Устройство для электрохимической обработки воды в протоке

Авторы патента:

C25B9/06 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

C02F1/46 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

Владельцы патента RU 2697325:

Воробьёв Валерий Владимирович (RU)
Кармиэль Ури (IL)

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки воды в протоке и может быть использовано в медицинской, сельскохозяйственной, пищевой и косметической промышленности, а также в быту. Устройство для электрохимической обработки воды в протоке содержит корпус с входным и выходным штуцерами, источник питания, электроды в виде анода и катодов. Корпус с входным и выходным штуцерами является одним из двух катодов. Внутри корпуса через уплотнительные прокладки и изолирующие элементы установлен трубчатый анод с отверстиями, разнесенными по его длине, внутри которого через упомянутые изолирующие элементы, установленные на его противоположных концах, установлен второй катод в виде цельного стержневого элемента, закрепленный с внешних сторон изолирующих элементов разъемными соединениями, с возможностью подачи к одному из них напряжения от блока питания посредством кабеля. Напряжение на анод подают через токопроводящий элемент, установленный в одном из изоляторов. Технический результат: улучшение качества обработки воды. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Область техники

Уровень техники

Использование новых уникальных российских технологий, запатентованных устройств и способов позволило, используя эти достижения и на их основе, создать простые, но эффективные устройства нового поколения для получения воды с улучшенными качествами в реальном масштабе времени.

В частности, из патента на полезную модель RU74910 U1, 20.07.2008, кл. C02F 1/46, известно устройство для активации жидкости, содержащее цилиндрический реактор с расположенным в нём электронным блоком, в верхней части реактора установлен с возможностью вертикального перемещения по направляющей открытый сверху обратный конус с вертикальной ручкой. Внутри фильтровальной ёмкости установлен фильтрующий элемент тонкой очистки, фиксируемый к днищу фильтровальной ёмкости с помощью «грибка».

Недостатком данного устройства является громоздкость, т.е. за один раз обрабатывается 5 л воды, которая на третий день теряет свою активность, частое профилактическое обслуживание фильтра (10-12 л воды, далее промывка и обработка кислотой, частая механическая чистка анода, для чего он снимается при помощи специального ключа, не входящего в комплект установки, определённые требования к минерализации обрабатываемой воды и её температуре.

Наиболее близким техническим решением по своей сущности достигаемому техническому результату к данному изобретению является устройство для электрохимической обработки воды, описанное в патенте RU2531284 С1, 20.10.2014, кл.C02F 1/46, содержащее блок питания со стабилизацией рабочего тока, катода, анода, корпуса, обжимающего анод с отверстиями, изолятора для фиксации катода по центру, крышки и ручки, заполненной герметиком.

Недостатком данного устройства является невозможность проводить электрохимическую активацию воды непрерывно в потоке, что резко сужает диапазон применения устройства.

Раскрытие изобретения

Техническая проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в повышении производительности устройства при снижении его себестоимости.

Указанная техническая проблема решается за счет того, что устройство для электрохимической обработки воды в протоке содержит корпус с входным и выходным штуцерами, источник питания, электроды в виде анода и катодов, причём корпус с входным и выходным штуцерами является одним из двух катодов, внутри корпуса через уплотнительные прокладки и изолирующие элементы установлен трубчатый анод с отверстиями, разнесенными по его длине, внутри которого, через упомянутые изолирующие элементы, установленные на его противоположных концах, установлен второй катод в виде цельного стержневого элемента, закрепленный с внешних сторон изолирующих элементов разъемными соединениями, с возможностью подачи к одному из них напряжения от блока питания посредством кабеля, при этом напряжение на анод выполнено с возможностью подачи через токопроводящий элемент, установленный в одном из изоляторе. При этом корпус с входным и выходным штуцерами при одном и том же напряжении питания выполнен с возможностью обеспечивать за счёт разных площадей поверхностей анода и двух катодов три режима работы устройства при одних и тех же расходах активируемой воды.

Изолирующие элементы и уплотнительные прокладки выполнены из фторопласта.

Анод выполнен в виде алюминиевой трубки, а внутренний катод выполнен в виде шпильки из нержавеющей стали.

Техническим результатом изобретения является улучшения качества обработки воды.

Краткое описание чертежей

На представленной фигуре показан в разрезе общий вид устройства для электрохимической обработки воды в протоке.

Осуществление изобретения

Данное устройство для электрохимической обработки воды в протоке (Фиг.1) состоит из блока питания со стабилизацией рабочего тока (на чертеже не показан), одного из двух катодов, выполненного в виде корпуса (3) с выходным (1) и входным (2) штуцерами, анода с отверстиями (9), а также второго катода (10) в виде цельного стержневого элемента, проходящего внутри устройства по всей его высоте.

Кроме этого, устройство включает в себя размещенные в корпусе (3) изолирующие элементы (4), (5) и (6), уплотнительные прокладки (7) и (8), заглушку (11) с отверстием для установки и крепления второго катода и соединения его с первым катодом через шайбу (12) и гайку (13).

Напряжение от блока питания подаётся на катод (10) и анод (9) при помощи гибкого многожильного кабеля, зафиксированного на катоде шайбой (14) и гайкой (15), а на аноде через изолятор (4) с установленной в нем шпилькой с резьбой (16), шайбой и гайкой.

Устройство работает следующим образом.

Активируемая вода подаётся через входной штуцер (2) между корпусом, являющимся одним из катодов, и анодом (9), проходит через отверстие в аноде (9) в пространство между ним и вторым катодом (10) и далее, через второе отверстие в аноде (9) выходит через выходной штуцер. Под действием стабилизированного тока между анодом и катодами протекают электрохимические процессы, в результате которых уменьшается её окислительно-восстановительный потенциал без изменения её рН.

Пример использования предложенного устройства.

В корпус (3) со штуцерами (1, 2), выполненными из трубы диаметром ¾ дюйма из нержавеющей стали 12ХН10Т, являющимися внешним катодом, через изолирующие элементы из фторопласта (5, 6) установлен анод (9) из алюминиевой трубки диаметром 16 мм и толщиной стенок 2 мм с отверстиями. Анод (9) фиксируется с помощью уплотнительных прокладок из фторопласта (7, 8) и двух изоляторов, верхнего (4) и нижнего (6). Через изоляторы (4, 6) устанавливается внутренний катод (10) в виде шпильки М10 из нержавеющей стали 12ХН10Т, который фиксируется с помощью металлических шайб (12, 14) и гаек М10 (13, 15) из нержавеющей стали 12ХН10Т. Все резьбовые соединения уплотнены. Питание устройства осуществляется от источника стабильного тока величиной 9А.

Согласно данным, содержащимся в описании наиболее близкого аналога, при обработке воды устройством в течение 1,5-2 минут от источника тока с напряжением 30 вольт окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) воды изменяется с +250mV до -470mV при сохранении величины рН на уровне 7,3.

При обработке воды такого же объема, как и в аналоге, при помощи заявленного устройства при аналогичном временном промежутке окислительно-восстановительный потенциал приобретает значение -450 mV при сохранении величины рН на уровне 7,2, что позволяет применять обработанную воду для разных целей в любых количествах. Изменение уровня окислительно-восстановительного потенциала обработанной воды можно осуществлять изменением силы тока и расходом обрабатываемой воды. Таким образом, показатель уровень рН среды приближается к отметке 7,0, что, таким образом, уменьшает содержание солей, и «умягчает» воду, делая обработку воды более качественной.

Устройство имеет один анод и два катода, внутренний и внешний, что обеспечивает три режима работы устройства:

- экономичный, когда необходимо активировать воду до уровня ОВП не ниже -50 мВ (для обычного сиюминутного использования в качестве питьевой воды), для чего напряжение питания подаётся на внутренний катод и анод;

- нормальный, когда вода активируется до уровня ОВП не ниже -250 мВ (для использования её при одноразовом утреннем приёме для профилактики от заболеваний и стимуляции иммунной системы организма), для чего напряжение питания подаётся на внешний катод и анод;

- максимальный, когда вода активируется до максимального значения ОВП ниже -500 мВ (для одноразового, в количестве 100-150 мл. потребления при активации иммунной системы организма, для орошения носовой полости для той же, но более эффективной, активации иммунной системы, для внешнего использования по улучшению состояния кожи и для розлива в тару при транспортировке активированной воды), для чего напряжение питания подаётся на внутренний и внешний катод и анод.

Помимо этого степень активации воды можно корректировать изменением напряжения питания.

1. Устройство для электрохимической обработки воды в протоке, характеризующееся тем, что содержит корпус с входным и выходным штуцерами, источник питания, электроды в виде анода и катодов, причём корпус с входным и выходным штуцерами является одним из двух катодов, внутри корпуса через уплотнительные прокладки и изолирующие элементы установлен трубчатый анод с отверстиями, разнесенными по его длине, внутри которого через упомянутые изолирующие элементы, установленные на его противоположных концах, установлен второй катод в виде цельного стержневого элемента, закрепленный с внешних сторон изолирующих элементов разъемными соединениями, с возможностью подачи к одному из них напряжения от блока питания посредством кабеля, при этом напряжение на анод выполнено с возможностью подачи через токопроводящий элемент, установленный в одном из изоляторов.

2. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что корпус с входным и выходным штуцерами при одном и том же напряжении питания выполнен с возможностью обеспечивать за счёт разных площадей поверхностей анода и двух катодов три режима работы устройства при одних и тех же расходах активируемой воды.

3. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что изолирующие элементы и уплотнительные прокладки выполнены из фторопласта.

4. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что анод выполнен в виде алюминиевой трубки.

5. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что внутренний катод выполнен в виде шпильки из нержавеющей стали.

Изобретение относится к области фармацевтической химии и технологии, а именно к синтезу 1,20-дибром-3,6,9,12,15,18-гексаоксаперфтор-4,7,10,11,14,17-гексаметилэйкозана, используемого для получения оксигенирующих прямых эмульсий медицинского и биотехнологического назначения, например для лечения ожогов.

Способ получения обогащённой кислородом и обогащённой водородом воды и устройство для его осуществления // 2696713

Изобретение относится к области электролиза воды и может быть применено в энергетической отрасли. Способ получения обогащенной кислородом и обогащенной водородом воды включает помещение в емкость с водой изолированных и неизолированных электродов, подачу постоянного напряжения на электроды, при этом положительный потенциал подают на изолированные электроды для обогащения воды кислородом.

Способ получения наноразмерного оксида цинка // 2696460

Изобретение относится к области нанотехнологий, а именно к способам получения наноразмерных материалов, которые могут служить фотокатализаторами в процессах окисления органических загрязнений, присутствующих в воде и воздухе, и может быть использовано в химической, фармацевтической и текстильной промышленности.

Новые продукты и способы // 2695614

Группа изобретений относится к области продуктов для ухода за полостью рта и способов их получения. Предлагается продукт для ухода за полостью рта, содержащий композицию по уходу за полостью рта, включающую: эффективное количество растворимого приемлемого для применения в полости рта сульфата, и забуференную электропроводную среду, имеющую рН от 4 до 6,5, где персульфат синтезируется, когда электрический потенциал прикладывается к сульфату в забуференной электропроводной среде; и капу, включающую по меньшей мере два электрода, электрически соединяемых с источником напряжения с электрическим потенциалом от 1 до 5 В, в котором электроды включают катод и анод.

Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка двойного борида церия и кобальта // 2695346

Изобретение относится к электролитическому способу получения ультрадисперсных порошков двойного борида церия и кобальта, включающему синтез двойного борида церия и кобальта из расплавленных сред.

Способы одновременного электролитического декарбоксилирования и восстановления сахаров // 2694908

Изобретение относится к способу одновременного декарбоксилирования углеводной кислоты и восстановления углеводного альдегида в электрохимической ячейке. Способ включает: обеспечение электрохимической ячейки, содержащей три камеры, включающие анодную камеру, центральную камеру и катодную камеру, причем указанная электрохимическая ячейка дополнительно содержит катионную мембрану, расположенную между анодной камерой и центральной камерой и находящуюся в контакте с указанными камерами, биполярную мембрану, расположенную между центральной камерой и катодной камерой и находящуюся в контакте с указанными камерами, причем указанная катионная мембрана выполнена с возможностью пропускания одновалентных катионов, указанная катодная камера содержит указанный углеводный альдегид, католит и катод, а указанная анодная камера содержит углеводную кислоту, анолит и анод, при этом указанная биполярная мембрана включает анионообменную сторону, обращенную к аноду, и катионообменную сторону, обращенную к катоду; подачу электрического тока к указанной ячейке и получение углеводного альдегида в указанном анолите, гидроксида одновалентного катиона в растворе в центральной камере и сахарного спирта в указанном католите; и введение в указанный анолит гидроксида одновалентного катиона, выбранного из группы, состоящей из: гидроксида натрия, гидроксида калия, гидроксида лития и гидроксида аммония; и при этом указанная углеводная кислота по меньшей мере на 5% нейтрализована в виде соли, и где указанное отношение одновалентного катиона к указанной углеводной кислоте в анолите поддерживают для обеспечения протекания нейтрализации доступной углеводной кислоты для декарбоксилирования.

Диметилдисульфопероксид (пероксид димезилата) и способ его получения // 2694545

Изобретение относится к новому электрохимическому синтезу диметилдисульфопероксида (пероксида димезилата), заключающийся в том, что проводят электролиз концентрированных 4,0-12,0 М растворов метансульфокислоты в анодном отделении диафрагменного электролизера в пределах плотностей анодного тока (0,025-0,1 А/см2) с последующем охлаждением до Т=-14°С и выделением из раствора анолита твердого вещества - диметилдисульфопероксида (пероксид димезилата).

Способ изготовления электрода из армированного диоксида свинца // 2691967

Изобретение относится к способу изготовления нерастворимого анода из армированного диоксида свинца с рабочей поверхностью из диоксида свинца, в котором электрохимическим методом на токопроводящую подложку из титана или ниобия осаждают предварительный тонкий слой диоксида свинца толщиной не более 0,05-0,1 мм, поверх которого проводится армирование проводом в химически стойкой изоляции с последующим полным заращиванием армирования электроосажденным диоксидом свинца и созданием внешнего электрического контакта из никелевой фольги и изолированием его от агрессивных растворов химически стойким герметиком.

Способ получения углеродистой пасты для изготовления электродов высокой плотности // 2690734

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для электролитических процессов. Смешивают твёрдую и сухую гранулированную смесь и жидкий битумный связующий агент, взятый в количестве, необходимом для производства электродов (6).

Каталитическое покрытие и способ его изготовления // 2689985

Изобретение относится к покрытой подложке из вентильного металла с покрытием, включающим беститановый первый каталитический слой, состоящий из аморфной фазы Та2О5 в смеси с тетрагональной дитетрагонально-дипирамидальной кристаллической фазой, состоящей либо из RuO2, либо из твердого раствора RuO2 и SnО2, причем упомянутый первый каталитический слой имеет массовое отношение упомянутой аморфной фазы к упомянутой кристаллической фазе, составляющее в диапазоне от 0,25 до 2,5, а массовое отношение Ru к Sn в упомянутой кристаллической фазе составляет в диапазоне от 0,5 до 2, и второй каталитический слой, нанесенный снаружи на упомянутый первый каталитический слой, причем упомянутый второй каталитический слой состоит из аморфной фазы Та2О5, смешанной с тетрагональной дитетрагонально-дипирамидальной кристаллической фазой RuO2, при массовом отношении Ru к Та, составляющем в диапазоне от 3 до 5, причем содержание оксида рутения в упомянутом втором слое больше, чем в упомянутом первом слое.

Микробный препарат для утилизации углеводородных загрязнений // 2697317

Микробный препарат для утилизации углеводородных загрязнений // 2697278

Способ очистки сточных вод // 2696711

Изобретение относится к способам и устройствам для очистки сточных вод. Для очистки сточных вод осуществляют введение коагулянтов и воздуха в виде аэрозоля в грязную воду путем подсасывания за счет разрежения внутри нее, создаваемого путем изменения градиента скорости от 100 до 900 с-1 при генерировании магнитного поля со средней напряженностью от 80000 до 400000 А/м и неоднородностью поля от 8000 до 40000 А/м2.

Способ очистки технологической воды и устройство для его осуществления // 2696694

Группа изобретений относится к переработке жидких щелочных нефтесодержащих отходов. Способ очистки технологической воды включает отстаивание, удаление неводных фракций и последующий отбор водной фазы с ее дистилляцией.

Способ очистки воды из открытых водоисточников с возможностью регулирования ее температуры // 2696452

Изобретение относится к фильтрующим элементам и предназначено для очистки воды из открытых водоисточников. Технической задачей изобретения является придание возможности снижения количества микроорганизмов и бактерий методом очистки воды на этапе ее забора из поверхностных водоисточников, минуя стадию отстойки, расширение функциональных возможностей за счет регулировки температуры воды, подаваемой потребителям.

Способ очистки и подготовки воды в установках замкнутого водоснабжения для выращивания аквакультуры // 2696434

Изобретение относится к подготовке воды для выращивания аквакультуры. Способ очистки и подготовки воды в установках замкнутого водоснабжения для выращивания аквакультуры включает стадию отбора 2 загрязненной воды из бассейна 1 или бассейнов с аквакультурой с любого горизонтального уровня бассейна 1 или бассейнов, стадию первичной механической очистки отобранной воды 3, осуществляемую на фильтре с ламелями сепарации, стадию биологической очистки воды 4, осуществляемую на фильтре с биозагрузкой в псевдокипящем слое при однонаправленном движении снизу вверх очищаемой воды и воздуха, стадию вторичной тонкой механической очистки 5, осуществляемую на фильтре с ламелями сепарации, стадию дезинфекции воды 7 путем озонирования с одновременным обогащением воды кислородом при использовании газовой озоно-кислородной смеси под давлением 1,05-1,40 бар с последующим выдерживанием обработанной воды при атмосферном давлении и контролем конечного количества озона.

Способ очистки воды от 2,4-дихлорфенола // 2696391

Изобретение может быть использовано в химической промышленности для очистки сточных вод от хлорорганических соединений, например 2,4-дихлорфенола, с помощью плазмы диэлектрического барьерного разряда.

Гидродинамическая установка обработки загрязненной воды // 2695178

Изобретение относится к экологии и может быть использовано в жилищно-коммунальном хозяйстве, в промышленности, в сельском хозяйстве, аварийными службами и военными подразделениями для быстрого обеззараживания и быстрой очистки загрязненной воды.

Дистиллятор // 2694353

Изобретение относится к области устройств для ректификации различных жидкостей суббойлерной очистки путем испарения их при температурах ниже точки кипения с последующей конденсацией паров и может быть использовано для очистки, например, кислот, щелочей, спиртов, масел.

Микробный препарат для утилизации углеводородных загрязнений // 2697377

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен микробный препарат для утилизации углеводородных загрязнений в водной среде при температуре от +20 до -2,5°С, солености 30±10 г/л. Препарат содержит не менее 106 КОЕ на 1 мл суспензии или 1 г сухого порошка биомассы психроактивных микроорганизмов: штамм Psychrobacter cryohalolentis ARC 36 ВКПМ В-13082, штамм Shewanella vesiculosa ARC 37 ВКПМ В-13083, штамм Marinomonas rhizoma ARC 45 ВКПМ В-13091 в соотношении 1:1:1. Изобретение обеспечивает эффективную очистку акваторий водоемов и береговой линии от нефти и нефтепродуктов в условиях низких температур и высокой солености воды. 2 табл., 2 пр.