用于分离材料的装置和方法制造方法及图纸

根据本发明专利技术的一个示例性方面，提供了一种用于从气流中分离颗粒和/或液滴形式的材料(尤其是直径从一纳米变化到几十纳米的颗粒和/或液滴)的装置(1)，包括用于待净化的进入空气(3)的入口(2)，收集室(4)，用于净化后的空气(7)的出口(6)，带有致动器的电压源(8)，以及已连接有离子产生尖端(10)的固定柱(9)。该装置(1)构造成将高电压引导至离子产生尖端(10)，以将离子束(11)从离子产生尖端(10)提供至收集表面(12)。导电的收集表面(12)通过电绝缘件与收集室(4)的外壁(5)电绝缘。该装置(1)构造为将与引导到收集表面(12)的电压的符号相反的电压引导至离子产生尖端(10)。离子产生尖端(10)直接布置在具有一定长度(L

Devices and methods for separating materials

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分离材料的装置和方法
本专利技术涉及一种用于从气流中分离颗粒和/或液滴形式的材料的装置。此外，本专利技术涉及一种从气流中分离颗粒和/或液滴形式的材料的方法。
技术介绍
目前，在气体净化系统中使用了过滤器、旋风分离器或电气方法(例如电过滤器或离子吹气方法)，以用于从气流中分离颗粒。用于从气流中分离颗粒或液滴的方法和装置例如可从DE1471620A1和DE19751984A1中已知。当前使用的空气净化器已经远离了使用过滤器的常规方法，以便从空气中机械式地提取不需要的颗粒。这种传统的过滤系统具有以下缺点：必须将空气流限制为缓慢的气流，并且必须定期取出过滤器以进行清洁。另外，当颗粒的直径在一纳米到几十纳米之间的范围内时，用已知技术不可能获得良好的清洁效果。旋风分离器的操作基于气体流速的降低，使得气体流中的重颗粒能落入收集器具中。因此，旋风分离器可用于分离重颗粒。在电过滤器中，将气体中的颗粒分离到收集板上或管道的内表面上。电过滤器中的流动气体的速度通常必须低于1.0m/s，制造商的建议约为0.3-0.5m/s。气体流速小的原因是，较高的流速会释放出堆积在板上的颗粒，从而会大幅降低减少效率。电过滤器的运行基于颗粒的静电荷。但是，给纳米级的颗粒充电是有挑战性的。此外，所有材料都不带电。考虑到收集板的清洁阶段，也必须使用低气体流速。在清洁板时，会向板吹气，释放出所收集的颗粒材料。其目的是只有在净化阶段从板中释放出的可能最少量的颗粒材料才能回到流动的气体中。气体流速小时，可以实现允许的颗粒通过。此外，电空气净化器利用电离气体中电荷的性质、并使用静电装置来从定向气流中提取带电粒子。这种提取方法不仅在提取的颗粒总量的方面，而且在颗粒类型的方面都提高了效率。空气净化器通常会利用带正电或带负电的颗粒的特性，其中电场将与这些带电粒子相互作用。带电粒子将响应于该电场，并作为离子流被拉向收集表面。例如，文献EP1165241B1公开了一种用于从气流中分离颗粒和/或液体形式的材料的方法和装置，在该方法中，气流被引导通过收集室，该收集室的外壁接地，并且其中高电压被引导到布置在收集室中的离子产生尖端，从而提供从离子产生尖端朝向收集表面的离子流，以从气流中分离出所期望的材料。该专利技术的特征在于，导电的收集表面与外壳是电绝缘的，并且与指向离子产生尖端的高电压的符号相反的高电压指向收集表面。根据该专利技术的一个实施例，电绝缘体由ABS制成，并且导电的表面包括布置在绝缘层上的薄铬层。离子产生尖端布置成环，借此来缩短离子产生尖端与收集表面之间的距离。因此，缓慢气流中所包含的一些颗粒不会通过离子束，而是由固定杆和离子产生尖端之间通过。鉴于上述情况，提供能进一步提高减少效率的方法和系统将是有益的。该系统应能够以工业规模来制造。
技术实现思路
本专利技术由独立权利要求的特征限定。在从属权利要求中定义了一些具体实施例。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于从气流中分离颗粒和/或液滴形式的材料的装置，该装置包括用于待净化的进入空气的入口、收集室、用于净化后的空气的出口、带有致动器的电压源，以及已连接有离子产生尖端的固定柱，该装置构造成将高电压引导至离子产生尖端，从而将离子束从离子产生尖端提供至收集表面，导电的收集表面通过电绝缘件与收集室的外壁电绝缘，并且该装置构造为将与引导到收集表面的电压的符号相反的电压引导至离子产生尖端，其中，离子产生尖端直接布置在具有一定长度的固定柱的表面上，并且离子产生尖端从固定柱的表面凸出到收集室的空腔中。第一方面的各种实施例可以包括下列中的至少一个特征：·收集室形成为圆柱形、椭圆形或环形的·固定柱形成为圆柱形、椭圆形或环形的·圆柱形的固定柱的直径在40-150mm的范围内，优选在80-120mm的范围内，例如为100mm·椭圆形的固定柱的长轴在40-150mm的范围内，优选在80-120mm的范围内，例如为100mm，和/或，椭圆形的固定柱的短轴在20-120mm的范围内，优选在50-100mm的范围内，例如为80mm·收集室的最大直径或最大长轴在200-1600mm的范围内·电压在10-100kV的范围内，优选在10-60kV的范围内·电流在50-5000μA的范围内，优选在400-2300μA的范围内，例如为1500μA·离子产生尖端的长度在1-40mm的范围内，优选在5-20mm的范围内·离子产生尖端设置成螺旋式地围绕着固定柱的表面·空气的体积流量为20-800m3/h的范围内，例如为200m3/h·通过空腔的空气流速度在0.5-2.5m/s的范围内，例如大于1.0m/s·一组离子产生尖端中的多个离子产生尖端彼此等距地排列·至少一部分离子产生尖端在下游方向上相对于固定柱的表面以40°-50°(优选为45°)的角度定向，在上游方向上相对于固定柱的表面以40°-50°(优选为45°)的角度定向，或者相对于固定柱的表面以80°-100°(优选为垂直)的角度定向·固定柱包括形成封闭体的外表面·该装置构造为引导气流通过固定柱和收集表面之间的空腔·收集室的外壁的至少一部分或由导电材料制成的带的至少一部分(该带围绕着收集室的外壁)接地根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于从气流中分离颗粒和/或液滴形式的材料的方法，该方法包括：引导气流通过收集室；在固定柱和导电的收集表面(其与收集室的外壁电绝缘)之间提供用于气体流动的空腔；在固定柱的表面上设置离子产生尖端，在离子产生尖端和收集表面之间产生高电压，以在具有一定长度和直径的固定柱的表面上设置离子产生尖端，其中离子产生尖端从固定柱的表面凸出到收集室的空腔中；将与引导到离子产生尖端的高电压的直流电压符号相反的高电压引导至收集表面；在收集室内将至少一部分材料从气流中分离出来。第二方面的各种实施例可以包括下列中的至少一个特征：·气流被引导通过固定柱的表面和收集表面之间的空腔·气流沿着固定柱的表面被引导·气流暴露在离子产生尖端和收集表面之间的空腔内的电场中，并且包含在气流中的所有材料均流过空腔·在该方法中使用10-100kV的电压，优选10-60kV的范围内的电压·在该方法中使用的固定柱的直径在40-150mm的范围内·在该方法中使用的电流在50-5000μA的范围内，优选在400-2300μA的范围内，例如为1500μA·气流被引导通过空腔，空气的体积流量在20-800m3/h的范围内，例如为200m3/h·被引导通过空腔的气流的速度在0.5-2.5m/s的范围内，例如大于1.0m/s通过本专利技术的某些实施例获得了明显的优点。提供了一种从气流中分离出颗粒和/或液滴形式的材料的系统和方法。通过本专利技术的某些实施例，可以进一步对从气流中分离出材料进行改善。特别地，可以实现高的减少效率。令人惊讶的是，与已知的系统相比，增加固定柱的直径、并由此还增加空腔中的局部流动速度不会降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从气流中分离颗粒和/或液滴形式的材料的装置(1)，所述装置(1)包括：/n用于待净化的进入空气(3)的入口(2)，/n收集室(4)，/n用于净化空气(7)的出口(6)，/n带有致动器的电压源(8)，以及/n连接有离子产生尖端(10)的固定柱(9)，/n其中，所述装置(1)构造成将高电压引导至所述离子产生尖端(10)，以将离子束(11)从所述离子产生尖端(10)提供至收集表面(12)，/n导电的所述收集表面(12)通过电绝缘件与所述收集室(4)的外壁(5)电绝缘，并且/n所述装置(1)构造为将与引导到所述收集表面(12)的电压的符号相反的电压引导至所述离子产生尖端(10)，/n其特征在于，所述离子产生尖端(10)直接布置在具有一定长度(L

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170602 EP 17174187.9;20170602 US 15/611,8111.一种用于从气流中分离颗粒和/或液滴形式的材料的装置(1)，所述装置(1)包括：
用于待净化的进入空气(3)的入口(2)，
收集室(4)，
用于净化空气(7)的出口(6)，
带有致动器的电压源(8)，以及
连接有离子产生尖端(10)的固定柱(9)，
其中，所述装置(1)构造成将高电压引导至所述离子产生尖端(10)，以将离子束(11)从所述离子产生尖端(10)提供至收集表面(12)，
导电的所述收集表面(12)通过电绝缘件与所述收集室(4)的外壁(5)电绝缘，并且
所述装置(1)构造为将与引导到所述收集表面(12)的电压的符号相反的电压引导至所述离子产生尖端(10)，
其特征在于，所述离子产生尖端(10)直接布置在具有一定长度(Lcol)的固定柱(9)的表面(13)上，并且所述离子产生尖端(10)从所述固定柱(9)的表面(13)凸出到所述收集室(4)的空腔(14)中。


2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述收集室(4)形成为圆柱形、椭圆形或环形的。


3.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述固定柱(9)形成为圆柱形、椭圆形或环形的。


4.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，圆柱形的固定柱(9)的直径(Dcol)在40-150mm的范围内，优选在80-120mm的范围内，例如为100mm。


5.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，椭圆形的固定柱(9)的长轴在40-150mm的范围内，优选在80-120mm的范围内，例如为100mm，和/或，
椭圆形的固定柱(9)的短轴在20-120mm的范围内，优选在50-100mm的范围内，例如为80mm。


6.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述收集室(4)的最大直径(Dchamber)或最大长轴在200-1600mm的范围内。


7.根据权利要求1到6中任一项所述的装置(1)，其特征在于，电压在10-100kV的范围内，优选在10-60kV的范围内。


8.根据权利要求1到7中任一项所述的装置(1)，其特征在于，电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑波·萨里，帕努·卡亚雷宁，托皮·罗恩克，帕西·马科宁，
申请(专利权)人：歌纳诺公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI