Устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов
Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки воды и может быть использовано для получения моющих, дезинфицирующих, стерилизующих и лечебных растворов. Устройство содержит, по меньшей мере, две электрохимические ячейки, выполненные из вертикальных коаксиальных цилиндрического и стержневого электродов с коаксиальной ультрафильтрационной диафрагмой между электродами, разделяющей межэлектродное пространство на электродные камеры, с каналами для подвода и отвода обрабатываемого раствора в электродные камеры. Линия подвода обрабатываемого раствора соединена с входом камеры отрицательного электрода первой электрохимической ячейки, выход которой соединен дополнительной линией с входом камеры положительного электрода первой и второй электрохимических ячеек, выходы которых соединены дополнительной линией с входом камеры отрицательного электрода второй электрохимической ячейки с возможностью отвода обработанного раствора из камер положительного и отрицательного электродов электрохимических ячеек, либо выход камеры отрицательного электрода первой электрохимической ячейки соединен дополнительной линией с входом камеры отрицательного электрода второй электрохимической ячейки, выход которой соединен дополнительной линией с входом камеры положительного электрода первой и второй электрохимических ячеек, выходы которых соединены параллельно. Технический эффект - расширение функциональных возможностей устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к химической технологии, а именно к устройствам для электрохимической обработки воды с целью регулирования ее кислотно-основных свойств и каталитической активности, и может быть использовано для получения моющих, дезинфицирующих, стерилизующих и лечебных растворов.
Известно устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов, содержащее по крайней мере одну электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных коаксиальных стержневых электродов, установленных в диэлектрических втулках, и ультрафильтрационной диафрагмы, коаксиально установленной во втулках между электродами, включенных в обвязку из двух газоотделителей, соединенных как с анодной, так и с катодной камерами так, что газы, образующиеся при электролизе, подаются из анодной камеры в катодную, а из катодной в анодную (RU 2076847 C1, C02F 1/46, 10.04.97 г.).
Недостатком известного решения является неудовлетворительная гидродинамика, вследствие которой газы, вводимые в анодную и катодную камеры, приводят к образованию газовых пробок в камерах и неравномерной работе устройства. Повышенное содержание газов в анодной и катодной камерах приводит к снижению эффективности работы всего устройства, кроме того в данном устройстве возможно получить одновременно только по одному составу раствора: анолита и католита.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, принятым в качестве прототипа является устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов, содержащее по меньшей мере одну электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных коаксиальных цилиндрического и стержневого электродов, установленных в диэлектрических втулках, с коаксиальной ультрафильтрационной диафрагмой, установленной на втулках между электродами и разделяющей межэлектродное пространство на электродные камеры, с каналами для подвода и отвода обрабатываемого раствора в электродные камеры соответственно в нижних и верхних втулках, источник тока, положительный и отрицательный полюса которого соединены с электродами, линия подвода обрабатываемого раствора соединена с камерой отрицательного электрода, вывод камеры отрицательного электрода соединен дополнительной линией с входом в камеру положительного электрода и на этой линии установлено приспособление для обеспечения возможности отвода части дегазированного обработанного раствора из камеры отрицательного электрода, а на специальной линии установлена емкость, содержащая смесь частиц углерода и диоксида марганца, с входом в верхней и выходом в нижней части (RU 2088539 C1, C02F 1/46, 27.08.97 г.).
Недостатком прототипа является невозможность получения более двух активированных растворов одновременно.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет получения большего количества одновременно получаемых разных по характеристикам активированных растворов.
Поставленная задача обеспечивается тем, что устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов содержит по меньшей мере две или кратные двум электрохимические ячейки, выполненные из вертикальных коаксиальных цилиндрического и стержневого электродов, установленных в диэлектрических втулках, с коаксиальной ультрафильтрационной диафрагмой, установленной на втулках между электродами и разделяющей межэлектродное пространство на электродные камеры, с каналами для подвода и отвода обрабатываемого раствора в электродные камеры соответственно в нижних и верхних втулках, источник тока, положительный и отрицательный полюса которого соединены с электродами, линия подвода обрабатываемого раствора соединена с входом камеры отрицательного электрода первой электрохимической ячейки, выход которой соединен дополнительной линией с входом камеры положительного электрода первой и второй электрохимических ячеек, выходы которых соединены дополнительной линией с входом камеры отрицательного электрода второй электрохимической ячейки с возможностью отвода обработанного раствора из камер положительного и отрицательного электродов электрохимических ячеек, либо выход камеры отрицательного электрода первой электрохимической ячейки соединен дополнительной линией с входом камеры отрицательного электрода второй электрохимической ячейки, выход которой соединен дополнительной линией с входом камеры положительного электрода первой и второй электрохимических ячеек, выходы которых соединены параллельно.
Обрабатываемые растворы могут двигаться в анодной и катодной камерах электрохимической ячейки, как в одном направлении, так и в противоположных направлениях.
Электрохимические ячейки соединены между собой эластичными трубками и диэлектрическими штуцерами, причем площади сечения отверстия трубок равны площади сечения штуцеров.
На фиг.1 и 2 представлены варианты гидравлических схем устройства для получения моющих, дезинфицирующих, стерилизующих и лечебных растворов.
Для получения одновременно щелочного, кислого и нейтрального активированного раствора (см. фиг.1) вода подается по линии подачи воды 1 в дозирующее устройство, состоящее из насоса 2, в котором происходит смешивание при необходимости воды и электролита поступающего через вентиль 3 из емкости 4, в качестве электролита может применяться раствор любого растворимого в воде химического соединения или химического элемента (KCl, CaCl2, KMnO4, K, Na и т.д.). Образовавшийся раствор поступает в катодную камеру отрицательного электрода первой электрохимической ячейки 5, из которой обработанный раствор по дополнительной линии 9 с краном 6 для отбора активированного раствора K с pH 9-10 поступает на вход анодной камеры положительного электрода первой 5 и второй 7 электрохимических ячеек. Далее с параллельно соединенных выходов анодных камер ячеек 5 и 7 по дополнительной линии 10, имеющей кран 8 для отбора активированного раствора A1 с pH 2-4, обработанный раствор поступает на вход катодной камеры отрицательного электрода второй ячейки 7, с выхода катодной камеры ячейки 7 по линии 11 производится отбор активированного раствора А2 с pH 6-8. При применении в качестве электролита растворенного в воде NaCl раствор K обладает моющими свойствами, а растворы А1 и А2 обладают дезинфицирующими свойствами. При применении в качестве электролита растворенного в воде химического соединения или химического элемента можно получать лечебные растворы.
На фиг.2 показана альтернативная схема получения анолита и двух разновидностей католита, в которой вода подается из напорной линии или насоса по линии подачи воды 1 в дозирующее устройство, состоящее из насоса 2, в котором происходит смешивание при необходимости воды и электролита, поступающего через вентиль 3 из емкости 4, в качестве электролита может применяться раствор любого растворимого в воде химического соединения или химического элемента. Далее образовавшийся раствор поступает на вход катодной камеры отрицательного электрода первой электрохимической ячейки 5, с выхода которой обработанный раствор по дополнительной линии 9, с краном 6 для отбора активированного раствора K1 католита с pH 9-10, поступает на вход катодной камеры второй электрохимической ячейки 7, с выхода которой по линии 10, имеющей кран 8 для отбора активированного раствора K2 католита с pH 10-11, обработанный раствор поступает одновременно на вход анодной камеры первой 5 и второй 7 электрохимических ячеек, с параллельно соединенных выходов анодных камер электрохимических ячеек 5 и 7 производится отбор для дальнейшего использования обработанного раствора АН анолита с pH 6-8.
В результате исследований установлено, что, в целях уменьшения электромагнитных помех и гидравлических сопротивлений, и, как следствия, повышения производительности устройства, электрохимические ячейки целесообразно соединять между собой эластичными трубками и диэлектрическими штуцерами, причем площадь сечения отверстий трубок равна площади сечения отверстий штуцеров.
Предлагаемое решение обработки водных растворов обеспечивает получение растворов с новыми свойствами, которых нельзя добиться простым смешиванием растворов с одновременным pH контролем, что несомненно свидетельствует об изобретательском уровне заявленного предложения.
Предлагаемое решение позволяет одновременно получать для разных назначений (дезинфекция, предстерилизационная очистка, лечение) более двух разновидностей активированных растворов с различными характеристиками, что расширяет функциональные возможности устройства по сравнению с аналогами.
1. Устройство для получения моющих и дезинфицирующих растворов, содержащее, по меньшей мере, две или кратные двум электрохимические ячейки, выполненные из вертикальных коаксиальных цилиндрического и стержневого электродов, установленных в диэлектрических втулках, с коаксиальной ультрафильтрационной диафрагмой, установленной на втулках между электродами и разделяющей межэлектродное пространство на электродные камеры, с каналами для подвода и отвода обрабатываемого раствора в электродные камеры, соответственно, в нижних и верхних втулках, источник тока, положительный и отрицательный полюса которого соединены с электродами, линия подвода обрабатываемого раствора соединена с входом камеры отрицательного электрода первой электрохимической ячейки, выход которой соединен дополнительной линией с входом камеры положительного электрода первой и второй электрохимических ячеек, выходы которых соединены дополнительной линией с входом камеры отрицательного электрода второй электрохимической ячейки с возможностью отвода обработанного раствора из камер положительного и отрицательного электродов электрохимических ячеек, либо выход камеры отрицательного электрода первой электрохимической ячейки соединен дополнительной линией с входом камеры отрицательного электрода второй электрохимической ячейки, выход которой соединен дополнительной линией с входом камеры положительного электрода первой и второй электрохимических ячеек, выходы которых соединены параллельно.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электрохимические ячейки соединены между собой эластичными трубками и диэлектрическими штуцерами, причем площади сечения отверстия трубок равны площади сечения штуцеров.
