-三角形介電電泳 電極陣列、8-三角星形介電電泳電極陣列、9-四邊形介電電泳電極陣列、10-四角星形介電 電泳電極陣列。
【具體實施方式】
[0049] 下面通過具體實施例對本實用新型作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不 是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護范圍。
[0050] 本實用新型的介電電泳電極為在縱向具有一致的幾何剖面的金屬型材，外表面設(shè) 置絕緣層，該絕緣層可為絕緣涂層或者搪瓷外殼。介電電泳電極的橫截面可以為帶有尖銳 凸起的多邊形，凸起構(gòu)成介電電泳電極的棱線；如圖1所示的介電電泳電極2的橫截面為三 角形，如圖2所示的介電電泳電極3的橫截面為三角星形，如圖3所示的介電電泳電極4的 橫截面為四邊形，如圖4所示的介電電泳電極5的橫截面為四角星形。
[0051] 如圖5所示，一種用于分離介質(zhì)內(nèi)顆粒和小液滴的介電電泳電極陣列，其包括相 互平行且呈陣列排布的介電電泳電極，介電電泳電極陣列垂直于介質(zhì)的流動方向，或與介 質(zhì)的流動方向有銳角夾角。根據(jù)電極截面的形狀不同，排布方式略有差異，介電電泳電極與 其周圍的介電電泳電極之間的中心距或間距均勻分布。介電電泳電極陣列可以是同一截面 形狀的電極，也可以不同截面形狀混合排列，只要保證相鄰兩行和/或相鄰兩列的電極棱 線相對即可，其中相鄰兩行/或相鄰兩列的電極優(yōu)選間距或中心距最短的相鄰電極。棱線 相對的兩介電電泳電極分別連接交流電源的一個輸出端與另一個輸出端，交流電源的一個 輸出端與另一個輸出端之間的相位相差180°。
[0052] 如圖7所示，介電電泳電極陣列7中的介電電泳電極的橫截面為三角形；如圖9所 示，介電電泳電極陣列8中的介電電泳電極的橫截面為三角星形。當(dāng)介電電泳電極的橫截 面為三角形或三角星形時，上一行的電極與下一行的電極棱線相對。如圖11所示，具體為 以第η行~第n+3行電極為一個單元循環(huán)，第η行的電極獨角向上間隔排列，第n+1行的電 極位置對應(yīng)于第η行的相鄰兩電極之間為獨角向下設(shè)置，第n+2行的電極位置對應(yīng)于第n+1 行的電極為獨角向上設(shè)置，第n+3行的電極位置對應(yīng)于第n+2行的相鄰兩電極之間為獨角 向下設(shè)置，其中η為自然數(shù)，當(dāng)η = 0時，只考慮n+1行的情況；以上結(jié)構(gòu)需保證相鄰兩行的 電極棱線相對，從垂直電極軸線截面上看，電極組形成六角形陣列。如圖12、圖13所示，同 在奇數(shù)行的電極連在交流電源的一個輸出端上，同在偶數(shù)行的電極連在交流電源的另一個 輸出2而上。
[0053] 如圖6所示，介電電泳電極陣列9中的介電電泳電極的橫截面為四邊形；如圖8所 示，介電電泳電極陣列10中的介電電泳電極的橫截面為四角星形。當(dāng)介電電泳的橫截面為 四邊形或四角星形時，同一行內(nèi)相鄰電極的棱線相對，同一列內(nèi)相鄰電極的棱線相對。如圖 14、圖15所示，第η行的第奇數(shù)個介電電泳電極和第n+1行的第偶數(shù)個介電電泳電極連在 交流電源的一個輸出端上，第η行的第偶數(shù)個介電電泳電極和第n+1行的第奇數(shù)個介電電 泳電極連在交流電源的另一個輸出端上。
[0054] 本實用新型用于分離介質(zhì)內(nèi)顆粒和小液滴的介電電泳電極陣列的工作原理為：
[0055] 如圖12-圖15所示，將介電電泳電極陣列中的所有電極分為兩組，同組內(nèi)的電極 連接交流電源的同一輸出端，兩組電極之間的交流電相位相差180°，圖中黑色和白色電極 象征著需要連接在交流電源不同輸出端上的電極。如圖16、圖17、圖18所示，當(dāng)接通交流 電源時，電極相對的棱線之間形成不均勻電場，介電電泳電極陣列中沿電極的長度方向產(chǎn) 生條形體介電電泳力范圍分布形式。
[0056] 當(dāng)交流電源輸入的頻率不同時，產(chǎn)生正介電電泳效應(yīng)或負(fù)介電電泳效應(yīng)。含塵氣 流沿垂直于電極軸線方向進入四邊形電極組區(qū)域，當(dāng)經(jīng)過交流電場覆蓋范圍時，其中的顆 粒物受到介電電泳力的作用向電場強度大的方向移動，聚集于電極棱邊處，當(dāng)介電電泳力 大于斯托克斯力時（顆粒物在低速流體中主要受力為粘滯阻力），顆粒得以捕獲在電極形 成的電場范圍內(nèi)。且當(dāng)顆粒濃度足夠大時，電極周圍的顆粒由于碰撞以及"鏈"效應(yīng)凝聚成 較大顆粒并沉降下來。這樣就可以分離出氣體或流體中的顆粒，并將它們收集起來。
[0057] 而乳化液中不同液體在電場的作用下表現(xiàn)出不同的電極化性質(zhì)，這一區(qū)別可以使 懸浮的液滴在不均勾電場中產(chǎn)生介電電泳效應(yīng)并被向同一方向，即向高電場強度的位置移 動。在移動的過程中，由于碰撞及局部高電場強度在兩兩小液滴之間的液體膜將被穿破，從 而合并成更大的液滴。隨著不斷的運動和液滴合并，乳化作用將被破壞而形成兩個不同液 體相并被分尚。
[0058] 盡管為說明目的公開了本實用新型的實施例和附圖，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以 理解：在不脫離本實用新型及所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可 能的，因此，本實用新型的范圍不局限于實施例和附圖所公開的內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1. 一種用于分離介質(zhì)內(nèi)顆粒和小液滴的介電電泳電極，其特征在于：所述介電電泳電 極為金屬型材，所述金屬型材的橫截面為帶有凸起的形狀，所述凸起構(gòu)成所述介電電泳電 極的棱線。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于分離介質(zhì)內(nèi)顆粒和小液滴的介電電泳電極，其特征 在于：所述介電電泳電極的外表面設(shè)置絕緣層。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于分離介質(zhì)內(nèi)顆粒和小液滴的介電電泳電極，其特征 在于：所述橫截面為帶有尖銳凸起的多邊形。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用于分離介質(zhì)內(nèi)顆粒和小液滴的介電電泳電 極，其特征在于：所述橫截面為三角形、四邊形、三角星形或四角星形。5. -種使用如權(quán)利要求1-4之一所述的介電電泳電極的用于分離介質(zhì)內(nèi)顆粒和小液 滴的介電電泳電極陣列，其特征在于：它包括多行平行設(shè)置的一組介電電泳電極，所述介 電電泳電極之間的中心距或間距均勻分布；相鄰行和/或相鄰列的介電電泳電極的棱線 相對設(shè)置，且棱線相對的兩個介電電泳電極分別連接交流電源的一個輸出端與另一個輸出 端；所述介電電泳電極垂直于介質(zhì)的流動方向，或與介質(zhì)的流動方向有銳角夾角。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于分離介質(zhì)內(nèi)顆粒和小液滴的介電電泳電極陣列，其 特征在于：所述介電電泳電極的橫截面為三角形或三角星形時，上一行的電極與下一行的 介電電泳電極的棱線相對。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于分離介質(zhì)內(nèi)顆粒和小液滴的介電電泳電極陣列，其 特征在于：以第n行~第n+3行的介電電泳電極為一個單元循環(huán)，第n行的介電電泳電極間 隔排列且獨角向上，第n+1行的介電電泳電極位置對應(yīng)于第n行的相鄰兩介電電泳電極之 間且獨角向下，第n+2行的電極位置對應(yīng)于第n+1行的介電電泳電極且獨角向上，第n+3行 的介電電泳電極位置對應(yīng)于第n+2行的相鄰兩介電電泳電極之間且獨角向下；同在第n行 的介電電泳電極連在交流電源的一個輸出端上，同在第n+1行的介電電泳電極連在交流電 源的另一個輸出端上。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于分離介質(zhì)內(nèi)顆粒和小液滴的介電電泳電極陣列，其 特征在于：當(dāng)所述介電電泳電極的橫截面為四邊形或四角星形時，同一行內(nèi)相鄰介電電泳 電極的棱線相對，同一列內(nèi)相鄰介電電泳電極的棱線相對。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于分離介質(zhì)內(nèi)顆粒和小液滴的介電電泳電極陣列，其 特征在于：第n行的第奇數(shù)個介電電泳電極和第n+1行的第偶數(shù)個介電電泳電極連在交流 電源的一個輸出端上，第n行的第偶數(shù)個介電電泳電極和第n+1行的第奇數(shù)個介電電泳電 極連在交流電源的另一個輸出端上。10. 根據(jù)權(quán)利要求5或6或7或8或9所述的一種用于分離介質(zhì)內(nèi)顆粒和小液滴的介 電電泳電極陣列，其特征在于：所述交流電源的一個輸出端與另一個輸出端之間的相位相 差 180。 。
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于分離介質(zhì)內(nèi)顆粒和小液滴的介電電泳電極及電極陣列，所述介電電泳電極包括金屬型材，金屬型材的橫截面為帶有凸起的形狀，凸起構(gòu)成所述介電電泳電極的棱線。所述介電電泳電極陣列，可將不同組的電極分別連接在交流電源的兩端，從而在較大尺度范圍形成介電電泳效應(yīng)，對于處于或經(jīng)過其電場覆蓋范圍的流體，選擇性的對其中含有的電中性顆粒進行分離或富集?？梢杂糜诃h(huán)境工程領(lǐng)域的快速沉降，氣體中懸浮雜質(zhì)的去除，石油、原油去乳化和提純等。
【IPC分類】B01D57/02
【公開號】CN204933257
【申請?zhí)枴緾N201520468752
【發(fā)明人】王冰, 劉偉濤
【申請人】王冰
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年7月1日