Устройство для электрохимической обработки воды и водных растворов

 

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в процессах, связанных с регулированием кислотно-основных, окислительно-восстановительных свойств и биохимической активности воды и водных растворов в диафрагменных электролизерах. Предлагаемое устройство для электрохимической обработки воды и водных растворов, включающее коаксиально расположенные электроды и микрофильтрационную диафрагму между ними, нижнюю и верхнюю головки с двумя гидравлическими каналами в каждой, стягиваемых резьбовым соединением на концах внутреннего электрода, отличается тем, что каждая головка выполнена с двумя гидравлическими каналами, на внутренней поверхности каждой головки выполнены два ограничительных уступа: первый уступ взаимодействует с внешним трубчатым электродом, а второй уступ взаимодействует с установленной на концах диафрагмы цилиндрической уплотнительной прокладкой S -образного сечения. Изобретение упрощает конструкцию и технологию сборки процессора. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в процессах, связанных с электрохимическим регулированием кислотно-основных, окислительно-восстановительных свойств и биохимической активности воды и водных растворов.

В прикладной электрохимии используются для этих целей диафрагменные электролизеры различных конструкций.

Известно устройство для электрохимической обработки воды [1], которое выполнено в виде вертикально расположенных коаксиальных двух электродов, между которыми размещена мембрана, разделяющая межэлектродное пространство на анодную и катодную камеры. Верхняя и нижняя части имеют головки из неэлектропроводного материала, которые снабжены входными и выводными патрубками раздельно для каждой камеры. Разобщение камер осуществлено с помощью уплотнительного кольца, размещенного в кольцевой канавке на концевых деталях диафрагмы из неэлектропроводного материала.

При этом, как следует из анализа прилагаемых чертежей, отношение между диаметром внутреннего электрода и межэлектродным расстоянием находится в пределах от 2 до З.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции головок и уплотнений.

Более близкой по конструкции является электрохимический процессор [2], содержащий коаксиально расположенные электроды и керамическую диафрагму, в котором верхняя и нижняя головки выполнены в виде двух частей, каждая с возможностью их относительного поворота. При этом на внутреннем электроде выполнено сужение, равное 0,75 диаметра этого электрода, а соотношение диаметра внутреннего электрода межэлектродного расстояния находится в пределах от 2 до 4. Между частями головок расположено уплотнительное кольцо, которое препятствует перетоку жидкости между электродными камерами.

Такая конструкция процессора также достаточно сложна, что влечет за собой необходимость оснастки для изготовления двух частей головок процессора.

Целью изобретения является упрощение конструкции и технологии сборки процессора.

Указанная цель достигается тем, что в вертикальном диафрагменном электрохимическом процессоре, содержащем коаксиально расположенные электроды, коллекторные верхнюю и нижнюю головки с отверстиями, соединенными с анодной и катодной камерами, на внутренней поверхности каждой выполнены ограничительные уступы. Цилиндрическая уплотнительная прокладка выполнена S-образной формы в сечении, при этом первый уступ головки взаимодействует с внешним трубчатым электродом, а второй уступ взаимодействует с первым утолщением кольцевой уплотнительной прокладки S-образного сечения, установленной на концах керамической диафрагмы и охватывающих ее боковую поверхность, а второе внутреннее утолщение прокладки опирается на торцовую поверхность диафрагмы.

Кроме того, на внутреннем утолщении прокладки, обращенной к внутреннему электроду, могут быть выполнены выступы, взаимодействующие с поверхностью внутреннего электрода, предназначенные для центрирования керамической диафрагмы при сборке процессора относительно внутреннего электрода.

Внутренний электрод выполнен из трубки постоянного диаметра.

На фиг. 1 показана конструкция электрохимического процессора, разрез; на фиг. 2 - поперечное сечение головки процессора; на фиг. 3 - вариант формы прокладки с центрирующими выступами; На фиг.4 - S-образная форма сечения прокладки и форма внутренней поверхности головки в увеличенном масштабе.

Электрохимический процессор состоит из центрального трубчатого электрода 1 с резьбовыми концами и гайками 2, скрепляющими всю конструкцию. Коаксиально электроду 1 расположены керамическая диафрагма 3 и внешний электрод 4. Концы деталей 1 - 4 находятся в головке 5. На внутренней поверхности головки 5 имеются два уступа. Первый уступ предназначен для опоры наружного электрода 4 с прокладкой 6, второй уступ расположен между концом диафрагмы 3 и каналом, связанным с камерой внешнего электрода. Герметичность соединений всех элементов конструкции обеспечивается прокладками 6, 7, 8, шайбой 9 и стягивающей гайкой 2 Прокладка 7, предназначенная для разделения электродных камер, имеет S-образную форму в сечении, так что цилиндрическая ее часть 10 плотно охватывает конец диафрагмы -3. Внутреннее утолщение 11 прокладки 7 фиксирует ее положение относительно торца диафрагмы 3. Наружное утолщение -12 опирается на второй уступ на внутренней поверхности головки 5.

При стягивании собранных деталей гайкой 2 прокладка 7 подвергается растяжению на необходимую для герметизации величину за счет ее цилиндрической части.

Для облегчения процесса сборки прокладка 7 имеет не менее трех центрирующих выступов 13, контактирующих с поверхностью электрода 1.

Промышленная применимость.

Несколько более сложная по форме чем в известных конструкциях уплотняющая прокладка не представляет трудности в изготовлении по традиционной технологии. Также по известной технологии изготавливается и головка 5.

Особенности данной конструкции позволяют автоматизировать процесс ее сборки.

Формула изобретения

1. Устройство для электрохимической обработки воды и водных растворов, включающее коаксиально расположенные электроды и керамическую диафрагму между ними, нижнюю и верхнюю головки с двумя гидравлическими каналами в каждой, стягиваемых резьбовым соединением на концах внутреннего электрода, отличающееся тем, что на внутренней поверхности каждой головки выполнены два ограничительных уступа: первый уступ взаимодействует с внешним трубчатым электродом, второй уступ, расположенный между концом диафрагмы и каналом, связанным с камерой внешнего электрода, взаимодействует с наружным утолщением цилиндрической уплотнительной прокладки S-образного сечения, а внутреннее утолщение цилиндрической прокладки контактирует с торцом керамической диафрагмы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на внутренней поверхности прокладки, обращенной к внутреннему электроду, выполнены выступы, взаимодействующие с поверхностью внутреннего электрода.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренний электрод выполнен в виде трубки постоянного сечения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4