Устройство для электрохимической активации воды и водных растворов

Устройство для электрохимической активации воды и водных растворов

Реферат

Изобретение относится к электрохимической обработке воды, используемой в сельскохозяйственном производстве в животноводческих, птицеводческих, пчеловодческих и рыбоводческих хозяйствах, а также в системах капельного орошения. В частности в системах капельного орошения с окислительно-восстановительными свойствами обеспечивается оптимальные условия произрастания сельскохозяйственных культур и получение максимальной урожайности.

Известен ионизатор воды, включающий коаксиально расположенные корпус с входным и выходным патрубками, цилиндрические электроды, полупроницаемую мембрану и монтажные диэлектрические фланцы, при этом корпус выполнен в виде трубчатого электрода с глухим дном, внутренний электрод выполнен полым с перфорацией в нижней части, а верхний диэлектрический фланец соединен перфорацией с выходным патрубком (SU, авторское свидетельство №1393799 А, М. Кл³ С 02 F 1/48. Ионизатор воды / С.П.Серебряков и В.В.Варенцов. - Заявка №3901648/23-26; заявлено 28.05.1985; опубл. 07.05.1988, Бюл. №17).

К недостаткам известного устройства относятся низкая производительность, значительные гидравлические сопротивления и повышенный расход электрической энергии.

Известно также устройство для электрохимической обработки воды и водных растворов, включающее коаксиально расположенные электроды и керамическую диафрагму между ними, нижнюю и верхнюю головки с двумя гидравлическими каналами в каждой, стягиваемые резьбовым соединением на концах внутреннего электрода, при этом на внутренней поверхности каждой головки выполнены два ограничительных уступа: первый уступ взаимодействует с внешним трубчатым электродом, второй уступ, расположенный между концом диафрагмы и каналом, связанный с камерой внешнего электрода, взаимодействует с наружным утолщением цилиндрической уплотнительной прокладки S-образного сечения, а внутреннее утолщение цилиндрической прокладки контактирует с торцом керамической диафрагмы, а на внутренней поверхности прокладки, обращенной и внутреннему электроду, выполнены выступы, взаимодействующие с поверхностью внутреннего электрода, а внутренний электрод выполнен в виде трубки постоянного сечения (SU, патент №2142426, МПК⁷ С 02 F 1/46. Устройство для электрохимической обработки воды и водных растворов / Габленко В.Г., Сазонов А.Ф. - Заявка №98118537/28; заявлено 12.10.98; опубл. 10.12.99).

К недостаткам известного устройства относятся сложность конструкции, низкая производительность, недостаточная площадь контакта потока воды с электродами, ограниченные возможности получения заданных потенциалов воды и повышенный расход электроэнергии.

Данная конструкция является наиболее близким аналогом к заявленному объекту.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение производительности и уменьшение расхода электроэнергии для получения заданного потенциала активации, повышение качества активации.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для электрохимической активации воды и водных растворов, включающем коаксиально расположенные положительно и отрицательно заряженные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними, нижнюю и верхнюю коллекторные головки с гидравлическими каналами, стягиваемыми резьбовым соединением, согласно изобретению установленный вертикально и выполняющий функции корпуса отрицательно заряженный электрод имеет форму полого цилиндра с винтовой канавкой на внутренней полости, положительно заряженный электрод в виде стержня имеет винтовую канавку и резьбовые наконечники, шаг винтовой канавки на стержне выполнен равным шагу винтовой канавки отрицательно заряженного электрода, при этом разделенные цилиндрическим сепаратором из микропористой пластмассы выступы винтовой канавки стержня расположены напротив впадин винтовой канавки отрицательно заряженного электрода. За счет выполнения на катоде и аноде винтовых канавок для ориентированной подачи потоков обрабатываемой жидкости обеспечивается турбулентное движение обрабатываемой жидкости. Это увеличивает площадь взаимодействия потока с электродами, а также использование в этом полого цилиндрического сепаратора из микропористой пластмассы. Этими признаками достигается указанный выше технический результат.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен продольно-вертикальный разрез установки для электрохимической активации воды и водных растворов.

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

Установка для электрохимической активации воды и водных растворов состоит из полого вертикально установленного цилиндрического корпуса 1, подключенного к отрицательному полюсу источника тока, внутри которого смонтирован стяжной стержень 2, подключенный к положительному полюсу источника тока. Конструкция установки имеет водоподводящий коллектор 3 и коллектор 4 для отвода католита. Водоподводящий коллектор 3 закреплен к корпусу 1 с помощью резьбового наконечника 5, изолированного от коллектора 3 с помощью диэлектрической втулки 6, поджимаемой к коллектору гайкой 7. Коллектор 4 крепится к корпусу 1 с помощью резьбового наконечника 8, изолированного от коллектора 4 с помощью диэлектрической втулки 9, поджимаемой к коллектору 4 гайкой 10.

В корпусе 1 выполнена винтовая канавка 11, а в стержне 2 - винтовая канавка 12. Выступы канавки 12 расположены над впадинами канавки 11. В коллекторе 3 предусмотрен патрубок 13 для подвода воды.

Для отвода воды с положительным потенциалом в корпусе 1 предусмотрен патрубок 14. В коллекторе 4 выполнен патрубок 15 для отвода воды с отрицательным потенциалом. Корпус 1, выполняющий функции катода, и стержень 2, представляющий собой анод, разделены сепаратором 16, выполненным из микропористой пластмассы.

Устройство для электрохимической активации воды и водных растворов работает следующим образом.

Для подачи воды в устройство она должна быть предварительно очищена от механических примесей с помощью общеизвестных фильтров. После очистки поток воды через патрубок 13 подается в водоподводящий коллектор 3, сообщающийся с входными кромками винтовых канавок 11 и 12. Для нормальной работы устройство необходимо располагать вертикально.

Под действием напора потока, с которым подается вода в патрубок 13, и гравитационных сил поток перемещается по винтовым канавкам 11 и 12. При этом частицы потока участвуют в двух видах движения - поступательном вниз, под действием силы тяжести, и напора при вращении вокруг вертикальной оси симметрии корпуса 1, т.е. по винтовой канавке. В результате сложения двух видов движений образуется турбулентный поток, который позволяет увеличить площадь контакта, молекул воды потока с катодом и анодом. Этим увеличивается коэффициент полезного действия подводимого к электродам электричества и значительно снижается его потребление на единицу объема обрабатываемой воды.

После прохождения потока воды по винтовой канавке 11 католит поступает в коллектор 4 и далее через патрубок 15 подается потребителям воды с биологически активными свойствами - предпосевная обработка семян, капельное орошение и другое.

Поток воды с положительным потенциалом - "анолит" - из винтовой конавки 12 поступает в отводящий патрубок 14 и используется для дизенфекции, уничтожения болезнетворных микробов, с.-х. вредителей и других болей. От воздействия отрицательного потенциала получается "католит" с окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) величиной до -1470 мВ, а от воздействия положительного потенциала "анолит" с величиной ОВП, равной до +1530 мВ. Удельные затраты количества электричества находятся в пределах 350...400 Кулон на литр (Кл/л).

Исследованиями установлено, что обработка семян и растений сельскохозяйственных культур "анолитом" обеспечивает уничтожение большинства вредителей и болезнетворных микробов, а обработка "католитом" увеличивает всхожесть, энергию прорастания семян и урожайность с.-х. культур.

1. Устройство для электрохимической активации воды и водных растворов, включающее коаксиально расположенные положительно и отрицательно заряженные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними, нижнюю и верхнюю коллекторные головки с гидравлическими каналами, стягиваемыми резьбовым соединением, отличающееся тем, что установленный вертикально и выполняющий функции корпуса отрицательно заряженный электрод имеет форму полого цилиндра с винтовой канавкой на внутренней поверхности, положительно заряженный электрод в виде стержня имеет винтовую канавку и резьбовые наконечники, шаг винтовой канавки на стержне выполнен равным шагу винтовой канавки отрицательного заряженного электрода, при этом разделенные цилиндрическим сепаратором из микропористой пластмассы выступы винтовой канавки стержня расположены напротив впадин винтовой канавки отрицательно заряженного электрода.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что длина винтовой канавки положительного электрода меньше длины винтовой канавки отрицательного электрода.