Устройство токоподвода Советский патент 1992 года по МПК C25B9/02 C02F1/46 

Ј

Изобретение относится к очистным сооружениям, а именно к устройствам токопод- вода в аппаратах для электрохимической очистки сточных вод. Цель изобретения - увеличение надежности работы. Устройство токоподвода выполнено в виде медной подвески в форме прямоугольного короба с боковыми ограничивающими полосами, при этом по своим размерам и геометрии подвеска соответствует стандартному графитовому аноду, который вставляется свободно внутрь короба. Подвеска выполнена цельной с заушинами-крюками, симметрично расположенными по обеим сторонам подвески на плечах разной длины, соответствующей высоты расположения под зеркалом воды токоподводящих шин и изоляторов из деревянного бруса на стенках аппарата электрохимической очистки сточных вод. 2 ил..

Изобретение предназначено для использования в аппаратах для осуществления способа электрохимической очистки воды и сточных вод.

Известны аппараты, включающие токо- подводящую шину, закрепленную вдоль продольной стенки внутри камеры ниже зеркала воды с прикрепленными к шине вертикальными электродами или с использованием в аппаратах электрофлотации то- коподводов посредством крюков.

Однако все известные устройства токо- подвода в этих аппаратах очень ненадежны в эксплуатации, так как подвержены коррозионному разрушению в узлах крепления электродов посредством припоя электрода или припаянных крюков навешивания токо- подводов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, использованное в электрофлотационном аппарате для очистки сточных вод.

Токоподводящее устройство этого аппарата содержит графитовый электрод, который с помощью электрического провода, припаянного к медной пластине, соединен стокоподводящей шиной, расположенной снаружи флотационной камеры, при этом токоподвод осуществляется проводом 6ПГВ 10мм2 на 50А, медная пластина устанавливается с двух сторон к электроду и снимается при помощи болтов и гайки, электроды укладываются на брус. Токоподводящие провода от каждого электрода собираются в жгут и подводятся к токоподводящим шинам, находящимся снаружи флотационной камеры, которые крепятся на швеллерах к изоляторам.

4 К 00 W

о а

Токоподводящее устройство этого аппарата имеет следующие недостатки.

Происходит электрокоррозия на стыке перехода электроэнергии с кабеля на токо- подводящую медную пластину в месте их спая, а также на болтах и гайках крепления пластины к электродам, что.приводит к частым обрывам спая и, как следствие этого, частым выходам из строя самого аппарата. Любые методы повышения надежности это- го узла (покрытие нитролаком, битумом, электроизоляция втулки кабеля и др.) не дают достаточного положительного эффекта. Разрушение электропайки (их 126 штук) приводит к частым отказам в работе всей системы очистки сточных вод. Для ремонта электропайки необходимо осуществлять аварийный слив содержимого электрофлотатора, его очистку, демонтаж и ремонт крепления токоподводящего узла, вывод технологического процесса сточных вод на режим. Все это существенно удорожает стоимость самого аппарата и всего технологического процесса очистки.

В связи с тем, что в работе токоподво- дящего устройства электрофлотатора энергия от источника постоянного тока к графитовым электродам подается по гибкому кабелю, проходящему через взрывоопасную зону класса B-IA над границей раздела пена - вода), токоподводящее устройство и в целом весь аппарат нельзя считать полностью взрывобезопасным, даже с учетом созданной для этой цель дополнительной системы подачи воздуха под границу разде- ла пена - вода.

Целью изобретения является увеличение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве токоподвода, включающем корпус, изоляторы, токоподводящие шины, соединенные медными проводниками с графитовыми электродами, медные проводники выполнены в виде подвески в форме прямоугольного короба, боковые стороны которых снабжены заушинами-крюками и выполнены разной длины.

Для использования предлагаемой конструкции подвески внутри аппарата электрохимической очистки сточных вод под зеркалом воды на его стенках расположены симметрично по обеим сторонам на изоляторах из деревянного бруса токоподводящие шины: с одной стороны со знаком плюс, с другой стороны со знаком минус.

Уровнем ниже под шинами на стенках аппарата также с двух сторон дополнительно расположены изоляторы из деревянного бруса, предназначенные для подвешивания подвески на крюках.

Каждая подвеска имеет по два симметрично расположенных плеча разной длины, соответствующей высоте расположения двух токоподводящих шин и изоляторов, размещенных под зеркалом воды на противоположных сторонах корпуса аппарата.

Таким образом высота одной стороны короба с заушиной-крюком равна высоте крепления шины, а вторая сторона короба с заушиной-крюком равна высоте крепления изолятора.

Такая конструкция подвески позволяет поочередно каждую подвеску подвесить под собственной тяжестью, без всякого дополнительного крепления за заушину-крюк длинного плеча к шине со знаком плюс с одной стороны аппарата, а с другой - за заушину-крюк короткого плеча подвесить ее на изолятор из деревянного бруса, расположенный ниже уровня шины со знаком минус (во избежание коротких замыканий в сети). Следующая за ней подвеска подвешивается с разворотом на 180° за заушину длинного плеча на шину со знаком минус, а за заушину короткого плеча на изолятор из деревянного бруса, находящийся ниже уровня шины со знаком плюс на другой стороне электрофлотатора. И так поочередно, одна за другой, под тяжестью собственного веса подвешиваются подвески со свободно вложенными внутрь коробов графитовыми анодами (для их фиксации у короба сделаны боковые ограничивающие полосы). При этом подвески универсальны лишь только каждая последующая поворачивается на 180° относительно вертикальной оси.

Предлагаемая конструкция медной подвески позволяет подключить каждую подвеску к одной токоподводящей шине, при этом в аппарате, залитом водой, являющейся, как известно, электролитом, создается цепь электрического тока между графитовыми анодами и графитовыми катодами, находящимися внутри подвесок, расположенных последовательно во всем пространстве флотатора на расстоянии 15 мм друг от друга. Возникший электрический ток вызывает разложение воды-электролита с выделением газообразных 02 и Н2, которые обволакивают частички, загрязняющие сточные воды, поднимаются с ними на поверхность воды и в виде пены сбрасываются в сборник, обеспечивая очистку сточных вод до нормативных требований.

Для достижения поставленной цели при обеспечении требующейся чистоты очистных вод электролиз необходимо проводить в постоянном токовом режиме до 76А, поэтому подвеска выполнена из медной полосы, ее геометрия и размеры соответствуют

размерами стандартного графитового электрода, уложенного просто на дно короба подвески, обеспечивая необходимую и достаточную площадь контактирования за счет соприкосновения электрода с поверхностью дна и боковых ограничивающих полос короба.

На фиг.1 изображено устройство для очистки сточных вод; на фиг.2 - устройство токоподвода,

Устройство содержит токоподводящие шины 1, изоляторы 2 из деревянного бруса, закрепленные на продольных стенках внутри флотационной камеры, токоподводящие медные подвески 3 с крюками и графитовые электроды 4, вставленные в подвески 3.

Устройство работает следующим образом.

Электрический ток от источника постоянного тока через токоподводящие шины 1 подается на медные подвески 3 и дальше на графитовые электроды 4, опирающиеся на подвески, вызывая электролиз воды в ванне.

В процессе электролиза воды на поверхности электродов образуется газ, который, поднимаясь к поверхности, выносит в пенный слой нерастворимые частицы из сточных вод.

В предлагаемом устройстве в отличие от известного вместо медного проводника, представляющего спай электрокабеля, идущего от шины источника электропитания к токоподводящей пластине графитового электрода, применен прямой контакт между шиной и графитовым электродом с помощью токоподводящей подвески с крюками, надетой на шину и обеспечивающей своим собственным весом (без пайки, какого-либо другого крепления) достаточный контакт для прохождения электрического тока. Отсутствие пайки в месте контакта медной шины с токоподводящей подвеской обеспечивает надежную работу токоподво- дящего устройства ввиду отсутствия коррозионных явлений в месте спайки, приводящих к частным отказам в работе устройства токоподвода и самого электрофлотатора.

В данном устройстве появляется новое техническое свойство: осуществляется под тяжестью собственного веса подвески ее прямой контакт с шиной непосредственно в электролите, обеспечивающий токоподвод к графитовым электродам, опирающимся.на подвеску, и вызывающий электролиз раствора в ванне.

По сравнению с известным в предлагаемом устройстве отпадает необходимость применения для подвода тока проводника в

виде электрического провода, припаянного к медной пластине, через которую осуществляется токоподвод к графитовым электродам. Замена такого проводника тока на

предлагаемую конструкцию существенно удлиняет срок работы устройства токоподвода и электрофлотатора в целом из-за резкого снижения коррозионной активности конструкции устройства токоподвода. Для

0 обеспечения взрывобезопасности в промышленных установках очистных сооружений, работающих, в постоянном токовом режиме до 76А, в предлагаемом устройстве в отличие от известного токоподводящие

5 шины перенесены с наружной стороны флотационной камеры внутрь ее ниже зеркала воды, изоляторы из деревянного бруса находятся тоже под водой и таким образом все устройство токоподвода целиком находится

0 под границей раздела пена - вода.

Все, что находится выше уровня воды, находится во взрывоопасной зоне класса B-IA для категории смеси 1ПА, группа смеси ПС (водород).

5 Предлагаемое устройство просто и надежно в эксплуатации, универсальность подвески делает при необходимости ее замену очень простой (достаточно повернуть ее на 180° относительно вертикаль0 ной оси).

Достоинством предлагаемого устройства является возможность многократного использования каждой медной подвески при растворениях в воде нескольких графито5 вых электродов, так как скорость растворения электродов в процессе очистки сточных вод в 5 - 6 раз выше скорости растворения материала подвески (меди), т.е. на одну подвеску расходуется 5-6

0 графитовых анодов.

За счет конструктивных признаков медной подвески, позволяющей не прикреплять графитовые электроды к токоподводу, а уложить их просто на дно подвески, тем

5 самым увеличив поверхность контакта электрода с медной токоподводящей подвеской (за счет соприкосновения электрода с поверхностью дна короба и его боковыми ограничивающими медными полосами)

0 предлагаемое устройство токоподвода позволяет улучшить токораспределение на поверхности электрода, что в свою очередь обеспечивает процесс электролиза при токах до 76А, необходимый для обеспечения

5 требуемых норм по очистке сточных вод.

Таким образом предлагаемое устройство токоподвода просто и надежно в эксплуатации, обеспечивает взрывобезопзсность работы электрофлотатора, существенно удлиняется срок его службы; съемная конструкция позволяет заменить его в случае необходимости (без остановки аппарата для очистки сточных вод), что существенно упростит и удешевит эксплуатацию электрофлотатора в целом.

Конструкция предлагаемого устройства позволяет использовать его в промышленных установках очистных сооружений во многих отраслях народного хозяйства.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство токоподвода, для электрохимической очистки сточных вод, включающее корпус, изоляторы, токоподводящие

Фиг I

0

5

шины, соединенные медными проводниками с графитовыми электродами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, медные проводники выполнены в виде подвески в форме прямоугольного короба, боковые стороны которых снабжены заушинами-крюками и выполнены разной длины, изоляторы и токоподводящие шины размещены на противоположных сторонах корпуса, высота одной стороны короба с заушиной-крюком равна высоте крепления шины, а вторая сторона короба с заушиной-крюком равна высоте крепления изолятора.

Фиг.2