RU2093473C1

RU2093473C1 - Apparatus for electrochemically treating liquids

Info

Publication number: RU2093473C1
Authority: RU
Inventors: Л.Р. Галь; Н.И. Ряснов
Original assignee: Галь Леонид Райнольдович; Ряснов Николай Иванович; Фирма "Александэр"
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1997-10-20

Abstract

FIELD: treatment and disinfecting of liquid media. SUBSTANCE: in the upper part of reactor 1, cathode chamber 6 with variable cross-section is installed. Liquid-supply device is made in the form of movable bushing 4 rigidly coupled with funnel 5. Apparatus has replaceable cathode 7 and anode 8, inlet (9) and outlet (16) connecting pipes. Lower part of cathode bushing 4 is disposed coaxially with cylindrical perforated replaceable anode 8. Liquid to be treated is fed through funnel 5 into liquid-supply device therefrom liquid moves into cathode chamber 6. Solutions of chemicals are fed into anode chamber 2 through connecting pipes 9. In anode chamber 2, electrolysis of mixtures fed into cathode chamber 6 takes place. Treated liquid medium leaves apparatus through connecting pipe 16. EFFECT: improved design of apparatus. 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для обработки и обеззараживания жидких сред и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, например, в здравоохранении и сельском хозяйстве. The invention relates to devices for the treatment and disinfection of liquid media and can be used in various fields of the national economy, for example, in health care and agriculture.

Известно переносное устройство для электрической обработки жидкости, включающее корпус, погруженный в емкость с жидкостью, анод, катод, разделенные диафрагмой с образованием внутренней изолированной и внешней камер, анод выполнен перфорированным и установлен над диафрагмой в замкнутой камере, катод размещен в открытой камере под диафрагмой и установлен с возможностью вертикального перемещения, причем рабочие поверхности электродов и диафрагма выполнены в виде усеченных конусов с углом 60-120^o. Недостатком данного устройства является низкая эффективность обработки жидкости и ограничения возможности его применения.A portable device for electrically treating a liquid is known, including a housing immersed in a container with liquid, an anode, a cathode separated by a diaphragm to form an internal insulated and external chambers, the anode is perforated and mounted above the diaphragm in a closed chamber, the cathode is placed in an open chamber under the diaphragm and installed with the possibility of vertical movement, and the working surfaces of the electrodes and the diaphragm are made in the form of truncated cones with an angle of 60-120 ^o . The disadvantage of this device is the low efficiency of liquid processing and the limitations of its use.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому по совокупности существенных отличительных признаков и принятым за прототип является устройство для электролитической обработки жидкости, содержащее цилиндрический корпус и размещенный внутри него полый цилиндрический электрод, наружная поверхность которого покрыта диэлектриком, подключенные к разноименным полюсам источника тока, патрубки ввода и вывода обрабатываемой жидкости, при этом внутренний электрод подключен к отрицательному полюсу источника тока, патрубок соединен с внутренней полостью электрода, а в боковой поверхности электрода выполнены конусообразные отверстия, большие основания которых обращены к корпусу, причем соосно отверстия установлены конические вставки, выполненные из термостойкого материала и установленные с возможностью перемещения. [3]
Однако известное устройство трудоемко и требует значительных энергозатрат на очистку при его эксплуатации полого катода, где постоянно происходит засорение зазоров между стенками конусообразных отверстий и коническими вставками, которые присутствует в известном устройстве в большом количестве.The closest technical solution to the one claimed by the set of essential distinguishing features and adopted as a prototype is a device for electrolytic processing of liquid, containing a cylindrical body and a hollow cylindrical electrode placed inside it, the outer surface of which is coated with a dielectric, connected to unlike poles of the current source, input and output pipes the processed fluid, while the internal electrode is connected to the negative pole of the current source, the pipe is connected to morning cavity electrode, and a side surface electrode formed tapered holes, larger bases of which face the housing being coaxially mounted tapered insertion hole, made of heat resistant material and mounted movably. [3]
However, the known device is laborious and requires significant energy consumption for cleaning the hollow cathode during its operation, where gaps between the walls of the cone-shaped holes and the conical inserts, which are present in large quantities in the known device, constantly occur.

Целью предлагаемого изобретения является снижение энерготрудозатрат и расширение его технологических возможностей. The aim of the invention is to reduce energy costs and the expansion of its technological capabilities.

Указанная цель достигается тем, что устройство, включающее сменный катод и сменный анод, патрубки ввода и вывода жидкости, содержит, по сравнению с прототипом, новые признаки: катодно-разрядную камеру, выполненную с переменным сечением и соединенную через сменный катод с устройством для подачи жидкости, выполненным в виде подвижной катодной втулки, жестко соединенной с воронкой, причем между поверхностью катодной втулки и внутренней поверхностью образован канал для прохождения газожидкостной смеси. Патрубки ввода химических растворов соединены с анодной камерой, а патрубок вывода очищенной жидкости расположен в верхней части катодно-разрядной камеры. This goal is achieved by the fact that the device includes a removable cathode and a removable anode, nozzles for input and output of liquid, contains, in comparison with the prototype, new features: a cathode-discharge chamber made with a variable cross section and connected through a removable cathode to a device for supplying liquid made in the form of a movable cathode sleeve rigidly connected to a funnel, and a channel for the passage of a gas-liquid mixture is formed between the surface of the cathode sleeve and the inner surface. The inlet pipes for chemical solutions are connected to the anode chamber, and the outlet pipe for the purified liquid is located in the upper part of the cathode-discharge chamber.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид устройства, на фиг. 2 разрез по А-А фиг. 1, на фиг. 3 разрез по Б-Б фиг. 1 и на фиг. 4 разрез по В-В фиг. 1. The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a general view of the device, FIG. 2 is a section along AA of FIG. 1, in FIG. 3 a section along BB of FIG. 1 and in FIG. 4 is a section along BB of FIG. one.

Устройство содержит реактор 1, выполненный из диэлектрического материала, анодную камеру 2, каналы 3 для прохода газожидкостной смеси, которые образованы между наружной поверхностью устройства для подачи жидких сред и внутренней поверхностью реакторам 1; устройство для подачи жидких сред выполнено в виде подвижной катодной втулки 4 из диэлектрического материала, жестко соединенной с воронкой 5, имеющей в своей нижней части винтовую резьбу 14 по длине воронки 5; в верхней части реактора 1 расположена катодно-разрядная камера 6, выполненная с переменным сечением; верхняя часть подвижной катодной втулки 4 соединенной с воронкой 5, снабжена сменным катодом 7, имеющим внутреннюю резьбу 15, нижняя часть катодной втулки 4 расположена по центру цилиндрического перфорированного сменного анода 8, закрепленного в реакторе 1; патрубки 9 для подвода химических растворов; соединительные фланцы 10, уплотнители 11, токопровода 12, съемный экран 13, выходной патрубок 16. The device comprises a reactor 1 made of dielectric material, an anode chamber 2, channels 3 for passage of a gas-liquid mixture, which are formed between the outer surface of the device for supplying liquid media and the inner surface of the reactors 1; the device for supplying liquid media is made in the form of a movable cathode sleeve 4 of dielectric material, rigidly connected to a funnel 5, having in its lower part a screw thread 14 along the length of the funnel 5; in the upper part of the reactor 1 is a cathode-discharge chamber 6, made with a variable cross-section; the upper part of the movable cathode sleeve 4 connected to the funnel 5 is provided with a replaceable cathode 7 having an internal thread 15, the lower part of the cathode sleeve 4 is located in the center of a cylindrical perforated replaceable anode 8, fixed in the reactor 1; nozzles 9 for supplying chemical solutions; connecting flanges 10, seals 11, conductors 12, removable screen 13, outlet pipe 16.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Обрабатываемую жидкую среду подают через воронку 5 или одновременно через воронку 5 и одноного из патрубков 9 в устройство для подачи жидкости, где последняя перемещается под давлением через подвижную катодную втулку 4 или одновременно через патрубок 9 по каналу 3 в катодно-разрядную камеру 6. Одновременно через патрубки 9 или один из патрубков 9 подают химические растворы в анодную камеру 2. После заполнения равных объемов жидкой среды и химических растворов, подают напряжение на сменный катод 7 и сменный анод 8 через токопровода 12. При заданных величинах тока и напряжения в анодной камере 2 происходит электролиз мелкодиспергированных газовых смесей, которые, перемещаясь по каналам 3, поступают в катодно-разрядную камеру 6, в последней происходит смешение газожидкостной смеси и обрабатываемой жидкой среды. Под действием электрического поля вокруг перфорированного катода 7 формируется в катодно-разрядной камере 6 светящаяся газовая смесь, а при ее исчезновении посредством вращения воронки 5 осуществляется регулировка межэлектродного расстояния между сменным катодом 3 и сменным анодом 8 в катодно-разрядной камере 6. Кроме того, осуществляется и регулировка подачи химических растворов через патрубки 9. Яркость светящейся газовой смеси регулируют уменьшением межэлектродного расстояния посредством винтовой резьбы подвижной катодной втулки 4. Для предотвращения утечки электромагнитного излучения за пределы устройства используется съемный защитный экран 13. Обработанная жидкая среда выходит через патрубки 16. The processed liquid medium is fed through a funnel 5 or simultaneously through a funnel 5 and one of the nozzles 9 to a fluid supply device, where the latter moves under pressure through a movable cathode sleeve 4 or simultaneously through a nozzle 9 through a channel 3 into a cathode-discharge chamber 6. Simultaneously through nozzles 9 or one of the nozzles 9 delivers chemical solutions to the anode chamber 2. After filling equal volumes of liquid medium and chemical solutions, voltage is applied to the removable cathode 7 and removable anode 8 through the current lead 12. When given x values of current and voltage in the anode electrolysis chamber 2 occurs finely dispersed gas mixtures, which, moving through the channels 3 are supplied to a cathode discharge chamber 6, the latter is a mixture of a gas-liquid mixture and liquid medium being processed. Under the influence of an electric field around the perforated cathode 7, a luminous gas mixture is formed in the cathode-discharge chamber 6, and when it disappears by rotation of the funnel 5, the interelectrode distance between the replaceable cathode 3 and the replaceable anode 8 in the cathode-discharge chamber 6. In addition, and adjusting the supply of chemical solutions through the nozzles 9. The brightness of the luminous gas mixture is controlled by reducing the interelectrode distance by means of a screw thread of the movable cathode sleeve 4. To prevent leakage of electromagnetic radiation outside the device, a removable protective shield 13 is used. The processed liquid medium exits through the nozzles 16.

Лабораторные исследования работы устройства электрохимической обработки жидких сред показали его стабильную работоспособность и простоту эксплуатации за счет выполнения катодно-разрядной камеры с переменным сечением, ее взаимосвязи с устройством для подачи жидких сред, расположения патрубков вывода и ввода жидкости и образования канала для прохождения газожидкостной смеси. Приготовленная активированная жидкость, находящаяся в открытом сосуде, остается стерильной длительное время, имеет иммуномоделирующую активность, поэтому может быть использована в медицине при терапии иммунодефицитов и аллергии. Устройство позволяет производить обработку жидких сред, содержащих белково-жировые загрязения и отделение воды от жировой и белковой фракции, что дает возможность использовать ее в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. По сравнению с прототипом, предлагаемое устройство малогабаритное и малоэнергоемкое (плотность тока 0,05 А/см²), простое в эксплуатации, а значит не требует больших трудозатрат и может быть использовано во многих областях народного хозяйства при обработке и обеззараживании одновременно нескольких видов жидких сред с различной степенью концентрирования.Laboratory studies of the operation of the device for the electrochemical processing of liquid media showed its stable operability and ease of operation due to the implementation of a cathode-discharge chamber with a variable cross-section, its relationship with the device for supplying liquid media, the location of the outlet pipes and fluid inlets and the formation of a channel for the passage of a gas-liquid mixture. The prepared activated liquid located in an open vessel remains sterile for a long time, has immunomodulating activity, and therefore can be used in medicine for the treatment of immunodeficiencies and allergies. The device allows the processing of liquid media containing protein-fat contaminants and the separation of water from the fat and protein fractions, which makes it possible to use it in agriculture and the food industry. Compared with the prototype, the proposed device is small-sized and low-energy (current density 0.05 A / cm ² ), easy to use, and therefore does not require large labor costs and can be used in many areas of the economy when processing and disinfecting several types of liquid media at the same time with varying degrees of concentration.

Claims

A device for electrochemical liquid treatment, comprising a housing with an anode and a replaceable perforated cathode located in it in the anode and cathode chambers respectively, liquid inlet and outlet pipes, characterized in that, in order to reduce labor and energy consumption and expand technological capabilities, it is additionally equipped a chamber for supplying liquid and nozzles for introducing chemical reagents, a chamber for supplying liquid is coaxially mounted in the housing and is configured to vertically move in the form of a rigid interconnected sleeves and funnels, while the upper part of the sleeve and the cylindrical part of the funnel are threaded, the anode is perforated and placed above the chemical inlets, and the cathode, equipped with a thread, is fixed in the upper part of the sleeve, the cathode and anode chambers are connected by a channel formed by the outer surface of the sleeve and the inner surface of the housing, while the cathode chamber is made with a variable cross section and is provided in the upper part with a fluid inlet pipe, and the anode chamber is connected to atrubkami input of chemicals, and the camera body for supplying fluid are made of a dielectric material.