Результат интеллектуальной деятельности: Проточный электроактиватор воды

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрохимии, и может быть использовано в сельском хозяйстве, медицине, пищевой промышленности и других областях народного хозяйства при получении экологически чистых растворов.

Известен электролизер для обработки воды, включающий корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них анодом и катодом, при этом на поверхности электродов со стороны межэлектродного пространства установлены вертикальные ребра, прижимающие диафрагму к поверхности противоположного электрода, причем на аноде и катоде ребра установлены в чередующемся порядке и выполнены из токопроводящего материала (SU, авторское свидетельство 1468867).

К недостаткам этого устройства относятся сложность конструкции, отсутствие возможности регулирования расхода воды, протекающей через катодные и анодные камеры, и создания заданного потенциала и жизненной силы подаваемой воде на орошение.

Известно устройство для активации воды, заключающееся в том, что для получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора используют устройство, содержащее диафрагменный электрохимический реактор, электрохимические ячейки, анодную и катодную камеры, разделенный мелкопористой диафрагмой (патент РФ №2329197, C02F 1/46, A61L 2/18, 2006).

Недостатками известного решения являются неэффективное использование материалов, составляющих реактор, и получение требуемых значений pH и ОВП за счет использования дополнительных химических веществ.

Наиболее близкой по технической сущности является установка для электролиза водно-солевых растворов, содержащая диэлектрический корпус, катодную и анодную камеры, разделенные мелкопористой диафрагмой, анод и катод, при этом внутри анодной и катодной камер для возможности получения турбулентного потока на внутренней горизонтальной поверхности установлены графитовые пластины под углом не более 60° относительно оси движения водного потока и имеющие высоту, удовлетворяющую условию Н0/Н1<150 мм, где Н0 - высота камеры, а Н1 - высота графитовых пластин (Патент РФ №2475456, C02F 1/461, 2006, прототип).

Недостатком устройства является его низкая производительность за счет быстрого забивания пор диафрагмы солями.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого изобретения, является повышение эксплуатационных характеристик проточного электроактиватора и сохранение его производительности во время эксплуатации, за счет увеличения времени заполнения катодной камеры солями и уменьшения интенсивности вытеснения выделяемым газом раствора из камер.

Указанный технический результат достигается тем, что в проточном электроактиваторе воды, содержащем диэлектрический корпус, катодную и анодную камеры, разделенные полунепроницаемой диафрагмой из брезента, анод и катод, согласно изобретению катодная и анодная камеры выполнены в виде прямоугольных призм из сплошного эластичного диэлектрического материала, внутри которого выполнены внутренние каналы, образующие при состыковке призм единый зигзагообразный канал, причем диафрагма установлена между призмами в поперечном сечении по диагонали, при этом для обеспечения увеличения поперечного сечения катодной камеры и уменьшения поперечного сечения анодной камеры по направлению движения воды верхняя часть диафрагмы установлена рядом с верхней частью анода, а нижняя часть диафрагмы установлена у нижней части основания катода.

Новизна изобретения состоит в том, что для повышения эксплуатационных характеристик проточного электроактиватора и сохранения его производительности без изменения объема обеих камер увеличивают поперечное сечение катодной и уменьшают поперечное сечение анодной камеры по направлению движения воды, что позволяет увеличить время заполнения катодной камеры солями и уменьшить интенсивность вытеснения выделяемым газом раствора из камер.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид проточного электроактиватора воды, на фиг. 2 - проточный электроактиватор, вид А, на фиг. 3 - проточный электроактиватор, сечение 1-1, и на фиг. 4 - проточный электроактиватор, сечение 2-2.

Проточный электроактиватор воды имеет диэлектрический корпус 1, анодную 2 и катодную 3 камеры, разделенные полунепроницаемой диафрагмой 4 из брезента, анод 5 и катод 6. Анодная 2 и катодная 3 камеры выполнены в виде прямоугольных призм из сплошного эластичного диэлектрического материала, внутри которого выполнены внутренние каналы, образующие при состыковке призм единый зигзагообразный канал 7. Между призмами в поперечном сечении по диагонали установлена диафрагма 4. Для обеспечения увеличения поперечного сечения катодной камеры 3 и уменьшения поперечного сечения анодной камеры 2 по направлению движения воды верхняя часть диафрагмы 4 установлена рядом с верхней частью анода 5, а нижняя часть диафрагмы 4 установлена у нижней части основания катода 6. Анод 5 и катод 6 подключены к источнику питания 8 с помощью соединительных проводов 9 через клеммы 10. Проточный электроактиватор имеет два входных патрубка 12, а также два выходных патрубка 11 для анодной 2 и катодной 3 камер.

Проточный электроактиватор воды работает следующим образом: через входные патрубки 12 поступает вода, заполняя по зигзагообразному каналу 7 анодную 2 и катодную 3 камеры. На анод 5 и катод 6 подают напряжение с источника питания 8, обеспечивающее протекание требуемого по величине тока. В анодной 2 и катодной 3 камерах проточного электроактиватора, заполненных водой, происходит ее (воды) электродиализ. По ходу движения воды в катодной камере 3 ее сечение увеличивается, за счет чего увеличивается время заполнения катодной камеры 3 солями и уменьшается интенсивность вытеснения выделяемым газом раствора из анодной 2 и катодной 3 камер. В связи с тем что между анодом 5 и катодом 6 находится полупроницаемая диафрагма 4, продукты электродиализа, образовавшиеся у анода 5 и катода 6, не смешиваются. В анодной камере 2 образуется анолит, а в катодной камере 3 - католит, которые поступают потребителю через выходные патрубки 11 для анодной 2 и катодной 3 камер.

Исследования, проведенные в Кубанском государственном аграрном университете на кафедре электрических машин и электропривода, показали, что время работы заявленного устройства по сравнению с прототипом увеличилось на 15-20 часов, с сохранением той же самой производительности. Это обусловлено увеличением времени заполнения катодной камеры солями и уменьшением интенсивности вытеснения, выделяемым газом раствора из камер, за счет увеличения поперечного сечения катодной камеры и уменьшения поперечного сечения анодной камеры по направлению движения воды.