DE102005019781A1 - Household arrangement for softening fresh water, comprises electrolytic cells having cathode and anode areas, a system having pipings and valves, an equipment with paper filter for removing insoluble salts, and a separator - Google Patents

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Abstract

The household arrangement for softening fresh water, comprises electrolytic cells in rows turned to electro source, a system having pipings (8, 11, 12) and valves (13) for transportation of unpurified water towards interior of the electrolytic cells and the purified water (17) from the electrolytic cells in the collection of the purified water, an equipment with paper filter for removing insoluble salts from the purified water by electrolysis, and separator made from porous materials of inorganic/organic origin for the separation of cathode and anode areas (3, 19) of the electrolytic cells. The household arrangement for softening fresh water, comprises electrolytic cells in rows turned to electro source, a system having pipings (8, 11, 12) and valves (13) for the transportation of unpurified water towards interior of the electrolytic cells and the purified water (17) from the electrolytic cells in the collection of the purified water, an equipment with paper filter for removing insoluble salts from the purified water by electrolysis, and a separator made from porous materials of inorganic origin (graphite or glass) or organic origin (polyethylene or polypropylene) for the separation of cathode and anode areas (3, 19) of the electrolytic cells. The circumference of the electrolytic cells is bounded by bipolar electrode (1). The outflow of the purified water from the cathode and anode areas realizes itself in the common pipings. The ratio of the circumferences of the anode and cathode areas of the electrolytic cells is asymmetrical.

Description

Die Einrichtung dient hauptsächlich der Reinigung des Süßwassers von den Magnesium- und Kalziumsalzen und zur Verbesserung der Wasserqualität, so dass sie den strengen Saniter-Normen für die Trinkwasser-Nutzung entspricht. Die Einrichtung kann unter Haushaltsbedingungen dort zur Reinigung des Leitungswassers eingesetzt werden, wo große Mengen an Kalzium- und Magnesium-Salzen enthalten sind.The Facility mainly serves the purification of fresh water of the magnesium and calcium salts and improve water quality, so that It complies with the strict Saniter standards for drinking water use. The facility can under housekeeping conditions there for cleaning of tap water containing high levels of calcium and magnesium salts are.

Es sind bekannt die Sorptionseinrichtungen die Magnesium- und Kalziumsalze aus dem Wasser zu entfernen. Es sind viele verschiedene Einrichtungen zur Entsalzung des Wassers bekannt. Dabei werden je nach Salz- oder Mineral-Gehalt und dem gewünschten Reinigungsgrad die unterschiedlich komplexen Reinigungsverfahren angewandt.It The sorption devices are known magnesium and calcium salts to remove from the water. There are many different facilities known for desalination of water. Depending on the salt or Mineral content and the desired one Degree of purification the different complex cleaning procedures applied.

So wird die Weise der blitzschnellen Aufwallung im Vakuum in der Einrichtung RU 2142912 verwendet.So, the way of lightning-fast effervescence in vacuum in the device becomes RU 2142912 used.

In der Einrichtung RU 2094385 die Teilungsweise ungleich geladenen Ione und seine Bewegung unter die Lorenz Kräfte im magnetischen Feld zur Wasserentsalzung verwendet sind.In the facility RU 2094385 the division of unequally charged ions and its movement under the Lorenz forces in the magnetic field are used for desalination.

Die große Gruppe der Einrichtungen DE 33 24 047 A1 , WO 02/079097 A1 , RU 2238136 , RU 2233799 und andere auf die Teilungsweise ungleich geladenen Ione beim Strom durch den Elektrolyt gegründet ist. Die meisten Entsalzungsanlage aus den Gruppen DE 33 24 047 A1 , WO 02/079097 A1 , RU 2238136 , RU 2233799 sowie verschiedene andere Anlagen basieren auf den Prinzip der Teilung der verschieden elektrisch geladenen Ione bei der Elektrolyse.The big group of facilities DE 33 24 047 A1 . WO 02/079097 A1 . RU 2238136 . RU 2233799 and other ions which are unequally charged to the division are based on the current through the electrolyte. Most desalination plant from the groups DE 33 24 047 A1 . WO 02/079097 A1 . RU 2238136 . RU 2233799 as well as various other systems are based on the principle of the division of different electrically charged ions in the electrolysis.

Die Konstruktion zur elektrochemischen Reinigung oder der technologischen Bearbeitung der Flüssigkeit ( WO 03/020404 A2 ), erfühlt als die besteht aus Zellen, von denen jede 2 Elektroden hat. Zwischen jedem Elektrodenpaar befinden sich Ioneaustauschmembranen, die über eine bestimmte Menge von Kanälen haben, verfügen. Wenigstens haben etwas Kanäle entsprechend zweiten Elektroden (+-), die untereinander für das Erhalten der gereinigten Substation verbunden sind.The construction for the electrochemical cleaning or the technological treatment of the liquid ( WO 03/020404 A2 ), as the consists of cells, each of which has 2 electrodes. Between each pair of electrodes are ion exchange membranes, which have a certain amount of channels. At least have some channels corresponding to second electrodes (+ -) connected with each other for reception of the purified substation.

Die Anoden und die Kathoden der Zellen sind zur Stromquelle parallel angeschlossen. Die Methode zur Extraktion der Zianiden aus der Flüssigkeit ( US 5225054 ) erfordert für ihre Realisierung die Einrichtung von 4 in einem Körper aufgestellten Zellen vor. In jeder dieser Zellen gibt es eine Menge an gereinigter Flüssigkeit (Elektrolyt), die sich mit der Flüssigkeit der benachbarten Zellen nicht vermischt. Elektrisch sind die Zellen hintereinander geschaltet und nur die äußerste von ihnen wird zu den positiven und negativen Polen der Stromquelle angeschlossen. Die Scheidewände zwischen den Abteilungen sind untereinander elektrisch verbunden und jede von ihnen ist gleichzeitig Anode für die eine Zelle und Katode für die benachbarte Zelle. Zwischen der Anode und der Kathode jeder Zelle steht eine ioneaustauschendes Membran, die den Innenraum einer jeden Zelle in zwei ungefähr gleiche Anoden- und Katodenräume teilt. Jeder dieser Umfänge ist mit den Einrichtungen für die Aufgabe in die Zelle der gereinigten Flüssigkeit und die Entfernung von ihr des sauberen Wasser versorgt.The anodes and the cathodes of the cells are connected in parallel to the power source. The method for extraction of Zianides from the liquid ( US 5225054 ) requires for their realization the establishment of 4 cells set up in a body. In each of these cells, there is an amount of purified liquid (electrolyte) that does not mix with the liquid of the neighboring cells. Electrically, the cells are connected in series and only the outermost of them are connected to the positive and negative poles of the power source. The partitions between the compartments are electrically connected to each other and each of them is simultaneously an anode for one cell and a cathode for the adjacent cell. Between the anode and the cathode of each cell is an ion-exchanging membrane which divides the interior of each cell into two roughly equal anode and cathode spaces. Each of these sizes is supplied with devices for a task in a cell of the purified liquid and removal of it clean water.

Alle obigen Einrichtungen sind für die Reinigung des Wassers von verschiedenen Ingradienzien mit verschiedenen Niveaus ihres Inhalts vorbestimmt. Der Umfang der verschmutzen Ingradienzien, für deren Entfernung die untersuchten Einrichtungen vorbestimmt sind, ist sehr breit. Er schließt die Ingradienzien enthaltend in abfluß-haushalts ein und die industriellen Wasser, und in den Wässern, die für Getränk verwendet sind. Die Mehrheit aus diesen Einrichtungen sind universell und können für die Reinigung des Wassers, das verschiedene Gruppen verschmutzend Ingradienzien enthält, einschließlich zum Entsalzen des Meerwasser verwendet werden.All above facilities are for the purification of water of different grades with different Defined levels of their content. The extent of the polluted ingradients, for their Distance the investigated facilities are intended is very broad. He closes the ingradients containing in drain household and the industrial ones Water, and in the waters, which used for drink are. The majority of these facilities are universal and can for the Purification of the water polluting various groups Ingradienzien contains including to Desalting of seawater can be used.

Diese Umstände bringen zum bedeutend konstruktiven Aufwand der untersuchten Einrichtungen, und auch zu wesentlichen Aufwand der Technologie ihrer Herstellung an.These circumstances bring significant design effort to the facilities under investigation, and also to substantial expense of the technology of their manufacture at.

Die Nutzung der Sorptionweise der Reinigung des Frischwassers von den Salzen des Kalziums und des Magnesiums ist kostspielig da das verwendete dabei Pulver, bei dem hohen Preis verfügt über die äußerst Ressource der Arbeit.The Use of the method of sorption of the purification of the fresh water of the Salts of calcium and magnesium are expensive because that used while powder, at the high price has the utmost resource of work.

Am meisten ist konstruktiv eine nahe Einrichtung zum erklärten Objekt die Einrichtung und die Weise der Entfernung und/oder der Abtrennung der Anionen und Kationen des Elektrolyt mit der Nutzung der multybipolaren Elektroden ( WO 02/090267 ).The most constructive is a close device to the declared object the device and the way of removal and / or separation of the anions and cations of the electrolyte with the use of multi-bipolar electrodes ( WO 02/090267 ).

Die besehene Einrichtung stellt etwas in Reihe eingeschaltete zur Elektroquelle den elektrolytischen Zellen dar. Diese Zellen sind voneinander von den bipolaren Elektroden so abgetrennt, dass der Elektrolyt, sich befindend in jede der Zellen mit dem Elektrolyt, sich befindend in die benachbarten Zellen stehlt sich nicht in Verbindung. Zwischen den Zellen existiert nur die elektronische Verbindung durch die bipolaren Elektroden. Jede bipolare Elektrode hat zwei Seiten, eine von denen ist die Anode in einer Zelle, und zweit ist die Kathode in der benachbarten Zelle. Nur zwei äußerste Elektroden gewöhnlich unitarisch sind. Alle Zellen sind in einem Körper mit der Beachtung der obendargelegten Bedingungen gesammelt. Jede der Zellen ist mit der Membran, die den inneren Umfang der Zelle ungefähr auf zwei gleiche untereinander Umfange (des anoden- und kathoden Räume) teilt, versorgt. Außerdem ist jede Zelle mit vier Ventilen (bis zwei in jedem der genannten höheren Räume) für den Einlass des Elektrolyts und des Produktionsausstoßes der Flüssigkeit mit den Anionen und Kationen versorgt. Auf solche Weise hat jede Zelle bis 4 Ventile – zwei Einlass und zwei Ausstoß. Alles Einlassventiles sind in eine Rohrleitung vereinigt und sind mit der Quelle des gereinigten Wassers (mit dem Elektrolyt) verbunden. Ausstoßventilen sind vereinigt in zwei Rohrleitungen-Ausstoßleitung für die Flüssigkeit mit den Anionen und die Ausstoßrohrleitung für die Flüssigkeit mit den Kationen. Außerdem ist die Einrichtung mit dem Schema des Umpolens versorgt, mit Hilfe deren am Ende des Prozesses der Teilung der Ione das neutrale chemische Anlassmittel wiederhergestellt wird.The device seen represents some of the electrolytic cells connected in series to the electrical source. These cells are separated from each other by the bipolar electrodes so that the electrolyte located in each of the cells with the electrolyte in the adjacent cells is not stagnant Connection. Between the cells, only the electronic connection through the bipolar electrodes exists. Each bipolar electrode has two sides, one of which is the anode in one cell, and second is the cathode in the adjacent cell. Only two outermost electrodes are usually unitary. All cells are collected in a body with observance of the above conditions. Each of the cells is connected to the membrane the inner circumference of the cell about two equal to each other peripheries (of the anode and cathode spaces) shares supplied. In addition, each cell is supplied with four valves (up to two in each of the higher chambers mentioned) for the admission of the electrolyte and the production output of the liquid with the anions and cations. In this way each cell has up to 4 valves - two inlets and two outlets. All inlet valves are combined in a pipeline and are connected with a source of the purified water (with an electrolyte). Discharge valves are combined in two piping discharge line for the liquid with the anions and the discharge pipeline for the liquid with the cations. Besides, the device is provided with the scheme of polarity reversal by means of which at the end of process of division of ions neutral neutralizer is restored.

Zusammen mit dem wesentlichen Werte der betrachteten Weise und der Einrichtung haben seine nächsten Mängel:

  • – Die Einrichtung ist für die Reinigung des Wassers von der bedeutenden Anzahl der verschmutzenden Bestandteile vorbestimmt.
  • – Konstruktiv die Einrichtung ungerechtfertigt ist kompliziert da die technische Möglichkeit der Reinigung des Wassers von der bedeutende Anzahl der Ingradienzien schafft, die in den realen Bedingungen oft ist abwesend sind.
  • – Die Technologie der Einrichtungsherstellung sieht die Reihe der sehr komplizierten technologischen Prozesse vor, dass die ungerechtfertigte Überhöhung des Wertes der betrachteten Einrichtung seinerseits vermutet. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die wesentliche Vereinfachung der Einrichtung durch die Verengung seiner technischen Möglichkeiten bis zu dem Niveau der real existierenden Aufgaben. Es geht die Rede über die Schaffung der Einrichtungen für die Reinigung des Wassers hauptsächlich von den Salzen des Kalziums und des Magnesiums d.h. für die Beseitigung der Wasserhärte oder für ihre Erweichung. Dabei soll der Inhalt der Chloride im gereinigten Wasser minimal (nicht mehr als 20 mg./Liter) sein. Gleichzeitig ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bildung der mehr technologischen Konstruktion der Einrichtung für die Reinigung des Wassers, die wesentlich erlaubt hätte, den Prozess der Einrichtungsherstellung und den Wert der Einrichtung insgesamt zu verbilligen.
Along with the essential values of the considered way and the facility have its next shortcomings:
  • - The device is intended for the purification of water from the significant number of polluting components.
  • - Constructively the device unjustified is difficult as the technical possibility of clearing of water creates a significant number of gradations which are often absent in real conditions.
  • - Technology of furnishing production provides a number of very complex technological processes which in turn assume unjustified excess of value of the considered device. An object of the present invention is the substantial simplification of the device by the narrowing of its technical possibilities to the level of real existing tasks. There is talk about creation of devices for water purification mainly from salts of calcium and magnesium ie for elimination of water hardness or for its softening. The content of the chlorides in the purified water should be minimal (not more than 20 mg./liter). At the same time, it is an object of the present invention to provide the more technological construction of the device for the purification of the water, which would have substantially reduced the cost of the device manufacturing process and the overall value of the device.

Die gestellte Aufgabe wird davon entschieden, dass in der angebotenen Einrichtung ein allgemeiner Kanal, der wie für die Zustellung des gereinigten Wassers in den elektrolytischen Zellen vorbestimmt ist, als auch für die Entfernung des reinen Wassers aus diesen Zellen vorgesehen ist. Die gestellte Aufgabe wird ebenso davon entschieden, dass nach dem Durchgang des Stromes durch das gereinigte Wasser und des Fällen der nicht lösbaren Salze des Kalziums und des Magnesiums in den kathodischen Räume der elektrolytischen Zellen, die Flüssigkeiten mit den Anionen und Kationen in die allgemeine Rohrleitung zusammengezogen werden. Außerdem für die Entscheidung der gestellten Aufgabe in der Einrichtung das System der Ventile vorgesehen ist, das unreine und gereinigte Wasser entsprechend dem Programm der Arbeit der Einrichtung transportieren zu erlaubt. Kathode Die gestellte Aufgabe wird davon entschieden, dass das Verhältnis der Umfänge der anoden- und kathoden Räume ungefähr 1:10 ist. Endlich wird die gestellte Aufgabe davon entschieden, dass das gereinigte Wasser, das in der Ablagerung nicht auflösbar im Wasser die Salze des Kalziums und des Magnesiums enthält, durch den Filter durchgelassen wird. Dieser Filter kann Papier oder glas (der Filter Shota) sein. Ein Hauptvorteil der angebotenen Einrichtung ist seine hohe Wirtschaftlichkeit. Der energetische Aufwand auf die Reinigung des Wassers von der angebotenen Einrichtung bildet nicht mehr als 1,5 Watt/h auf 1 Liter. Ein folgender Vorteil der angebotenen Einrichtung ist die Nutzung je eines Kanals zur Beförderung des ungereinigten und gereinigten Wassers in die elektrolytischen Zellen und der Entfernung des gereinigten Wassers von ihnen. Mit diesem Vorteil sind die konstruktive Einfachheit der angebotenen Einrichtung, die Fertigungsgerechtheit und die vergleichende Billigkeit seiner Herstellung verbunden.The Asked task is decided that in the offered Set up a general channel, as for the delivery of the cleaned Water in the electrolytic cells is intended, as well for the Removal of pure water from these cells is provided. The set task is also decided that after the Passage of the stream through the purified water and the precipitation of the not detachable Salts of calcium and magnesium in the cathodic spaces of the electrolytic cells containing liquids contracted with the anions and cations in the general pipeline become. Furthermore for the Decision of the task in the device the system the valves is provided, the impure and purified water accordingly to transport the program of work of the device to. Cathode The set task is decided that the ratio of circumferences the anode and cathode spaces approximately 1:10 is. Finally the task is decided by that the purified water that is not soluble in the deposit in the deposit Water containing salts of calcium and magnesium through which Filter is allowed through. This filter can be paper or glass (the Filter Shota). A main advantage of the offered facility is its high efficiency. The energetic effort on Purification of water from the offered device forms not more than 1.5 watts / h to 1 liter. A following advantage of The facility offered is the use of one channel each for transport of uncleaned and purified water in the electrolytic Cells and the removal of the purified water from them. With this advantage is the constructive simplicity of the offered Facility, manufacturing adequacy and comparative equity connected to its production.

Ein folgender Vorteil der angebotenen Einrichtung ist die Nutzung des allgemeinen Kanals der Beförderung des Wassers für den Abfluss in ihn des Wassers mit den Kationen und Anionen. Es führt zur Vereinfachung der Konstruktion der Einrichtung, der Erhöhung der Fertigungsgerechtheit und der Verbilligung des Prozesses der Herstellung der Einrichtung auch.One following advantage of the offered device is the use of the general channel of promotion of the water for the drain into him of the water with the cations and anions. It leads to simplification the construction of the device, the increase of manufacturing efficiency and the cheapening of the process of manufacturing the device too.

Ein folgender Vorteil der angebotenen Einrichtung ist das Vorhandensein des Systems der Ventile und der Kräne für die Regulierung des Wasserstroms entsprechend dem Programm seiner Arbeit. Ein solches System erlaubt, auf der Basis der Einrichtung das System der automatischen Steuerung nach seiner Arbeit zu schaffen.One the following advantage of the offered device is the presence system of valves and cranes for regulation of a water stream according to the program of his work. Such a system allows on the basis of the device the system of automatic control to create his work.

Ein folgender Vorteil der angebotenen Einrichtung ist das Verhältnis der Umfänge des Anodenraumes zu Kathodenraumes 1:10. Solches Verhältnis erlaubt in bedeutendem Grade, die Wiederherstellung der auflösbaren im Wasser Salzes Ca(HCO3)2 bei der Zusammenarbeit der Kreide (CaCO3) c gegründet in den Lauf der Reaktion vom kohlensaueren Gas und, dadurch zu meiden, die Qualität der Reinigung des Wassers zu erhöhen.A following advantage of the offered device is the ratio of the sizes of the anode compartment to the cathode compartment 1:10. Such ratio allows, to a great extent, the recovery of soluble salt in the water Ca (HCO 3 ) 2 at the co-operation of the chalk (CaCO 3 ) c established in the course of the reaction of the carbonated gas and thereby to avoid the quality of the purification of the To increase water.

Ein abschließender Vorteil der angebotenen Einrichtung ist die Nutzung der einfachen und billigen Filter (Papier oder der Filter Shota) für die Entfernung aus dem Wasser der testen nicht auflösbaren Salze des Kalziums und des Magnesiums. Die Einfachheit und die Billigkeit dieser Filter und auch die bedeutende Frist ihres Betriebs erlauben bedeutend, die Betriebsaufwände bei der Nutzung der Einrichtung zu verringern.A final advantage of the offered Device is the use of simple and cheap filters (paper or filter Shota) for removal from the water of the test insoluble salts of calcium and magnesium. Simplicity and cheapness of these filters and also considerable term of their operation considerably reduce operating expenses at use of the device.

Auf den 1 ist das prinzipielle Schema der Arbeit der Haushaltseinrichtung für die Erweichung des Süßwassers aufgezeigt. Auf den 2 Der katholische Block der elektrolytische Zelle ist aufgezeigt (2a) und der Rahmen für die Befestigung des Separators ist aufgezeigt (2b).On the 1 The basic scheme of work of household equipment for softening of fresh water is shown. On the 2 The catholic block of the electrolytic cell is shown ( 2a ) and the frame for the attachment of the separator is shown ( 2 B ).

Auf den Feigen 1 sind zwei Haupt-monopolaren Elektroden, die bezeichnet als Kathode und Anode aufgezeigt, die mit den entsprechenden Ableitungen zu den negativen und positiven Polen der Stromquelle (auf dem Schema nicht angezeigt sind) aufgezeigt.On the figs 1 are two main monopolar electrodes, referred to as cathode and anode shown, which are shown with the corresponding leads to the negative and positive poles of the current source (not shown in the scheme).

Das auf der 1 vorgestellte Schema der Haushaltseinrichtung) besteht aus den 5 elektrolytische Zellen, jede von denen sich zwischen zwei benachbarten bipolaren Elektroden 1, befindet. Diese Zahl ist bedingt. In Wirklichkeit kann die Zahl der Zellen bedeutend höher sein.That on the 1 presented scheme of household equipment) consists of the 5 electrolytic cells, each of which is between two adjacent bipolar electrodes 1 , is located. This number is conditional. In fact, the number of cells can be significantly higher.

Jede aus diesen Zellen besteht aus der bipolaren Elektrode 1, des Separators 2, der hergestellt aus den unorganischen Materialien (der Graphit, das Glas) oder aus den organischen Materialien (die porösen Polymere, des Polyäthylens oder des Polypropylens), und gebildet von ihnen des kathodischen Raumes 3, das von der Ebene 4, dicht verbunden mit der Elektrode 1 unter dem rechten Winkel oben beschränkt ist. Die Ebene 4 ist mit der Öffnung 5 für die Verbindung des inneren Umfanges des kathodischen Raumes mit der Luft versorgt. Den Körper der Einrichtung, in dem die elektrolytische Zellen aufgestellt sind, (auf den 1 sind nur die Endfläche des Körpers ohne Ziffernbezeichnung, die sich links von der Kathode und rechts von der Anode befindet) ist mit dem Behälter 6 hart verbunden. Auf denn Behälter 6 ist die Höchstnotiz 7 zugefügt, es ist höher die die Füllung vom Wasser des Behälters ist unzulässig. Dieses Niveau schafft in den elektrolytischen Zellen einigen Reserveumfang, der für die Auffüllung vom Wasser notwendig ist, ausgedehnt als Ergebnis der Erwärmung bei dem Durchgang durch sie des Stromes. Die Rohrleitung 8, den Kran 9 und die Rohrleitung 11 verbinden untereinander die Rohrleitungen 12 und des Ventiles 13 und 15. Des Ventile 13 sind mit den Öffnungen 10 dicht verbunden, mit denen die unteren Ebenen 18 der kathodischen Räume versorgt sind. Diese Öffnungen können an den entsprechenden Orten des Körpersgrunds erfüllt sein, wenn die katholische Platte von seinen unteren Rändern in diese Gründe eingepresst ist. In diesem Fall ordnen sich die Rohrleitungen 11 und 12 unter dem Grund des Einrichtungskörpers an. Ähnlich die Ventils 15 sind mit den Öffnungen 14 dicht verbunden, die in den unteren Teilen des Grunds des Anodenraumes 19 angeordnet sind. Anodenräume 19 befinden sich rechts von den Membranen 2 und links von den bipolaren Elektroden 1. In der angebotenen Einrichtung der Umfang jedes Kathoderaumes 3 ungefähr in 10 Male mehr als jeder Anodenraum 19. Die Rohrleitung 11 mit dem Absperrventil 16 versorgt, in dem der Filter (Papier oder Filter Shota), und der Kapazität 17 für die Pflaume des gereinigten Wassers aufgestellt ist.Each of these cells consists of the bipolar electrode 1 , the separator 2 made of inorganic materials (graphite, glass) or of organic materials (porous polymers, polyethylene or polypropylene), and made of them of cathodic space 3 that from the plane 4 , tightly connected to the electrode 1 is limited above the right angle above. The level 4 is with the opening 5 supplied with air for communication of the internal size of cathodic space. The body of the device in which the electrolytic cells are placed (on the 1 are only the end face of the body without numerical designation, which is located to the left of the cathode and to the right of the anode) is with the container 6 hard connected. On the tank 6 is the highest note 7 added, it is higher that filling by water of a tank is inadmissible. This level creates in the electrolytic cells some spare space necessary for filling with water, expanded as a result of heating at passage through them of a stream. The pipeline 8th , the crane 9 and the pipeline 11 connect the pipes with each other 12 and the valve 13 and 15 , The valves 13 are with the openings 10 tightly connected, with which the lower levels 18 the cathodic rooms are supplied. These openings may be filled in the corresponding places of the body ground when the catholic plate is pressed into these grounds from its lower edges. In this case, arrange the pipes 11 and 12 under the bottom of the furnishings body. Similar to the valve 15 are with the openings 14 tightly connected, in the lower parts of the bottom of the anode compartment 19 are arranged. anode chambers 19 are located to the right of the membranes 2 and to the left of the bipolar electrodes 1 , In the offered device the size of each cathodal space 3 about 10 times more than any anode space 19 , The pipeline 11 with the shut-off valve 16 supplied, in which the filter (paper or filter Shota), and the capacity 17 is placed for the plum of purified water.

Auf den 2 ist eine zwei möglicher Weisen der Herstellung der angebotenen Einrichtung vorgestellt. Auf den 2a ist die mögliche Variante der Herstellung des Kathodensraumes als das beizeiten aufbereitete Element der Montage vorgestellt. Er stellt das Parallelepiped ABCDA1B1C1D1 dar, eine dessen Ebene ABA1B1 ist mit der bipolaren Elektrode 1 versorgt, der die Graphitplatte darstellt. Die Ebene ABCD ist eine obere Ebene 4, die mit der Öffnung 5 versorgt ist. Die Ebene DCC1D1 ist der Separator 2, fixiert auf die Ränder des Parallelepipeds. Die Ebene A1B1C1D1 ist eine untere Ebene des Kathodensraumes 18, die mit der Öffnung 10 versorgt ist. Zwei Seitenebenen AA1D1D und BB1C1C sind für die Versorgung der notwendigen Härte der Konstruktion und die Abteilung des inneren Umfanges des Parallelepipeds vorbestimmt. Die Herstellung der angebotenen Einrichtungen mittels solcher Parallelepipede erlaubt beizeiten herstellen sie, dann sie im Körper der Einrichtung durch die gleichen Entfernungen, die die Größe des Anodenraumes bestimmen, aufzustellen. Dabei ist es wichtig, das Zusammenfallen der beizeiten vorbereiteten Öffnungen im Körper und der Öffnungen 10 zu beachten. Die Befestigung der Parallelepipede innerhalb des Körpers kann sich mit der Weise, zum Beispiel das Zusammenkleben seiner Seiten und unteren Ebenen mit den inneren Oberflächen des Körpers der Einrichtung verwirklichen. Auf den 2b ist der Rahmen für die Montage der angebotenen Einrichtung vorgestellt. Auf solche Rahmen können die Graphitplatten oder die die Separateren gefestigt werden. In diesem Fall wird die Montage der angebotenen Einrichtung auf die abwechselnde Anlage im Körper der Einrichtung, zum Beispiel mittels des Anpressen der Rammen mit den Graphitplatten und mit den Separateren durchgeführt. Die angebotene Einrichtung ist auch mit dem Schema für die Veränderung der Polarität der Elektroden (auf den Fig. nicht gezeigt ist) versorgt. Dieses Schema wird für die Korrektur des „pH" Exponenten verwendet.On the 2 is presented one of two possible ways of making the offered device. On the 2a is the possible variant of the production of the cathode space presented as the time-prepared element of the assembly. It represents the parallelepiped ABCDA 1 B 1 C 1 D 1 , one whose level ABA 1 B 1 is with the bipolar electrode 1 supplied, which represents the graphite plate. The level ABCD is an upper level 4 that with the opening 5 is supplied. The plane DCC 1 D 1 is the separator 2 , fixed on the edges of the parallelepiped. The plane A 1 B 1 C 1 D 1 is a lower level of the cathode space 18 that with the opening 10 is supplied. Two lateral planes AA 1 D 1 D and BB 1 C 1 C are intended for maintenance of necessary hardness of structure and division of the internal size of a parallelepiped. The preparation of the facilities offered by means of such Parallelepipede allowed in time produce them, then set up in the body of the device by the same distances, which determine the size of the anode space. It is important, the coincidence of prepared in time openings in the body and the openings 10 to be observed. The attachment of the parallelepiped within the body can be accomplished by the way, for example, the gluing together of its sides and lower levels with the internal surfaces of the body of the device. On the 2 B The framework for installation of the offered device is presented. On such frameworks graphite plates or separators can be strengthened. In this case assemblage of the offered device is carried out on alternate installation in the case of the device, for example by pressing of rams with graphite plates and with separators. The offered device is also supplied with the scheme for changing the polarity of the electrodes (not shown in the figures). This scheme is used to correct the "pH" exponent.

Die großen Werte der Wasserstoffsexponenten "pH" sind für die praktisch volle Entfernung der Salze des Magnesiums notwendig. Die Einrichtung kann versorgt sein mit dem automatischen Umschalter der Pole. In diesem Fall wird verwendet klassisch Schema der Wasserstoffelektrode – die Platte aus dem Platin, die in der graphitischen Elektrode angepresst ist. Die Graphitelektrode und die Elektrode des Vergleiches in der Mikroerfüllung (auf das Beispiel das chlor-silbern) und das entsprechende Steuerschema des Umschalters der Pole verwendet ist.The large values of the hydrogen exponents "pH" are necessary for the practically complete removal of the salts of magnesium. The device can be supplied with the automatic changeover the pole. In this case the classical scheme of a hydrogen electrode is used - a platinum plate pressed in a graphitic electrode. Graphite electrode and the electrode of comparison in micro-performance (on the example chloro-silver) and the corresponding control scheme of the switch of poles is used.

Die angebotene Einrichtung arbeitet auf folgende Weise.The offered facility works in the following way.

Für die Auffüllung vom unreinigtien Wasser der anoden und kathoden Räume muss man den Kran 9 öffnen, des Ventils 13 und 15 und den Kran 16 zu schließen. Danach anfüllt man den Behälter 6 mit dem unreinigtien Wasser, solange bis das Niveau des Wassers in diesem Behälter die Anriss 7 erreichen wird. Dann schließen den Kran 9 und des Ventils 13 und 15 auch die monopolaren Elektroden schließen an die Elektroquelle (auf den Fig. ist nicht aufgezeigt). Wie schon früher gesagt war, soll das unreinigte Wasser nicht mehr als 0,2 G/Liter NaCl und die allgemeine Mineralisierung des Wassers enthalten, insbesondere soll den Inhalt in ihr der auflösbaren Salze Mg(HCO3)2 und Ca(HCO3)2 nicht 10 G/Liter übertreten. Bei diesen Bedingungen durch den Umfang des unreinigten Wassers 1,5–1,6 Liter wird der Strom nicht mehr 200 MA in 6–8 Minuten vorbeigelassen und die Dauer der Elektrolyse hängt von der Anfangshärte des Wassers nicht ab. Im Lauf der Elektrolyse auf der Anode und die Kathode geschehen die nächsten chemischen Reaktionen:
Auf der Kathode HCO3 --e – 1/2H2 + CO3 -- + Ca++ – CaCO3 H2O-e – 1/2H2 + OH- + Mg++ – Mg(OH)2 Auf der Anode H2O + 2e – 1/2O2 + 2H + H+ + Anionen – die schwachen Lösungen der Säuren.
For filling with impure water of anodes and cathodes rooms it is necessary to use a crane 9 open the valve 13 and 15 and the crane 16 close. Then you fill the container 6 with the impure water, until the level of water in this container the crack 7 will reach. Then close the crane 9 and the valve 13 and 15 also the monopolar electrodes connect to the electric source (not shown in the figures). As stated earlier, the impure water should contain not more than 0.2 g / liter of NaCl and the general mineralization of water, in particular the content in it of the soluble salts Mg (HCO3) 2 and Ca (HCO3) 2 should not 10 G / liter transgress. In these conditions by the volume of unclean water of 1,5 - 1,6 liters the current will not pass more than 200 MA in 6-8 minutes and duration of electrolysis does not depend on initial hardness of water. During the electrolysis on the anode and the cathode, the next chemical reactions occur:
On the cathode HCO 3 - - e - 1 / 2H 2 + CO 3 - + Ca ++ - CaCO 3 H 2 Oe - 1 / 2H 2 + OH - + Mg ++ - Mg (OH) 2 On the anode H 2 O + 2e - 1 / 2O 2 + 2H + H + + anions - weak solutions of acids.

Wie es aus den gebrachten Reaktionen sichtbar ist, werden in den kathodischen Raum aus auflösbar im Wasser der Salze Mg(HCO3)2 und Ca(HCO3)2 gegründet und es fallen in die Ablagerung die nicht auflösbaren Salze CaCO3 (Kreide) und das Hydrooxid des Magnesiums Mg(OH)2 aus. Gleichzeitig entweichen sich auf der Anode der Sauerstoff und das kohlensauere Gas heraus, die sich aus der Zone der Reaktion frei entfernen. Die Absonderung des Sauerstoffes trägt zur Reinigung des Wassers von den Mikroorganismen bei. Nach der Vollendung des Zyklus der Elektrolyse muss man des Ventils 13 und 15 und den Kran 16 öffnen. Daraufhin wird das Wasser aus den elektrolytischen Zellen durch den Filter, der im Kran 16 aufgestellt ist, in den Behälter 17 für das gereinigte Wasser geraten. Dabei nicht auflösbar im Wasser und ausfallend in die Ablagerung das Hydrooxid des Magnesiums und die Kreide werden auf dem Filter bleiben. Die kleine Menge des unreinen Wassers, das in der Rohrleitung 11 bliebt nach der Auffüllung der elektrolytischen Zellen, nimmt im Laufe der Elektrolyse nicht teil und wird in Behälter 17, entgehend die Reinigung geraten. Dieser Umstand verringert die Qualität etwas der Wassersreinigung aber dabei vereinfacht die Konstruktion der Einrichtung wesentlich. Bei Vorhandensein von den höheren Forderungen zur Qualität der Wassersreinigung, in die Konstruktion kann noch ein zusätzliche Krane für die Pflaume des Wassers aus der Rohrleitung 11, bleibend in die Rohrleitung, nach der Schließung aller Kräne und der Ventile vorgesehen zu sein.As can be seen from the reactions, Mg (HCO 3 ) 2 and Ca (HCO 3 ) 2 are formed in the cathodic space from dissolvable in the water of the salts and the non-dissolvable salts CaCO 3 (chalk) and the hydroxides of magnesium Mg (OH) 2 from. At the same time, the oxygen and the carbonic gas escaping from the anode are released from the reaction zone. Allocation of oxygen promotes clearing of water by microorganisms. After completion of a cycle of electrolysis it is necessary to wait for the valve 13 and 15 and the crane 16 to open. Then the water from the electrolytic cells through the filter, in the crane 16 is placed in the container 17 advised for the purified water. Thus unresolvable in water and precipitating in a hydrous magnesium hydroxide and chalk will remain on a filter. The small amount of impure water in the pipeline 11 Remains after filling of electrolytic cells, does not participate in electrolysis and becomes in vessels 17 , get rid of the cleaning advised. This fact reduces the quality of the water purification but simplifies the construction of the device considerably. In the presence of the higher demands on the quality of water purification, in the construction can add another crane for the plum of water from the pipeline 11 To remain in the pipeline, to be provided after the closing of all cranes and valves.

Nach der Durchführung der oben genannten Operationen ist die Einrichtung von neuem zum nächsten Zyklus der Reinigung vorbereitet, wie es schon dargelegt war.To the implementation The above operations are the setup from new to the next cycle prepared for cleaning, as already stated.

Angebotene Haushaltseinrichtung für die Erweichung des Süßwassers ist vorbestimmt für Nutzung in den Haushaltsbedingungen, zum Beispiel, statt breit bekannten in Deutschland für dieselben Ziele, die Filterapparate "Brita". In diesen Einrichtungen für die Reinigung des Wassers von den Salzen der Härte wird das genügend kostspielige Pulver „Filtermedium aqua select" verwendet. Die Ressource der Arbeit dieser Pulvere ist höchst beschränkt, und der Preis ist genüg hoch. Im Vergleich zu diesem Filter die von uns angebotene Einrichtung bedeutend billiger und hat die praktisch unbeschränkte Ressource.offered Household equipment for the softening of fresh water is intended for Use in the budgetary conditions, for example, instead of widely known in Germany for the same goals, the filter apparatus "Brita". In these facilities for cleaning of water from salts of hardness will that be enough expensive powder "filter medium aqua select ". The resource of the work of these powders is highly limited, and the price is high enough. Compared to this filter the device offered by us Significantly cheaper and has the virtually unlimited resource.

Claims (5)

Die Haushaltseinrichtung zur Enthärtung von dem Süßwasser, das aus in Reihe angeschaltete zur Elektroquelle die elektrolytische Zellen besteht, deren Umfang von den bipolaren Elektroden 1 beschränkt ist, und die haben anoden 19 und kathoden 3 Räume und die Einrichtung ist mit dem Schema automatisch oder hand Umpolen, dem System der Rohrleitungen 8, 11, 12 und der Ventile 13 für die Beförderung der umreinigten Flüssigkeit nach innen der elektrolytischen Zellen und des gereinigten Wassers aus der elektrolytischen Zellen in die Sammlung des gereinigten Wassers 17 versorgt, dadurch gekennzeichnet dass der Auslauf des gereinigten Wassers aus anoden 19 und kathoden 3 Räume in die allgemeine Rohrleitung 11 verwirklicht sich.Household equipment for softening of fresh water consisting of in series connected to an electric source electrolytic cells, their size from bipolar electrodes 1 is limited, and they have anodes 19 and cathodes 3 Rooms and the equipment is with the scheme automatically or manually Umpolen, the system of the pipelines 8th . 11 . 12 and the valves 13 for the conveyance of the circulated liquid inside the electrolytic cells and the purified water from the electrolytic cells to the collection of the purified water 17 supplied, characterized in that the outlet of the purified water from anodes 19 and cathodes 3 Rooms in the public pipeline 11 is realized. Die Haushaltseinrichtung zur Enthärtung von dem Süßwasser nach dem Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beförderung des unreinigten Wassers nach innen der elektrolytischen Zellen und des gereinigten Wassers aus der elektrolytischen Zellen in die Sammlung des gereinigten Wassers 17 nach einer allgemeinen Rohrleitung 11 und allgemeinen Systeme der Ventile 13 verwirklicht sich.The home appliance for softening the fresh water according to item 1, characterized in that the conveyance of the uncleaned water to the inside of the electrolytic cells and the purified water from the electrolytic cells into the collection of the purified water 17 after a general pipeline 11 and general systems of valves 13 is realized. Die Haushaltseinrichtung zur Enthärtung von dem Süßwasser nach dem Punkt 1, dadurch gekennzeichnet dass das Verhältnis der Umfange der anoden 19 zu kathoden 3 Räumen der elektrolytischen Zellen unsymmetrisch ist (z.B. 1:10).The household device for softening the fresh water according to item 1, characterized in that the ratio of the circumference of the anodes 19 to cathodes 3 Broken spaces of the electrolytic cells is asymmetrical (eg 1:10). Die Haushaltseinrichtung zur Enthärtung von dem Süßwassers nach dem Punkt 1, dadurch gekennzeichnet dass für die Entfernung aus dem gereinigten Wasser der nicht auflösbaren Salze des Kalziums und des Magnesiums, das bei der Elektrolyse gegründet sind, ist die Einrichtung mit dem Papierfilter oder dem Filter Shota 16 versorgt.The household device for softening of the fresh water according to the item 1, characterized in that for the removal from the purified water of the insoluble salts of calcium and magnesium, which are founded in the electrolysis, is the device with the paper filter or the filter Shota 16 provided. Die Haushaltseinrichtung zur Ersthärtung des Süßwassers nach dem Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Scheidung der Anodenräume 19 und der Kathodenräume 3 der Separator 2, hergestellt aus den porösen Materialien der unorganischen Herkunft (der Graphit oder das Glas) oder der organischen Herkunft (das Polyäthylen, oder das Polypropylen).The household appliance for the initial hardening of the fresh water according to item 1, characterized in that for the divorce of the anode rooms 19 and the cathode rooms 3 the separator 2 , made of porous materials of inorganic origin (graphite or glass) or of organic origin (polyethylene, or polypropylene).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107164778A (en) * 2017-06-11 2017-09-15 王兆兵 A kind of anode is not involved in the electrolysis unit for the scale removal of falling pole
CN107245726A (en) * 2017-06-11 2017-10-13 王兆兵 A kind of high-efficiency self-cleaning electrolysis system and its descaling method

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