RU193165U1

RU193165U1 - Device for electrochemical activation of water

Info

Publication number: RU193165U1
Application number: RU2019124461U
Authority: RU
Inventors: Борис Леонтьевич Александров; Эльвира Александровна Александрова; Алексей Жданович Александров
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2019-10-15

Abstract

Полезная модель относится к системам для активации жидких водных сред электрохимическим способом и предназначена для приготовления в производственных условиях и необходимых для технологического цикла двух типов биологически активной воды: католита (щелочной воды) и анолита (кислой воды).Для повышения эффективности работы за счет получения активированной щелочной (католит) и кислой (анолит) воды в значительных объемах и предельными значениями параметров рН, устройство для электрохимической активации воды, состоящее из реактора, выполненного из диэлектрического корпуса с объемом 200 л, разделенного из хлопчатобумажной фильтровальной ткани в виде мешка ионопроницаемой диафрагмой на анодную и катодную камеры с электродами с одинаковой высотой, равной 850 мм, и свернутых в виде разрезанных цилиндров, электрод анодной камеры выполнен из листа титана, электрод катодной камеры выполнен из листа нержавеющей стали, блока питания, шкафа управления, силового электрического оборудования, системы подачи воды, сборных емкостей для активированной воды, насосного оборудования для ее транспортировки и систему вентиляции, согласно полезной модели для поддержания в реакторе температуры, не превышающей 35-37 градусов, за счет обеспечения циркуляции холодной воды имеет металлическую емкость диаметром 800-1000 мм и высотой 800 мм, снабженную патрубками диаметром 22 мм для налива и слива проточной воды, при этом электрод анодной камеры имеет диаметр 365 мм, а электрод катодной камеры - диаметр 405 мм, причем реактор установлен в металлическую емкость.The utility model relates to systems for activating liquid aqueous media by the electrochemical method and is intended for the preparation under production conditions and two types of biologically active water necessary for the technological cycle: catholyte (alkaline water) and anolyte (acidic water) .In order to increase work efficiency by obtaining activated alkaline (catholyte) and acid (anolyte) water in significant volumes and limiting values of pH parameters, a device for electrochemical activation of water, consisting of a reactor, is made made of a dielectric casing with a volume of 200 l, divided from a cotton filter cloth in the form of a bag with an ion-permeable diaphragm into the anode and cathode chambers with electrodes with the same height equal to 850 mm, and rolled up in the form of cut cylinders, the anode chamber electrode is made of a sheet of titanium, electrode the cathode chamber is made of stainless steel sheet, power supply, control cabinet, power electrical equipment, water supply system, prefabricated tanks for activated water, pumping equipment for it transport and ventilation system, according to a utility model for maintaining a temperature in the reactor not exceeding 35-37 degrees, due to the circulation of cold water, has a metal tank with a diameter of 800-1000 mm and a height of 800 mm, equipped with nozzles with a diameter of 22 mm for filling and draining water, while the electrode of the anode chamber has a diameter of 365 mm, and the electrode of the cathode chamber has a diameter of 405 mm, and the reactor is installed in a metal container.

Description

Полезная модель относится к системам для активации жидких водных сред электрохимическим способом и предназначена для приготовления в производственных условиях и необходимых для технологического цикла двух типов биологически активной воды: католита (щелочной воды) и анолита (кислой воды).The utility model relates to systems for activating liquid aqueous media by the electrochemical method and is intended for preparation under industrial conditions and two types of biologically active water necessary for the technological cycle: catholyte (alkaline water) and anolyte (acidic water).

Известен бытовой активатор воды (см. патент РФ 2226508. Кл. C02F 1/461, 2004 г. - прототип), содержащий реактор, состоящий из диэлектрического корпуса, разделенного ионопроницаемой диафрагмой на анодную и катодную камеры, с электродами и блоком питания, прикрепленными к крышке корпуса.A well-known household water activator (see RF patent 2226508. Cl. C02F 1/461, 2004 is a prototype), comprising a reactor consisting of a dielectric housing separated by an ion-permeable diaphragm into the anode and cathode chambers, with electrodes and a power supply attached to housing cover.

Также известна промышленная установка для электрохимической активации воды (патент РФ №2542316, кл. МПК C02F 1/46, 2015 г - прототип), состоящая из реактора, выполненного из диэлектрического корпуса с объемом 200 л, разделенного из хлопчатобумажной фильтровальной ткани ионопроницаемой диафрагмой на анодную и катодную камеры с электродами с одинаковой высотой равной 850 мм и свернутых в виде разрезанных цилиндров, электрод анодной камеры выполнен из листа титана, электрод катодной камеры выполнен из листа нержавеющей стали, блока питания, шкафа управления, силового электрического оборудования, системы подачи воды, сборных емкостей для активированной воды, насосного оборудования для ее транспортировки и систему вентиляцииAlso known is an industrial installation for electrochemical activation of water (RF patent No. 2542316, class IPC C02F 1/46, 2015 - prototype), consisting of a reactor made of a dielectric body with a volume of 200 l, separated from a cotton filter cloth by an ion-permeable diaphragm into an anode and the cathode chamber with electrodes with the same height equal to 850 mm and rolled up in the form of cut cylinders, the anode chamber electrode is made of titanium sheet, the cathode chamber electrode is made of stainless steel sheet, power supply, control cabinet eniya, the electric power equipment, a water supply system of modular containers for activated water, pumping equipment for its transportation and ventilation system

Недостатками известного устройства является низкая производительность из-за неравномерного и малого объем активированной воды в анодной (0,2-0,3 л анолита) и катодной (0,6-0,7 л католита) частях установки, в результате разная степень изменения рН анолита и католита и отсутствие возможности получения предельных значений рН католита до 13 и аналита до 2 единиц из-за перегрева устройства.The disadvantages of the known device is the low productivity due to the uneven and small volume of activated water in the anode (0.2-0.3 l of anolyte) and cathode (0.6-0.7 l of catholyte) parts of the installation, resulting in different degrees of pH change anolyte and catholyte and the lack of the ability to obtain extreme pH values of catholyte up to 13 and analyte up to 2 units due to overheating of the device.

Техническим результатом является повышение эффективности работы за счет получения активированной щелочной (католит) и кислой (анолит) воды в значительных объемах и предельными значениями параметров рН.The technical result is to increase work efficiency by producing activated alkaline (catholyte) and acidic (anolyte) water in significant volumes and limit values of pH parameters.

Для достижения технического результата устройство для электрохимической активации воды, состоящее из реактора, выполненного из диэлектрического корпуса с объемом 200 л, разделенного из хлопчатобумажной фильтровальной ткани в виде мешка ионопроницаемой диафрагмой на анодную и катодную камеры с электродами с одинаковой высотой равной 850 мм и свернутых в виде разрезанных цилиндров, электрод анодной камеры выполнен из листа титана, электрод катодной камеры выполнен из листа нержавеющей стали, блока питания, шкафа управления, силового электрического оборудования, системы подачи воды, сборных емкостей для активированной воды, насосного оборудования для ее транспортировки и систему вентиляции, согласно полезной модели для поддержания в реакторе температуры, не превышающей 35-37 градусов, за счет обеспечения циркуляции холодной воды имеет металлическую емкость диаметром 800-1000 мм и высотой 800 мм, снабженную патрубками диаметром 22 мм для налива и слива проточной воды, при этом электрод анодной камеры имеет диаметр 365 мм, а электрод катодной камеры - диаметр 405 мм, причем реактор установлен в металлическую емкость.To achieve a technical result, a device for electrochemical activation of water, consisting of a reactor made of a dielectric body with a volume of 200 l, divided from a cotton filter cloth in the form of a bag with an ion-permeable diaphragm into an anode and cathode chambers with electrodes with the same height equal to 850 mm and rolled up in the form cut cylinders, the anode chamber electrode is made of titanium sheet, the cathode chamber electrode is made of stainless steel sheet, power supply, control cabinet, power elec According to the utility model for maintaining the temperature in the reactor not exceeding 35-37 degrees, due to the circulation of cold water, it has a metal tank with a diameter of 800- 1000 mm and a height of 800 mm, equipped with nozzles with a diameter of 22 mm for filling and draining of running water, while the anode chamber electrode has a diameter of 365 mm and the cathode chamber electrode has a diameter of 405 mm, and the reactor has Installed in a metal container.

Новизна заявляемого устройства обусловлена тем, что за счет его конструктивных особенностей обеспечивается получение каталита и аналита в значительных объемах и с предельными значениями рН путем непрерывного охлаждения реактора проточной водой.The novelty of the claimed device is due to the fact that due to its design features, it is possible to obtain catalyte and analyte in significant volumes and with extreme pH values by continuous cooling of the reactor with running water.

По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружена аналогичная заявляемой совокупность признаков, позволяющая получить технический результат, который ранее не достигался известными средствами, что позволяет судить о соответствующем уровне заявляемого предложения.According to the scientific, technical and patent literature, no similar set of features has been found that allows to obtain a technical result that was not previously achieved by known means, which allows us to judge the appropriate level of the proposed proposal.

Предложенное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», поскольку воспроизводимо в исполнении и доступно для активации воды и получения католита (щелочной воды) и анолита (кислой воды) с заданными параметрами рН.The proposed technical solution meets the criterion of "industrial applicability", because it is reproducible in execution and available for activation of water and obtaining catholyte (alkaline water) and anolyte (acidic water) with specified pH parameters.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства для электрохимической обработки воды, на фиг. 2 - общий вид устройства, сечение А-А.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 shows a general view of a device for electrochemical water treatment; FIG. 2 - General view of the device, section AA.

На чертеже для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания сущности полезной модели, а сопутствующие элементы, известные из прототипа, не представлены, в частности блок питания, шкаф управления, силовое электрическое оборудование, система подачи воды, сборные емкости для активированной воды, насосное оборудование для ее транспортировки и система вентиляции.For clarity, only those details are presented that are necessary for understanding the essence of the utility model, and related elements known from the prototype are not represented, in particular, the power supply unit, control cabinet, power electrical equipment, water supply system, prefabricated containers for activated water , pumping equipment for its transportation and ventilation system.

Устройство для электрохимической активации воды, состоит из реактора, выполненного из диэлектрического корпуса 1 (пластмассовая емкость) с объемом 200 л, разделенного из хлопчатобумажной фильтровальной ткани в виде мешка ионопроницаемой диафрагмой 2 на анодную и катодную камеры с электродами 3 и 4 с одинаковой высотой равной 850 мм и свернутых в виде разрезанных цилиндров. Ионопроницаемая диафрагма 2 имеет диаметр 387 мм. При таком ее диаметре анодная ю и катодная камеры имеют одинаковый объем. Электрод 3 анодной камеры выполнен из листа титана, электрод 4 катодной камеры выполнен из листа нержавеющей стали. Блок питания, шкаф управления, силовое электрическое оборудование, система подачи воды, сборные емкости для активированной воды, насосное оборудование для ее транспортировки и система вентиляции на чертеже не указаны. Для поддержания в реакторе температуры, не превышающей 35-37 градусов, за счет обеспечения циркуляции холодной воды имеет металлическую емкость 5 диаметром 800-1000 мм и высотой 800 мм снабженную патрубками 6 и 7 диаметром 22 мм для налива и слива проточной воды. Электрод 3 анодной камеры имеет диаметр 365 мм, а электрод 4 катодной камеры - диаметр 405 мм. Реактор установлен в металлическую емкость 5. Диапазон диаметр металлической емкости обусловлен тем, что вполне достаточно для циркуляции вокруг реактора для его охлаждения, если диаметр будет меньше 800 мм, то не будет обеспечиваться достаточное охлаждение, а больше 1000 мм не целесообразно.A device for electrochemical activation of water consists of a reactor made of a dielectric body 1 (plastic container) with a volume of 200 l, divided from a cotton filter cloth in the form of a bag with an ion-permeable diaphragm 2 into an anode and cathode chambers with electrodes 3 and 4 with the same height equal to 850 mm and rolled up in the form of cut cylinders. The ion-permeable diaphragm 2 has a diameter of 387 mm. With this diameter, the anode and cathode chambers have the same volume. The electrode 3 of the anode chamber is made of a sheet of titanium, the electrode 4 of the cathode chamber is made of a sheet of stainless steel. The power supply, control cabinet, power electrical equipment, water supply system, prefabricated containers for activated water, pumping equipment for its transportation and ventilation system are not shown in the drawing. To maintain a temperature in the reactor not exceeding 35-37 degrees, due to the circulation of cold water, it has a metal tank 5 with a diameter of 800-1000 mm and a height of 800 mm equipped with nozzles 6 and 7 with a diameter of 22 mm for filling and draining running water. The electrode 3 of the anode chamber has a diameter of 365 mm, and the electrode 4 of the cathode chamber has a diameter of 405 mm. The reactor is installed in a metal tank 5. The range of the diameter of the metal tank is due to the fact that it is enough to circulate around the reactor to cool it, if the diameter is less than 800 mm, then sufficient cooling will not be provided, and more than 1000 mm is not advisable.

Устройство для электрохимической активации воды работает следующим образом. Для реализации устройства и получения в необходимых объемах для производственных целей католита и анолита в металлическую емкость 5 помещают реактор в диэлектрический корпус 1 в виде стандартной 200 л пластмассовой емкости, последовательно устанавливают электрод 4 - катод, ионопроницаемую диафрагму 2 в виде мешка или стакана диаметром 387 мм из хлопчатобумажной фильтровальной ткани и анод 3. Для изготовления катода 4 используют лист из нержавеющей стали 12ХН9Т, который сворачивают в виде разрезанного цилиндра высотой 850 мм и диаметром 405 мм, для изготовления анода используют лист из титана, который сворачивают в виде разрезанного цилиндра высотой 850 мм и диаметром 365 мм, и устанавливают эти цилиндры в пластмассовую емкость. Расстояние между этими металлическими разрезанными цилиндрами составляет 100 мм. Для получения католита и анолита в реактор заливают воду и включают блок питания. В процессе воздействия на воду электрическим полем в катодной и анодной камерах образуется соответственно католит - вода со щелочными свойствами и анолит - вода с кислотными свойствами. Для предотвращения перегрева реактора через патрубок 6 в металлическую емкость заливают воду для циркуляции вокруг него и сливают через патрубок 7.A device for electrochemical activation of water works as follows. To implement the device and to obtain catholyte and anolyte in the required volumes for production purposes, the reactor is placed in a metal container 5 in a dielectric housing 1 in the form of a standard 200 l plastic container, an electrode 4 is inserted in series - a cathode, an ion-permeable diaphragm 2 in the form of a bag or glass with a diameter of 387 mm from a cotton filter cloth and anode 3. For the manufacture of cathode 4, a sheet of stainless steel 12XH9T is used, which is rolled up in the form of a cut cylinder with a height of 850 mm and a diameter of 405 mm, for producing an anode from a sheet of titanium, which is rolled into a cylinder cut in 850 mm height and 365 mm in diameter, and set these cylinders into a plastic container. The distance between these metal cut cylinders is 100 mm. To obtain catholyte and anolyte, water is poured into the reactor and the power supply is turned on. In the process of exposure to water by an electric field, catholyte — water with alkaline properties and anolyte — water with acidic properties, respectively, are formed in the cathode and anode chambers. To prevent overheating of the reactor through the pipe 6, water is poured into a metal container for circulation around it and drained through the pipe 7.

Для доказательства эффективности заявляемого устройства были проведены экспериментальные исследования на установке «Мелеста» (www.melesta.newmail.ru.) с регистрацией параметров рН католита и анолита, а также температуры католита через каждые 10 мин в течение 110 минут. Как видно из таблицы №1, существенный рост параметра рН в католите наблюдается до температуры 37 градусов, далее до температуры 48-50 градусов параметр рН стабилизируется, а при дальнейшем росте температуры даже снижается. Это свидетельствует о том, что при температуре более 37 градусов существенно проявляется эффект термоэлектронной эмиссии в католите. При этом в интервале температур 37-50 градусов наблюдается состояние равновесия количества образующихся свободных электронов в процессе электролиза и излучаемых из раствора в процессе термоэлектронной эмиссии, а при температуре более 50 градусов превалирует процесс термоэлектронной эмиссии над формированием свободных электронов при электролизе.To prove the effectiveness of the claimed device, experimental studies were conducted on the installation "Melest" (www.melesta.newmail.ru.) With registration of pH parameters of catholyte and anolyte, as well as catholyte temperature every 10 minutes for 110 minutes. As can be seen from table No. 1, a significant increase in the pH parameter in catholyte is observed to a temperature of 37 degrees, then to a temperature of 48-50 degrees the pH parameter stabilizes, and even decreases with a further increase in temperature. This indicates that at temperatures above 37 degrees the effect of thermionic emission in catholyte is significantly manifested. Moreover, in the temperature range of 37-50 degrees, an equilibrium state is observed of the amount of free electrons produced during electrolysis and emitted from the solution during thermionic emission, and at temperatures above 50 degrees the thermionic emission process prevails over the formation of free electrons during electrolysis.

Таким образом, без стабилизации температуры системы невозможно достигнуть высоких значений параметра рН католита.Thus, without stabilizing the temperature of the system, it is impossible to achieve high pH values of catholyte.

Claims

Device for electrochemical activation of water, consisting of a reactor made of a dielectric body with a volume of 200 l, separated from a cotton filter cloth in the form of a bag with an ion-permeable diaphragm into an anode and cathode chambers with electrodes with the same height equal to 850 mm, and rolled up in the form of cut cylinders the electrode of the anode chamber is made of a sheet of titanium, the electrode of the cathode chamber is made of a sheet of stainless steel, a power supply, a control cabinet, power electrical equipment, a feed system water, prefabricated tanks for activated water, pumping equipment for its transportation and ventilation system, characterized in that for maintaining the temperature in the reactor not exceeding 35-37 degrees, due to the circulation of cold water has a metal tank with a diameter of 800-1000 mm and a height 800 mm, equipped with nozzles with a diameter of 22 mm for filling and draining of running water, while the electrode of the anode chamber has a diameter of 365 mm, and the electrode of the cathode chamber has a diameter of 405 mm, and the reactor is installed in a metal container.