УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ Российский патент 2009 года по МПК C02F1/461 

1. Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области электрохимической обработки водных систем для получения растворов с заданными параметрами.

Получаемые растворы могут применяться в сельском хозяйстве для обработки семян, полива растений, борьбы с вредителями, повышения привеса животных и их лечения, в быту для обеззараживания воды, дезинфекции помещений, белья, мебели, в медицине для получения лечебных, дезинфицирующих, стерилизующих и моющих растворов.

2. Уровень техники

Известно переносное устройство для электрохимической обработки жидкости, содержащее емкость с обрабатываемой водой и крышку, выполненную в виде цилиндрического приспособления, погруженного в емкость с жидкостью, анод, катод, разделенные диафрагмой с образованием внутренней, изолированной и внешней камер, анод выполнен перфорированным и расположен в нижней части внутренней изолированной камеры над диафрагмой, рабочие поверхности электродов и диафрагма выполнены в виде усеченных конусов с углом 60-120°, при этом катод установлен с возможностью перемещения по высоте, а анод может быть выполнен из стержня в виде кольца или спирали (А.с. СССР №16118881, кл. С02F 1/46, 1990).

Недостатком данного устройства являются сложность конструкции, монтажа и демонтажа при регенерации или замене диафрагмы.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемому техническому решению, принятому в качестве прототипа, является переносное устройство, включающее цилиндрическую емкость с крышкой, приспособление для крепления диафрагмы с установленной в нем конусообразной диафрагмой, выполненной в виде двух вставленных один в другой конусообразных стаканов из диэлектрического материала с перфорированными боковыми поверхностями по высоте, равных высоте емкости, на дне емкости выполнено гнездо, в котором с помощью прокладок закреплен внешний стакан, диафрагма размещена на внутренней поверхности внешнего стакана и прижата к ней внутренним стаканом, электроды выполнены цилиндрическими коаксиальными и закреплены на крышке, при этом при закрытой крышке один из электродов размещен в стакане, а другой вне его, крышка выполнена с полостью, в которой размещен источник питания, перфорация стаканов составляет 45-55% от их боковых поверхностей и выполнена соосно, на крышке в местах соприкосновения со стенками емкости установлены контактные механизмы, снабженные пружиной и выключателем источника электропитания (RU №2040479, М. кл.⁷: С02F 1/46, 1992).

Недостатками прототипа являются опасность поражения электрическим током при эксплуатации из-за проникновения паров жидкости в крышку, где размещен источник питания, очень быстрый выход из строя диафрагмы в процессе эксплуатации, невозможность непосредственно контролировать процесс электролиза и сложность конструкции.

Задачей изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции, увеличение срока службы диафрагмы, а также повышение безопасности при эксплуатации.

3. Раскрытие изобретения

Поставленная задача обеспечивается тем, что переносное устройство для электрохимической обработки жидкости, содержащее цилиндрическую емкость с крышкой, приспособление для крепления диафрагмы, выполненное в виде двух вставленных один в другой, обжимающих диафрагму, конусообразных стаканов из диэлектрического материала с перфорированными боковыми поверхностями с высотой, меньшей высоты емкости на 5-15 мм, площадь перфорации стаканов составляет 15-40% от площади их боковых поверхностей, перфорация стаканов выполнена в виде трех рядов прямоугольных или круглых отверстий с шириной или диаметром 1-3 мм соответственно, расположенных равномерно по всей поверхности стаканов и выполненных соосно, внешний стакан имеет пазы, внутренний стакан - выступы, которые совпадают при сборке с пазами, емкость выполнена из прозрачного материала, к одной из боковых поверхностей которой крепится магнит, на дне емкости выполнен кольцеобразный выступ, в который ставится внешний стакан, отрицательный электрод выполнен из двух плоских пластин, между которыми расположен положительный электрод, выполненный из графита в виде стержня круглого сечения и расположенный по оси стакана, электроды закреплены на крышке, к которой крепится диэлектрическая пластина, на пластине установлен источник питания с микросхемой, реагирующей на изменение магнитного поля и обеспечивающей бесконтактное управление подачей питающего напряжения.

4. Краткое описание чертежей

На прилагаемом чертеже представлено устройство в разрезе.

Устройство содержит съемную крышку 1, источник электропитания 2, датчик магнитного поля 3, приспособление для крепления диафрагмы и корпус 6. К съемной крышке 1 крепится диэлектрическая пластина 4, а магнит 5 крепится к корпусу 6, выполненному из прозрачного диэлектрического кислото-щелочеустойчивого материала. На диэлектрической пластине 4 закреплены анод 7, размещенный по вертикальной оси конической емкости, и два плоских катода 9. Приспособление для крепления диафрагмы состоит из внутреннего стакана 12 с выступами 8 и внешнего стакана 10, между которыми зажата пористая диафрагма 11 из целлофана или бумаги. Стаканы выполнены из диэлектрического кислото-щелочеустойчивого материала с перфорированными боковыми поверхностями с высотой, меньшей высоты емкости на 5-15 мм, стаканы перфорированы по всей поверхности, причем перфорация выполнена соосно и представляет из себя три ряда прямоугольных отверстий. Приспособление для крепления диафрагмы установлено на кольцевом выступе 13 корпуса 6. Светодиод 14 регистрирует наличие напряжения в устройстве.

Площадь перфорации стаканов составляет 15-40% от площади их боковых поверхностей (при меньших значениях перфорация быстро забивается отложениями солей, при больших - уменьшается эффект обработки жидкости).

Перфорация стаканов выполнена в виде трех рядов прямоугольных или круглых отверстий с шириной или диаметром 1-3 мм соответственно, расположенных равномерно по всей поверхности стаканов и выполненных соосно (диапазон размеров перфорации выбран из условия оптимального пропуска ионов).

Внешний стакан имеет пазы, а внутренний стакан - выступы, которые совпадают при сборке с пазами.

Емкость выполнена из прозрачного материала.

К одной из боковых поверхностей крепится магнит.

К съемной крышке крепится диэлектрическая пластина, на которой установлены источник питания с микросхемой, реагирующей на изменение магнитного поля и обеспечивающей бесконтактное управление подачей питающего напряжения.

Катод устройства выполнен в виде двух плоских пластин из нержавеющей стали, расположенных у противоположенных стенок емкости и жестко закрепленных на диэлектрической пластине, размер которой равен внутреннему размеру съемной крышки. Анод выполнен в виде круглого или квадратного стержня из графита, расположен в центре емкости и жестко закреплен в центре диэлектрической пластины. Плюс и минус источника питания соединены соответственно с анодом и двумя катодами. В устройстве установлено приспособление для отключения источника питания от электрической сети при поднятии крышки. Приспособление состоит из закрепленного на внутренней стороне прозрачной емкости магнита и датчика магнитного поля, установленного на диэлектрической пластине. В качестве датчика магнитного поля может быть использован геркон, микросхема или иное устройство, реагирующее на изменение магнитного поля.

5. Осуществление изобретения

Устройство работает следующим образом. Собирается приспособление для крепления пористой диафрагмы и внешний конусообразный стакан 10 устанавливается в кольцевой выступ 13 прозрачной емкости 6. Внутренний стакан 12 заполняется водой или водным раствором, после чего емкость 6 также заполняется водой или водным раствором. Съемная крышка 1 надевается на емкость 6, при этом анод 7 оказывается опущен во внутренний стакан 12, а катоды 9 - в емкость 6. Крышка 1 полностью закрывает емкость 6 и прикосновение к электродам становится невозможным. Магнит 5 располагается напротив датчика 3, на источник питания 2 подается питающее напряжение и загорается светодиод 14, который показывает, что на устройство подано напряжение. Диэлектрическая пластина 4, закрепленная на крышке 1, герметизирована, магнит 5 и датчик 3 обеспечивают бесконтактное управление подачей питающего напряжения на источник питания 2. В процессе электролиза пары жидкости не могут проникнуть во внутреннюю полость крышки 1, где расположен источник питания, что исключает возможность короткого замыкания и подачи напряжения на электроды после снятия крышки 1 с емкости 6. В процессе электролиза во внутреннем стакане 12 образуется анолит, а в емкости 6 - католит. В зависимости от времени работы устройства и концентрации электролита в исходном растворе получают анолит и католит нужной концентрации и свойств. После поднятия крышки 1 датчик 3 отключает источник питания 2 и светодиод 14 гаснет. Из емкости 6 вынимается приспособление для крепления диафрагмы и полученные анолит и католит переливаются в емкости для дальнейшего использования.

Новые свойства заявленного предложения, определяющие его изобретательский уровень, являются результатом армирования диафрагмы 11 внешним 10 и внутренним 12 стаканами, выполненными в виде конусов, между которыми без зазора зажата коническая диафрагма, что позволяет выполнять диафрагму из дешевого материала (например, из бумаги, хорошо пропускающей электроны, будучи промоченной) и существенно повышает надежность устройства. При этом кислая вода забирается из внутренней полости конусообразного стакана 12, а щелочная - из емкости 6.

Дополнительные технические результаты заявленного предложения заключаются в упрощении конструкции, увеличении срока службы диафрагмы, возможности легкой замены диафрагмы и электродов, а также в повышении безопасности при эксплуатации устройства.

Изобретение относится к области электрохимической обработки воды для получения лечебных, дезинфицирующих, стерилизующих и моющих растворов. Переносное устройство для электрохимической обработки жидкости содержит цилиндрическую емкость с крышкой, приспособление для крепления диафрагмы, выполненное в виде двух вставленных один в другой, обжимающих диафрагму конусообразных стаканов из диэлектрического материала с перфорированными боковыми поверхностями с высотой, меньшей высоты емкости на 5-15 мм, площадь перфорации стаканов составляет 15-40% от площади их боковых поверхностей, перфорация стаканов выполнена в виде трех рядов прямоугольных или круглых отверстий с шириной или диаметром 1-3 мм соответственно, расположенных равномерно по всей поверхности стаканов и выполненных соосно, внешний стакан имеет пазы, внутренний - выступы, которые совпадают при сборке с пазами, емкость выполнена из прозрачного материала, к одной из боковых поверхностей которой крепится магнит, на дне емкости выполнен кольцеобразный выступ, в который ставится внешний стакан, отрицательный электрод выполнен из двух плоских пластин, между которыми расположен положительный электрод, выполненный из графита в виде стержня круглого сечения и расположенный по оси стакана, электроды закреплены на крышке, к которой крепится диэлектрическая пластина, на которой установлен источник питания с микросхемой. Технический эффект - повышение надежности и упрощение конструкции. 1 ил.

Переносное устройство для электрохимической обработки жидкости, содержащее цилиндрическую емкость с крышкой, приспособление для крепления диафрагмы, выполненное в виде двух вставленных один в другой, обжимающих диафрагму конусообразных стаканов из диэлектрического материала с перфорированными боковыми поверхностями с высотой, меньшей высоты емкости на 5-15 мм, площадь перфорации стаканов составляет 15-40% от площади их боковых поверхностей, перфорация стаканов выполнена в виде трех рядов прямоугольных или круглых отверстий с шириной или диаметром 1-3 мм соответственно, расположенных равномерно по всей поверхности стаканов и выполненных соосно, внешний стакан имеет пазы, внутренний стакан - выступы, которые совпадают при сборке с пазами, емкость выполнена из прозрачного материала, к одной из боковых поверхностей которой крепится магнит, на дне емкости выполнен кольцеобразный выступ, в который ставится внешний стакан, отрицательный электрод выполнен из двух плоских пластин, между которыми расположен положительный электрод, выполненный из графита в виде стержня круглого сечения и расположенный по оси стакана, электроды закреплены на крышке, к которой крепится диэлектрическая пластина, на пластине установлен источник питания с микросхемой, реагирующей на изменение магнитного поля и обеспечивающей бесконтактное управление подачей питающего напряжения.