ПРОТОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОАКТИВАТОР ВОДЫ
FLOW ELECTRIC ACTIVATOR OF WATER

Изобретение относится к электровихревой обработке воды, обеспечивающей повышение ее биологической активности, энергии, жизненной силы, используемой для питьевых целей, промышленности, медицине, микроэлектронике, лазерной технике и орошении сельскохозяйственных культур в системах, капельного орошения с регулированием окислительно-восстановительных свойств.
Известен электролизер для обработки воды, содержащий корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них перфорированными электродами, прижатыми к диафрагме, при этом поверхность электродов, обращенная к диафрагме, покрыта электроизоляционным материалом, а перфорация электродов выполнена соосно (SU, авторское свидетельство №882944 А, М.Кл. С02F 1/46).
К недостаткам известного устройства относятся низкая производительность, отсутствие возможности получения непрерывного потока активированной воды, а также отсутствие возможности регулирования количества воды с заданным потенциалом и жизненной силой.
Известно также устройство для электрохимической обработки жидкости, содержащее диэлектрический корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них соответственно анодом и катодом, подключенным к источнику постоянного тока, при этом электродные камеры соединены переточным каналом, вход которого расположен в катодной камере у ее дна вблизи диафрагмы, а выход - в анодной камере у верхнего края электрода, причем в канале у его концов установлены сетчатые электроды, соединенные с дополнительным источником постоянного тока так, что сетчатый электрод у входа канала является катодом, а у выхода - анодом, и отрицательный полюс дополнительного источника тока соединен с положительным полюсом основного, а переточный канал выполнен в корпусе устройства (SU, авторское свидетельство №1634643 А1, МПК С02Р 1/46).
К недостаткам данного устройства относятся повышенные энергозатраты на обработку воды из-за того, что часть электроэнергии непроизводительно тратится на электролиз прослойки воды, находящейся между электродами, низкая производительность устройства, невозможность получения непрерывного потока активированной воды, отсутствие возможности регулирования расхода воды с заданным потенциалом и жизненной силой.
4
Известен электролизер для обработки воды, включающий корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них анодом и катодом, при этом на поверхности электродов со стороны межэлектродного пространства установлены вертикальные ребра, прижимающие диафрагму к поверхности противоположного электрода, причем на аноде и катоде ребра установлены в чередующемся порядке и выполнены из токопроводящего материала (SU, авторское свидетельство №1468867 А1, МПКС02F 1/46).
К недостаткам этого устройства относятся сложность конструкции, отсутствие возможности регулирования расхода воды, протекающей через катодные и анодные камеры, и создания заданного потенциала и жизненной силы подаваемой воде на орошение.
7
Известна установка для электрохимической активации оросительной воды, преимущественно для систем капельного орошения, содержащая корпус, разделенный перегородками на анодные и катодные камеры с размещенными в них анодами и катодами и снабженные патрубками для раздельного отвода обработанной воды с отрицательным и положительным потенциалами, при этом катодные и анодные камеры разделены полупроницаемыми перегородками в виде гофр, выполненными в вертикальной плоскости с высотой, равной расстоянию между катодом и анодом, при этом катодные и анодные камеры размещены в диэлектрическом корпусе и снабжены общим водоподводящим трубопроводом, а патрубки для отвода воды снабжены вентилями для изменения величины расхода активированной воды (RU, патент №2224722, МПК С02F 1/46).
К недостаткам данной установки относятся повышенные затраты электрической энергии и низкая эффективность электрохимической обработки из-за ламинарного потока обрабатываемой воды и недостаточного контакта частиц потока с электродами.
6
Известен электроактиватор, содержащий корпус с патрубками подачи и отвода жидкости, систему электродов, подключенных к источнику постоянного тока и разделенных диафрагмой, при этом электроды выполнены в виде разнополосных шнеков, при этом лопасти каждого шнека подключены к одному из полюсов источника тока, а сами шнеки выполнены с равномерным шагом по длине, при этом лопасти одного шнека смещены относительно другого на половину шага, корпус выполнен из диэлектрического материала в виде двух спаренных между собой полуцилиндров, разделенных диафрагмой, а шнеки выполнены неподвижными цилиндрическими и размещены в полуцилиндрах горизонтально и паралельно друг другу, диафрагма выполнена в виде пористой мембраны, состоящей из разъемных секций (RU, патент №2056362, МПК C02F 1/46).
К недостаткам электроактиватора относятся правосторонняя навивка шнеков, что отрицательно сказывается на биологической активности воды, наличие двух электродов и получение одновременно анолита и католита, что не всегда необходимо. Обычно требуется либо анолит, либо католит. Создание двух разнополярных потоков воды вызывает значительный расход электроэнергии. Кроме того, не обеспечивается достаточный контакт электродов с потоком воды, а это возможно в том случае, если электроды расположены коаксиально.
Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится 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, при этом 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 раздельные цилиндрическим сепаратором из микропористой пластмассы выступы винтовой канавки стержня расположены напротив впадин винтовой канавки отрицательно заряженного электрода, а длина винтовой канавки положительного электрода меньше длины винтовой канавки отрицательного электрода (RU, патент №2277070, МПК С02F 1/46).
К недостаткам устройства относятся повышенный расход электроэнергии на активацию воды, так как получают два потока - католит и анолит и отсутствие возможности получения единого потока воды с заданным потенциалом.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение - повышение эффективности электровихревой обработки воды, снижения потребления энергии на обработку и повышение биологической активности.
Технический результат - повышение биологической активности воды, а также коэффициента полезного действия электроактиватора.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном проточном электроактиваторе воды, включающем коаксиально расположенные положительно и отрицательно заряженные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними, при этом наружный электрод, выполняющий функцию корпуса имеет форму полого цилиндра с присоединительными резьбовыми наконечниками, устанавливаемыми в резьбовых выточках подводящего и отводящего трубопроводах, а установленный внутри электрод состоит из стержня с наружной шнековой направляющей, витки которой имеют левостороннюю навивку, стержень электрода имеет входную коническую направляющую и выходной конус сужающийся, при этом установленный внутри электрод и полупроницаемая диафрагма размещены внутри наружного электрода с возможностью монтажа демонтажа, в резьбовой выточке подводящего трубопровода установлена контактная шайба, имеющая электрический контакт с установленным внутри электродом, сама контактная шайба зафиксирована в резьбовой проточке с помощью стопорного болта, изолирована от наружного электрода диэлектрической шайбой, подвод электрического потенциала к установленному внутри электроду обеспечивается от контактной шайбы через клемму, а к наружному электроду через клемму, закрепленную на наружной поверхности электрода, потенциал электродов может изменяться с помощью переключателя потенциалов, подводящий и отводящий трубопроводы выполнены из диэлектрического материала, а электроды из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии.
Изобретение поясняется чертежом, на котором показан поперечный разрез проточного электроактиватора воды.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.
Проточный электроактиватор воды включает подводящий трубопровод 1 из диэлектрического материала, в котором выполнена резьбовая выточка 2 для присоединительного резьбового наконечника 2а, наружного электрода 3, выполненного из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии. Во внутренней полости электрода 3 установлена полупроницаемая диафрагма 4 из микропористой пластмассы. Полупроницаемая диафрагма 4 отделяет от наружного электрода 3 внутренний электрод, состоящий из стержня 5 с наружной шнековой направляющей, витки 6 которой имеют левостороннюю навивку. В резьбовой выточке 2 с помощью стопорного болта 7 зафиксирована контактная шайба 8, которая имеет электрический контакт с витками 6 для подвода электрического потенциала с помощью клеммы 9. От контактной шайбы 8 наружный электрод 3 изолирован диэлектрической шайбой 10. Присоединительный резьбовой наконечник наружного электрода 3 соединен с резьбовой частью отводящего трубопровода 12. Для подвода электрического потенциала к наружному электроду 3 служит клемма 13. Входная часть стержня 5 имеет коническую направляющую 14, а выходная - конус 15 сужающийся.
Проточный электроактиватор воды работает следующим образом. Для получения католита - воды, имеющей отрицательно заряженный потенциал, к клемме 9 подводится отрицательный потенциал от источника постоянного тока, а к клемме 13 - положительный потенциал и включается проточная вода. При этом поток воды обтекает витки 6 шнековой направляющей и приобретает вращательное движение против часовой стрелки, что приводит к увеличению возможности контакта молекул воды с электродами. В то же время отрицательный электрический потенциал от внутреннего электрода через стержень 5 и витки 6 от контактной шайбы 8 передается потоку воды, которая приобретает отрицательный окислительно-восстановительный потенциал (ОВП). При этом повышается величина водородного показателя рН.
Вода с повышенным ОВП и рН обладает повышенной биологической активностью и оказывает положительное влияние на рост и развитие живых организмов. Для получения анолита - воды, имеющей положительно заряженный потенциал, к клемме 9 подводится положительный потенциал от источника постоянного тока, а к клемме 13 - отрицательный потенциал и включается проточная вода.
При этом поток воды обтекает витки 6 шнековой направляющей и приобретает вращательное движение против часовой стрелки, что приводит к повышению ее биологической активности. В то же время положительный электрический потенциал от внутреннего электрода через стержень 5 и витки от контактной шайбы 8 передается потоку воды, которая приобретает положительный ОВП. При этом уменьшается величина водородного показателя рН.
Вода с положительным окислительно-восстановительным потенциалом и пониженным рН обеспечивает уничтожение болезнетворных микробов и вредителей и может использоваться для дезинфекции помещений и инструментов, а также для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений вместо протравливания ядохимикатами.