Устройство для защиты подводных объектов от обрастания

Полезная модель относится к защите от обрастания частей объектов, находящихся в воде, в частности, к защите частей судов от биообрастания микроорганизмами, моллюсками, например, двустворчатыми моллюсками Дрейсены. Может устанавливаться в кингстонных коробках судна для защиты устройств забора забортной воды и трубопроводов охлаждения, подающих воду к теплообменным маслоохладителям, испарителям, пожарным насосам, иным вспомогательным системам судна. Может использоваться для комплексного воздействия с целью защиты от обрастания и с целью электрохимической защиты подводных элементов от коррозии.
Известен способ предотвращения обрастания микроорганизмами и коррозии водного транспортного трубопровода, и устройство для его осуществления по патенту Японии на изобретение JP2003183866, С2313/00, 2003. Способ характеризуется одновременной или поочередной подачей ионов железа от железного электрода в воду и подачей ионов меди от медного электрода в воду на участке линии транспортировки воды. Проводят электролиз с использованием железного электрода, медного электрода и катодного материала для предотвращения загрязнения из-за адгезии организмов и коррозии металлических деталей на подводной части линии транспортировки воды. Электролиз между железным электродом и медным электродом осуществляют путем попеременного изменения полярности. Недостатком является сложность замены электродов, большие габариты системы.
Известен шестигранный электролизный противообрастающий антикоррозионный электрод по патенту Китая на полезную модель CN 202830172, С2313/10, 2017. Шестиугольный электролизный противообрастающий антикоррозионный электрод изготовлен из медного сплава и алюминиевого или железного сплава. Медный сплав предназначен для защиты судна от биологического роста микроорганизмов, алюминиевый или железный сплав предназначены для антикоррозионной защиты металлических частей. Стержневой электрод имеет шестиугольное поперечное сечение, где угол между гранями составляет 120 градусов.  Клемма проводки и стопорной гайка расположены в верхней части электрода. Недостатком является сложность крепления шестигранного электрода к частям трубопровода судна, сложность его замены, неудобство компоновки во внутреннем ограниченном пространстве.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбрано противообрастающее устройство по международному патенту на изобретение WO2004039664, С2313/00, 2004. Устройство содержит по меньшей мере один источник постоянного тока, медный анод и катод из алюминия, соединенные c ним для осуществления электролитического процесса. Причем ни анод, ни катод не соединены c погруженной в воду поверхностью судна. Корпус судна не является катодом, за счет чего противообрастающее устройство может быть использовано как для металлических, так и для полиэфирных, деревянных корпусов лодок, яхт и т.п. Недостатком является необходимость использования нескольких электродов, вызывающая сложность их установки и замены, особенно во время нахождения судна в воде.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение удобства замены электродов устройства.
Технический результат достигается тем, что устройство для защиты подводных объектов от биобрастания содержит анод и катод, выполненные с возможностью соединения с источником тока, при этом в качестве анода использован электрод, спрессованный из медных и алюминиевых частиц, катодом является металлическая пластина, на которой с использованием электроизоляционной прокладки закреплен анод.
Технический результат обеспечивается за счет того, что в устройстве используется один комбинированный универсальный электрод, спрессованный из медных и алюминиевых частиц, вместо двух электродов из разных материалов. Такой анод оказывает усиленное действие при борьбе с обрастанием за счет воздействия ионов меди на микроорганизмы и за счет образования на трубах гелеобразного покрытия из гидроокиси алюминия. При необходимости замены производят демонтаж и монтаж только одного электрода вместо каждой пары электродов ближайшего аналога. Это облегчает и ускоряет процесс замены электродов.  Размещение комбинированного электрода на стальной пластине, соединенной с источником тока, позволяет создать движение ионов меди между катодом и анодом, которые в свою очередь переносятся водой и предотвращают разрастание моллюсков и их раковин. Размещение комбинированного электрода на пластине позволяет не крепить устройство непосредственно к поверхности защищаемого объекта, не соединять защищаемый объект с источником тока, а использовать уже готовое изделие в сборе. Пластину, на которой закреплен комбинированный электрод, размещают в удобном месте вблизи поверхности защищаемого элемента подводной конструкции, применяя любое крепление, например, хомут, магнит, и т.п. Это значительно облегчает процесс замены электрода, монтажа и демонтажа   конструкции.
На фигуре представлена схема размещения устройства для защиты подводных объектов от обрастания.
Устройство для защиты подводных объектов от обрастания содержит стальную пластину 1 и закрепленные на ней комбинированные прессованные электроды 2 из стружки меди и алюминия. Пластина 1 и электроды 2 снабжены разъемами для соединения с источником тока 3. На пластине 1 может быть размещен один электрод 2 или несколько. Электроды 2 крепят на пластине 1 с помощью шпилек или болтов, используя при этом электроизоляционные прокладки для предотвращения короткого замыкания между пластиной 2 и электродами 2. Комбинированный электрод 2 может содержать от 10 до 90 мас.% меди, остальное – алюминий. Количество меди зависит от концентрации микроорганизмов в воде, в которой используется устройство. Чем выше концентрация организмов воде, тем выше концентрация меди в изделии.
Устройство для защиты подводных объектов от обрастания работает следующим образом.
Стальную пластину 1 соединяют с отрицательным полюсом источника тока, электрод 2 соединяют с положительным полюсом источника тока.  В качестве источника тока могут использовать аккумуляторную батарею, генератор электрической энергии судна либо любой другой источник постоянного тока на судне.  На устройство подают напряжение защитного потенциала, величину которого устанавливают относительно хлорсеребряного электрода минус 1 … минус 1,5 В. Размещают устройство вблизи защищаемых элементов 4 судна. Такими элементами могут быть трубопроводы подачи охлаждающей забортной воды, ведущие к теплообменникам, двигателю, к испарителям, маслоохладителям и т.д. Устройство могут размещать возле трубопроводов пожарных насосов, трубопроводов вспомогательных систем судна, в кингстонных коробках вблизи клапанов забортной воды. Устройства крепят при помощи фланцев, хомутов, магнитов и т.д. Применяют электроды 2 стержневой цилиндрической формы диаметром 50 – 150 мм, длиной 300 – 500 мм. Размеры электродов 2 выбирают исходя из скорости потока и необходимого срока действия, связанного с планом докования. При включении устройства электродом 2 выделяются ионы меди, которые переносятся водой и создают условия, при которых наросты и моллюски с ракушками не могут разрастаться. Выделяющаяся гидроокись алюминия распределяется вдоль поверхности труб 4, или других защищаемых элементов, в виде геля и не позволяет личинкам и микроорганизмам оседать на стенках, лишая моллюсков питательной среды. Кроме того, алюминий оказывает токсическое воздействие на самих моллюсков. При растворении электродов 2 производят их замену, отключая устройство от источника питания 3, вынимая из воды и устанавливая на пластину 1 новые электроды 2.
Таким образом, полезная модель позволяет повысить удобство замены электродов устройства.