ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
Принцип действия
Устройства, в которых создано электрическое поле, воздействующее на обрабатываемый материал, но не вызывающее изменений в последнем, называются электростатическими установками. В этих установках, под влиянием электростатического поля макрочастицы вещества перемещаются в определенном направлении силами, действующими в поле. Поэтому такие установки применяются для очистки газов, сортировки и разделения сыпучих смесей на составляющие их части, очистки воды, выделения фракций из коллоидных растворов окрашивания в электрическом поле и др.
Во всех случаях нейтральные частицы вещества предварительно должны быть заряжены электрически либо контактным способом, либо электризацией в электрическом поле. Первый способ применим к сыпучим сухим смесям, второй — к частицам, взвешенным в газах или жидкостях
Разделение сыпучих смесей на составляющие
На рис 17-34 показана схема установки для электростатического разделения продуктов помола зерна. Из бункера 1 помол поступает на потрясок (лоток) 2, который встряхивается вращающимся эксцентриком 3. Потрясок одновременно служит заряжающим частицы электродом. Заряженные частицы падают между двумя электродами 4, разность потенциалов между которыми составляет десятки киловольт. Под влиянием сил, по закону Кулона, чистый помол отделяется от оболочек зерна (отрубей) и сортируется по ячейкам приемника 5.Трансформатор 6 и выпрямитель 7 служат для получения постоянного напряжения на электродах 4.Производительность устройства зависит от ширины лотка 2 и составляет около 100 кг на 1 см ширины лотка в сутки. Потребляемая мощность устройства равна около 500 вт на 1 м ширины лотка.
Рис. 17-34. Электростатическая установка для разделения составляющих помола муки.
Электростатическая очистка газов
Электростатические устройства для очистки газов называются электрофильтрами (рис. 17-35). Так же как и в предыдущем случае, частицы пыли, золы, цемента, поступающие с газом на вход фильтра 5, должны быть предварительно заряжены. Однако они взвешены в газе и контактная электризация их невозможна. Поэтому в фильтрах для электризации частиц используется коронный разряд. В корпусе фильтра 1 (рис. 17-35), при помощи проходного изолятора 2, установлен центральный электрод 3. Источником высокого напряжения между корпусом фильтра нецентральным электродом, создается разность потенциалов и при определенном ее значении на электроде 3 возникает коронный разряд.
В газе получается поток электронов, направленный к корпусу 1. Этими электронами и заряжаются посторонние частицы содержащиеся в газе. Заряд частиц нейтрализуется при достижении ими корпуса фильтра 1, они осаждаются на нем и удаляются из фильтра.
Рис. 17-35. Электрический фильтр.
Электростатическая окраска металлических изделий
На рис. 17-36 схематически показано устройство для окраски, или эмалирования металлических изделий. На заземленном конвейере 1 подвешены изделия 2, подлежащие окраске. Они движутся покрасочной камере 3, внутри которой на изоляторах 4 подвешены рамы 5 с натянутой сеткой из тонких проводов. Эти провода через изоляторы 4 присоединены к отрицательному зажиму источника высокого напряжения 6 и являются коронирующими электродами. При высоком напряжении (до 150 кв) возникает коронный разряд и частицы краски, вдуваемой через сопло 7 пневматического распылителя, заряжаясь отрицательно, движутся к положительно заряженным изделиям конвейера и осаждаются на них, покрывая их плотным слоем. Окрасочная камера снабжается специальным вытяжным устройством 8. Мощность источника высокого напряжения обычно не превышает 150 вт. Электроокраска широко применяется в производстве автомашин, сельскохозяйственных машин, электротехнического оборудования и др.
Рис. 17-36. Электростатическая окраска изделий.
Электростатическая отделка изделий из древесины
По сравнению с электроокраской металлических изделий отделка изделий из древесины имеет ряд особенностей. Это связано с тем, что к покрытиям древесины лаком предъявляются очень высокие декоративные требования. Предварительная обработка древесины должна давать чистоту поверхности, соответствующую 9—10 классу. В противном случае, при ворсистости окрашиваемой поверхности, вокруг ворсинок и любых острых выступов может возникать обратная корона, которая ведет к непрокрашиванию участков поверхности.
Вторая особенность состоит в том, что сухая древесина плохой проводник тока. Поэтому обрабатываемая древесина должна иметь относительную влажность не менее 8%. Для увеличения электропроводности древесины в состав грунта при ее подготовке иногда добавляется фосфорная кислота.
Рис. 17-37. Распылитель для электростатической окраски.
При окраске изделие всегда соединяется с заземленным положительным зажимом источника высокого напряжения (80—150 кв), а распыление производится электромеханическим способом.
При нем распылитель имеет форму, например, чаши (рис. 17-37), которая вращается при помощи электродвигателя со скоростью не более 1 500 об/мин и присоединяется к зажиму минус источника высокого напряжения. Распыляющийся при вращении лак заряжается отрицательно у острых краев чаши и переносится силами электрического поля на изделие. Так как ток при окраске не превышает 0,2—2 ма, то в качестве источников высокого напряжения применяются полупроводниковые вентили, кенотроны и специальные электростатические генераторы.
Экономия в лакокрасочных материалах при электроокраске достигает 40% и более по сравнению с обычной окраской распылением. Затраты труда сокращаются на 30%, а производительность вырастает в несколько раз.
При электростатической окраске, особенно в деревообделочной промышленности, должны строго соблюдаться у правила техники безопасности и противопожарной техники. Помещение электрокрасочной установки изолируется от других помещений, где образуется древесная пыль. Частицы этой пыли становятся для человека особенно вредны после того, как они попали в зону электростатического поля и зарядились. Во избежание поражения людей током источники высокого напряжения мощностью более 150 вт не рекомендуются. Камера окраски и другие части, нормально не находящиеся под напряжением, заземляются. Сопротивление заземления не должно превышать 2 ом. Для установки рекомендуется устраивать отдельное заземление, не связанное с заземлением нулевой точки трансформатора подстанции. При отключении установки, особенно распылителей, остаточные статические заряды должны быть сняты разрядником. В качестве противопожарных мер должно быть предусмотрено все, во избежание перехода коронного разряда в искровой и дуговой и, следовательно, воспламенения лака и древесной пыли.
Электроосмотическая очистка воды
Проблема получения питьевой воды и пресной воды для технических целей становится в данное время очень важной. В связи с реальными возможностями выработки большого количества электрической энергии атомными установками может быть разрешена задача опреснения воды морей и океанов. Схема электроосмотической очистки воды, показанная ниже, дает возможность очищать воду, имеющую в одном литре до нескольких сот миллиграммов сухого остатка.
На рис. 17-38 представлена ячейка (сосуд), разделенная на три отделения диафрагмами 4 из замши, керамики, пергамента и др. В первое и второе отделения погружены электроды, присоединенные к источникам электроэнергии. По трубам 5 в ячейку поступает очищаемая вода. Содержащиеся в воде соли Na2SО4, CaSО4, СаНСО3 и др. диссоциируют на катионы Н+, Са+, Na+, движущиеся к катоду в отделение 1 и анионы ОН‘, SO»4, НСО‘3 идущие к аноду,
Рис. 17-38. Электроосмотическая очистка воды.
в отделение 2. Из этих отделений щелочная и кислая вода удаляются по трубам 6 и 7. Обедненная солями вода отделения 3 по трубе 8 подается во вторую ячейку, соединенную последовательно с первой и т. д. К ячейкам подводится напряжение 110 и 220 в причем так, что напряжение, приходящееся на каждую ячейку последовательной цепи, постепенно нарастает. Последовательные группы ячеек могут соединяться между собой параллельно.
Статья на тему Электростатические установки