CH338037A

CH338037A - Elektrostatischer Abscheider

Info

Publication number: CH338037A
Authority: CH
Inventors: Lenger Vladimir J Ing Dr
Original assignee: Lenger Vladimir J Ing Dr
Priority date: 1954-07-28
Filing date: 1955-07-23
Publication date: 1959-04-30

Description

Elektrostatischer Abscheider
Die Erfindung betrifft einen ein Gebläse aufweisenden elektrostatischen Abscheider zum quantitativen Bestimmen von Aerosolen, das heisst von in der Luft suspendierten festen oder flüssigen Teilchen, wie z. B. von Staub verschiedener Herkunft, Rauch und Nebel.

Unter allen Apparaten zum Feststellen von Aerosolen haben sich die elektrostatischen Abscheider am besten bewährt. Diese Apparate bestehen aus zwei walzenförmigen, koaxialen Elektroden, zwischen welche die zu prüfende Luft in einer gemessenen Menge je Zeiteinheit geblasen wird, wobei die suspendierten Teilchen eine Ladung erhalten und sich auf der Anodenoberfläche niederschlagen. Die bisher bekannten elektrostatischen Abscheider eignen sich jedoch nur zum Analysieren der Luft bei verhältnismässig niedrigen Konzentrationen der Aerosole (höchstens 8. 103 Teilchenjcm3 da sonst ihre Leistungsfähigkeit durch die auf der Anode niedergeschlagene Schicht rasch herabgesetzt wird.

Die niedrige elektrische Leitfähigkeit dieser Schicht erschwert allmählich die Übertragung der Ladungen, und die Leistung sinkt bald auf 50-30% des optimalen Wertes. Das wird dadurch verursacht, dass die ungenügend geladenen Partikel durch den Luftstrom mitgerissen werden; besonders die gröberen Teilchen werden durch die Anode nicht mehr angezogen. Die Ergebnisse der Proben bei einer stärkeren Verunreinigung der Luft sind daher nicht zuverlässig genug. Für genaue Analysen ist es nötig, die Luft während genügend langer Zeit durch das Gerät zu blasen, um eine durchschnittliche Probe zu erlassen.

Das erfindungsgemässe Gerät ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Elektroden verschiebbar angeordnet ist. Dies ermöglicht, dass sie relativ zu der andern Elektrode periodisch oder kontinuierlich verschoben werden kann. Dadurch kann erzielt werden, dass immer eine reine hochaktive Oberfläche der Anode der durchströmenden Luft ausgesetzt wird. In einer vorteilhaften Ausführung ist die auswechselbare, walzenförmige äussere Anode um die innere feste, gleichachsig mit ihr liegende Kathode derart beweglich angeordnet, dass sie parallel zu der gemeinsamen Achse der beiden Elektroden verschoben werden kann.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird die Kathode elektrisch geheizt, um das Temperaturgefälle zwischen den Elektroden zu erhöhen. Feine Teilchen des Aerosols bewegen sich dann schneller und lassen sich daher besser auf der Anode auffangen.

Die auf die Partikel wirkende Kraft ist direkt proportional zum Temperaturgefälle und umgekehrt proportional zur absoluten Temperatur.

Die thermoelektrische Kathode kann mit einer üblichen ionisierenden Kathode kombiniert werden, wobei den beiden Teilen der Kathode dieselbe Spannung zugeführt wird. Die thermoelektrische Kathode bildet eine thermische Barriere für die Teilchen des Aerosols. Die unerwünschte Forderung der längeren Zeit zur Abscheidung von gröberen Partikeln und gleichzeitig die ungünstige Wirkung des wachsenden Widerstandes der sich bildenden Schicht auf der Anodenoberfläche werden dadurch eliminiert. Die Leistung des Gerätes kann beinahe 100% erreichen.

Das erfindungsgemässe Gerät ist zum Analysieren von Aerosolen jeder Konzentration geeignet, unter anderem auch zum Feststellen von radioaktivem Staub bzw. Rauch. Der auf der innern Oberfläche der vorzugsweise auswechselbaren Anode erhaltene Niederschlag kann einer gravimetrischen, konimetrischen oder radiophysikalischen Analyse unterworfen werden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines einfachen Gerätes mit einer üblichen Ionisationskathode im Längsschnitt;
Fig. 2 zeigt ein ähnliches Gerät mit elektrisch geheizter Kathode 2.

In diesen Figuren bedeutet 6 die rohrförmige, auswechselbare Anode, 1 und 2 die Kathode. Die Anode besteht beispielsweise aus einem Röhrchen aus Aluminiumblech, etwa 0,5-1 mm dick, und ist in einer beweglichen Büchse 3 befestigt. Die Anode wird entweder von Hand mittels des Zapfens 8 oder mechanisch vom Motor 10 mittels eines nicht dargestellten Zahnrad- oder Schraubengetriebes bewegt.

Der Zapfen 8 wird in einer schraubenlinienförmigen Nut des Supports 4 geführt. Der Elektromotor 10 dient zum Antrieb des Axialgebläses 9, das die Luft in einer bestimmten Menge je Zeiteinheit durch den Raum zwischen den Elektroden 1, 2 und 6 treibt.

Die Kathode 1, 2 wird vom Isolator 5 getragen, der in der Hülse 7 gleichachsig mit der Anode gelagert ist. Die Kathode ist ebenfalls auswechselbar.

Im Falle der Handbedienung wird der Zapfen 8 während der Luftförderung periodisch um einen bestimmten, auf dem Gerät bezeichneten Weg verschoben. Bei mechanischem Antrieb der Anode kann derselben eine langsame Hin- und Herbewegung erteilt werden.

In der Saugöffnung des Gebläses kann ein Halbleiter-Anemometer angeordnet werden, um die Menge der durchgetriebenen Luft genau kontrollieren zu können. Das Gerät wird durch den Schalter 11 eingeschaltet.

Es ist klar, dass prinzipiell derselbe Effekt erreicht wird, wenn die Anode fest und die Kathode beweglich angeordnet wird, oder wenn die beiden Elektroden gegenseitig sich verschieben. Die Form und Grösse der Elektroden kann beliebig geändert werden, ohne dass der Rahmen der Erfindung überschritten wird.

Die Elektroden können z. B. in der Anordnung Spitze-Platte , Spitze-Röhre , spitzige Röhre Röhre oder auch beidseitig flach ausgeführt werden.

Die lineare Bewegung der Elektrode ermöglicht die Erhaltung der Charakteristik des Feldes und dadurch auch die Erhaltung von optimalen Bedingungen des elektrostatischen Niederschlagens der in der Luft suspendierten Teilchen. Selbst bei sehr hohen Konzentrationen der Aerosole wird eine höchst zuverlässige und genaue Bestimmung gewährleistet.

Claims

PATENTANSPRUCH Ein Gebläse aufweisender elektrostatischer Abscheider zum quantitativen Bestimmen von Aerosolen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Elektroden verschiebbar angeordnet ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Abscheider nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Bewegung der Elektroden periodisch erfolgt.

2. Abscheider nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Bewegung der Elektroden kontinuierlich erfolgt, wobei der Antrieb von dem Gebläsemotor abgeleitet wird.

3. Abscheider nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode elektrisch geheizt wird.

4. Abscheider nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode aus einem ionisierenden und einem thermoelektrischen Teil besteht, wobei nur der letztgenannte Teil geheizt wird.

5. Abscheider nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die periodische Bewegung der äussern, auswechselbaren, rohrförmigen Anode gleichachsig zu der innern ebenfalls auswechselbaren Kathode mittels eines Zapfens (8) erfolgt, der in einer schraubenlinienförmigen Nut des tragenden Teils geführt wird.

6. Abscheider nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Saugöffnung des Gebläses ein Halbleiter Anemometer angeordnet ist.