Устройство для электрохимической обработки воды и водных растворов

 

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 диафрагменных электролизерах. Устройство для электрохимической обработки воды и водных растворов включает коаксиально расположенные электроды и микрофильтрационную диафрагму между ними, нижнюю и верхнюю головки, стягиваемые 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, второй уступ с выполненной на нем канавкой взаимодействует с установленной на концах диафрагмы цилиндрической уплотнительной прокладкой Т-образного сечения. Устройство 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-х до 3-х.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции головок и уплотнений.

Более близкой по конструкции является электрохимический процессор (2), содержащий также 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 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 и керамическую диафрагму между ними, верхнюю и нижнюю головки с двумя гидравлическими каналами каждая, соединенными с анодной и катодной камерами. На внутренней поверхности каждой головки выполнены ограничительные уступы, цилиндрическая уплотнительная прокладка, разделяющая электродные камеры, выполнена Т-образной формы в сечении. При этом первый уступ головки взаимодействует с внешним трубчатым электродом, на торце второго уступа имеется канавка, в которую входит часть Т-образной прокладки, вторая часть прокладки охватывает оконечную часть цилиндрической керамической диафрагмы, а внутренняя перегородка прокладки взаимодействует с торцовой поверхностью диафрагмы.

Кроме того, на внутренней перегородке прокладки, обращенной к внутреннему электроду, могут быть выполнены выступы, взаимодействующие с поверхностью внутреннего электрода.

Внутренний электрод выполнен из трубки постоянного диаметра.

Описание конкретной конструкции.

На фиг. 1 показана конструкция электрохимического процессора в разрезе.

На фиг. 2 показано поперечное сечение головки процессора.

На фиг. 3 показан вариант формы прокладки с центрирующими выступами.

На фиг. 4 показана Т-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 расположена керамическая диафрагма 3 и внешний электрод 4. Концы деталей 1, 3, 4 находятся в головке 5. Герметичность соединений всех элементов конструкции обеспечивается прокладками 6, 7 и 8. Прокладки 6 и 8 зажаты шайбой 9 и гайкой 2. На внутренней поверхности головки 5 имеются два уступа. На первый уступ опирается внешний электрод 4 с прокладкой 6. Второй уступ расположен между концом диафрагмы 3 и каналом, связанным с внутренней электродной камерой. На торце этого уступа выполнена канавка. Прокладка 7 имеет Т-образную форму в сечении, так что цилиндрическая ее часть 10 плотно охватывает конец диафрагмы 3, цилиндрическая часть 11 прокладки 7 расположена в канавке второго уступа головки 5. Внутреннее ребро 12 прокладки 7 фиксирует ее положение на диафрагме 3.

Для упрощения процесса сборки прокладка 7 имеет три центрирующих выступа 13, контактирующих с поверхностью электрода 1.

В процессе работы, когда в электродные камеры подается жидкость в случае наличия разности давлений между ними, часть 11 прокладки прижимается либо к одной, либо к другой стороне паза головки 5 и таким образом исключается перетекание жидкости и вместе с тем не требуется больших напряжений при сборке и разборке процессора.

Промышленная применимость.

Простая по форме уплотняющая прокладка 7 не представляет трудности в изготовлении по известным технологиям. Также по известной технологии изготавливается и головка 5.

Формула изобретения

1. Устройство для электрохимической обработки воды и водных растворов, включающее коаксиально расположенные электроды и микрофильтрационную диафрагму между ними, нижнюю и верхнюю головки с подводящими и отводящими гидравлическими каналами, стягиваемых резьбовым соединением на концах внутреннего электрода, отличающееся 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, второй уступ расположен между концом керамической диафрагмы и выходом из камеры внутреннего электрода, на торце второго уступа имеется канавка, в которую входит первая цилиндрическая часть Т-образной по форме сечения прокладки, вторая цилиндрическая часть этой прокладки охватывает оконечную часть керамической диафрагмы, а внутренняя перегородка прокладки взаимодействует с торцовой поверхностью 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