Проточный электролизер и способ получения активированной воды в нем
FLOW ELECTROLYTIC CELL AND METHOD OF PRODUCING ACTIVATED WATER THEREIN

Изобретение относится к области электрохимической технологии, а именно к конструкции проточного электролизера для получения активированной воды, стимулирующей и нормализующей процессы в различных биологических объектах.
Известно устройство для электрохимической обработки воды и водных растворов, содержащее емкость с водным раствором, в которой смонтированы электроды, выполненные в виде проточных калиброванных каналов, подключенные к источнику постоянного тока, RU №189424 U1, C02F 1/461, 22.05.2019.
Известен проточный электрический активатор воды, содержащий диэлектрический корпус, катодную и анодную камеры, разделенные полунепроницаемой диафрагмой, выполненные в виде прямоугольных призм из сплошного эластичного диэлектрического материала, образующие при состыковке призм единый зигзагообразный канал, анод и катод, RU №2644472 C1, C02F 1/461, 12.02.2018.
Известно устройство для электрохимической обработки водных растворов, включающее корпус прямоугольной формы, разделенный полупроницаемой обечайкой на камеры с анодом и катодом, выполненные в виде стержней круглого сечения из графита и соединенные электрически, при подаче напряжения постоянного тока от диодного моста, RU №169421 U1, C02F 1/461, 16.03.2017.
Известен проточный электрический активатор воды, содержащий корпус, разделенный перегородкой на анодную и катодную камеры с размещенными в них анодами и катодами и снабженные патрубками для раздельного отвода обработанной воды с отрицательным и положительным потенциалами, при этом каждый анод и каждый катод выполнены в виде ряда пустотелых прямоугольных параллелепипедов, боковые грани которых перфорированы и размещены вдоль корпуса, причем каждый параллелепипед анода соединен с шиной, несущей положительный потенциал, а каждый параллелепипед катода соединен с шиной, несущей отрицательный потенциал, RU №2329954 C1, C02F 1/461, 27.07.2008.
Известные устройства для электрохимической обработки воды и водных растворов имеют индивидуальные конструктивные выполнения и технических решений, охарактеризованных совокупностью признаков, тождественных признакам заявленного изобретения, не обнаружено.
Известен проточный электролизер, содержащий корпус, электрохимическую камеру, систему управления и регулирования, при этом корпус выполнен сборно-разборным, состоит из передней и задней стягивающих пластин-стоек и стягивающих шпилек с гайками, причем передняя и задняя стягивающие пластины-стойки имеют крепежные отверстия для стягивающих шпилек, а также отверстия для присоединения трубопровода электролизера, при этом электрохимическая камера размещена в корпусе и выполнена из чередующихся катодных и анодных электродов в виде металлических пластин-электродов прямоугольной формы с установленными между ними изолирующими прокладками, повторяющими прямоугольную форму пластин-электродов, при этом система управления и регулирования расположена дистанционно относительно корпуса и электрохимической камеры, RU №2375313 С2, C02F 1/461, 10.12.2009.
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.
Конструкция электролизера ближайшего аналога обеспечивает увеличение производительности только за счет увеличения продолжительности электролиза.
Корпус ближайшего аналога разделен пористыми диафрагмами на катодные и анодные камеры, что увеличивает габариты электролиза.
Периодическая смена полярности ближайшего аналога достигается усложнением конструктивного выполнения.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей обеспечить компактность конструкции, уменьшить габариты, увеличить производительность, прочность и эксплуатационные возможности электролизера.
Технический результат изобретения заключается в создании новой конструкции электролизера: компактного, высокой прочности, повышенной производительности, с возможностью высокого контакта с водой и настройкой на любую жесткость воды.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что проточный электролизер содержит корпус, электрохимическую камеру, систему управления и регулирования. Корпус выполнен сборно-разборным, состоит из передней и задней стягивающих пластин-стоек и стягивающих шпилек с гайками. Передняя и задняя стягивающие пластины-стойки имеют крепежные отверстия для стягивающих шпилек, а также отверстия для присоединения трубопровода электролизера. Электрохимическая камера размещена в корпусе и выполнена из чередующихся катодных и анодных электродов в виде металлических пластин-электродов прямоугольной формы с установленными между ними изолирующими прокладками, повторяющими прямоугольную форму пластин-электродов. Система управления и регулирования расположена дистанционно относительно корпуса и электрохимической камеры.
Каждая из пластин-электродов содержит сквозное отверстие прямоугольной формы в виде щели для прохода воды, смещенное к одной из сторон и параллельное ей.
Каждая изолирующая прокладка выполнена в виде прокладки - рамы, плотно прилегающей к поверхности пластины-электрода.
Пластины-электроды и изолирующие прокладки - рамы имеют совпадающие радиусные впадины по углам, а в центре их сторон по периметру выполнены совпадающие впадины полукруглой формы.
На каждой пластине-электроде на сторонах параллельных сквозному отверстию выполнены прямоугольные пазы, в одном из которых размещен взаимно противоположно контактный элемент для электрической клеммы.
На двух противоположных сторонах изолирующих прокладок - рам выполнены прямоугольные пазы, соответствующие пазам пластин-электродов.
Пластины-электроды с изолирующими прокладками - рамами образуют набор, в котором каждая последующая пластина-электрод имеет взаимно противоположное расположение сквозного отверстия, обеспечивающее удлинение рабочего канала электролиза.
Набор в электрохимической камере выполнен плотно прилегающим к передней и задней стягивающим пластинам-стойкам посредством стягивающих шпилек, снабженных защитными диэлектрическими трубками и диэлектрическими прокладками.
Система управления и регулирования выполнена с катодно-анодным блоком с функцией переключения и имеет возможность подачи постоянного напряжения от источника питания на чередующиеся катодные и анодные пластины-электроды, которые имеют возможность взаимодействия с блоком измерения окислительно-восстановительного потенциала.
Заявителями не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.
Наличие у пластин-электродов сквозных отверстий прямоугольной формы в виде щелей для прохода воды, выполнение набора, в котором каждая последующая пластина-электрод имеет взаимно противоположное расположение сквозного отверстия, обеспечивающее удлинение рабочего канала электролиза, что позволяет увеличить производительность электролизера.
Установка набора в электрохимической камере при плотном прилегании к передней и задней стягивающим пластинам-стойкам увеличивает эксплуатационные возможности, обеспечивает компактность конструкции и уменьшает габариты электролизера.
Выполнение пластин-электродов и изолирующих прокладок - рам, плотно прилегающих к поверхности пластины-электрода, с радиусными впадинами по углам, впадинами полукруглой формы, прямоугольными пазами увеличивает эксплуатационные возможности при контакте с водой и настройке на любую жесткость воды, обеспечивает компактность конструкции и уменьшает габариты электролизера.
Размещение контактных элементов для электрических клемм в прямоугольных пазах пластин-электродов увеличивает эксплуатационные возможности, повышает надежность электрических соединений.
Наличие стягивающих шпилек в корпусе, обеспечивающих плотное прилегание электрохимической камеры к передней и задней стягивающим пластинам-стойкам, снабжение стягивающих шпилек защитными диэлектрическими трубками и диэлектрическими прокладками увеличивает прочность и эксплуатационные возможности электролизера.
Выполнение системы управления и регулирования с катодно-анодным блоком с функцией переключения и наличие блока измерения окислительно-восстановительного потенциала увеличивает эксплуатационные возможности электролизера.
Заявителям не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат.В связи с этим, по мнению заявителей, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами:
На фиг.1 - Проточный электролизер, в сборе, аксонометрия;
На фиг.2 - Проточный электролизер, в сборе, вид спереди;
На фиг.3 - Проточный электролизер, корпус, вид спереди;
На фиг.4 - Проточный электролизер, электрохимическая камера, вид спереди;
На фиг.5 - Проточный электролизер, набор изолирующих прокладок-рам и пластин-электродов, вид спереди;
На фиг.6 - Проточный электролизер, функциональная схема;
На фиг.7 - Проточный электролизер, стягивающая пластина-стойка;
На фиг.8 - Проточный электролизер, пластина-электрод;
На фиг.9 - Проточный электролизер, изолирующая прокладка-рама.
На фиг.1-9 представлено:
Корпус сборно-разборный - 1.
Передняя стягивающая пластина-стойка (корпуса 1) - 2.
Задняя стягивающая пластина-стойка (корпуса 1) - 3.
Стягивающие шпильки (корпуса 1 для пластин-стоек 2 и 3) - 4.
Гайки (на шпильках 4) - 5.
Защитные диэлектрические трубки (для шпилек 4) - 6.
Диэлектрические прокладки (для шпилек 4) - 7.
Крепежные отверстия (для шпилек 4 на пластинах-стойках 2 и 3) - 8.
Входной и выходной патрубки трубопровода электролизера (на пластинах-стойках 2 и 3) - 9.
Отверстия трубопровода электролизера (для патрубков 9 на пластинах-стойках 2 и 3) - 10.
Электрохимическая камера (в корпусе 1) - 11.
Металлические пластины-электроды прямоугольной формы (в камере 11) - 12.
Изолирующие прокладки - рамы прямоугольной формы (между пластинами-электродами 12) - 13.
Сквозные отверстия прямоугольной формы для прохода жидкости (в пластинах-электродах 12) - 14.
Радиусные впадины по углам (на пластинах-электродах 12 и прокладках-рамах 13 для шпилек 4) - 15.
Впадины полукруглой формы (на пластинах-электродах 12 и прокладках-рамах 13 для шпилек 4) - 16.
Одна сторона (параллельная отверстию 14 на пластине-электроде 12) - 17.
Вторая сторона (параллельная отверстию 14 на пластине-электроде 12) - 18.
Прямоугольные пазы (на сторонах 17 и 18) - 19,
контактный элемент для электрической клеммы (в пазе 19) - 20.
Прямоугольные пазы (на сторонах прокладок - рам 13, совпадающие с пазами 19) - 21.
Набор с чередованием взаимно противоположного расположения сквозных отверстий (14) в пластинах-электродах (12) - 22,
рабочий канал электролиза (набора 22) - 23.
Система управления и регулирования - 24.
Катодно-анодный блок с функцией переключения (системы 24) - 25.
Блок измерения окислительно-восстановительного потенциала - 26.
Проточный электролизер содержит корпус 1, электрохимическую камеру 11, систему управления и регулирования 24.
Корпус 1 выполнен сборно-разборным, состоит из передней 2 и задней 3 стягивающих пластин-стоек и стягивающих шпилек 4 с гайками 5. Передняя 2 и задняя 3 стягивающие пластины-стойки имеют крепежные отверстия 8 для стягивающих шпилек 4, а также отверстия 10 для присоединения трубопровода электролизера 9.
Электрохимическая камера 11 размещена в корпусе 1 и выполнена из чередующихся катодных и анодных электродов в виде металлических пластин-электродов 12 прямоугольной формы с установленными между ними изолирующими прокладками 13, повторяющими прямоугольную форму пластин-электродов 12.
Система управления и регулирования 24 расположена дистанционно относительно корпуса 1 и электрохимической камеры 11.
Каждая из пластин-электродов 12 содержит сквозное отверстие 14 прямоугольной формы в виде щели для прохода воды, смещенное к одной из сторон 17 или 18 и параллельное ей.
Каждая изолирующая прокладка выполнена в виде прокладки - рамы 13, плотно прилегающей к поверхности пластины-электрода 12.
Пластины-электроды 12 и изолирующие прокладки - рамы 13 имеют совпадающие радиусные впадины по углам 15, а в центре их сторон по периметру выполнены совпадающие впадины полукруглой формы 16.
На каждой пластине-электроде 12 на сторонах 17 и 18 параллельных сквозному отверстию 14 выполнены прямоугольные пазы 19, в одном из которых размещен взаимно противоположно контактный элемент для электрической клеммы 20.
На двух противоположных сторонах изолирующих прокладок - рам 13 выполнены прямоугольные пазы 21, соответствующие пазам 19 пластин-электродов 12.
Пластины-электроды 12 с изолирующими прокладками - рамами 13 образуют набор 22, в котором каждая последующая пластина-электрод 12 имеет взаимно противоположное расположение сквозного отверстия 14, обеспечивающее удлинение рабочего канала электролиза 23.
Набор 22 в электрохимической камере 11 выполнен плотно прилегающим к передней 2 и задней 3 стягивающим пластинам-стойкам посредством стягивающих шпилек 4, снабженных защитными диэлектрическими трубками 6 и диэлектрическими прокладками 7.
Система управления и регулирования 24 выполнена с катодно-анодным блоком с функцией переключения 25 и имеет возможность подачи постоянного напряжения от источника питания на чередующиеся катодные и анодные пластины-электроды 12, которые имеют возможность взаимодействия с блоком измерения окислительно-восстановительного потенциала 26.
В предложенном изобретении емкость электролизера ограничена количеством пластин-электродов 12 и изолирующих прокладок - рам 13 в наборе 22 электрохимической камеры 11 в зависимости от его назначения.
Однако количество пластин-электродов 12 и изолирующих прокладок -рам 13 может быть изменено, как при увеличении, так и уменьшении их в наборе при изменении использования.
Предложенное изобретение «Проточный электролизер» подтвержден проектно-конструкторскими и технологическими проработками, испытанием, изучением и обоснованием эксплуатационных режимов, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «промышленная применимость».
Предложенное изобретение позволяет обеспечить компактность конструкции, уменьшить габариты, увеличить производительность, прочность и эксплуатационные возможности электролизера.