УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОАКТИВИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ

Полезная модель относится к электрохимической промышленности, и может быть использована при производстве электроактивированных растворов (католита и анолита).
В качестве прототипа выбран электроактиватор [Свидетельство на полезную модель18705, опубл. 10.07.01], имеющий корпус, два основания, выполненные из электроизоляционного материала и между которыми расположен центральный цилиндрический графитовый анод и коаксиальный по отношению нему стальной катод. Между катодом и анодом образована рабочая камера, которая цилиндрической диафрагмой из белтинговой ткани делится на анодную и катодную камеры. В нижней части анода выполнена полость приема рабочего реагента - раствора поваренной соли. Полость радиальными каналами соединена с анодной камерой, которая в свою очередь, соединена с патрубком вывода анолита, закрепленным на верхнем основании. Катодная камера соединена с патрубком вывода католита, также закрепленным на верхнем основании. Через резьбовой токоподвод, представляющий собой медную шпильку, проходящую через верхнее основание и ввернутую в анод, осуществляется подвод напряжения к аноду. Подвод напряжения к катоду осуществляется через клемму на его наружной поверхности.
Основным недостатком прототипа является следующее. В процессе эксплуатации медная шпилька подвергается электрохимической коррозии и разрушается. Внедрение ионов меди в тело относительно пористого графитового анода приводит к его выходу из строя. При этом пораженная зона является относительно небольшой, но приводит к выходу из строя всего анода и требуется производить замену положительного электрода целиком.
В основу полезной модели поставлена задача повышения ремонтопригодности устройства, а именно создания устройства, при выходе из строя анода которого не требуется замена положительного электрода целиком.
Устройство для получения электроактивированных растворов, включает два основания, между которыми размещен осевой цилиндрический анод, коаксиально которому установлен катод. Между катодом и анодом образована рабочая камера, которая полупроницаемой мембраной, коаксиальной по отношению к ним, разделена на катодную камеру и анодную камеру. На одном из оснований закреплен патрубок подвода рабочего реагента, в аноде выполнена осевая полость, сообщающаяся с патрубком подвода рабочего реагента. Осевая полость также соединена каналами с анодной камерой. Анодная камера сообщается с патрубком отвода анолита, катодная камера сообщается с патрубком отвода католита. Устройство также снабжено резьбовым токоподводом, который соединяет анод с основанием. Новым, отличающим устройство от прототипа, является то, что анод выполнен составным по высоте с разновеликими частями. Упомянутый резьбовой токоподвод присоединен к основанию, к которому прилегает меньшая часть анода. Резьбовой токоподвод предназначен также для закрепления анода на основании. Катод может быть соединен с основанием путем создания плотного контакта его внутренней поверхности с боковой поверхностью основания.
Более подробно сущность полезной модели раскрывается в приведенном ниже примере реализации и иллюстрируется Фигурой, на которой представлен продольный разрез устройства.
Полезная модель раскрывается на примере вертикально ориентированного устройства. При этом условно одно из оснований выбрано как верхнее основание 1, другое - как нижнее основание 2. Оба основания выполнены из электроизоляционного конструкционного материала. Между основаниями по их оси установлен цилиндрический анод 3, выполненный, например, из графита или композиционного материала на основе графита. Коаксиально аноду 3 установлен металлический катод 4, представляющий собой цилиндрическую обечайку с фланцами. Между анодом 3 и катодом 4 образована рабочая камера, которая полупроницаемой мембраной 5 разделена на анодную камеру 6 и катодную камеру 7. Полупроницаемая мембрана установлена коаксиально электродам и может быть выполнена из любого подходящего для этих целей материала. Анодная камера 6 сообщается с патрубком 8 отвода анолита при помощи канала 9, выполненного в аноде 3, и сообщающегося с ним канала 10, выполненного в верхнем основании
1. Катодная камера 7 сообщается с патрубком 11 отвода католита при помощи каналов 12, выполненных в верхнем основании 1.
Анод 3 выполнен составным и имеет две разновеликие части, установленные одна на другую, т.е. анод составной по высоте. В рассматриваемом примере, при условном выборе верхнего и нижнего основания, большая часть 13 анода прилегает к верхнему основанию, меньшая часть 14 анода - нижнему основанию. Части анода плотно прилегают друг к другу, образуя единый электрод, и сопрягаются, например, по коническим поверхностям. К нижнему основанию присоединен патрубок 15 подвода рабочего реагента, который через канал 16 в основании присоединен к осевой полости 17, выполненной в меньшей (нижней) части анода. Осевая полость 17 радиальными каналами 18 сообщается с анодной камерой 6.
Катод 4 соединен с нижним основанием 2, например, при помощи болтов 19 (или других соединений), соединяющих фланцы этих элементов. Катод 4 может быть соединен с верхним основанием посредством плотного соединения (тугой посадки) верхней части его внутренней поверхности и боковой поверхности верхнего основания. Для этого в верхней части катода его внутренняя поверхность выполнена конически сужающейся к низу. Токоподводом катода служит клемма 20, закрепленная на его наружной поверхности.
Анод своей меньшей нижней частью 14 соединен с нижним основанием 2 при помощи токопроводящей шпильки 21, которая служит токоподводом анода. Вместо шпильки 12 в качестве токоподвода и крепежного элемента может использоваться болт. Верхняя часть анода фиксируется буртиком верхнего основания.
Устройство работает следующим образом.
В качестве рабочего реагента для получения электроактивированных растворов могут использоваться любые электропроводящие жидкости, например, растворы NaCl, KaCl, воды соленых источников, в том числе морская вода и т.д.
Рабочий реагент через патрубок 15, полость 17 и каналы 18 поступает в рабочую камеру. Под воздействием электрического поля происходит электроактивация раствора и разделение посредством полупроницаемой мембраны на два потока - один к катоду, другой - к аноду. При этом в анодной камере образуется анолит (раствор, обладающий кислотными свойствами), в
катодной - католит (раствор, обладающий щелочными свойствами). Католит и анолит по соответствующим патрубкам отвода поступают в сборники и используются по назначению.
В процессе работы токопроводящая шпилька 21 подвергается электрохимической коррозии и разрушается, разрушая анод, а именно, его меньшую нижнюю часть. При этом для восстановления работоспособности устройства не нужно заменять весь электрод, достаточно заменить меньшую часть анода, которая составляет не более 30% от его общей массы. Таким образом, при 8 часовом рабочем дне примерно один раз в год нужно заменять съемную часть анода, а срок службы анода в целом практически не ограничен.
Соединение катода с верхним основанием упрощает сборку конструкции. Полезная модель может найти применение в различных отраслях народного хозяйства для приготовления дезинфицирующих, моющих и стерилизующих растворов. Полученные растворы могут быть также использованы для обработки пищевых продуктов (овощей, фруктов, мяса) с целью увеличения их срока хранения, при производстве электроактивированных растворов (католита и анолита) для дезинфекции, мойки, для стерилизации в медицине, в пищевой промышленности, в коммунальном хозяйстве, при обеззараживании сточных вод, при стирке, дезинфекции аэрозолем, при дезинфекции в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения, в сельском хозяйстве и ветеринарии, на предприятиях жилищно-коммунального хозяйства и т.д.