CZ2020291A3 - Water ionization reactor - Google Patents

Water ionization reactor Download PDF

Info

Publication number
CZ2020291A3
CZ2020291A3 CZ2020291A CZ2020291A CZ2020291A3 CZ 2020291 A3 CZ2020291 A3 CZ 2020291A3 CZ 2020291 A CZ2020291 A CZ 2020291A CZ 2020291 A CZ2020291 A CZ 2020291A CZ 2020291 A3 CZ2020291 A3 CZ 2020291A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
water
reactor
pipe
outlet
branch
Prior art date
Application number
CZ2020291A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ309006B6 (en
Inventor
Vadim Carev
Vadim Ing. Carev
Miroslav Vozňák
Vozňák Miroslav prof. Ing., Ph.D.
Jaroslav Zdrálek
Zdrálek Jaroslav doc. Ing., Ph.D.
Original Assignee
Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava filed Critical Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava
Priority to CZ2020291A priority Critical patent/CZ309006B6/en
Publication of CZ2020291A3 publication Critical patent/CZ2020291A3/en
Publication of CZ309006B6 publication Critical patent/CZ309006B6/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

Vynález se týká vodního ionizačního reaktoru jako součásti ionizátorů vody pro nepřetržitý provoz a snadnou opravu. Vodní ionizační reaktor obsahuje vstup vody do reaktoru, alespoň dvě titanové elektrody (1) pro ionizaci vody, s nimi elektricky propojený zdroj (7) elektrické energie a alespoň jednu iontovou membránu (2) pro iontovou separaci. Iontová membrána (2) je umístěna mezi dvojicí titanových elektrod (1). Za vstupem vody do reaktoru je přívodní potrubí, které je opatřeno čidlem (5) průtoku vody. Výstupu reaktoru jsou předřazena dvě výstupní potrubí, přičemž každé z těchto výstupních potrubí je rozvětveno do dvou větví.První větev prvního potrubí i první větev druhého potrubí jsou osazeny každá jedním výstupním elektromagnetickým ventilem (4) zásadité vody. Druhá větev prvního potrubí i druhá větev druhého potrubí jsou osazeny každá jedním výstupním elektromagnetickým ventilem (3) kyselé vody. Každá titanová elektroda (1) se skládá ze dvou distančních rámů (9) a samotné elektrody. Iontová membrána (2) je vyrobena z textilního materiálu nebo jílu.The present invention relates to a water ionization reactor as part of water ionizers for continuous operation and easy repair. The water ionization reactor comprises a water inlet to the reactor, at least two titanium electrodes (1) for ionizing water, an electrically connected source (7) of electrical energy and at least one ion membrane (2) for ion separation. The ion membrane (2) is located between a pair of titanium electrodes (1). Behind the water inlet to the reactor is a supply pipe, which is provided with a water flow sensor (5). Two outlet pipes are connected to the reactor outlet, each of these outlet pipes being branched into two branches. The first branch of the first pipe and the first branch of the second pipe are each equipped with one alkaline water outlet solenoid valve (4). The second branch of the first pipe and the second branch of the second pipe are each equipped with one acid water outlet solenoid valve (3). Each titanium electrode (1) consists of two spacer frames (9) and the electrode itself. The ion membrane (2) is made of textile material or clay.

Description

Vodní ionizační reaktorWater ionization reactor

Oblast technikyField of technology

Technické řešení se týká vodního ionizačního reaktoru jako součásti ionizátorů vody pro nepřetržitý provoz a snadnou opravu.The technical solution relates to a water ionization reactor as part of water ionizers for continuous operation and easy repair.

Dosavadní stav technikyState of the art

V současné době ionizátory vody mají nerozebíratelnou konstrukci reaktoru z důvodu jeho hermetického uzavření. Při zanesení iontových membrán nebo elektrod vodním kamenem se vyměňuje celý reaktor. Během jeho provozu není možné dlouhodobě zaručit stabilitu kvality ionizované vody.At present, water ionizers have a non-detachable reactor design due to its hermetic closure. If the ion membranes or electrodes become clogged with limescale, the entire reactor is replaced. During its operation, it is not possible to guarantee the stability of ionized water quality for a long time.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny v navrhovaném snadno rozebíratelném provedení Vodního ionizačního reaktoru.The above drawbacks are eliminated in the proposed easy-to-disassemble Water Ionization Reactor.

Úkolem technického řešení je sestrojení vodního ionizačního reaktoru sestaveného z iontových membrán, vyrobených z textilních materiálů nebo jílu, a elektrod, vyrobených z titanových desek, sítě nebo mřížky, na principu sendvičového uspořádání pro oddělení zásadité a kyselé vody, kdy každá přidaná titanová elektroda je vložena s rotací o 180 stupňů oproti předchozí. Sendvič může být sestaven a stlačen do jediného bloku pomocí jakéhokoli upevňovacího zařízení, tj. svorky, šrouby atd. Tento design je snadno rozebíratelný pro opravu. Mezi iontovými membránami a elektrodami jsou umístěny distanční rámy, které reguluji vzdálenost mezi elektrodami a díky speciálnímu tvaru rozdělují vodu na výstupu na zásaditou a kyselou.The task of the technical solution is to build a water ionization reactor composed of ionic membranes, made of textile materials or clay, and electrodes, made of titanium plates, mesh or grid, on the principle of sandwich arrangement to separate alkaline and acidic water, where each added titanium electrode is inserted with a rotation of 180 degrees compared to the previous one. The sandwich can be assembled and compressed into a single block using any fastening device, ie clamps, screws, etc. This design is easy to disassemble for repair. Spacer frames are placed between the ionic membranes and the electrodes, which regulate the distance between the electrodes and, thanks to their special shape, divide the water at the outlet into alkaline and acidic.

Pro kontinuální pracovní proces ionizace se používají cyklicky spínané párové elektromagnetické ventily a změna polarity pracovního elektrického proudu, aby se vyloučilo ukládání vodního kamene na elektrody a iontovou membránu.For a continuous ionization operation, cyclically switched paired solenoid valves and a change in the polarity of the operating electric current are used to avoid limescale deposition on the electrodes and the ion membrane.

Pro kontinuální pracovní proces ionizace se používají cyklicky spínané párové elektromagnetické ventily a změnu polarity pracovního elektrického proudu, aby se vyloučilo ukládání vodního kamene na elektrody a iontovou membránu.For a continuous ionization operation, cyclically switched paired solenoid valves and a change in the polarity of the operating electric current are used to avoid limescale deposition on the electrodes and the ion membrane.

Pro správný poměr objemu na výstupech zásadité a kyselé vody se používají kalibrované výstupní trysky.Calibrated outlet nozzles are used for the correct volume ratio at the alkaline and acidic water outlets.

Vodní ionizační reaktor obsahuje vstup vody do reaktoru, alespoň dvě titanové elektrody pro ionizaci vody, s nimi elektricky propojený zdroj elektrické energie a alespoň jednu iontovou membránu pro iontovou separaci, přičemž iontová membrána je umístěna mezi dvojicí titanových elektrod. Jeho podstatou je, že za vstupem vody do reaktoru je přívodní potrubí, které je opatřeno čidlem průtoku vody, a že výstupu reaktoru jsou předřazena dvě výstupní potrubí. Každé z těchto výstupních potrubí je rozvětveno do dvou větví, přičemž první větev prvního potrubí i první větev druhého potrubí jsou osazeny každá jedním výstupním elektromagnetickým ventilem zásadité vody, přičemž druhá větev prvního potrubí i druhá větev druhého potrubí jsou osazeny každá jedním výstupním elektromagnetickým ventilem kyselé vody. Za výstupními elektromagnetickými ventily kyselé vody jsou jimi procházející větve spojeny do výstupního potrubí kyselé vody, které je opatřeno omezovačem průtoku k řízení poměru objemů zásadité a kyselé vody. Reaktor dále obsahuje mikroprocesor pro řízení cyklu přepínání a nastavení provozního elektrického proudu, který je propojen s titanovými elektrodami, zdrojem elektrické energie, s výstupnímiThe water ionization reactor comprises a water inlet to the reactor, at least two titanium electrodes for ionizing water, an electrically connected source of electrical energy and at least one ion membrane for ion separation, the ion membrane being located between the pair of titanium electrodes. Its essence is that behind the water inlet to the reactor there is a supply line, which is provided with a water flow sensor, and that two outlet lines are upstream of the reactor outlet. Each of these outlet pipes is branched into two branches, the first branch of the first pipe and the first branch of the second pipe being each equipped with one alkaline water outlet solenoid valve, the second branch of the first pipe and the second branch of the second pipe being each equipped with one acid water outlet solenoid valve. . Behind the acid water outlet solenoid valves, the branches passing through them are connected to an acid water outlet pipe, which is provided with a flow restrictor to control the ratio of alkaline to acid water volumes. The reactor also contains a microprocessor for controlling the switching cycle and setting the operating current, which is connected to the titanium electrodes, the source of electrical energy, with the output

- 1 CZ 2020 - 291 A3 elektromagnetickými ventily a s čidlem průtoku vody.- 1 EN 2020 - 291 A3 solenoid valves and with water flow sensor.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Vodní ionizační reaktor podle tohoto vynálezu bude podrobněji popsán na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na obr. 1 je zobrazen celkový vzhled sestavení příkladného vodního ionizačního reaktoru. Na obr. 2 je zobrazeno blokové schéma zapojení součásti vodního ionizačního reaktoru.The water ionization reactor of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows the overall appearance of an exemplary water ionization reactor assembly. Fig. 2 is a block diagram of a water ionization reactor component.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Každá titanová elektroda 1 se skládá ze dvou distančních rámů 9 a samotné elektrody. Iontová membrána 2 je vyrobena z textilního materiálu nebo jílu.Each titanium electrode 1 consists of two spacer frames 9 and the electrode itself. The ionic membrane 2 is made of a textile material or clay.

Když se uloží tyto iontové membrány 2 a titanové elektrody 1 v sendvičovém uspořádání s pravidelnou rotací titanových elektrod 1 o 180 stupňů, tak se získá konstrukce iontového reaktoru, ve kterém je na výstupu oddělen tok zásadité a kyselé vody. Toho je dosaženo vrtáním propojky distančních rámů na konkrétním místě a instalací čidla 5 průtoku vody a výstupních elektromagnetických ventilů 3 kyselé vody a výstupních elektromagnetických ventilů 4 zásadité vody, které jsou strukturálně stejné.When these ionic membranes 2 and the titanium electrodes 1 are placed in a sandwich arrangement with a regular rotation of the titanium electrodes 1 by 180 degrees, an ion reactor design is obtained in which the flow of basic and acidic water is separated at the outlet. This is achieved by drilling the jumper of the spacer frames at a specific location and installing a water flow sensor 5 and acid water outlet solenoid valves 3 and alkaline water outlet solenoid valves 4, which are structurally the same.

Voda do vodního ionizačního reaktoru se dostává přes čidlo 5 průtoku vody a získaná data z čidla 5 průtoku vody se vyhodnocují v mikroprocesoru 6. V závislosti na potřebné výstupní hodnotě pH vody a rychlosti průtoku se nastavuje PWM (Pulse Width Modulation neboli Pulzně šířková modulace) na titanových elektrodách 1 vodního ionizačního reaktoru nebo provozní napětí titanových elektrod 1 pro ionizaci vody. Zdroj 7 elektrické energie je vždy stejnosměrný.Water enters the water ionization reactor via the water flow sensor 5 and the data obtained from the water flow sensor 5 are evaluated in the microprocessor 6. Depending on the required water pH output value and flow rate, the PWM (Pulse Width Modulation) is set to titanium electrodes 1 of the water ionization reactor or the operating voltage of the titanium electrodes 1 for water ionization. The power supply 7 is always direct current.

Pro zamezení vytváření vodního kamene na titanových elektrodách j. mění mikroprocesor 6 při každém cyklu polaritu napětí, tzn. anoda se stane katodou a obráceně - cyklus 1 a 2, a párově spíná výstupní elektromagnetické ventily 3 kyselé vody a výstupní elektromagnetické ventily 4 zásadité vody tak, že se na výstupu vždy dostane nastavené pH hodnoty vody.To prevent the formation of limescale on the titanium electrodes, the microprocessor 6 changes the polarity of the voltage during each cycle, i. the anode becomes the cathode and vice versa - cycles 1 and 2, and switches the output solenoid valves 3 of the acid water and the outlet solenoid valves 4 of the alkaline water in pairs so that the set pH value of the water always reaches the output.

Tyto cykly se mohou měnit podle hodinového intervalu nebo podle konkrétního pracovního postupu. Pro úpravu poměru objemu na výstupech zásadité a kyselé vody, přičemž kyselá voda by měla mít pro některé úkoly třikrát menší objem než zásaditá voda, je na výstup kyselé vody umístěna tryska omezovače 8 průtoku. Tato tryska reguluje poměr objemu vody na výstupech.These cycles can vary according to the hourly interval or according to the specific workflow. To adjust the volume ratio at the alkaline and acidic water outlets, whereby the acidic water should have three times less volume than the alkaline water for some tasks, a flow restrictor nozzle 8 is placed at the acidic water outlet. This nozzle regulates the volume ratio of water at the outlets.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Technické řešení podle navrhovaného vzoru najde uplatnění ve všech oblastech, kde je nutné stavět průmyslové ionizátory vody s nepřetržitým provozem a minimálními náklady na údržbu.The technical solution according to the proposed model will find application in all areas where it is necessary to build industrial water ionizers with continuous operation and minimal maintenance costs.

Claims (6)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS 1. Vodní ionizační reaktor obsahuje vstup vody do reaktoru, alespoň dvě titanové elektrody (1) pro ionizaci vody, s nimi elektricky propojený zdroj (7) elektrické energie a alespoň jednu iontovou membránu (2) pro iontovou separaci, přičemž iontová membrána (2) je umístěna mezi dvojicí titanových elektrod (1), vyznačující se tím, že za vstupem vody do reaktoru je přívodní potrubí, které je opatřeno čidlem (5) průtoku vody, a že výstupu reaktoru jsou předřazena dvě výstupní potrubí, přičemž každé z těchto výstupních potrubí je rozvětveno do dvou větví, přičemž první větev prvního potrubí i první větev druhého potrubí jsou osazeny každá jedním výstupním elektromagnetickým ventilem (4) zásadité vody a druhá větev prvního potrubí i druhá větev druhého potrubí jsou osazeny každá jedním výstupním elektromagnetickým ventilem (3) kyselé vody, přičemž za výstupními elektromagnetickými ventily (3) kyselé vody jsou jimi procházející větve spojeny do výstupního potrubí kyselé vody, které je opatřeno omezovačem (8) průtoku k řízení poměru objemů zásadité a kyselé vody, přičemž reaktor dále obsahuje mikroprocesor (6) pro řízení cyklu přepínání a nastavení provozního elektrického proudu, který je propojen s titanovými elektrodami (1), zdrojem (7) elektrické energie, s výstupními elektromagnetickými ventily (3, 4) a s čidlem (5) průtoku vody.A water ionization reactor comprising a water inlet to the reactor, at least two titanium electrodes (1) for ionizing water, an electrically connected source (7) of electrical energy and at least one ion membrane (2) for ion separation, the ion membrane (2). is located between a pair of titanium electrodes (1), characterized in that behind the water inlet to the reactor there is an inlet pipe which is provided with a water flow sensor (5) and that two outlet pipes precede the reactor outlet, each of these outlet pipes is branched into two branches, the first branch of the first pipe and the first branch of the second pipe are each equipped with one alkaline water outlet solenoid valve (4) and the second branch of the first pipe and the second branch of the second pipe are each equipped with one acidic water outlet solenoid valve (3). , behind the acid solenoid outlet solenoid valves (3) the branches passing through them are connected to the acid water outlet pipe, which is provided a flow restrictor (8) for controlling the ratio of alkaline to acidic volumes, the reactor further comprising a microprocessor (6) for controlling the switching and setting cycle of the operating electric current, which is connected to the titanium electrodes (1), a source (7) of electric power, with outlet solenoid valves (3, 4) and with water flow sensor (5). 2. Vodní ionizační reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že tělo alespoň jedné titanové elektrody (1) má strukturu sítě nebo mřížky nebo pevné desky.Water ionization reactor according to claim 1, characterized in that the body of the at least one titanium electrode (1) has a network or grid or solid plate structure. 3. Vodní ionizační reaktor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že iontová membrána (2) je vyrobena z textilních materiálů nebo jílu.Water ionization reactor according to claim 1 or 2, characterized in that the ion membrane (2) is made of textile materials or clay. 4. Vodní ionizační reaktor podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že zdroj (7) elektrické energie je stejnosměrný s přepínatelnou polaritou.Water ionization reactor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the source (7) of electrical energy is direct current with switchable polarity. 5. Vodní ionizační reaktor podle nároku 4, vyznačující se tím, že zdroj (7) elektrické energie je pulzní.Water ionization reactor according to claim 4, characterized in that the source (7) of electrical energy is pulsed. 6. Vodní ionizační reaktor podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že omezovač (8) průtoku má kalibrovanou trysku.Water ionization reactor according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the flow restrictor (8) has a calibrated nozzle.
CZ2020291A 2020-05-22 2020-05-22 Water ionization reactor CZ309006B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020291A CZ309006B6 (en) 2020-05-22 2020-05-22 Water ionization reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020291A CZ309006B6 (en) 2020-05-22 2020-05-22 Water ionization reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2020291A3 true CZ2020291A3 (en) 2021-11-18
CZ309006B6 CZ309006B6 (en) 2021-11-18

Family

ID=78523865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2020291A CZ309006B6 (en) 2020-05-22 2020-05-22 Water ionization reactor

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ309006B6 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101481185B (en) * 2009-02-25 2011-05-11 湖南大学 Method for separating and removing heavy metal ion in water by cation exchange membrane chemistry reactor
KR101020925B1 (en) * 2010-05-17 2011-03-09 주식회사 이온팜스 Production-apparatus of ion water
CN104176793A (en) * 2014-08-08 2014-12-03 赵劲松 Production process for preparing strong alkaline electrolysed water at one side
CN204369623U (en) * 2014-12-23 2015-06-03 王来珠 The two film buffered water electrolysis isolated area electrolyzer of a kind of anode and cathode and water glass thereof
US10074900B2 (en) * 2016-02-08 2018-09-11 The Boeing Company Scalable planar packaging architecture for actively scanned phased array antenna system
CN110803742A (en) * 2019-10-22 2020-02-18 周廷云 PH value-adjustable asymmetric level electrolysis oxidation-reduction potential water preparation system

Also Published As

Publication number Publication date
CZ309006B6 (en) 2021-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101632685B1 (en) Hybrid system for accomplishing selectively electrodialysis reversal and reverse electrodialysis
CZ2020291A3 (en) Water ionization reactor
CZ35059U1 (en) Water ionization reactor
JP2007098351A (en) Electrolytic water making apparatus equipped with diaphragm electrolytic cell and method for applying polarity to diaphragm which constitutes diaphragm electrolytic cell
JP3694820B2 (en) Non-pressure-proof, front-stop type electrolyzed water generator
CN203373232U (en) Water purifier
US3524459A (en) Electrolytic fluid amplifier
CN208879301U (en) A kind of water system of cleaning machine
EP3995458A1 (en) Membrane-capacitive deionization system
US20230129450A1 (en) Switching system for edr water purifier with multiple solenoid valves
CN216191291U (en) Reversing system of EDR water purifier
KR20070030866A (en) Electrolytic water create system
CN217127008U (en) Electrodialysis sewage treatment device
TWM625885U (en) Switching system for edr water purifier with multi-way solenoid valve
CN2075538U (en) Nonpolarity water all-automatic control electric dialyzer
CN219984386U (en) Novel electrodialysis pole frame
CN217202186U (en) Electric deionization automatic control device for direct drinking water treatment
TW202317886A (en) Switching system of edr water purifier with three-way solenoid valve
KR100517828B1 (en) Beauty water generator for skin using acidic water
JP3601010B2 (en) Multiple electrolyzer type electrolyzed water generator
SU440343A1 (en) Elektronionitovoy flowwater desalination plant
US2860090A (en) Electrolytic generation of metal hydroxide
CN116212641A (en) Electrodialysis device system with metal gauze baffle
JPH0550066A (en) Ionized water supplying device
JPH06285468A (en) Apparatus for continuous production of strong acid water