Результат интеллектуальной деятельности: 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 активатор воды, содержащий корпус в виде емкости с крышкой. В корпусе размещена активационная (анодная) камера - выемной сосуд, у которого на внешней поверхности с разных сторон выполнены отверстия и установлены разделяющие ионопроницаемые диафрагмы в виде мембран из целлофана или вискозной ткани типа «болонья» (патент РФ №2102334, C01F 1/461, А23К 1/00).

К недостаткам указанного устройства относятся его конструктивная и эксплуатационная сложность, а также низкая производительность за счет забивания пор диафрагмы солями.

Наиболее близким по технической сущности является электроактиватор воды содержащий диэлектрический корпус, катодную и анодную камеры, анод и катод, диафрагму (патент РФ №2307074, C02F 1/46, 2005, прототип).

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

Техническим результатом является повышение эксплуатационных характеристик электроактиватора воды и сохранение его производительности во время эксплуатации, за счет использования в качестве диафрагмы потока газовых пузырей.

Указанный технический результат достигается тем, что в электроактиваторе воды, содержащем диэлектрический корпус, катодную и анодную камеры, анод и катод, диафрагму, согласно изобретению на дне диэлектрического корпуса посередине между анодом и катодом установлена соединенная с компрессором трубка, в верхней части которой расположены отверстия на расстоянии друг от друга, определяемом по формуле L=2(R_П-R_O), где R_П - радиус пузырей при отрыве от трубки, м; R_O - радиус отверстий трубки, м, при этом в качестве диафрагмы использован поток пузырей воздуха исходящих из отверстий трубки со скоростью 5-20 м/с.

Новизна изобретения состоит в том, что для повышения эксплуатационных характеристик электроактиватора воды и сохранения его производительности в качестве диафрагмы используют поток газовых пузырей, который получают с помощью компрессора и подключенной к нему трубки с отверстиями, причем для образования плотного потока газовых пузырей используется соотношение конструктивных особенностей и технических параметров устройства, что позволяет исключить возможность забивания пор диафрагмы солями и выход ее из строя.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена конструкция электроактиватора воды - вид сбоку; на фиг. 2 представлено сечение А-А.

Электроактиватор воды имеет диэлектрический корпус 1, катодную 2 и анодную 3 камеры, разделенные диафрагмой, в качестве которой использован поток газовых пузырей 4, который создается путем прокачки воздуха компрессором 5 через подключенную к нему трубку 6 с отверстиями 7 в верхней ее части на расстоянии друг от друга не менее чем L=2(R_П-R_O), где R_П - радиус пузырей при отрыве от трубки, м; R_O - радиус отверстий трубки, м; для того чтобы избежать слияния газовых пузырей. Трубка 6 находится на дне диэлектрического корпуса 1, посередине между анодом 8 и катодом 9 подключенными к источнику питания 10 с помощью соединительных проводов 11 через клеммы 12. Электроактиватор воды имеет два входных патрубка 13 для подачи воды, а также патрубок для выхода католита 14 и патрубок для выхода анолита 15. Все патрубки снабжены запорно-регулирующей арматурой 16. Для создания плотного потока газовых пузырей скорость воздуха в отверстиях трубки определяется из соотношения где П_К - производительность компрессора м³/с, N - количество отверстий в трубке, шт., R_O - радиус отверстий трубки, м.

Электроактиватор воды работает следующим образом: через патрубки для подачи воды 13, полностью заполняется диэлектрический корпус 1 водой. После чего подача воды отключается с помощью запорно-регулирующей арматуры 16. Включается компрессор 5 и начинается процесс прокачки воздуха через трубку 6. Через отверстия 7 в трубке 6 начинает выходить воздух в виде потока газовых пузырей 4, которые разделяют катодную 2 и анодную 3 камеры. На анод 8 и катод 9 подают напряжение с источника питания 10, обеспечивающее протекание требуемого по величине тока. В катодной 2 и анодной 3 камерах электроактиватора заполненных водой и разделенных потоком газовых пузырей 4 происходит ее (воды) электродиализ. В связи с тем, что между анодом 8 и катодом 9 находится поток газовых пузырей 4, продукты электродиализа, образовавшиеся у анода 8 и катода 9, не смешиваются. В катодной камере 2 образуется католит, а в анодной камере 3 анолит, которые поступают потребителю через патрубки 14 и 15 соответственно.

Расстояние между отверстиями трубки обосновывается минимально возможным расстоянием между газовыми пузырями при их отрыве от трубки для того чтобы избежать их (газовых пузырей) слияния. Данное расстояние зависит от радиуса отверстий R_O и радиуса газовых пузырей во время отрыва от трубки R_П. Радиус R_П можно вычислить по формуле:

где R_П - радиус пузырей при отрыве от трубки, м;

R_O - радиус отверстий трубки, м;

σ - поверхностное натяжение воды (при 20°С σ=0,07118 Н/м);

g - ускорение свободного падения, м/с²;

р_Ж - плотность воды, кг/м³;

р_Г - плотность газа, кг/м³;

Увеличение расстояния между отверстиями трубками в 2 раза выше, чем L=2(R_П-R_O) приведет к созданию неравномерного потока газовых пузырей вдоль трубки между анодной и катодной камерами, что снизит производительность электроактиватора.

Скорость воздуха в отверстиях трубки влияет на время формирования пузырей в воде, а значит и на плотность их потока в воде. Параметр плотности потока газовых пузырей в данном случаи является аналогией пористости диафрагмы. Скорость воздуха в отверстиях трубки можно вычислить последующей формуле

где П_К - производительность компрессора м³/с,

N - количество отверстий в трубке, шт.,

R_O - радиус отверстий трубки, м.

В данной формуле в числителе представлен расход газа (производительность компрессора) через N отверстий, а в знаменатели площадь одного отверстия.

Скорость воздуха в отверстиях трубки в пределах от 5 до 20 м/с позволяет получить плотность потока газовых пузырей достаточную для того чтобы обеспечить разделение анолита и католита.

Использование в качестве диафрагмы потока газовых пузырей позволяет исключить снижение производительности электроактиватора за счет забивания пор диафрагмы, повысить его надежность.