Результат интеллектуальной деятельности: Электроактиватор воды

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрохимии, и может быть использовано в промышленности и сельском хозяйстве.

Известен бытовой активатор воды, содержащий диэлектрический корпус, катодную и анодную камеры, анод и катод, диафрагму в виде прижатого к перфорированной стенке анодной камеры пакета из двух последовательно установленных перфорированных пластин (патент РФ №2226508, C02F 1/461, 2000 г.).

К недостаткам этого устройства относятся периодичность действия, низкая производительность, неудобный раздельный слив анолита и католита, низкая концентрация растворов.

Наиболее близким по технической сущности является электроактиватор воды, содержащий корпус, катодную и анодную камеры с электродами, ионопроницаемую диафрагму, патрубки с запорными элементами для подачи воды и сброса католита и анолита, установленные по бокам цилиндрического корпуса, клеммы, источник постоянного тока, блок управления, поплавок для определения уровня жидкости (патент РФ №2307074, C02F 1/46, 2005, прототип).

К недостаткам прототипа относятся конструктивная сложность, низкая безопасность при работе с устройством, недостаточная концентрация растворов.

Техническим результатом, является повышение концентрации растворов католита и анолита, получаемых в процессе работы прибора, автоматизация контроля за уровнем воды в электродных камерах.

Указанный технический результат достигается тем, что, в электроактиваторе воды, содержащем корпус, катодную и анодную камеры с электродами, ионопроницаемую диафрагму, патрубки с запорными элементами для подачи воды и сброса католита и анолита, установленные по бокам цилиндрического корпуса, клеммы, источник постоянного тока, блок управления, поплавковый датчик уровня воды, согласно изобретению имеет электромагнитные реле, при этом части электродов, расположенные в воде, выполнены трубчатыми и перфорированными, патрубки для сброса католита и анолита установлены напротив середины вертикальной оси частей электродов, находящихся в воде и снабжены насосами для периодического забора получаемых растворов, источник постоянного тока соединен с электродами через блок управления, представляющий собой микроконтроллер, который сообщен через электромагнитные реле с насосами для периодического забора получаемых растворов и с запорными элементами, выполненными в виде соленоидных клапанов, расположенными в патрубках для подачи воды и слива католита и анолита, также микроконтроллер соединен с поплавком датчиком уровня воды.

Новизна изобретения состоит в том, что для достижения технического результата используют полые перфорированные электроды, что позволяет забирать раствор из зоны его повышенной концентрации, а также обеспечить безопасность работы в процессе получения растворов, за счет контроля за уровнем воды в электродных камерах.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид электроактиватора, на фиг. 2 - изображение полей концентрации ионов хлора, полученное в ходе моделирования физико-химических процессов, протекающих в электроактиваторе, в программе Comsol.

Электроактиватор имеет диэлектрический корпус 1, анодную и катодную камеры 2 и 3, разделенные ионопроницаемой мембраной 4, в которых находятся трубчатые анод и катод соответственно 5 и 6 с перфорационными отверстиями 7, подключенные к источнику постоянного тока 8 с помощью соединительных проводов 9 и клемм 10. Поплавковый датчик уровня воды 11 подсоединен к микроконтроллеру 12, сообщенный с соленоидными клапанами 13 и 14, установленными в патрубках 17 и 18 для слива анолита и католита, расположенных напротив середины вертикальной оси частей электродов расположенных в воде соответственно, а также с насосами 19 для периодического забора полученных растворов из приэлектродных пространств 20 в сосуды 21, через электромагнитные реле 22 и 23.

Электроактиватор воды работает следующим образом: после подключения микроконтроллера 12 к источнику постоянного тока 8, срабатывают электромагнитное реле 23 открываются соленоидные клапаны 13, установленные в патрубках 15 и 16 для подачи воды и производится заполнение анодной 2 и катодной 3 камер водой. Подача воды в электроактиватор происходит до тех пор, пока поплавковый датчик уровня воды 11 не подаст сигнал о заполнении на микроконтроллер 12. Далее микроконтроллером 12 закрываются соленоидные клапаны 13, установленные в патрубках 15 и 16 для подачи воды, и дается команда на запуск процесса электролиза. Для этого на электроды 5 и 6 электроактиватора подается питание от источника постоянного тока 8 через соединительные провода 9 и клеммы 10. В процессе электролиза наиболее сильные растворы анолита и католита, находящиеся в приэлектродных пространствах 20 обоих электродов 5 и 6, периодически засасываются насосами 19 через перфорационные отверстия 7 посредством периодического открытия микроконтроллером 12 через электромагнитные реле 22 соленоидных клапанов 14, установленных в патрубках 17 и 18 и включения насосов 19 в емкости для сбора анолита и католита.

Таким образом, эффективность установки подтверждается тем, что в результате ее работы повышается концентрация растворов, получаемых на выходе прибора.

Концентрация растворов, полученных в процессе электроактивации - один из важнейших показателей их качества, определяющий дезинфицирующие свойства анолита и биостимулирующие свойства католита. Выполнение электродов трубчатыми и перфорированными позволяет забирать раствор из зоны его повышенной концентрации. Использование микроконтроллера позволяет автоматизировать контроль за уровнем воды в электродных камерах и забор раствора из установки, что повышает удобство ее эксплуатации, так как исключает ручное управление. Размещение патрубков для слива анолита и католита у середины вертикальной оси электродов позволяет более равномерно забирать раствор из приэлектродных пространств. Проводимое на кафедре электрических машин и электропривода (КубГАУ) моделирование физико-химических процессов, протекающих в электроактиваторе, в программе Comsol доказало эффективность предлагаемой установки. На фиг. 2 видно, что концентрация ионов хлора (моль/м³) выше в приэлектродном пространстве.