Напорный электролизер ищенко

 

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки воды и может быть использовано в водоснабжении для осветления, обезжелезивания и комплексной очистки воды, например при подготовке питьевой воды, а также в системах охраны окружающей среды для очистки промышленных стоков. Сущность изобретения: вдоль корпуса размещают с зазором относительно торцевых стенок и днища два гребенчатых пакета из одноименных электродов: анодов 8 и катодов 9, набранные поочередно с размещенными между пластинами электродов токоподводящими вкладышами 11. Пакеты посредством винтов-клемм 15, изолированных от корпуса отверстием 17 и прокладок 14, прижаты с зазором 13 к стенке корпуса. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки воды и может быть использовано в водоснабжении для осветления, обезжелезивания и комплексной очистки воды, например при подготовке питьевой воды, а также в системах охраны окружающей среды для очистки промышленных стоков.

Известен электролизер для очистки воды, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, внутри которого укреплены катодная сетка и анодные блоки, засыпанные стальной стружкой. Засыпной электрод ограничен с двух сторон капроновой сеткой. К недостаткам аналога относится наличие значительных по площади изоляционных материалов, омываемых водой и частично растворяющихся под действием электрического тока, в результате чего ухудшается качество воды. Кроме того, затруднена эксплуатация электролизера из-за сложности замены отработанных электродов.

Наиболее близким к предлагаемому устройству, взятым за прототип, является электролизер с навесными электродами, содержащий металлический корпус с крышкой, торцевые стенки которого снабжены подводящим и отводящим патрубками воды, пластинчатые аноды и катоды в виде взаимовложенных гребенчатых пакетов, параллельные боковым стенкам корпуса и расположенные на расстоянии от них, изоляционные прокладки, винты-клеммы с гайками, шламовый патрубок в днище корпуса.

Недостатком прототипа является наличие больших по площади открытых для контакта с водой поверхностей изолирующих панелей из текстолита или других изоляционных материалов, вызывающих ухудшение качества воды за счет выделения из них различных веществ под действием электрического тока. Кроме того, вследствие резких изменений живого сечения потока воды на входе в корпус и выходе, имеет место бурный режим потока, мешающий осаждению грубодисперсных продуктов электролиза, которые выносятся из корпуса, снижая качество воды. Затруднена эксплуатация устройства из-за сложности извлечения отработанных анодных электродов, застревающих между приваренными к корпусу катодными электродами. Последние не позволяют также изменять полярность тока на электродах, в противном будут растворяться не только приваренные электроды, но и корпус. Кроме того, анодные пластины имеют отогнутые лепестки, используемые в качестве электрических контактов, что затрудняет изготовление пластин.

Целью изобретения является предотвращение загрязнения воды в электролизере и облегчение его эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в напорном электролизере, содержащем металлический корпус с крышкой, торцевые стенки которого снабжены подводящим и отводящим патрубками воды, пластинчатые аноды и катоды в виде взаимовложенных гребенчатых пакетов, параллельные боковым стенкам корпуса и расположенные на расстоянии от них, изоляционные прокладки, винты-клеммы с гайками, шламовый патрубок в днище корпуса, согласно изобретению, торцевые стенки корпуса выполнены в виде воронки, цилиндрическая часть которых выполнена в виде подводящего и отводящего патрубков воды, аноды и катоды гребенчатых пакетов соединены соответственно между собой с одного конца с помощью токопpоводящих вкладышей, анодный и катодный пакеты выполнены прижатыми к одной из боковых стенок корпуса с помощью винтов-клемм, установленных снаружи корпуса в отверстия, выполненные на противоположной стенке корпуса напротив вкладышей, и гаек, размещенных внутри корпуса, изоляционные прокладки установлены между боковыми стенками корпуса и гребенчатыми пакетами напротив вкладышей и между боковыми стенками корпуса и гайками.

На фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1.

Напорный электролизер содержит корпус 1 с крышкой 2, снабженный подводящим, отводящим, шламовым патрубками соответственно 3, 4, 5. Торцевые стенки 6 корпуса 1 выполнены в виде воронки для обеспечения спокойного течения воды при входе ее из подводящего патрубка 3 в корпус 1 и на выходе из него в отводящий патрубок 4. Внутри корпуса 1 с зазором 7 относительно торцевых стенок, крышки и днища размещены пластинчатые аноды и катоды соответственно 8 и 9. Аноды и катоды 8 и 9 образуют два взаимовложенных пакета с зазором 10 между пластинами, направленными от входного к выходному патрубкам и обеспечивающих движение очищаемой воды вдоль корпуса 1.

Зазоры 10 образованы посредством токопроводящих вкладышей 11, размещенных между одноименными электродами у противоположных ребер основания гребенчатых пакетов. Чтобы разноименные электроды не касались друг друга, толщина каждого вкладыша должна быть больше толщины пластины электрода. Токопроводящие вкладыши 11 могут быть выполнены любой формы: в виде квадрата, треугольника и т. д. Выполнение вкладышей в виде, например, прямоугольных треугольников, размещенных гипотенузами навстречу друг другу, снижает турбулентность потока воды, что способствует осаждению грубодисперсных продуктов электролиза на дно корпуса 1 и выводу их через шламовый патрубок 5 и вентиль 12. В одной из боковых стенок напротив вкладышей выполнены отверстия 17, в которые вставлены с зазором к корпусу 1 винты-клеммы 15 с гайками 16 на них внутри корпуса 1. Между корпусом 1 и гайками 16, гребенчатыми пакетами и корпусом 1 напротив вкладышей 11 вставлены изоляционные прокладки 14, обеспечивающие зазор 13 между электродами и боковыми стенками корпуса.

Электролизер собирают следующим образом. На днище корпуса 1 укладывают два шаблона, например, из листовой резины, обеспечивающих величину зазора 7 у днища. На шаблоны устанавливают сначала по изоляционной прокладке 14 и затем ставят поочередно анод и катод соответственно 8 и 9 через токопроводящие вкладыши 11. Затем винты-клеммы 15 размещают в отверстиях 17 боковой стенки корпуса 1 и вкручивают их в гайки 16 внутри корпуса 1, прижимая пакеты электродов к противоположной боковой стенке корпуса 1 через изоляционные прокладки 14. Шаблоны вынимают из корпуса 1. Устанавливают на корпус 1 крышку 2 и крепят ее болтами. Электролизер готов к эксплуатации.

Вода, подлежащая обработке, поступает в корпус 1 через подводящий патрубок 3, проходит между анодами и катодами соответственно 8 и 9 и выходит через отводящий патрубок 4.

Для предотвращения электрохимической коррозии корпуса 1 и крышки 2 их подключают к отрицательному полюсу электроисточника, осуществляя этим катодную защиту. На аноды 8 подают положительный потенциал, и под действием электрического тока в воде они постепенно растворяются, подавая в воду ионы металла, очищающие воду. Через некоторое время изменяют полярность напряжения на электродах. Вследствие этого растворяются электроды 9. Растворение электродов ведут до определенной величины. Затем прекращают подачу энергии и воды на электролизер, снимают крышку 2 с корпуса 1, ослабляют винты-клеммы 15 и вынимают из корпуса отработанные электроды, вкладыши 11 и прокладки 14. Промывают корпус 1 через шламовый патрубок 5, открыв вентиль 12, от грубодисперсных продуктов электролиза и снова набирают в корпусе 1 пакеты из электродов. Далее процесс эксплуатации электролизера повторяется.

Изобретение позволяет сократить площадь контактирования изоляционных прокладок 14 с водой, так как они сжаты между корпусом 1 и гайками 16, на противоположной стороне между гребенчатыми пакетами и корпусом 1 напротив вкладышей 11 (омываются водой только по их торцам на краях), в результате чего предотвращается загрязнение воды вредными веществами прокладок. Кроме того, облегчена эксплуатация электролизера за счет обеспечения возможности опорожнения корпуса о всего содержимого, упрощения сборки гребенчатых пакетов и придания пластинам простейшей формы без каких-либо отгибов на них.

Формула изобретения

Напорный электролизер, содержащий металлический корпус с крышкой, торцевые стенки которого снабжены подводящим и отводящим патрубками воды, пластинчатые аноды и катоды в виде взаимовложенных гребенчатых пакетов, параллельные боковым стенкам корпуса и расположенные на расстоянии от них, изоляционные прокладки, винты-клеммы с гайками, шламовый патрубок в днище корпуса, отличающийся тем, что торцевые стенки корпуса выполнены в виде воронок, цилиндрическая часть которых выполнена в виде подводящего и отводящего патрубков воды, аноды и катоды гребенчатых пакетов соединены соответственно между собой с одного конца с помощью токопроводящих вкладышей, анодный и катодный пакеты выполнены прижатыми к одной из боковых стенок корпуса с помощью винтов-клемм, установленных снаружи корпуса в отверстия, выполненные на противоположной стенке корпуса напротив вкладышей, и гаек, размещенных внутри корпуса, изоляционные прокладки установлены между боковыми стенками корпуса и гребенчатыми пакетами напротив вкладышей и между боковыми стенками корпуса и гайками.

РИСУНКИ

Рисунок 1