SK952019A3 - Iónová polarizačná jednotka - Google Patents

Abstract

Iónová polarizačná jednotka pozostáva z príruby (1) s vtokovým otvorom (1.1) a výtokovým otvorom (1.2), pričom vtokový otvor (1.1) je prepojený s vonkajším hrdlom (1.3) na upevnenie ionizačnej vložky a výtokový otvor (1.2) je prepojený s vnútorným hrdlom (1.4) na upevnenie ionizačnej vložky. Na vnútorné hrdlo (1.4) nadväzuje vnútorné nosné duté teleso (2.1) ionizačnej vložky so sústavou vnútorných polarizačných turbulentných elektród (3) s kladným a záporným elektródovým potenciálom. Na vonkajšie hrdlo (1.3) nadväzuje kryt (5) ionizačnej vložky so sústavou vonkajších polarizačných turbulentných elektród (4) s kladným a záporným elektródovým potenciálom. Sústava vonkajších polarizačných turbulentných elektród (4) je prichytená na vonkajšom nosnom dutom telese (2.2) ionizačnej vložky. Na rozhraní vnútorných polarizačných turbulentných elektród (3) s kladným a záporným elektródovým potenciálom a vonkajších polarizačných turbulentných elektród (4) s kladným a záporným elektródovým potenciálom je zaradený turbulentný spojovací retardér (6).

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka konštrukcie iónovej polarizačnej jednotky. Technické riešenie sa týka aj spôsobu íýzikálnej úpravy vody v uzavretých systémoch k predchádzaniu tvorby vodného kameňa vo výmenníkoch tepla, v chladiacich systémoch, v kondenzačných systémoch, v kotloch a pod. využívajúceho galvanického prostredia iónovej polarizačnej jednotky. Vynález spadá do oblasti vodohospodárstva v priemysle.

Doterajší stav techniky

Zo stavu techniky sú bežne známe zariadenia na úpravu vody za účelom ochrany potrubí proti tvorbe vodného kameňa. Problém usadzovania vodného kameňa je v súčasnosti riešený napr. zariadením lon ScaleBuster na galvanickú úpravu vody na princípe obetovanej anódy. Vo vnútri zariadenia zapojeného do prívodu vody sa nachádza vysoko čistá zinková anóda osadená v mosadznom puzdre a sériovo zapojené teflónové turbulentné komory. Takto navrhnutý systém tvorí s vodou galvanický článok s napätím cca IV, ktoiý do prúdu vody trvalé uvoľňuje nepatrné množstvo zinku. Zinok podporuje aglomerovanie látok prítomných vo vode, ako napríklad vápnik. Výsledkom je premena ihlicového kryštalického Calcitu na aglomeráty guľovitého tvaru - Aragonitu. Konštrukcia zariadenia na galvanickú úpravu vody je dostatočne opísaná aj v zverejnenej medzinárodnej patentovej prihláške WO 94/17000. Zariadenie pozostáva z rúrky, v ktorej sú uložené segmenty zo zinku s axiálnou rúrkovou štruktúrou s vypuklými čelami, kde segmenty plnia funkciu obetovanej anódy. Zariadenie môže byť doplnené aj o vírivé segmenty z dielektrického materiálu s pravotočivou alebo aj s ľavotočivou štruktúrou za účelom vzniku turbulencií na dosahovanie vyššieho účinku zariadenia. Vyššie opisované segmenty boli zverejnené aj vo francúzskom spise FR 2 222 560. Nevýhodou tohto systému je pomerne veľká dĺžka. Ďalšou nevýhodou zariadenia je jeho veľký hydraulický odpor.

Zo stavu techniky je ďalej známa iónová polarizačná jednotka na úpravu vody opísaná v slovenskom úžitkovom vzore SK 7053 zameraná na zvýšenie účinnosti a to zväčšením plôch polarizačných elektród. Tvorená je za sebou radenými viaceíými segmentmi. Každý segment je ďalej tvorený len jednou polarizačnou elektródou len jedného typu elektrickej vodivosti, pričom polarizačné elektródy sú tvaru špirály, rozstrihnutej a na jednom konci poskrúcanej rúrky alebo sú tvaru mriežky.

Zo stavu techniky je známa aj iónová polarizačná jednotka na úpravu vody opísaná vo zverejnenej slovenskej patentovej prihláške PP 5009-2015 zameraná na zvýšenie účinnosti a to vytvorením mikro turbulencií medzi polarizačnými elektródami. Polarizačné elektródy s kladným a záporným elektródovým potenciálom majú aspoň jedenkrát v axiálnej úrovni predchádzajúcej a nasledujúcej polarizačnej elektródovej sústavy opačnú polaritu a/alebo počet polarizačných elektród s kladným a záporným elektródovým potenciálom je v axiálnej úrovni predchádzajúcej a nasledujúcej polarizačnej elektródovej sústavy aspoň jedenkrát rozdielny, pričom existuje aspoň jeden radiálny posun axiálnych prietokových kanálov medzi predchádzajúcou a nasledujúcou polarizačnou elektródovou sústavou.

Absencia účinných iónových polarizačných jednotiek viedla k snahe navrhnúť takú polarizačnú jednotku, ktorá by zabezpečila úpravu vody vysokoúčinným zariadením a to nielen zväčšením plôch polarizačných elektród, zaradením iných fýzikálnych faktorov ale aj zvýšením účinnosti na porovnateľnej konštrukčnej dĺžke IPS. Snaha vyústila do originálnej konštrukcie iónovej polarizačnej jednotky, ktorá je ďalej opísaná v tomto vynáleze.

Podstata vynálezu

Vyššie uvedené nedostatky sú odstránené iónovou polarizačnou jednotkou, ktorá má sústavu viaceíých súosovo za sebou striedavo radených polarizačných elektród s kladným a záporným elektródovým potenciálom. Vhodnými materiálmi, z ktoiých sú polarizačné elektródy alebo aspoň ich povrch vyrobený je napríklad: Cu, Zn, Ag, Au, Fe, Ti, Pt, A1 alebo zliatiny týchto prvkov. Konštrukčne môžu byť polarizačné elektródy vejárovitého vyhotovenia s vyhnutými segmentmi vejárov opisované napr. v slovenskom úžitkovom vzore ÚV 5817 a 6916. Iné konštrukčné vyhotovenie polarizačných elektród môže byť vo forme plochých prstencov s vyhnutými výsekmi, pričom nie je dôležitý tvar výseku. Podstata vynálezu spočíva v tom, že pozostáva z príruby s vtokovým otvorom a výtokovým otvorom, pričom vtokový otvor je prepojený s vonkajším hrdlom na upevnenie ionizačnej vložky a výtokový otvor je prepojený s vnútorným hrdlom taktiež na upevnenie ionizačnej vložky. Na vnútorné hrdlo nadväzuje vnútorné nosné duté teleso ionizačnej vložky so sústavou vnútorných polarizačných turbulentných elektród s kladným a záporným elektródovým potenciálom. Na vonkajšie hrdlo nadväzuje kryt ionizačnej vložky so sústavou vonkajších polarizačných turbulentných elektród s kladným a záporným elektródovým potenciálom, ktoré sú uchytené na vonkajšom nosnom dutom telese ionizačnej vložky. Na rozhraní vnútorných polarizačných turbulentných elektród s kladným a záporným

SK 95-2019 A3 elektródovým potenciálom a vonkajších polarizačných turbulentných elektród s kladným a záporným elektródovým potenciálom je zaradený turbulentný spojovací retardér, čo je kónusové alebo valcové duté teleso so sústavou otvorov na jeho plášti. Z konštrukčného hľadiska je výhodné, ak turbulentný spojovací retardér je neoddeliteľnou súčasťou vonkajšieho nosného dutého telesa ionizačnej vložky. Je však aj možnosť, že turbulentný spojovací retardér spodnou časťou je vsadený na dno krytu ionizačnej vložky a svojou hornou časťou tesne po obvode dolieha k vonkajšiemu nosnému dutému telesu ionizačnej vložky. Pritom vonkajšie nosné duté teleso ionizačnej vložky je v jednom prípade v kontakte s vnútorným nosným dutým telesom ionizačnej vložky alebo v dmhom prípade je vonkajšie nosné duté teleso ionizačnej vložky v kontakte s krytom ionizačnej vložky. Vnútorné nosné duté teleso ionizačnej vložky a vonkajšie nosné duté teleso ionizačnej vložky sú vyrobené z elektricky nevodivého materiálu, napr. z plastu. Originálnosť riešenia spočíva aj v tom, že iónová polarizačná jednotka má navzájom zameniteľný vtokový otvor a výtokový otvor príruby. V jednom prípade by voda alebo kvapalina vtekala do iónovej polarizačnej jednotky cez vtokový otvor, cez vonkajšie hrdlo by postupovala sústavou vonkajších polarizačných turbulentných elektród s kladným a záporným elektródovým potenciálom smerom od hora dole, potom by prechádzala cez turbulentný spojovací retardér, menila by smer toku zdola hore cez sústavu vnútorných polarizačných turbulentných elektród s kladným a záporným elektródovým potenciálom a cez vnútorné hrdlo by výtokovým otvorom vytekala z iónovej polarizačnej jednotky.

Výhody iónovej polarizačnej jednotky na íýzikálnu úpravu vody podľa tohto vynálezu sú zjavné z jeho účinkov, ktoiými sa prejavuje navonok. Účinky tohto technického riešenia spočívajú najmä vo vysokej účinnosti iónovej polarizačnej jednotky, kde účinnosť sa násobí vyšším počtom mechanických mikroturbulencií galvanického prostredia medzi vejárovitými polarizačnými elektródami a v oblasti turbulentného spojovacieho retardéra na rozhraní vonkajších polarizačných turbulentných elektród a vnútorných polarizačných turbulentných elektród. Podstatnou výhodou je, že konštrukciou je zabezpečený jednoduchý servis iónovej polarizačnej jednotky, lebo bol zvolený systém vložky, alebo inak pomenovaného kardridžu, čo sa odrazí na 1ýchlej výmene vložky, kardridžu. Iónová polarizačná jednotka sa svojou prírubou len raz montážou vsadí svojim vtokovým otvorom a výtokovým otvorom do prívodného potrubia. Servis a výmena, a potom uskutočňuje už len odskrutkovaním krytu ionizačnej vložky od vonkajšieho hrdla príruby, čím sa sprístupní sústava vonkajších polarizačných turbulentných elektród s kladným a záporným elektródovým potenciálom, ktoré sa aj s vonkajšom nosnom dutom telese ionizačnej vložky axiálnym pohybom uvoľnia buď zároveň s krytom ionizačnej vložky alebo sa axiálnym pohybom uvoľnia od vnútorného nosného dutého telesa ionizačnej vložky. Následne sa axiálnym pohybom uvoľní sústava vnútorných polarizačných turbulentných elektród s kladným a záporným elektródovým potenciálom spolu s vnútorným nosným dutým telesom ionizačnej vložky od vnútorného hrdla ionizačnej vložky. Ďalšia podstatná výhoda iónovej polarizačnej jednotky na íýzikálnu úpravu vody spočíva v tom, že do konštrukčnej vonkajšej dĺžky ionizačnej vložky je vsadená dvojnásobná dĺžka sústavy vnútorných a vonkajších polarizačných turbulentných elektród s kladným a záporným elektródovým potenciálom, čím sa zvyšuje účinnosť zariadenia.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na priložených výkresoch sú zobrazené znaky riešenia, ktoré súvisia s konštrukciou vyvinutej iónovej polarizačnej jednotky. Na obr. 1 je znázornená iónová polarizačná jednotka v reze. Na obr. 2 je znázornená iónová polarizačná jednotka v bočnom pohľade.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Rozumie sa, že jednotlivé uskutočnenia vynálezu sú predstavované pre ilustráciu a nie ako obmedzenia riešení. Odborníci znalí stavom techniky nájdu alebo budú schopní zistiť s použitím nie viac ako rutinného experimentovania mnoho ekvivalentov k špecifickým uskutočneniam vynálezu. Aj takéto ekvivalenty budú spadať do rozsahu nasledujúcich patentových nárokov. Pre odborníkov znalých stavom techniky nemôže robiť problém optimálneho navrhnutia konštrukcie a výberu vhodných materiálov, preto tieto znaky neboli detailne riešené.

Príklad 1

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísaná iónová polarizačná jednotka zobrazená na obr. 1 a 2 v základnej realizácií. Pozostáva z príruby 1 s vtokovým otvorom 1.1a výtokovým otvorom 1.2, pričom vtokový otvor 1.1 je prepojený s vonkajším hrdlom 1.3 na upevnenie ionizačnej vložky a výtokový otvor 1.2 je prepojený s vnútorným hrdlom 1.4 na upevnenie ionizačnej vložky. Na vnútorné hrdlo 1.4 nadväzuje vnútorné nosné duté teleso 2.1 ionizačnej vložky so sústavou striedavo radených vnútorných polarizačných turbulentných elektród 3 s kladným a záporným elektródovým potenciálom vyrobených z medi

SK 95-2019 A3 a zinku a sú vejárovitého vyhotovenia s vyhnutými segmentmi vejárov. Na vonkajšie hrdlo 1.3 nadväzuje kryt 5 ionizačnej vložky so sústavou striedavo radených vonkajších polarizačných turbulentných elektród 4 s kladným a záporným elektródovým potenciálom vyrobených z medi a zinku, ktoré sú uchytené na vonkajšom nosnom dutom telese 2.2 ionizačnej vložky. Vonkajšie polarizačné turbulentné elektródy 4 s kladným a záporným elektródovým potenciálom sú plochého prstencového tvaru s vyhnutými výsekmi. Vonkajšie nosné duté teleso 2.2 ionizačnej vložky je v kontakte s vnútorným nosným dutým telesom 2.1 ionizačnej vložky. Na rozhraní vnútorných polarizačných turbulentných elektród 3 s kladným a záporným elektródovým potenciálom a vonkajších polarizačných turbulentných elektród 4 s kladným a záporným elektródovým potenciálom je zaradený turbulentný spojovací retardér 6. Turbulentný spojovací retardér 6 je súčasťou vonkajšieho nosného dutého telesa 2.2 ionizačnej vložky.

Alternatívne riešenia dovoľujú použiť aj iné tvary a vyhotovenia vnútorných polarizačných turbulentných elektród 3 s kladným a záporným elektródovým potenciálom a vonkajších polarizačných turbulentných elektród 4 s kladným a záporným elektródovým potenciálom a aj z iných vhodných materiálov.

Príklad 2

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísaná iónová polarizačná jednotka zobrazená na obr. 2 v jednom variantnom riešení. V základe je riešená ako v príklade 1, s tým rozdielom, že vonkajšie nosné duté teleso 2.2 ionizačnej vložky je v kontakte s krytom 5 ionizačnej vložky, čo nie je znázornené.

Príklad 3

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísaná iónová polarizačná jednotka zobrazená na obr. 2 v druhom variantnom riešení. V základe je riešená ako v príklade 1, s tým rozdielom, že turbulentný spojovací retardér 6 je súčasťou krytu 5 ionizačnej vložky, čo nie je znázornené na žiadnom obrázku.

Príklad 4

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísaná iónová polarizačná jednotka zobrazená na obr. 2 v treťom variantnom riešení. V základe je riešená podľa ktoréhokoľvek príkladu, s tým rozdielom, že vtokový otvor 1.1a výtokový otvor 1.2 príruby 1 sú zamenené, čo nie je znázornené na žiadnom obrázku.

Priemyselná využiteľnosť

Iónová polarizačná jednotka na fyzikálnu úpravu vody podľa vynálezu nachádza využiteľnosť priemyselných odvetviach, kde je nutné z technologických dôvodov upravovať vodu.

Claims (7)

1. Iónová polarizačná jednotka pozostávajúca z viaceíýcli súosovo za sebou striedavo radených polarizačných elektród s kladným a záporným elektródovým potenciálom, vyznačujúca sa tým, že pozostáva z príruby (1) s vtokovým otvorom (1.1) a výtokovým otvorom (1.2), pričom vtokový otvor (1.1) je prepojený s vonkajším hrdlom (1.3) na upevnenie ionizačnej vložky a výtokový otvor (1.2) je prepojený s vnútorným hrdlom (1.4) na upevnenie ionizačnej vložky; pritom na vnútorné hrdlo (1.4) nadväzuje vnútorné nosné duté teleso (2.1) ionizačnej vložky so sústavou vnútorných polarizačných turbulentných elektród (3) s kladným a záporným elektródovým potenciálom; na vonkajšie hrdlo (1.3) nadväzuje kryt (5) ionizačnej vložky so sústavou vonkajších polarizačných turbulentných elektród (4) s kladným a záporným elektródovým potenciálom, ktoré sú uchytené na vonkajšom nosnom dutom telese (2.2) ionizačnej vložky; na rozhraní vnútorných polarizačných turbulentných elektród (3) s kladným a záporným elektródovým potenciálom a vonkajších polarizačných turbulentných elektród (4) s kladným a záporným elektródovým potenciálom je zaradený turbulentný spojovací retardér (6).

2. Iónová polarizačná jednotka podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že vonkajšie nosné duté teleso (2.2) ionizačnej vložky je v kontakte s vnútorným nosným dutým telesom (2.1) ionizačnej vložky.

3. Iónová polarizačná jednotka podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že vonkajšie nosné duté teleso (2.2) ionizačnej vložky je v kontakte s krytom (5) ionizačnej vložky.

4. Iónová polarizačná jednotka podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že turbulentný spojovací retardér (6) je súčasťou vonkajšieho nosného dutého telesa (2.2) ionizačnej vložky.

5. Iónová polarizačná jednotka podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že turbulentný spojovací retardér (6) je súčasťou krytu (5) ionizačnej vložky.

6. Iónová polarizačná jednotka podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že vonkajšie polarizačné turbulentné elektródy (4) s kladným a záporným elektródovým potenciálom sú plochého prstencového tvaru s vyhnutými výsekmi.

7. Iónová polarizačná jednotka podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že vtokový otvor (1.1) a výtokový otvor (1.2) príruby (1) sú zameniteľné.