УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БОДЫ.
Полезная модель относится к области физической очистки воды электролизом и может Оыть использована для насыщения питьевой, лечебной и бытовой вод, жидких пищевых продуктов и т.п. ионами серебра для придания бактерицидных и консервирующих свойств.
Из патентной литературы известны устройства для электрохимической обработки и очистки воды с направленным изменением свойств, включающие электролизер с двумя электродами и ультрафильтрационную диафрагму, установленные на диэлектрических втулках, флотатор с приспособлениями для подвода и отвода обрабатываемой воды, отстойник и раздельные камеры (см., например, SU, а.с.1498716, 1989 и а.с.1675215, 1991, оба по кл. C02F1/16 и патент RU 2091320 С1, C02F1/461, 1997).
Эти устройства характеризуются относительной сложностью конструкции и большим расходом электроэнергии,трудоемкостью в обслуживании, так как замена узлов производится при остановке и опорожнении установки.
В качестве наиболее близкого аналога выбрано устройство для электролитической обработки воды, содержащее корпус со смонтированными в трубчатом ионаторе, снабженном радиальными сквозными отверстиями, двумя электродами, связанными с источником тока, причем коммуникационные патрубки закреплены на основании корпуса снаружи, один из которых связан с полостью трубчатого ионатора, описанное в патенте RU 2075450, С 02 F 1/461, 1997.
Известное устройство обеспечивает очистку, активацию и иную избирательную обработку воды для улучщения ее качества, однако не придает бактерицидных и консервирующих свойств.
1 г г. 2
С 02 F 1/461
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является технологическая универсализация устройства при унификации его структурых элементов, расширение функциональных возможностей и повьш ение производительности работ.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном устройстве для электролитической обработки воды, содержащем корпус со смонтированными в трубчатом ионаторе, снабженном радиальными сквозными отверстиями, двумя электродами, связанными с источником тока, причем коммуникационные патрубки закреплены на основании корпуса снаружи,один из которых связан с полостью труОчатого ионатора, по предложению авторов, корпус, трубчатый ионатор и установленный в нем центральный электрододержатель выполнены нетоковедущими, из полимерных материалов для пищевых продуктов, пластинчатые серебряные электроды закреплены в продольном пазу центрального электрододержателя,который с радиальными сквозными отверстиями трубчатого ионатора сообш,ается посредством кольцевого ресивера, электроды с источником тока связаны через реверсивный коммутатор, а в основании корпуса дополнительно смонтирован входной патрубок.
Новые существенные признаки расширили функциональные и технологические возможности устройства по варьированию концентрации растворяемого серебра, режимам работы, видам обрабатываемых вод и жидкостей и по разновидности совмещаемых операций. При этом устройство компактно, мобильно, легкоразборно, а электрододержатель ионатора является съемным взаимозаменяемым узлом с независимо регенерируемыми электродами. Основное преимущество перед известньми аналогами заключается в том,что обработка воды ведется на протоке с большой производительностью.
Выполнение корпуса, трубчатого ионатора и установленного в нем центрального электрододержателя нетоковедущими, из полимерных
материалов для пищевых продуктов, обеспечивает электрическую,геометрическую и санитарную изоляцию рабочих объемов электролизера для повышения качества бактерицидной обработки вод, безопасности и производительности работ.
Закрепление пластинчатых серебряных электродов внутри продольного мерного паза центрального электрододержателя трубчатого ионатора аксиально входному патрубку подачи воды на обработку позволяет однозначно решить многопараметральную задачу растворения необходимого количества серебра в потоке воды за конкретный промежуток времени методом оптимизации эксперимента.
Сообщение продольного паза центрального электрододержателя с радиальными сквозными отверстиями трубчатого ионатора посредством кольцевого ресивера обеспечивает поперечное струйное распределение приготовленного раствора в корпусе и его турбулентное перемешивание перед сливом через выходной патрубок для выравнивания концентрации серебра в объеме воды.
В кольцевом ресивере осевого канала электрододержателя происходит демпфирование потока обработанной воды, расширение в объеме с выравниванием давления, перемешивание и поперечный струйный выброс через радиальные отверстия меньшего сечения трубчатого ионатора в полость корпуса.
Через дополнительный входной патрубок в основании корпуса вода восходящим потоком дозированно подается встречно раствору из трубчатого ионатора, турбулентно перемешивается с ним, разбавляя до заданной концентрации серебра в воде, и сливается через выходной патрубок корпуса.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества как эффекта суммы, нового технического результата, неприсущего признакам порознь.
Устройство для электролитической обработки воды по настоящей заявке соответствует критериям патентоспособности, потому что его серийное воспроизводство возможно на обычном предприятии, а сопоставительный анализ предложенной полезной модели с выявленными аналогами уровня техники, из которого явным образом техническое решение не следует для специалистов пищевого производства и электротехники, показал, что оно является неизвестным.
Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, где изображены:
на фиг.1 - общий вид устройства, вертикальный разрез; на фиг.2 - электрододержатель в аксонаметрии.
Устройство питается от сети переменного тока (220 В, 50 Гц) через выпрямитель 1, который создает на разноименных серебряных электродах 2 (катод-анод) напряжение 3...12 В при плотности тока 0.15-5,0 мА/кв.см. Реверсивным коммутатором 3 автоматически, после обработки 100 литров воды, с циклом 5...10 минут, изменяется полярность электродов 2 на противную, причем растворение ионов серебра происходит с анода, поэтому расход металла с обоих электродов 2 практически равньш за время работы настоящего устройства для электролитической обработки воды.
Оба электрода 2 выполнены из чистого серебра (99,99%) в виде пластин (толщиной 5мм и щириной 35мм), которые посредством двух винтов 4 каждая симметрично закреплены в продольном пазу 5 центрального электрододержателя б. Пластинчатые электроды 2 с реверсивным коммутатором 3 соединены посредством изолированных тоководов 7. Электрододержатель б и винты 4 выполнены из нетоковедущего фторопласта, допущенного для контакта с пищевыми продуктами.
Открытый снизу паз 5 электрододержателя б вверху сообщается с кольцевым ресивером 8, который выполнен соосно с радиальными
сквозными отверстиями 9 трубчатого ионатора 10, сопряженного с центральным электрододержателем 6.
Трубчатый ионатор 10 помещен внутри корпуса 11 соосно, оба выполнены из пищевого полиэтилена и с торцев закрыты общими фланцами 12, 13 из фторопласта, которые снаружи ограничены несущими металлическими основанием 14 и крыщкой 15 соответственно. Крыщка 15 и основание 14 между собой скреплены стяжками 16 с гайками 17.
Центральный электрододержатель 6 внутри трубчатого ионатора 10 фиксируется нажимной гайкой 18, смонтированной в крьщ1ке 15.
В нижнем фланце 12 установлены фторопластовые патрубки 19, 20 и 21,закрепленные гайками 22 снаружи, со стороны основания 14. Патрубки 19, 20 и 21 оснащены кранами, которые на чертеже условно не показаны. Центральный патрубок 19 установлен внутри трубчатого ионатора 10 и служит для подачи воды на обработку, через патрубок 20 обработанная вода из устройства выводится, а патрубок 21 является дополнительньш входным для технологических целей.
Работает устройство следующим образом. На бактерицидную обработку серебром вода подается очищенной от примесей и мути с возможно низким содержанием хлоридов и сульфатов, так как первые сорбируют ионы серебра, а вторые вступают в химическую реакцию с ними, образуя нерастворимые соединения, при этом в воде остается лишь незначительная часть свободных ионов серебра и эффективность ее обеззараживания снижается.
Для приготовления серебряной воды внутреннего употребления используют воду питьевую водопроводную, отвечающую требованиям ГОСТ Р 51232-98 и СанПиН 2.1.4.559-96 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.
между пластинчатыми электродами 2 происходит анодное насыщение ее ионами серебра под действием электрического тока (электролиз).
Далее поток оОраОотанной воды заполняет кольцевой ресивер 8, при этом полученный концентрированный раствор серебра в воде (лечебная вода содержит 2,0мг/л) перемешивается, и струйно, меняя направление и распределяясь, через радиальные отверстия 9 выливается в полость корпуса 11, заполняя ее. В корпусе 11 турбуленнтные потоки от радиальных струй из отверстий 9 трубчатого ионатора 10 обеспечивают дополнительное перемешивание раствора в объеме, который сливается через патрубок 20.
В случае,когда приготавливают питьевую воду с пониженным содержанием серебра в растворе (О,05...О,бмг/л), в корпус 11 через патрубок 21 дополнительно восходящим потоком мерно подают чистую воду, которая разбавляет раствор при активном перемешивании. Это производительно и экономично.
Через патрубок 21 проводят санитарную профилактическую обработку устройства гигиеническими жидкостями.
Расход серебра с электродов 2 составляет О,05...О,25 грамм на 1000 литров обработанной воды.
Дозирование и учет вводимого серебра производится по расходу электроэнергии.
После физического износа электродов 2 выкручивают гайку 18 и извлекают электрододержатель б из трубчатого ионатора 10, взамен которого монтируют ранее приготовленный в сборе с новыми электродами 2 совмещаемый электрододержатель б,что сокращает вспомогательное время и повыщает производительность работ.
Электролитическая обработка воды анодным растворением серебра обеспечивает ей высокие бактерицидные и консервирующие свойства, потому что серебро вызывает гибель вегетативных форм бактерий, задерживает развитие спор, угнетает рост сине-зеленых водорослей, простейших и вирусов.
Характер процесса электролитического растворения серебра зависит как от условий электролиза, так и от состава примесей воды. Взвеси и растворенные в воде соли влияют на протекание процесса в той мере, в какой они образуют на поверхности серебра электродов 2 плотные пленки, делающие электроды малорастворимыми, или же изменяют электрохимические реакции.
Серебряная вода - надежная альтернатива химическому хлорированию, создающему при окислении примесей канцерогенные побочные продукты, генерируемые в увеличивающихся количествах в связи с общим загрязнением природы. Кроме того, хлор как обеззараживающий агент имеет незначительный срок (несколько часов) консервирующих свойств.
Серебряная вода сохраняет бактерицидные свойства в течение месяцев и даже лет,что необходимо на речных и морских судах, других автономных объектах, в засушливых районах в условиях отсутствия центрального водоснабжения, на территориях с неблагополучной или чрезвычайной ситуацией.
Исследования приготовленной питьевой воды в предложенном устройстве показали,что она соответствует требованиям СОЛАС-74/96 и Правилам Российского Морского Регистра судоходства по укомплектованию спасательных средств при сроке годности 2 года.