УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ВОДЫ Российский патент 2006 года по МПК C02F1/461 

Изобретение относится к электрохимической обработке воды, используемой для питьевых целей, в промышленности, медицине, микроэлектронике, лазерной технике и орошения сельскохозяйственных культур в системах капельного орошения с окислительно-восстановительными свойствами для обеспечения повышения биологической активности и оптимальных условий произрастания сельскохозяйственных культур с целью получения максимальной урожайности.

Известен электролизер для обработки воды, содержащий корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них перфорированными электродами, прижатыми к диафрагме, при этом поверхность электродов, обращенная к диафрагме, покрыта электроизоляционным материалом, а перфорация электродов выполнена соосно (SU, авторское свидетельство № 882944 А, М. Кл. С 02 F 1/46. Электролизер для обработки воды/ В.Л.Филипчук, И.Г.Лирис-йан, В.М.Рогов, Г.Н.Фельдштейн, М.Н.Гуревич и Ф.В.Косовцев. - Заявка № 2768972/23-26. Заявлено 21.05.79. Опубл. 23.11.81. Бюл. № 43).

К недостаткам известного устройства относятся низкая производительность, отсутствие возможности получения непрерывного потока активированной воды, а также отсутствие возможности регулирования количества воды с отрицательным и положительным потенциалами.

Известно также устройство для электрохимической обработки жидкости, содержащее диэлектрический корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них соответственно анодом и катодом, подключенным к источнику постоянного тока, при этом электродные камеры соединены переточным каналом, вход которого расположен в катодной камере у ее дна вблизи диафрагмы, а выход - в анодной камере у верхнего края электрода, причем в канале у его концов установлены сетчатые электроды, соединенные с дополнительным источником постоянного тока так, что сетчатый электрод у входа канала является катодом, а у выхода - анодом, и отрицательный полюс дополнительного источника тока соединен с положительным полюсом основного, а переточный канал выполнен в корпусе устройства (SU, авторское свидетельство № 1634643, А1, МПК⁵ С 02 Р 1/46. Устройство для электрохимической обработки жидкости / Ю.Г.Задорожный, В.М.Бахир, Л.Е.Спектор, B.C.Беликов, Н.М.Лысенко, А.А.Подколзин, Н.Н.Дмитриев, В.Н.Штефан и Ю.А.Грачев. - Заявка № 1151834/26. Заявлено 02.12.86. Опубл. 15.03.91. Бюл. № 10).

К недостаткам данного устройства относятся повышенные энергозатраты на обработку воды из-за того, что часть электроэнергии непроизводительно тратится на электролиз прослойки воды, находящейся между электродами, низкая производительность устройства, невозможность получения непрерывного потока активированной воды, отсутствие возможности регулирования расхода воды с отрицательным и положительным потенциалами.

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, A1, МПК⁴ С 02 F 1/46. Электролизер для обработки воды/ В.М.Рогов, В.А.Кирсанов, В.Н.Анопольский, В.А.Швороб, Н.С.Кирилюк и А.М.Сережина. - Заявка 4211825/23-26. Заявлено 18.03.87 Опубл. 30.03.89. Бюл.12).

К недостаткам этого устройства относятся сложность конструкции, отсутствие возможности регулирования расхода воды, протекающей через катодные и анодные камеры, и создания заданного отрицательного и положительного потенциала подаваемой воде на орошение, а также возможности смешивания католита и анолита в заданной пропорции, обеспечивающей оптимальные условия для роста и развития растений, а также использования для других целей.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится установка для электрохимической активации оросительной воды, преимущественно для систем капельного орошения, содержащая корпус, разделенный перегородками на анодные и катодные камеры с размещенными в них анодами и катодами и снабженные патрубками для раздельного отвода обработанной воды с отрицательным и положительным потенциалами, при этом катодные и анодные камеры разделены полупроницаемыми перегородками в виде гофр, выполненными в вертикальной плоскости с высотой, равной расстоянию между катодом и анодом, при этом катодные и анодные камеры размещены в диэлектрическом корпусе и снабжены общим водоподводящим трубопроводом, а патрубки для отвода воды для изменения величины расхода активированной воды (RU, патент № 2224722, МПК⁷ С 02 F 1/46. Установка для электрохимической активации оросительной воды, преимущественно для систем капельного орошения / Абезин В.Г., Карпунин В.В., Лагутин А.Н., Рогачев А.Ф., Солдаев А.М., Карпунин В.В. - Заявка 2003105525. Заявлено 25.02.2003. Опубл. 27.02.2004. - Бол. № 6).

К недостаткам данной установки относятся повышенные затраты электрической энергии и низкая эффективность электрохимической обработки из-за ламинарного потока обрабатываемой воды и недостаточного контакта частиц потока с электродами.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение эффективности электрохимической обработки воды и снижение потребления энергии на обработку.

Технический результат - повышение биологической активности воды и урожайности сельскохозяйственных культур.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для электрохимической активации воды, включающей снабженный патрубками для раздельного отвода обработанной воды с отрицательным и положительным потенциалами диэлектрический корпус, разделенный перегородками на анодные и катодные камеры с размещенными в них анодами и катодами, при этом разделенные сепараторами катодные и анодные камеры снабжены электрически соединенными вставками из профилированного листового металла, выполненными в виде оппозитно установленных гофр и образующими каналы, при этом аноды и катоды снабжены токопроводящими шинами, а каждый сепаратор выполнен из микропористой пластмассы. За счет установки вставок из профилированного листового металла, обеспечивающих турбулетное движение обрабатываемой жидкости, увеличивающих площадь взаимодействия электродов с обрабатываемой водой, а так же использования разделяющих прокладок из микропористой пластмассы достигается указанный выше технический результат.

На фиг.1 изображен продольно-вертикальный разрез установки для электрохимической активации воды.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, гидравлическое соединение анодных и катодных камер с помощью вентилей с системами потребления активированной воды.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1, подключение электродов к шинам.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Установка для электрохимической активации воды, используемой для питьевых целей, в промышленности, медицине, микроэлектронике, лазерной технике и орошения сельскохозяйственных культур в системах капельного орошения с окислительно-восстановительными свойствами для обеспечения повышения биологической активности и оптимальных условий произрастания сельскохозяйственных культур с целью получения максимальной урожайности состоит из корпуса 1, выполненного из диэлектрического материала, в крышке которого смонтирован водоподводящий трубопровод 2, обеспечивающий подачу воды в катодные 3 и анодные 4 камеры. В каждой камере 3 (4) установлено по два перфорированных катода 5 и анода 6. Катодные 3 и анодные 4 камеры разделены между собой прокладками (сепараторами) 7 из микропористой пластмассы. В нижней части корпуса 1 выполнены патрубки 8 для отвода воды с отрицательным потенциалом (католит) и патрубки 9 для отвода воды с положительным потенциалом (анолит).

Трубопроводы 10, 11 предназначены для отвода католита и анолита через регулировочные вентили 12, 13 соответствующим потребителям активированной воды.

Электроды 6 положительного потенциала соединены с шиной 14 положительного потенциала, а электроды 5 соединены с шиной 15 отрицательного потенциала. В анодных камерах 4 установлены вставки 16 из профилированного листового металла, а в катодных камерах 3 - вставки 17 из профилированного листового металла.

Вставки 16 и 17 соединены с анодами 6 и катодами 5 и несут соответствующий потенциал камеры, в которой они установлены.

Многопоточная установка для электрохимической активации воды работает следующим образом.

В системе водоснабжения или капельного орошения после очистки от посторонних примесей поток под рабочим давлением, которое должно быть больше в два раза необходимого давления в выходных трубопроводах 10, 11, направляется по водоподводящему трубопроводу 2 в корпус установки. Обрабатываемая вода поступает в катодные 3 и анодные 4 камеры. Одновременно с подачей воды на электроды подается потенциал напряжением 12...24 В.

При этом поток воды, проходя по каналам между вставками 16, 17 из профилированного листового металла, приобретает свойства турбулентного движения, что увеличивает возможность контакта всех частиц потока с отрицательно и положительно заряженными электродами 5, 6, что соответственно повышает эффективность электрохимической обработки воды и снижение потребления энергии на обработку от воздействия отрицательного потенциала, в катодной камере 3 получают католит с рН 10,0...12,0 и ОВП в пределах 850...1100 мВ, а в анодной камере - анолит с рН 3,0...5,0 и окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) равным +560...+1100 мВ. При этом удельные затраты количества электричества составляют не более 400 кулон на литр (Кл/л). Обработанная вода в виде анолита и католита поступает через вентили 12, 13 потребителям. При этом расход воды может регулироваться, что вызывает изменение рН и ОВП.

Приведенными испытаниями установлено, что обработка семян сельскохозяйственных культур анолитом обеспечивает уничтожение большинства болезнетворных микробов и вредителей, а обработка семян католитом увеличивает их всхожесть и энергию прорастания.

Капельное орошение посевов арбузов сорта "Холодок" позволило получить продукцию на 12 дней раньше, а урожайность повысилась на 30%.

Изобретение относится к электрохимической обработке воды, используемой для питьевых целей, в промышленности, медицине, микроэлектронике, лазерной технике и для орошения сельскохозяйственных культур в системах капельного орошения. Установка содержит снабженный патрубками для раздельного отвода обработанной воды с отрицательным и положительным потенциалом диэлектрический корпус, разделенный перегородками на анодные и катодные камеры с размещенными в них анодами и катодами. Разделенные сепараторами катодные и анодные камеры снабжены электрически соединенными вставками из профилированного листового металла, выполненными в виде оппозитно установленных гофр и образующими каналы. При этом аноды и катоды снабжены токопроводящими шинами, а каждый сепаратор выполнен из микропористой пластмассы. Технический эффект - повышение биологической активности воды и урожайности сельскохозяйственных культур. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Установка для электрохимической активации воды, содержащая снабженный патрубками для раздельного отвода обработанной воды с отрицательным и положительным потенциалами корпус, разделенный перегородками на анодные и катодные камеры с размещенными в них анодами и катодами, отличающаяся тем, что разделенные сепараторами катодные и анодные камеры снабжены электрически соединенными вставками из профилированного листового металла, выполненными в виде оппозитно установленных гофр и образующими каналы, при этом аноды и катоды снабжены токопроводящими шинами.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что каждый сепаратор выполнен из микропористой пластмассы.