Устройство для электрохимической активации воды

Полезная модель относится к системам для активации жидких водных сред электрохимическим способом и предназначена для приготовления в производственных условиях и необходимых для технологического цикла двух типов биологически активной воды: католита (щелочной воды) и анолита (кислой воды).
Известен бытовой активатор воды (см. патент РФ 2226508. Кл. C02F 1/461, 2004 г. - прототип), содержащий реактор, состоящий из диэлектрического корпуса, разделенного ионопроницаемой диафрагмой на анодную и катодную камеры, с электродами и блоком питания, прикрепленными к крышке корпуса.
Также известна промышленная установка для электрохимической активации воды (патент РФ №2542316, кл. МПК C02F 1/46, 2015 г - прототип), состоящая из реактора, выполненного из диэлектрического корпуса с объемом 200 л, разделенного из хлопчатобумажной фильтровальной ткани ионопроницаемой диафрагмой на анодную и катодную камеры с электродами с одинаковой высотой равной 850 мм и свернутых в виде разрезанных цилиндров, электрод анодной камеры выполнен из листа титана, электрод катодной камеры выполнен из листа нержавеющей стали, блока питания, шкафа управления, силового электрического оборудования, системы подачи воды, сборных емкостей для активированной воды, насосного оборудования для ее транспортировки и систему вентиляции
Недостатками известного устройства является низкая производительность из-за неравномерного и малого объем активированной воды в анодной (0,2-0,3 л анолита) и катодной (0,6-0,7 л католита) частях установки, в результате разная степень изменения рН анолита и католита и отсутствие возможности получения предельных значений рН католита до 13 и аналита до 2 единиц из-за перегрева устройства.
Техническим результатом является повышение эффективности работы за счет получения активированной щелочной (католит) и кислой (анолит) воды в значительных объемах и предельными значениями параметров рН.
Для достижения технического результата устройство для электрохимической активации воды, состоящее из реактора, выполненного из диэлектрического корпуса с объемом 200 л, разделенного из хлопчатобумажной фильтровальной ткани в виде мешка ионопроницаемой диафрагмой на анодную и катодную камеры с электродами с одинаковой высотой равной 850 мм и свернутых в виде разрезанных цилиндров, электрод анодной камеры выполнен из листа титана, электрод катодной камеры выполнен из листа нержавеющей стали, блока питания, шкафа управления, силового электрического оборудования, системы подачи воды, сборных емкостей для активированной воды, насосного оборудования для ее транспортировки и систему вентиляции, согласно полезной модели для поддержания в реакторе температуры, не превышающей 35-37 градусов, за счет обеспечения циркуляции холодной воды имеет металлическую емкость диаметром 800-1000 мм и высотой 800 мм, снабженную патрубками диаметром 22 мм для налива и слива проточной воды, при этом электрод анодной камеры имеет диаметр 365 мм, а электрод катодной камеры - диаметр 405 мм, причем реактор установлен в металлическую емкость.
Новизна заявляемого устройства обусловлена тем, что за счет его конструктивных особенностей обеспечивается получение каталита и аналита в значительных объемах и с предельными значениями рН путем непрерывного охлаждения реактора проточной водой.
По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружена аналогичная заявляемой совокупность признаков, позволяющая получить технический результат, который ранее не достигался известными средствами, что позволяет судить о соответствующем уровне заявляемого предложения.
Предложенное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», поскольку воспроизводимо в исполнении и доступно для активации воды и получения католита (щелочной воды) и анолита (кислой воды) с заданными параметрами рН.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства для электрохимической обработки воды, на фиг. 2 - общий вид устройства, сечение А-А.
На чертеже для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания сущности полезной модели, а сопутствующие элементы, известные из прототипа, не представлены, в частности блок питания, шкаф управления, силовое электрическое оборудование, система подачи воды, сборные емкости для активированной воды, насосное оборудование для ее транспортировки и система вентиляции.
Устройство для электрохимической активации воды, состоит из реактора, выполненного из диэлектрического корпуса 1 (пластмассовая емкость) с объемом 200 л, разделенного из хлопчатобумажной фильтровальной ткани в виде мешка ионопроницаемой диафрагмой 2 на анодную и катодную камеры с электродами 3 и 4 с одинаковой высотой равной 850 мм и свернутых в виде разрезанных цилиндров. Ионопроницаемая диафрагма 2 имеет диаметр 387 мм. При таком ее диаметре анодная ю и катодная камеры имеют одинаковый объем. Электрод 3 анодной камеры выполнен из листа титана, электрод 4 катодной камеры выполнен из листа нержавеющей стали. Блок питания, шкаф управления, силовое электрическое оборудование, система подачи воды, сборные емкости для активированной воды, насосное оборудование для ее транспортировки и система вентиляции на чертеже не указаны. Для поддержания в реакторе температуры, не превышающей 35-37 градусов, за счет обеспечения циркуляции холодной воды имеет металлическую емкость 5 диаметром 800-1000 мм и высотой 800 мм снабженную патрубками 6 и 7 диаметром 22 мм для налива и слива проточной воды. Электрод 3 анодной камеры имеет диаметр 365 мм, а электрод 4 катодной камеры - диаметр 405 мм. Реактор установлен в металлическую емкость 5. Диапазон диаметр металлической емкости обусловлен тем, что вполне достаточно для циркуляции вокруг реактора для его охлаждения, если диаметр будет меньше 800 мм, то не будет обеспечиваться достаточное охлаждение, а больше 1000 мм не целесообразно.
Устройство для электрохимической активации воды работает следующим образом. Для реализации устройства и получения в необходимых объемах для производственных целей католита и анолита в металлическую емкость 5 помещают реактор в диэлектрический корпус 1 в виде стандартной 200 л пластмассовой емкости, последовательно устанавливают электрод 4 - катод, ионопроницаемую диафрагму 2 в виде мешка или стакана диаметром 387 мм из хлопчатобумажной фильтровальной ткани и анод 3. Для изготовления катода 4 используют лист из нержавеющей стали 12ХН9Т, который сворачивают в виде разрезанного цилиндра высотой 850 мм и диаметром 405 мм, для изготовления анода используют лист из титана, который сворачивают в виде разрезанного цилиндра высотой 850 мм и диаметром 365 мм, и устанавливают эти цилиндры в пластмассовую емкость. Расстояние между этими металлическими разрезанными цилиндрами составляет 100 мм. Для получения католита и анолита в реактор заливают воду и включают блок питания. В процессе воздействия на воду электрическим полем в катодной и анодной камерах образуется соответственно католит - вода со щелочными свойствами и анолит - вода с кислотными свойствами. Для предотвращения перегрева реактора через патрубок 6 в металлическую емкость заливают воду для циркуляции вокруг него и сливают через патрубок 7.
Для доказательства эффективности заявляемого устройства были проведены экспериментальные исследования на установке «Мелеста» (www.melesta.newmail.ru.) с регистрацией параметров рН католита и анолита, а также температуры католита через каждые 10 мин в течение 110 минут. Как видно из таблицы №1, существенный рост параметра рН в католите наблюдается до температуры 37 градусов, далее до температуры 48-50 градусов параметр рН стабилизируется, а при дальнейшем росте температуры даже снижается. Это свидетельствует о том, что при температуре более 37 градусов существенно проявляется эффект термоэлектронной эмиссии в католите. При этом в интервале температур 37-50 градусов наблюдается состояние равновесия количества образующихся свободных электронов в процессе электролиза и излучаемых из раствора в процессе термоэлектронной эмиссии, а при температуре более 50 градусов превалирует процесс термоэлектронной эмиссии над формированием свободных электронов при электролизе.
Таким образом, без стабилизации температуры системы невозможно достигнуть высоких значений параметра рН католита.