УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ Российский патент 1997 года по МПК C02F1/46 

Изобретение относится к устройствам для обработки и обеззараживания жидких сред и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, например, в здравоохранении и сельском хозяйстве.

Известно переносное устройство для электрической обработки жидкости, включающее корпус, погруженный в емкость с жидкостью, анод, катод, разделенные диафрагмой с образованием внутренней изолированной и внешней камер, анод выполнен перфорированным и установлен над диафрагмой в замкнутой камере, катод размещен в открытой камере под диафрагмой и установлен с возможностью вертикального перемещения, причем рабочие поверхности электродов и диафрагма выполнены в виде усеченных конусов с углом 60-120^o. Недостатком данного устройства является низкая эффективность обработки жидкости и ограничения возможности его применения.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому по совокупности существенных отличительных признаков и принятым за прототип является устройство для электролитической обработки жидкости, содержащее цилиндрический корпус и размещенный внутри него полый цилиндрический электрод, наружная поверхность которого покрыта диэлектриком, подключенные к разноименным полюсам источника тока, патрубки ввода и вывода обрабатываемой жидкости, при этом внутренний электрод подключен к отрицательному полюсу источника тока, патрубок соединен с внутренней полостью электрода, а в боковой поверхности электрода выполнены конусообразные отверстия, большие основания которых обращены к корпусу, причем соосно отверстия установлены конические вставки, выполненные из термостойкого материала и установленные с возможностью перемещения. [3]
Однако известное устройство трудоемко и требует значительных энергозатрат на очистку при его эксплуатации полого катода, где постоянно происходит засорение зазоров между стенками конусообразных отверстий и коническими вставками, которые присутствует в известном устройстве в большом количестве.

Целью предлагаемого изобретения является снижение энерготрудозатрат и расширение его технологических возможностей.

Указанная цель достигается тем, что устройство, включающее сменный катод и сменный анод, патрубки ввода и вывода жидкости, содержит, по сравнению с прототипом, новые признаки: катодно-разрядную камеру, выполненную с переменным сечением и соединенную через сменный катод с устройством для подачи жидкости, выполненным в виде подвижной катодной втулки, жестко соединенной с воронкой, причем между поверхностью катодной втулки и внутренней поверхностью образован канал для прохождения газожидкостной смеси. Патрубки ввода химических растворов соединены с анодной камерой, а патрубок вывода очищенной жидкости расположен в верхней части катодно-разрядной камеры.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид устройства, на фиг. 2 разрез по А-А фиг. 1, на фиг. 3 разрез по Б-Б фиг. 1 и на фиг. 4 разрез по В-В фиг. 1.

Устройство содержит реактор 1, выполненный из диэлектрического материала, анодную камеру 2, каналы 3 для прохода газожидкостной смеси, которые образованы между наружной поверхностью устройства для подачи жидких сред и внутренней поверхностью реакторам 1; устройство для подачи жидких сред выполнено в виде подвижной катодной втулки 4 из диэлектрического материала, жестко соединенной с воронкой 5, имеющей в своей нижней части винтовую резьбу 14 по длине воронки 5; в верхней части реактора 1 расположена катодно-разрядная камера 6, выполненная с переменным сечением; верхняя часть подвижной катодной втулки 4 соединенной с воронкой 5, снабжена сменным катодом 7, имеющим внутреннюю резьбу 15, нижняя часть катодной втулки 4 расположена по центру цилиндрического перфорированного сменного анода 8, закрепленного в реакторе 1; патрубки 9 для подвода химических растворов; соединительные фланцы 10, уплотнители 11, токопровода 12, съемный экран 13, выходной патрубок 16.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемую жидкую среду подают через воронку 5 или одновременно через воронку 5 и одноного из патрубков 9 в устройство для подачи жидкости, где последняя перемещается под давлением через подвижную катодную втулку 4 или одновременно через патрубок 9 по каналу 3 в катодно-разрядную камеру 6. Одновременно через патрубки 9 или один из патрубков 9 подают химические растворы в анодную камеру 2. После заполнения равных объемов жидкой среды и химических растворов, подают напряжение на сменный катод 7 и сменный анод 8 через токопровода 12. При заданных величинах тока и напряжения в анодной камере 2 происходит электролиз мелкодиспергированных газовых смесей, которые, перемещаясь по каналам 3, поступают в катодно-разрядную камеру 6, в последней происходит смешение газожидкостной смеси и обрабатываемой жидкой среды. Под действием электрического поля вокруг перфорированного катода 7 формируется в катодно-разрядной камере 6 светящаяся газовая смесь, а при ее исчезновении посредством вращения воронки 5 осуществляется регулировка межэлектродного расстояния между сменным катодом 3 и сменным анодом 8 в катодно-разрядной камере 6. Кроме того, осуществляется и регулировка подачи химических растворов через патрубки 9. Яркость светящейся газовой смеси регулируют уменьшением межэлектродного расстояния посредством винтовой резьбы подвижной катодной втулки 4. Для предотвращения утечки электромагнитного излучения за пределы устройства используется съемный защитный экран 13. Обработанная жидкая среда выходит через патрубки 16.

Лабораторные исследования работы устройства электрохимической обработки жидких сред показали его стабильную работоспособность и простоту эксплуатации за счет выполнения катодно-разрядной камеры с переменным сечением, ее взаимосвязи с устройством для подачи жидких сред, расположения патрубков вывода и ввода жидкости и образования канала для прохождения газожидкостной смеси. Приготовленная активированная жидкость, находящаяся в открытом сосуде, остается стерильной длительное время, имеет иммуномоделирующую активность, поэтому может быть использована в медицине при терапии иммунодефицитов и аллергии. Устройство позволяет производить обработку жидких сред, содержащих белково-жировые загрязения и отделение воды от жировой и белковой фракции, что дает возможность использовать ее в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. По сравнению с прототипом, предлагаемое устройство малогабаритное и малоэнергоемкое (плотность тока 0,05 А/см²), простое в эксплуатации, а значит не требует больших трудозатрат и может быть использовано во многих областях народного хозяйства при обработке и обеззараживании одновременно нескольких видов жидких сред с различной степенью концентрирования.

Использование: обработка и обеззараживание жидких сред. Сущность изобретения: в верхней части реактора (1) установлена катодная камера (6), выполненная с переменным сечением. Устройство для подачи жидкости выполнено в виде подвижной втулки (4), жестко соединенной с воронкой (5). Сменный катод (7) и сменный анод (8). Патрубки ввода 9 и патрубок вывода (16). Нижняя часть катодной втулки (4) расположена по центру цилиндрического перфорированного сменного анода (8). Обрабатываемую жидкую среду подают через воронку (5) в устройство для подачи жидких сред, из которого жидкость перемещается в катодную камеру (6). Через патрубки (9) подают химрастворы в анодную камеру (2). На сменный катод (7) и сменный анод (8) подают напряжение. В анодной камере (2) происходит электролиз смесей, которые поступают в катодную камеру (6). Обработанная жидкая среда выходит через патрубок (16). 4 ил.

Устройство для электрохимической обработки жидкости, содержащее корпус с размещенными в нем соответственно в анодной и катодной камерах анодом и сменным перфорированным катодом, патрубки ввода и вывода жидкости, отличающееся тем, что, с целью снижения трудо- и энергозатр и расширения технологических возможностей, оно дополнительно снабжено камерой для подачи жидкости и патрубками ввода химических реагентов, камера для подачи жидкости коаксиально установлена в корпусе и выполнена с возможностью вертикального перемещения в виде жестко соединенных между собой втулки и воронки, при этом верхняя часть втулки и цилиндрическая часть воронки снабжены резьбой, анод выполнен перфорированным и размещен над патрубками ввода химических реагентов, а каод, снабженный резьбой, закреплен в верхней части втулки, катодная и анодная камеры соединены между собой каналом, образованным наружной поверхностью втулки и внутренней поверхностью корпуса, при этом катодная камера выполнена с переменным сечением и снабжена в верхней части патрубком ввода жидкости, а анодная камера соединена с патрубками ввода химических реагентов, корпус и камера для подачи жидкости выполнены из диэлектрического материала.