静电除杂装置的制作方法

本实用新型属于流体净化装置领域，具体涉及一种静电除杂装置。

背景技术：

随着生活水平的提高，人们对环境的越来越重视，这就对各种净化装置的要求越来越高。空气中含有多种污染物，如PM2.5、尘埃颗粒及划分过敏原等，而空气中很多无人气体大多为汽车排放废气，其中很多是燃油中自带杂质在未燃烧情况下与废气一起排放进入大气环境中，大大影响空气质量及燃烧设备的寿命。

尤其是是石油中含有硫、氮、氧化合物以及微量金属等有害杂质，杂质存在会加速使用过程中设备的腐蚀、影响设备的正常运作，降低油品的质量等，油液净化是关乎国家经济、人民生活和国防安全的重要领域。因此，石油在使用前必须净化除杂。目前，石油净化技术主要有化学方法(添加化学试剂等)、热处理方法、物理方法(机械过滤和静电净化)。化学方法能除去部分金属杂质，但易引入新杂质而造成二次污染。热处理虽可降低油液粘度，提高流速，去除油液中的气体，但耗能和成本比较高。

目前常用静电技术对空气、石油等流体的进行净化除杂，是利用在外加电场作用下产生的静电场，将流体中的杂质吸附在电介质材料表面，实现流体与杂质的分离。传统的平板结构要是依靠两个平板产生均匀电场，将带电的杂质吸附到极板上进而达到除杂效果，然后对于液体中的中性杂质却不具有吸引作 用，以致无法去除油液中的中性杂质，所以净化效果不是很好。

为了得到非均匀电场，我们可以在电场中加入电介质，也可以通过结构改变，采用电介质则需要根据流体的流量长期更换，除杂效果不稳定，经济成本也较高，而采用能产生非均匀的电场的圆柱结构装置，虽然能产生非均匀电场，但是电场强度以及电场梯度的大小都随着中心电极到外壳电极之间的距离急剧减小，只有在靠近中心电极处的电场强度及梯度比较大，所以要想发挥出较好的除杂效果，必须施加非常高的电场，这样则会导致流过装置的液体在高电场作用下发生质变，这样不利于装置的使用安全。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，使装置能够在不需要施加高电压的情况下产生非均匀的梯度电场，本实用新型提供了一种静电除杂装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种静电除杂装置，包括圆柱状结构的外壳，该外壳通电形成第一电极，所述外壳下端设有进口，上端设有出口，其要点在于：所述外壳内设有至少一根导电棒，该导电棒沿外壳的轴向设置，该导电棒通电形成中心电极，所述导电棒外表面均匀分布有导电凸起，所述导电凸起沿导电棒的径向向外延伸并与外壳内壁之间留有间隙。

采用以上结构，当外壳与导电棒接通电源正负两极后，两者之间形成静电场，静电场强度沿导电棒的径向向外逐渐减小，形成沿导电棒向外的梯度电场，而因为导电棒上设有沿导电棒径向向外延伸的导电凸起，可以很好的减弱电场在径向上的衰减程度，使其能够保持强度较高的梯度电场，足以吸附流体中的带电杂质，同时通过径向非均匀的梯度电场吸附中性杂质，大大提高了除杂效率，并且不需要对导电棒和外壳施加高电压以获取高梯度电场，避免了对流体的损害，造成流体变质；

同时因为采用凸起结构，不会大幅减少内部空间，对除杂流量无影响；外壳的下端设置进口，上端设置出口，流体从下往上流动，可以一定程度避免流体内的杂质在壳体底部沉积，流体在往上运动过程中，杂质受到重力的作用，可以更好的被吸附在对应电极的表面，提高除杂质量。

作为优选：所述外壳为圆柱筒状，所述导电棒为圆柱体形，每个所述导电凸起的延伸长度相同。采用以上结构，使外壳内部沿导电棒的轴向都能产生非均匀静电场，且静电场的强度相同，流体在流动过程中能持续受到相同强度静电场的作用，可以更好的清除流体中细微杂质。

作为优选：所述导电棒呈圆环阵列分布在所述外壳内。采用以上结构，使外壳一内部沿其轴线形成交叉的非均匀静电场，流经同一截面的流体杂质受到多个导电棒上导电凸起不同方向的电场作用力，能进一步提高除杂效果。

为方便导电棒与电源连接，所述导电棒上端穿出所述外壳。

作为优选：所述导电凸起或均为圆柱体形，或均为球形。采用以上结构，有效减小导电凸起与外壳之间的距离，与外壳配合形成稳定较高的非均匀梯度静电场，提高除杂效率。

作为优选：所述导电凸起的直径小于或等于3mm。采用以上结构，缩小导电凸起的直径，越细越好，有助于增强产生的非均匀静电场的强度，提高静电除杂力度。

作为优选：所述导电凸起或均为锥形，其截面半径沿导电棒的径向向外逐渐缩小。采用以上结构，导电凸起远端为尖状，近似产生点电荷效应，进一步提高非均匀梯度静电场的强度，有助于提高静电除杂效果。

作为优选：所述外壳和导电棒由导电材料制成。采用以上方案，可以使各自结构导电均匀，不会出现导电不良影响电场稳定性，进而降低除杂效果。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的静电除杂装置，通过在筒状外壳内设置导电棒，在导电棒上均匀设置向外凸起的导电凸起，在外壳内形成非均匀的静电场，同时有效缓解静电场向外衰减程度，相对提高静电场强度，与外壳配和对流经的流体进行稳定净化除杂，提高了装置产生非均匀梯度静电场的除杂效率，最后得到质量稳定的流体，结构简单，使用寿命较长，具有极大经济价值。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的立体图；

图2为图1所示实施例的剖视图；

图3是本实用新型另一实施例的立体图；

图4为图3所示实施例的剖视图；

图5为图1所示实施例中导电棒立体图；

图6为图5所示导电棒的剖视图；

图7为导电棒第二种实施例剖视图；

图8为导电棒第三种实施例剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

参考图1和图2所示的静电除杂装置第一种实施例，包括呈封闭的圆柱状的外壳1，本实施例中外壳1由导电材料制成，在实际使用时也可以直接在不导电材料上直接蒸渡绝缘材料，该外壳1的的下部设有与该外壳内部连通的进口11，上部设有与内部连通的出口12，进口11和出口12最好处于外壳1的不同半圆周外壁上，这样使从进口11流入的流体的流动行程更大，可以得到更充分的除杂净化；

外壳1内部设有圆柱体的导电棒2，本实施例导电棒2由导电材料制成，可以是实心也可以是空心，本实施例中采用实心结构可以增加导电棒2的耐磨性，延长其使用寿命，导电棒2沿外壳1的中心轴线设置，且导电棒2的上端伸出外壳1的上端，导电棒2与外壳1上端壁之间绝缘，导电棒2的下端固定在外壳1的底壁，导电棒2上沿其轴线对称均匀设有导电凸起21，即导电凸起21在导电棒2外壁圆周上对称设置，在导电棒2的轴向上均匀分布，导电凸起21沿导电棒2的径向向外延伸，与外壳1的内壁之间存在间隙。

本实施例中如图5或6所示导电棒2上导电凸起21为圆柱状，每个导电凸起21的延伸长度相同，且直径小于3mm，越细越好。

导电棒2还可以采用如图7所示的第二种结构，导电凸起21为相同的球状结构，每个球状结构的导电凸起21的直径小于3mm，曲率越小越好。

导电棒2还可以采用如图8所示的第三种结构，导电凸起21为相同的锥状结构，沿导电棒2的径向向外逐渐减小，远离导电棒2的端部呈针尖状，水平指向外壳1。

本实用新型的另一实施例如图3和4所示，壳体1和导电棒2的结构与第一种实施例中结构一样，主要区别在于，导电棒2为多个，呈圆环阵列分布在外壳1内部，并且各个导电棒2上的导电凸起21互不接触。

本装置的工程如下：

将本装置固定放置，最好在外壳1外部设置绝缘层之后，将外壳1和导电棒2与同一电源的正负两极分别连接。外壳1连通电源之后形成第一电极，而导电棒2通电之后形成中心电极，而因为导电棒2和外壳1之间存在间隙，则第一电极和中心电极之间形成非均匀的梯度静电场，其电场强度由中心电极向 四周逐渐减弱，而因为导电棒2上设有向外延伸长度相同的导电凸起21，则可以有效降低电场向外衰减程度，从而保持电场的强度，即使在靠近外壳1的部位也具有相对较高的非均匀梯度静电场。

待除杂流体从外壳1下端一侧的进口11进入，在出口12端流动过程中，流经轴向上相同大小的非均匀梯度电场持续作用，带正电杂质被吸附到与负极相连的一极上，带负电的杂质被吸附到与正极相连的一极上，而中性杂质在持续非均匀梯度静电场力的作用下，被吸附到电场较强一端的电极上。最后经过除杂的流体从出口端12处流出，从而得到质量稳定更纯净的流体。

特别是采用此装置进行石油净化时，能够除去油液中0.01μm以下的颗粒杂质，大大提高了油液的净油效率，且能耗较低。静电净化法是利用在外加电场作用下产生的静电场，将油液中的杂质吸附在电介质材料表面，实现油与杂质的分离，而不需要添加添加电介质或提高施加电压，具有极大的实用和经济价值。

最后需要说明的是，上述描述仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。