔一21可以是长方形、正方形、圆形或者其它任意形状，并密集分布在电极板2上，以保证待过滤的油液能够顺畅地通过。两个相邻所述电极板2之间形成过滤腔4，因此，过滤腔4也同样的并排设置在进口11和出口12之间。在每个过滤腔4内均设有至少一个填充夹层3，每个填充夹层3均包括采用绝缘材质的限位件32以及采用金属材质的填充颗粒31，所述填充颗粒31均容置在限位件32的内部，所述限位件32的两侧壁上均分布有过油孔二321，该过油孔二321的孔径均小于填充颗粒31的外径，该过油孔二321密集分布在限位件32上，既保证油液能够顺畅地通过，又能够防止填充颗粒31脱出。通过在填充夹层3内设有金属材质的填充颗粒31，使限位件32的表面附近形成较大的梯度电场，提高了油液净化效率和净化效果，金属材质的填充颗粒31不但介电常数极大，而且耐高温、抗老化、寿命长和成本较低等优势；并且，通过限位件32能够固定填充颗粒31的位置，并防止填充颗粒31与电极板2接触引起短路，保证了使用的安全性和可靠性。
请参见图1～图7，所述箱体1可以为正方体形、长方体形、圆筒形或其它任意形状。当箱体1为正方体形为长方体形时，电极板2优选为方形或矩形，在所述电极板2上均涂有绝缘保护层22，以防止电极板被腐蚀。
具体地说，电极板2可以是相互平行的，也可以是相邻电极板2之间具有夹角(即电极板2相互倾斜设置)，当相邻电极板2之间具有夹角时，能够产生非均匀电场。另外，相邻电极板2之间可以是等间距的，也可以是非等间距的，非等间距的电极板2结构相对于等间距的电极板2结构具有优势。由于油液内杂质种类较多，导致杂质的尺寸不同、极化强度不同等，而将相邻电极板2之间的距离从进口11向出口12方向逐渐减小，靠近进口11位置的电极板2之间的距离较大，所以电场较弱，能够净化带电的或者净化能力较强的(较小的电场就可以极化)的杂质，从进口11到出口12，电极板2之间的距离逐渐减小，所以电极板2之间产生的电场逐渐增加，可以极化更难被极化的杂质，这时极化能力较弱的杂质也慢慢被吸附。
请参见图5和图6，所述填充颗粒31可以为任意形状，优选为球形，采用金属材质，介电常数极大，填充颗粒31的直径尽量小，以接近于点电场，从而在限位件32的表面附近就会产生较大的梯度电场。
请参见图2、图5和图6，所述限位件32均包括两块相对设置的绝缘片322，所述填充颗粒31分布在同一限位件32的两块绝缘片322之间，每块所述绝缘片322均具有过油孔二321，且外缘嵌入箱体1的内壁中。其中，每块绝缘片322上均密集分布有过油孔二321，保证油液能够顺畅地通过，该油孔二321可以是任意形状，只要能够够防止填充颗粒31脱出即可。该绝缘片322的厚度尽量小，这样不会影响金属材质的填充颗粒31在绝缘片322外面产生的电场，但是，绝缘片322也不能太薄，否则容易变形，导填充颗粒31从里面漏出来。并且，绝缘片322可以采用塑料网，限位件32也可以是盒状结构。绝缘片322的介电常数也应该尽量小，这样可以减小对里面填充颗粒31的屏蔽作用，从而提高绝缘片322表面的电场强度及电场梯度。需要特别指出的是，所述填充颗粒31沿同一平面阵列分布在同一限位件32的两块绝缘片322之间，对于填充颗粒31来说，起作用的主要是表面部分，一层填充颗粒31与多层填充颗粒31的表面积大小接近，因此，采用一层填充颗粒31的设计不但有效节约了成本，而且节约空间，能够增加填充夹层3的数量，提高油液净化效率和净化效果。
请参见图1～图6，同一限位件32内的填充颗粒31的直径可以是相同的，也可以是不同的，具体地说，靠近进口11的所述过滤腔4内的填充夹层3的填充颗粒31直径大于靠近出口12的过滤腔4内的填充夹层3的填充颗粒31直径，即最靠近进口11的过滤腔4内的填充颗粒31直径最大，最靠近出口12的过滤腔4内的填充颗粒31直径最小，这两个过滤腔4之间的过滤腔4内的填充颗粒31直径从进口11朝出口12方向逐渐减小。从进口11到出口12，电极板2之间的距离逐渐减小，使电极板2之间的电场就逐渐增加，又由于填充夹层3的填充颗粒31的尺寸逐渐减小，使在填充夹层3附近产生的电场梯度明显增加，这样就可以吸附较难极化的杂质。此外，由于填充颗粒31直径较大的填充夹层3可以将尺寸较大的杂质吸附或者阻挡，只有尺寸小、极化能力差、弱的杂质才能通过这些填充颗粒31直径较大的填充夹层3，但这些杂质会逐级被填充颗粒31直径越来越小的填充夹层3吸附，因此，这样的设计具有极佳的吸附效率和吸附效果。也可以在同一过滤腔4内的填充夹层3内填充各种直径的填充颗粒31，即每个填充夹层3的填充颗粒31具有至少两种的直径，这样，经过多级过滤腔4的净化后，净化效果同样优秀，吸附效果和吸附效率同样很高。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种静电式滤清装置，包括箱体(1)，其特征在于：在所述箱体(1)上设有进口(11)和出口(12)，该箱体(1)内在进口(11)和出口(12)之间分布有电极板(2)，相邻电极板(2)的电极极性相反，且每个电极板(2)上均分布有过油孔一(21)；
两个相邻所述电极板(2)之间形成过滤腔(4)，在每个过滤腔(4)内均设有至少一个填充夹层(3)，每个填充夹层(3)均包括采用绝缘材质的限位件(32)以及采用金属材质的填充颗粒(31)，所述填充颗粒(31)均容置在限位件(32)的内部，所述限位件(32)的两侧壁上均分布有过油孔二(321)，该过油孔二(321)的孔径均小于填充颗粒(31)的外径；
所述箱体(1)为正方体形或长方体形或圆筒形。
2.根据权利要求1所述的静电式滤清装置，其特征在于：所述限位件(32)均包括两块相对设置的绝缘片(322)，所述填充颗粒(31)分布在同一限位件(32)的两块绝缘片(322)之间，每块所述绝缘片(322)均具有过油孔二(321)，且外缘嵌入箱体(1)的内壁中。
3.根据权利要求2所述的静电式滤清装置，其特征在于：所述填充颗粒(31)沿同一平面阵列分布在同一限位件(32)的两块绝缘片(322)之间。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的静电式滤清装置，其特征在于：所述填充颗粒(31)均为球形。
5.根据权利要求4所述的静电式滤清装置，其特征在于：同一限位件(32)内的所述填充颗粒(31)的直径均相同。
6.根据权利要求5所述的静电式滤清装置，其特征在于：靠近进口(11)的填充夹层(3)内的所述填充颗粒(31)直径大于靠近出口(12)的填充夹层(3)内的填充颗粒(31)直径。
7.根据权利要求4所述的静电式滤清装置，其特征在于：每个填充夹层(3)内的所述填充颗粒(31)具有至少两种直径。
8.根据权利要求1所述的静电式滤清装置，其特征在于：所述电极板(2)相互平行。
9.根据权利要求1所述的静电式滤清装置，其特征在于：相邻所述电极板(2)之间具有夹角。
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