ПОВЕРХНОСТНЫЙ АНОДНЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ
SURFACE ANODE EARTH ELECTRODE

Изобретение относится к области электрохимической защиты металлических сооружений от коррозии в почве и может быть использовано при сооружении поверхностных анодных заземлений.
Известен анодный заземлитель (патент RU ПМ №44427 от 10.03.2005, МПК H02G 5/10), содержащий рабочий электрод, размещенный в полом корпусе, заполненном активатором, центрирующие крышки, расположенные с торцевых сторон корпуса, и кабель присоединения, соединенный с электродом, выполненным из железокремнистого сплава, а в качестве активатора использована коксоминеральная засыпка.
Недостатком данного технического решения является недостаточная устойчивость конструкции к усилиям сжатия, особенно в направлении, перпендикулярном оси, а также отсутствие устройств отвода газов.
Наиболее близким к заявляемому является глубинный заземлитель (Патент на RU ПМ №131726, опубликованный 10.03.15, МПК C23F 13/00 от 27.08.2013), содержащий литой электрод в цилиндрическом корпусе с несущей рамой и верхней и нижней запорно-фиксирующими крышками, заполненном активатором, и провод токоввода, соединяющий электрод со станцией катодной защиты посредством контактного узла, несущая рама установлена в полости цилиндрического корпуса, цилиндрический корпус снабжен газоотводной трубкой, закрепленной на его боковой поверхности, выходной участок провода токоввода помещен в трубку из поливинилхлорида для возможности его предохранения от повреждения при изгибании.
Недостатком прототипа является удаленное от электрода расположение газоотводной трубки, что затрудняет удаление газов от поверхности электрода, отсутствие средств защиты газоотводной трубки от повреждений при изгибании, а также возможность повреждения участков провода токоввода, не защищенных трубкой из поливинилхлорида, при монтаже поверхностного анодного заземления.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является предотвращение повреждений провода токоввода и газоотводной трубки при укладке анодного заземлителя, увеличение его срока службы, повышение эффективности газоотделения.
Техническим результатом изобретения является создание дополнительной оболочки для всей подповерхностной и надповерхностной частей газоотводной трубки, фиксированное положение провода токоввода и газоотводной трубки при укладке заземлителя в грунт, компенсация разрушающих воздействий грунта, улучшение газоотделения, предотвращение запирания газоотводной трубки, возможность отвода газов и добавления электролита во все внутреннее пространство цилиндрического корпуса, что в совокупности приводит к адаптируемости конструкции заземлителя к различным условиям установки и эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что в поверхностном анодном заземлителе, включающем цилиндрический корпус, содержащий газоотводную трубку и провод токоввода, помещенный в средство защиты от повреждений при изгибании, в полости цилиндрического корпуса расположены литой электрод и несущая рама, а с торцевых сторон он снабжен запорно-фиксирующими крышками, верхней и нижней, газоотводная трубка содержит надповерхностный, подповерхностный участки и участок, находящийся внутри цилиндрического корпуса, в качестве средства защиты при изгибании используют гофрированную трубу из полимерного материала с повышенной влагостойкостью и ударопрочностью, закрепленную в отверстии на верхней запорно-фиксирующей крышке и имеющую длину не менее длины надповерхностного и подповерхностного участков газоотводной трубки, причем часть газоотводной трубки, расположенная внутри цилиндрического корпуса, размещена по спирали вокруг несущей рамы и выполнена с перфорацией.
Расположение провода токоввода в гофрированной трубе из полимерного материала с повышенной влагостойкостью и ударопрочностью предотвращает его повреждения при изгибании в горизонтальном положении, а также предотвращает разрушения от длительного прямого контакта с почвой, чему также способствует длина закрытой части провода токоввода, обеспечивающая полную его изоляцию от почвы. Дополнительная оболочка в виде гофрированной трубы снижает механическую нагрузку на провод токоввода, уменьшает его углы изгиба и предотвращает недопустимое закручивание при укладке в траншею поверхностного заземления. Наличие надповерхностного участка газоотводной трубки, защищенного гофрированной трубой, дает возможность использовать газоотводную трубку для добавления при необходимости раствора электролита при пересыхании приэлектродного слоя грунта. При этом добавляемый электролит попадает во все внутреннее пространство цилиндрического корпуса. Расположение подповерхностного участка газоотводной трубки внутри гофрированной трубы защищает газоотводную трубку от пережима слоем грунта и при изгибе под большим углом, что обеспечивает надежное отведение выделяющихся при работе заземлителя газов. Помещение участка газоотводной трубки внутрь цилиндрического корпуса в совокупности с перфорацией увеличивает эффективность газоотделения. Расположение участка газоотводной трубки внутри цилиндрического корпуса по спирали вокруг несущей рамы увеличивает ее площадь контакта с выделяющимися пузырьками газов, в связи с чем улучшается газоотделение при работе заземлителя. Перфорация участка газоотводной трубки, расположенного внутри цилиндрического корпуса, в совокупности с размещением газоотводной трубки по спирали вокруг несущей рамы создает большее сечение, по которому движутся выделяющиеся газы, что уменьшает гидравлическое сопротивление их движению и повышает эффективность газоотделения, а также увеличивает эффективность орошения электролитом внутреннего пространства цилиндрического корпуса.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На фиг. 1 представлен поверхностный анодный заземлитель в продольном сечении.
Поверхностный анодный заземлитель включает цилиндрический корпус 1, содержащий газоотводную трубку 2, и провод токоввода 3, в полости цилиндрического корпуса 1 расположены литой электрод 4 и несущая рама 5, а с торцевых сторон он снабжен верхней 6 и нижней 7 запорно-фиксирующими крышками. В поверхностном анодном заземлителе в качестве средства защиты при изгибании используют гофрированную трубу 8 из полимерного материала с повышенной влагостойкостью и ударопрочностью, например полипропилена или полиэтилена низкого давления и т.д., имеющую длину не менее длины подповерхностного участка газоотводной трубки и провода токоввода, создающую дополнительную оболочку расположенных внутри нее провода токоввода 3 и газоотводной трубки 2. Гофрированная труба 8 закреплена в отверстии 9 на верхней запорно-фиксирующей крышке 6 и имеет длину не менее длины подповерхностного участка газоотводной трубки и провода токоввода, причем участок газоотводной трубки 2, расположенный внутри цилиндрического корпуса 1, размещен по спирали вокруг несущей рамы 5 и выполнен с перфорацией.
Поверхностный анодный заземлитель, предназначенный для сооружения поверхностных анодных заземлений, работает следующим образом. Анодные заземлители укладывают горизонтально ниже или на уровне грунтовых вод, фиксируют гофрированную трубу 8 в вертикальном положении и засыпают траншею грунтом. При этом надповерхностная часть газоотводной трубки 2 имеет длину 200-250 мм, что позволяет снизить гидравлическое сопротивление отвода газов и проводить долив электролита внутрь цилиндрического корпуса. Провод токоввода 3 присоединяют к положительному полюсу станции катодной защиты. Защищаемая конструкция присоединяется к отрицательному полюсу. По проводу токоввода 3 от станции катодной защиты проходит постоянный ток расчетной силы и напряжения, который поступает на литой электрод 4. В процессе работы за счет разложения воды на поверхности литого электрода 4 в приэлектродном пространстве возникают газовые пузыри, которые, перетекая в перфорационные отверстия в участке газоотводной трубки 2, расположенном внутри цилиндрического корпуса, через подповерхностный и надповерхностный участки выводятся на поверхность. Расположение участка газоотводной трубки 2, расположенного внутри цилиндрического корпуса, по спирали вокруг несущей рамы 5 в совокупности с перфорацией поверхности газоотводной трубки снижает гидравлическое сопротивление движению газов и предотвращает образование крупных газовых пузырей, увеличивающих переходное сопротивление анодного заземлителя. При пересыхании грунта вследствие разложения воды за счет протекания тока и сезонных понижений влажности в приэлектродную область вводится раствор электролита через надповерхностный и подповерхностный участки, а также участок газоотводной трубки 2 внутри цилиндрического корпуса. В результате восстанавливается необходимая влажность и заземлитель продолжает работу.
Проведенные опытно-промышленные испытания показали, что предлагаемая конструкция поверхностного анодного заземлителя обеспечивает снижение отказов по причине обрыва провода токоввода при монтаже, более полное, чем у прототипа, газоотведение и возможность восстановления влажности при пересыхании грунта, что предотвращает пассивацию электрода и увеличивает срок службы.
На основании проведенного патентно-информационного поиска считаем, что разработанная конструкция анодного заземления соответствует требованиям новизны и изобретательскому уровню. Проведенные опытно-промышленные испытания показали, что разработанная конструкция промышленно применима и может быть использована в системах электрохимической защиты от коррозии и может быть защищена патентом Российской Федерации.