RU44979U1

RU44979U1 - DEVICE FOR PRODUCING ELECTROACTIVATED SOLUTIONS

Info

Publication number: RU44979U1
Application number: RU2004130697/22U
Authority: RU
Inventors: В.В. Виноградов; С.Ю. Виноградова; В.В. Устюменко
Original assignee: Виноградов Владимир Викентиевич; Виноградова Светлана Юрьевна
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2005-04-10

Abstract

В основу полезной модели поставлена задача повышения ремонтопригодности устройства, а именно создания устройства, при выходе из строя анода которого не требуется замена положительного электрода целиком.The utility model is based on the task of increasing the maintainability of the device, namely, the creation of a device, in which case the failure of the anode does not require the replacement of the entire positive electrode.

Устройство для получения электроактивированных растворов, включает два основания, между которыми размещен осевой цилиндрический анод, коаксиально которому установлен катод. Между катодом и анодом образована рабочая камера, которая полупроницаемой мембраной, коаксиальной по отношению к ним, разделена на катодную камеру и анодную камеру. На одном из оснований закреплен патрубок подвода рабочего реагента, в аноде выполнена осевая полость, сообщающаяся с патрубком подвода рабочего реагента. Осевая полость также соединена каналами с анодной камерой. Анодная камера сообщается с патрубком отвода анолита, катодная камера сообщается с патрубком отвода католита. Устройство также снабжено резьбовым токоподводом, который соединяет анод с основанием. Новым, отличающим устройство от прототипа, является то, что анод выполнен составным по высоте с разновеликими частями. Упомянутый резьбовой токоподвод присоединен к основанию, к которому прилегает меньшая часть анода. Резьбовой токоподвод предназначен также для закрепления анода на основании. Катод может быть соединен с основанием путем создания плотного контакта его внутренней поверхности с боковой поверхностью основания.A device for producing electroactivated solutions includes two bases, between which an axial cylindrical anode is placed, to which a cathode is mounted coaxially. A working chamber is formed between the cathode and the anode, which is divided into a cathode chamber and anode chamber by a semipermeable membrane coaxial with respect to them. A nozzle for supplying a working reagent is fixed on one of the bases, an axial cavity is made in the anode, communicating with a nozzle for supplying a working reagent. The axial cavity is also connected by channels to the anode chamber. The anode chamber communicates with the anolyte branch pipe, the cathode chamber communicates with the catholyte branch pipe. The device is also equipped with a threaded current lead that connects the anode to the base. New, distinguishing the device from the prototype, is that the anode is made integral in height with different parts. Said threaded current lead is connected to a base to which a smaller part of the anode is adjacent. The threaded current lead is also designed to secure the anode to the base. The cathode can be connected to the base by creating a tight contact of its inner surface with the side surface of the base.

Description

Полезная модель относится к электрохимической промышленности, и может быть использована при производстве электроактивированных растворов (католита и анолита).The utility model relates to the electrochemical industry, and can be used in the production of electroactivated solutions (catholyte and anolyte).

В качестве прототипа выбран электроактиватор [Свидетельство на полезную модель18705, опубл. 10.07.01], имеющий корпус, два основания, выполненные из электроизоляционного материала и между которыми расположен центральный цилиндрический графитовый анод и коаксиальный по отношению нему стальной катод. Между катодом и анодом образована рабочая камера, которая цилиндрической диафрагмой из белтинговой ткани делится на анодную и катодную камеры. В нижней части анода выполнена полость приема рабочего реагента - раствора поваренной соли. Полость радиальными каналами соединена с анодной камерой, которая в свою очередь, соединена с патрубком вывода анолита, закрепленным на верхнем основании. Катодная камера соединена с патрубком вывода католита, также закрепленным на верхнем основании. Через резьбовой токоподвод, представляющий собой медную шпильку, проходящую через верхнее основание и ввернутую в анод, осуществляется подвод напряжения к аноду. Подвод напряжения к катоду осуществляется через клемму на его наружной поверхности.An electroactivator was chosen as a prototype [Certificate for Utility Model 18705, publ. 07/10/01], having a housing, two bases made of an insulating material and between which there is a central cylindrical graphite anode and a steel cathode coaxial with respect to it. A working chamber is formed between the cathode and the anode, which is divided by the cylindrical diaphragm from the belting fabric into the anode and cathode chambers. In the lower part of the anode there is a cavity for receiving a working reagent - sodium chloride solution. The cavity is connected by radial channels to the anode chamber, which, in turn, is connected to the anolyte outlet pipe fixed to the upper base. The cathode chamber is connected to a catholyte outlet pipe, also fixed to the upper base. Through a threaded current lead, which is a copper pin passing through the upper base and screwed into the anode, voltage is applied to the anode. Voltage is applied to the cathode through a terminal on its outer surface.

Основным недостатком прототипа является следующее. В процессе эксплуатации медная шпилька подвергается электрохимической коррозии и разрушается. Внедрение ионов меди в тело относительно пористого графитового анода приводит к его выходу из строя. При этом пораженная зона является относительно небольшой, но приводит к выходу из строя всего анода и требуется производить замену положительного электрода целиком.The main disadvantage of the prototype is the following. During operation, the copper pin undergoes electrochemical corrosion and is destroyed. The introduction of copper ions into the body relative to the porous graphite anode leads to its failure. Moreover, the affected area is relatively small, but leads to failure of the entire anode and it is necessary to replace the entire positive electrode.

Более подробно сущность полезной модели раскрывается в приведенном ниже примере реализации и иллюстрируется Фигурой, на которой представлен продольный разрез устройства.In more detail, the essence of the utility model is disclosed in the following implementation example and is illustrated by the Figure, which shows a longitudinal section of the device.

Полезная модель раскрывается на примере вертикально ориентированного устройства. При этом условно одно из оснований выбрано как верхнее основание 1, другое - как нижнее основание 2. Оба основания выполнены из электроизоляционного конструкционного материала. Между основаниями по их оси установлен цилиндрический анод 3, выполненный, например, из графита или композиционного материала на основе графита. Коаксиально аноду 3 установлен металлический катод 4, представляющий собой цилиндрическую обечайку с фланцами. Между анодом 3 и катодом 4 образована рабочая камера, которая полупроницаемой мембраной 5 разделена на анодную камеру 6 и катодную камеру 7. Полупроницаемая мембрана установлена коаксиально электродам и может быть выполнена из любого подходящего для этих целей материала. Анодная камера 6 сообщается с патрубком 8 отвода анолита при помощи канала 9, выполненного в аноде 3, и сообщающегося с ним канала 10, выполненного в верхнем основании A utility model is disclosed using an example of a vertically oriented device. In this case, conditionally one of the bases is selected as the upper base 1, the other as the lower base 2. Both bases are made of insulating structural material. A cylindrical anode 3 is mounted between the bases along their axis, for example, made of graphite or graphite-based composite material. Coaxial to the anode 3, a metal cathode 4 is installed, which is a cylindrical shell with flanges. A working chamber is formed between the anode 3 and the cathode 4, which is divided by a semipermeable membrane 5 into the anode chamber 6 and the cathode chamber 7. The semipermeable membrane is mounted coaxially to the electrodes and can be made of any material suitable for these purposes. The anode chamber 6 communicates with the pipe 8 of the anolyte outlet using a channel 9 made in the anode 3 and a channel 10 connected to it made in the upper base

1. Катодная камера 7 сообщается с патрубком 11 отвода католита при помощи каналов 12, выполненных в верхнем основании 1.1. The cathode chamber 7 communicates with the pipe 11 of the catholyte by means of channels 12 made in the upper base 1.

Анод 3 выполнен составным и имеет две разновеликие части, установленные одна на другую, т.е. анод составной по высоте. В рассматриваемом примере, при условном выборе верхнего и нижнего основания, большая часть 13 анода прилегает к верхнему основанию, меньшая часть 14 анода - нижнему основанию. Части анода плотно прилегают друг к другу, образуя единый электрод, и сопрягаются, например, по коническим поверхностям. К нижнему основанию присоединен патрубок 15 подвода рабочего реагента, который через канал 16 в основании присоединен к осевой полости 17, выполненной в меньшей (нижней) части анода. Осевая полость 17 радиальными каналами 18 сообщается с анодной камерой 6.The anode 3 is made integral and has two different-sized parts mounted on one another, i.e. the anode is composite in height. In the considered example, with the conditional selection of the upper and lower bases, the greater part 13 of the anode is adjacent to the upper base, the smaller part 14 of the anode is adjacent to the lower base. Parts of the anode are tightly adjacent to each other, forming a single electrode, and mate, for example, on conical surfaces. A pipe 15 for supplying a working reagent is attached to the lower base, which is connected through the channel 16 at the base to an axial cavity 17 made in the smaller (lower) part of the anode. The axial cavity 17 of the radial channels 18 communicates with the anode chamber 6.

Катод 4 соединен с нижним основанием 2, например, при помощи болтов 19 (или других соединений), соединяющих фланцы этих элементов. Катод 4 может быть соединен с верхним основанием посредством плотного соединения (тугой посадки) верхней части его внутренней поверхности и боковой поверхности верхнего основания. Для этого в верхней части катода его внутренняя поверхность выполнена конически сужающейся к низу. Токоподводом катода служит клемма 20, закрепленная на его наружной поверхности.The cathode 4 is connected to the lower base 2, for example, by means of bolts 19 (or other connections) connecting the flanges of these elements. The cathode 4 can be connected to the upper base by means of a tight connection (tight fit) of the upper part of its inner surface and the side surface of the upper base. To do this, in the upper part of the cathode, its inner surface is made conically tapering to the bottom. The current supply of the cathode is terminal 20, mounted on its outer surface.

Анод своей меньшей нижней частью 14 соединен с нижним основанием 2 при помощи токопроводящей шпильки 21, которая служит токоподводом анода. Вместо шпильки 12 в качестве токоподвода и крепежного элемента может использоваться болт. Верхняя часть анода фиксируется буртиком верхнего основания.The anode with its smaller lower part 14 is connected to the lower base 2 by means of a conductive pin 21, which serves as the current supply of the anode. Instead of a stud 12, a bolt can be used as a current lead and a fastener. The upper part of the anode is fixed by the shoulder of the upper base.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В качестве рабочего реагента для получения электроактивированных растворов могут использоваться любые электропроводящие жидкости, например, растворы NaCl, KaCl, воды соленых источников, в том числе морская вода и т.д.Any electrically conductive liquids, for example, solutions of NaCl, KaCl, water from salt sources, including sea water, etc., can be used as a working reagent for producing electroactivated solutions.

Рабочий реагент через патрубок 15, полость 17 и каналы 18 поступает в рабочую камеру. Под воздействием электрического поля происходит электроактивация раствора и разделение посредством полупроницаемой мембраны на два потока - один к катоду, другой - к аноду. При этом в анодной камере образуется анолит (раствор, обладающий кислотными свойствами), в The working reagent through the pipe 15, the cavity 17 and the channels 18 enters the working chamber. Under the influence of an electric field, the solution is electroactivated and separated by means of a semipermeable membrane into two streams - one to the cathode, the other to the anode. In this case, anolyte (a solution having acidic properties) is formed in the anode chamber, in

катодной - католит (раствор, обладающий щелочными свойствами). Католит и анолит по соответствующим патрубкам отвода поступают в сборники и используются по назначению.cathodic - catholyte (a solution with alkaline properties). The catholyte and anolyte for the corresponding branch pipes enter the collectors and are used for their intended purpose.

В процессе работы токопроводящая шпилька 21 подвергается электрохимической коррозии и разрушается, разрушая анод, а именно, его меньшую нижнюю часть. При этом для восстановления работоспособности устройства не нужно заменять весь электрод, достаточно заменить меньшую часть анода, которая составляет не более 30% от его общей массы. Таким образом, при 8 часовом рабочем дне примерно один раз в год нужно заменять съемную часть анода, а срок службы анода в целом практически не ограничен.In the process, the conductive pin 21 undergoes electrochemical corrosion and collapses, destroying the anode, namely, its smaller lower part. At the same time, to restore the operability of the device, it is not necessary to replace the entire electrode; it is enough to replace the smaller part of the anode, which is no more than 30% of its total mass. Thus, with an 8-hour working day, approximately once a year, the removable part of the anode must be replaced, and the service life of the anode as a whole is practically unlimited.

Соединение катода с верхним основанием упрощает сборку конструкции. Полезная модель может найти применение в различных отраслях народного хозяйства для приготовления дезинфицирующих, моющих и стерилизующих растворов. Полученные растворы могут быть также использованы для обработки пищевых продуктов (овощей, фруктов, мяса) с целью увеличения их срока хранения, при производстве электроактивированных растворов (католита и анолита) для дезинфекции, мойки, для стерилизации в медицине, в пищевой промышленности, в коммунальном хозяйстве, при обеззараживании сточных вод, при стирке, дезинфекции аэрозолем, при дезинфекции в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения, в сельском хозяйстве и ветеринарии, на предприятиях жилищно-коммунального хозяйства и т.д.The connection of the cathode with the upper base simplifies the assembly of the structure. The utility model can be used in various sectors of the national economy for the preparation of disinfectant, washing and sterilizing solutions. The resulting solutions can also be used for processing food products (vegetables, fruits, meat) in order to increase their shelf life, in the production of electroactivated solutions (catholyte and anolyte) for disinfection, washing, for sterilization in medicine, in the food industry, in public utilities when disinfecting wastewater, when washing, disinfecting with an aerosol, when disinfecting in drinking water supply systems, in agriculture and veterinary medicine, in housing and communal services, etc.

Claims

1. A device for producing electroactivated solutions, including two bases, between which there is an axial cylindrical anode, a cathode is coaxially mounted between the cathode and the anode, a working chamber is formed, which is divided by a coaxial semipermeable membrane into the cathode chamber and the anode chamber, a pipe is fixed on one of the bases supply of the working reagent, in the anode an axial cavity is made, communicating with the supply pipe of the working reagent, and also connected by channels to the anode chamber, which together they are connected with the anolyte outlet pipe, the cathode chamber is in communication with the catholyte outlet pipe, the device is also equipped with a threaded current lead of the anode, characterized in that the anode is integral in height with different parts, said threaded current lead is attached to the base, to which the smaller part of the anode is adjacent and is also intended to fix the anode on the base.

2. The device according to claim 1, characterized in that the cathode is connected to the base by creating a tight contact of its inner surface with the side surface of the base.