Устройство для активации воды

 

Изобретение касается электрохимической обработки воды и водных растворов, может быть использовано для активации воды затворения бетонных смесей и позволяет повысить эффективность активации и надежность работы устройства. Устройство для активации воды содержит корпус 1, который снабжен патрубком с вентилем 4 для подачи сжатого воздуха и патрубком с вентилем 6 для слива активированной воды, электроды 2 и 3, расположенные в корпусе 1 и соединенные с измерительной цепью, включающей генератор 8 высокочастотных колебаний, разделительный трансформатор 10, вторичная обмотка 11 которого одним концом соединена с электродом 2, а другим через диод 12, резистор 13 с измерительным прибором 14, диод 15, соединенный выходом с входом диода 12, а входом с измерительным прибором 14 и электродом 3. 1 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHHM

ПРИ П(НТ СССР (21) 4029863/31-26 (22) 27..02 ° 86

;(46) 07.12.90. Бюл. 9 45 (71) Калининский политехнический институт (72) В.М.Рудаков и Н.П.Бакуров (53) 06.052-12(088.8) (56) Электротехнические промьппленные участки./Под. ред. А.Д.Свенчанского.М.: Энергоиздат, 1982, с. 335-337. и

Научно-технический журнал Техника в науке". — М., ВЕНТО, 1985, М 5, .с. 44..

:(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКТИВАЦИИ ВОДЫ (57) Изобретение касается электрохимической обработки воды и водных раст,-воров, может быть использовано для активации воды затворения бетонных (51) 5 С 02 Г 1/46, 0 05 D 27/00

2 смесей и позволяет повысить эффективность активации и надежность работы устройства. Устройство для активации воды содержит корпус 1, который снабжен патрубком с вентилем 4 для подачи сжатого воздуха и патрубком с вентилем 6 для слива активированной воды, электроды 2 и 3, расположенные в корпусе 1 и соединенные с измерительной цепью, включающей генератор 8 высокочастотных колебаний, разделительный трансформатор

10, вторичная обмотка 11 которого одним концом соединена с электродом 2, а другим через диод 12, резистор 13 с измерительным прибором 14, диод 15, а соединенный выходом с входом диода е

12, а входом с измерительным прибором 14 и электродом 3. 1 ил

1611882

45

Изобретение относится к области электрохимической обработки воды и водных растворов и может быть использовано для активации воды затворения бетонных смесей, для интен5 . сификации осаждения твердой фазы при отстое в гидроотвалах и гидроотстойниках, для снижения коррозии в котлах и трубопроводах теплоэнергетических систем.

Цель изобретения — повышение эффективности активации воды, надеж" ности работы устройства, обеспечение точности, оперативности контроля f5 и электробезоцасных условий работы. . На чертеже представлена блок-схема устройства для активации воды и контроля ее свойств.

Устройство содержит корпус 1 с расположенными в нем одинаковыми электродами 2 и 3, например металли-. ческими. Корпус 1 снабжен патрубком с вентилем 4 для подачи сжатого воздуха от компрессора 5 и патрубком с вентилем 6 для слива активированной воды.

Над корпусом 1 установлен дозатор

7 порционного типа.

Измерительная цель со таит из генератора 8 высокочастотных синусоидаль-. ных колебаний, выход которого соединен с первичной обмоткой 9 разделительного трансформатора 10, один конец вторичной; обмотки 11 которого соединен с электродом 2, а другой конец подключен через последовательно включенные диод 12, переменный резистор 13 и измерительный прибор

14, например милиамперметр, к электроду 3. Выход измерительного прибора соединен с входом диода 15, выход которого подключен к входу диода 12 °

Устройство для активации воды и контроля ее свойств работает следующим образом.

Включают измерительную цепь. Заполняют корпус 1 водой (сливнай вентиль 6 закрыт). Включают компрессор

5. Открывают вентиль 4 и с помощью дозатора 7 вводят навеску электролита, например окиси кальция, из расчета 0,005-0,009 моль/л активных окислов кальция при постоянном перемешивании путем подачи сжатого воздуха от компрессора 5. Высокочастотное синусоидальное напряжение с выхода генератора 8 подается на первич" ную обмотку 9 разделительного трансформатара 10, вторичная обмотка 11 которого одним концом подключена к входу диода 12 измерительной цепи, а другим концом — к электроду 2. Напряжение переменной частоты тока амплитудной 10 В, действующее на вторичной обмотке 11 разделительного трансформатора 10, поступает на вход диода 12, пропускающего положительную полуволну напряжения, которая через переменный резистор 13 и измерительный прибор 14 поступает на электрод 3. Отрицательная полуволна напряжения, действующего на вторичной обмотке 11 трансформатора 10, через диод 15 также поступает к электроду 3. 11ри замыкании электродов 2 и 3 накоротко в электрической цепи, состоящей из вторичной обмотки трансформатора 10, диода 12, переменного резистора 12 и измерительного прибора 14, протекает ток в одном направлении, что вызывает падение напряжение на прямом сопротивлении диода 12, переменном резисторе 13 и внутреннем сопротивлении измерительного прибора 14. Таким образом, на электродах 2 и 3 действуют .два напряжения, одно из которых Uy постоянного тока, другое U — переменного тока.

При погружении электродов 2 и 3 в корпус 1 с водой под действием напряжения переменного тока U примесные ионы растворенных в воде электролитов начинают мигрировать между электродами 2 и 3 с частотой напряжения

U„ однако действие напряжения постоянного тока Uz ограничивает область мигранции разноименно заряженных частиц, что приводит к увеличению концентрации отрицательно заряженных ионов окало электрода 2, а положительно заряженных ионов около электрода 3. В объеме раствора между электродами образуется стационарная разность потенциалов (ЭДС) и поляризация дипольных молекул воды, не связанных в гидратных оболочках примесных ионов. Величина ЭДС, образовавшаяся таким образом, определяется в основном количеством примесных ионов одного знака. Под действием сжатого воздуха создается более интенсивный обмен молекул воды и твердой поверхности частиц введенного электролита (окиси кальция), которые растворяют+2 ся, а образующиеся при этом ионы Са

30

5 16 и ОН-- гидратируются, связывая в своих гидратных оболочках значительное количество молекул воды.

Процесс растворения введенного электролита в электрическом поле как постоянного, так и переменного токов сопровождается одновременным разделением разноименно заряженных ионов, что вызывает изменение структуры воды т.е. ее активацию. Часть примесных ионов, находящихся в воде, под действием электрических напряжений переменного U, постоянного Пр и сил электростатической природы коагулирует и выпадает в осадок, что сопровождается снижением количества заряженных частиц в объеме раствора, уменьшением величины ЭДС, а следовательно, и уменьшением величины тока, протекающего через измерительный прибор 14. Кроме того, коагуляция примесных ионов сопровождается освобождением части координационной воды, связанной в гидратных оболочках этих ионов, и, как следствие, повышением реакционной способности воды.

Контроль степени активации воды осуществляется следующим образом, измеряется концентрация воды, подлежащей активации, по показаниям измеI рительного прибора 14, фиксируются показания этого прибора в процессе активации. Если идет активация, то показания прибора 14 снижаются, при достижении установившегося значения показаний измерительного прибора активацию прекращают. .Пример. При активации воды необходимо растворить в ней 0,01 моль/л СаО под действием элект;рического тока силой 2 мА. При этом .контроль степени модификации воды осуществляется IIQ отклонению стрелки измерительного прибора, которая при разрыхлении структуры воды отклоняется влево, что указывает на разрушение примесных ионных аквакомплексов, коакгляцию примесных ионов и выпадение их в осадок. Степень модификации воды контролируется по величине уменьшения концентрации суспензии по сравнению с концентрацией самой воды.

Контроль свойств модифицированной воды в период ее активации осущест11882 6 вляется по показаниям измерительного. прибора 14 и если показания прибора сиижаются в период активации по сравнению с первоначальным состоянием, 5 то идет процесс активации воды и чем больше снижается показание измерительного прибора 14, тем выше степень модификации воды. Для данного случая уменьшение показания измерительного прибора составляет 10-15Х от первоначального значения. !

Если в период активации показание измерительного прибора увеличиваетФ ся, то это указывает на то, что навеска фонового электролита выбрана неправильно. В этом случае. необходимо уменьшить навеску фонового электролита на 10-20 и повторить процесс активации воды. Оптимально активированная вода обеспечивает увеличение в ней в 30 раэ по сравнению с неактивированной водой содержания ионов кальция при гидратации цемента, а время релаксации активированной воды увеличивается в сотни раз °

Формула изобретения

Устройство для активации воды, содержащее корпус со сливным штуцером и расположенные в нем электроды, подключенные к источнику питания, измерительный прибор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности активации воды и надежности работы устройства, оно дополнительно содержит дозатор,. установленный над корпусом, устройство для перемешивания, генератор высокой частоты, разделительный трансформатор, два диода и переменный резистор, при этом выход генератора вы.сокой частоты соединен с первичной обмоткой разделительного трансформатора, один конец вторичной обмотки которого соединен с одним электродом, а другой через последовательно включенные первый диод, переменный резистор и измерительный прибор — с другим электродом, второй диод катодом соединен с анодом первого диода, а анодом — с выходом измерительного прибора.