Способ электроосмотического осушения влажных объектов

 

Изобретение относится к разделению твердой и жидкой сред, в частности к электроосмотическому осушению влажного объекта. Способ электроосмотического осушения влажного объекта включает пропускание через осушаемую зону этого объекта постоянного электрического тока от реверсивного источника электрической энергии между электродами, один из которых установлен в осушаемой зоне влажного объекта. У электрода, установленного в осушаемой зоне, размещают электрод сравнения и датчик электрохимического потенциала, затем при отключенном реверсивном источнике электрической энергии измеряют стационарный потенциал между электродом в осушаемой зоне и электродом сравнения, принимают этот потенциал за точку отсчета, далее включают реверсивный источник электрической энергии, измеряют поляризационную составляющую положительного смешения относительно принятой точки отсчета потенциала между электродом сравнения и датчиком электрохимического потенциала и омическую составляющую положительного смещения потенциала относительно принятой точки отсчета между электродом в осушаемой зоне и электродом сравнения. Определяют отношение λ поляризационной составляющей положительного смещения потенциала между электродом сравнения и датчиком электрохимического потенциала, к омической составляющей положительного смещения потенциала относительно принятой точки отсчета между электродом в осушаемой зоне и электродом сравнения. При нахождении значения λ в пределах от 0,9 до 1 изменяют полярность реверсивного источника электрической энергии, измеряют поляризационную составляющую отрицательного смещения относительно принятой точки отсчета потенциала между электродом сравнения и датчиком электрохимического потенциала и при достижении указанной измеряемой величиной значения в пределах от 0 до -0,1 В изменяют полярность реверсивного источника электрической энергии. Способ позволяет оптимизировать процесс изменения полярности электродов и обеспечивает независимость процесса от изменения внешних условий, что в свою очередь повышает эффективность процесса электроосмотического осушения влажного объекта. 3 ил.

Изобретение относится к области разделения твердой и жидкой сред и может быть использовано для осушения влажных объектов с помощью электроосмотических процессов.

Известен способ активного электроосмотического осушения влажных объектов, в частности стен зданий и сооружений, заключающийся в размещении в объеме или на поверхности стены системы электродов-анодов, а в грунте системы - электродов-катодов, соединенных соответственно с положительным и отрицательным полюсами источника постоянного тока, и пропускании тока между этими электродами. Процесс осушения стены осуществляется в два этапа: на первом этапе из стены удаляют избыточную влагу, для этого напряжение источника постоянного тока и размещение электродов-анодов выбирают таким образом, что в поперечном сечении стены на уровне нижней границы зоны осушения создается электрическое поле, напряженность которого во всех точках этого сечения превышает пороговое значение, при котором возникает электроосмотическое движение влаги, при этом электроды-катоды устанавливают в грунте на расстоянии от нижней границы зоны осушения, превышающем половину высоты капиллярного поднятия влаги, на втором этапе напряжение источника постоянного тока уменьшают до значения, обеспечивающего защиту стены от капиллярного поднятия влаги, см. патент Российской Федерации N 2103054 от 22.10.96 по классу B 01 D 61/56.

Недостатком этого способа является то обстоятельство, что на поверхности анодов возникают пузырьки воздуха, накапливаются продукты электрохимической коррозии и при длительном пропускании электрического тока происходит высыхание прианодной области; эти явления получили название "поляризация электродов". В результате их развития происходит разрыв электрической цепи и прекращается процесс осушения объекта.

Известен способ электроосмотического осушения влажных объектов, заключающийся в циклическом пропускании постоянного электрического тока от реверсивного источника электрической энергии между электродами; электрод, полярность которого большую часть времени положительна, находится в зоне влажного объекта, а другой - вне этой зоны, см. патент США N 4600486 по классу B 01 D 13/02 от 26.10.1984.

Недостатком этого способа является то обстоятельство, что при переключении полярности электродов процесс электроосмотического осушения объекта прекращается (см. Fig. 7).

От этого недостатка свободен способ электроосмотического осушения влажных объектов путем пропускания через осушаемую зону этого объекта постоянного электрического тока от реверсивного источника электрической энергии между электродами, один из которых установлен в осушаемой зоне влажного объекта, см. патент США N 5015351 по классу B 01 D 13/02 от 09.06.1989. Данный способ принят за прототип настоящего изобретения.

В этом способе переключение полярности осуществляется по произвольно выбранной закономерности без учета процессов, протекающих на поверхности электрода, размещенного в осушаемой зоне (выделение газа, поляризация электрода, температура и т.д.).

Если изменение полярности происходит ранее необходимого момента времени, то есть когда электроосмотическое осушение объекта происходит эффективно, то происходит неоправданное прерывание этого процесса, что вызывает в конечном счете изменение затраты электроэнергии и времени, необходимого для осушения объекта. Если же изменение полярности происходит позже возникновения выраженной поляризации электрода в осушаемой зоне, то, практически, процесс поляризации становится необратимым, и изменение полярности не даст ожидаемого эффекта.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи повышения эффективности процесса электроосмотического осушения влажного объекта за счет оптимизации процесса изменения полярности электродов и обеспечения независимости его от изменения внешних условий (температуры, влажности и т.д.).

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в способе электроосмотического осушения влажного объекта путем пропускания через осушаемую зону этого объекта постоянного электрического тока от реверсивного источника электрической энергии между электродами, один из которых установлен в осушаемой зоне влажного объекта, у электрода, установленного в осушаемой зоне, размещают электрод сравнения и датчик электрохимического потенциала, затем при отключенном реверсивном источнике электрической энергии измеряют стационарный потенциал между электродом в осушаемой зоне и электродом сравнения, принимают этот потенциал за точку отсчета, далее включают реверсивный источник электрической энергии, измеряют поляризационную составляющую положительного смещения относительно принятой точки отсчета потенциала между электродом сравнения и датчиком электрохимического потенциала и омическую составляющую положительного смещения потенциала относительно принятой точки отсчета между электродом в осушаемой зоне и электродом сравнения, определяют отношение λ поляризационной составляющей положительного смещения потенциала между электродом сравнения и датчиком электрохимического потенциала, к омической составляющей положительного смещения потенциала относительно принятой точки отсчета между электродом в осушаемой зоне и электродом сравнения, и при нахождении значения λ в пределах от 0,9 до 1 изменяют полярность реверсивного источника электрической энергии, измеряют поляризационную составляющую отрицательного смещения относительно принятой точки отсчета потенциала между электродом сравнения и датчиком электрохимического потенциала и при достижении указанной измеряемой величиной значения в пределах от 0 до -0,1 В изменяют полярность реверсивного источника электрической энергии.

Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявленному изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".

Благодаря реализации отличий заявленного изобретения достигается весьма важный технический результат, состоящий в том, что изменение полярности реверсивного источника электрической энергии происходит в момент возникновения выраженной поляризации электрода, расположенного в осушаемой зоне. Это позволяет исключить преждевременное прерывание процесса электроосмотического осушения объекта и, с другой стороны, предотвращает необратимую поляризацию этого электрода.

Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат, в связи с чем можно сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено: На фиг. 1 - общая схема, поясняющая реализацию способа.

На фиг. 2 - диаграмма, иллюстрирующая полное смещение потенциала на электроде в осушаемой зоне (сплошная линия) и его поляризационную составляющую (пунктир).

На фиг. 3 - диаграмма, иллюстрирующая зависимость тока на электроде, находящемся в осушаемой зоне, от времени.

Заявленный способ реализуют следующим образом.

В осушаемой зоне влажного объекта 1 устанавливают электрод 2, подключенный к реверсивному источнику 3 электрической энергии. Другой электрод 4 расположен вне осушаемой зоны, но при условии наличия электропроводности среды между электродами 2 и 4.

В конкретном примере влажным объектом 1 является кирпичная стена, электрод 4 расположен в грунте около этой стены.

В осушаемой зоне влажного объекта 1 размещают электрод 5 сравнения и датчик 6 электрохимического потенциала. Электрод 5 сравнения и датчик 6 электрохимического потенциала располагают в непосредственной близости от электрода 2 в осушаемой зоне 1. При отключенном реверсивном источнике 3 электрической энергии измеряют стационарный потенциал между электродом 2 и электродом 5 сравнения. В конкретном примере это осуществляют с помощью вольтметра со шкалой до 5 В. Этот потенциал принимают за точку отсчета (0' на фиг. 2). Затем включают реверсивный источник 3 электрической энергии и измеряют поляризационную составляющую положительного смещения (относительно принятой точки отсчета) потенциала между электродом 5 сравнения и датчиком 6 электрохимического потенциала, в конкретном примере, посредством цифрового многодиапазонного вольтметра. Одновременно измеряют омическую составляющую положительного смещения потенциала относительно принятой точки отсчета между электродом 2 в осушаемой зоне 1 и электродом 5 сравнения. Далее определяют отношение λ поляризационной составляющей положительного смещения потенциала между электродом 5 сравнения и датчиком 6 электрохимического потенциала к омической составляющей положительного смещения потенциала относительно принятой точки отсчета между электродом 2 в осушаемой зоне 1 и электродом 5 сравнения. При нахождении значения λ в пределах от 0,9 до 1 изменяют полярность реверсивного источника 3 электрической энергии, измеряют поляризационную составляющую отрицательного смещения относительно принятой точки отсчета потенциала между электродом 5 сравнения и датчиком 6 электрохимического потенциала и при достижении этой величиной значения в пределах от 0 до -0,1 В изменяют полярность реверсивного источника 3 электрической энергии. Таким образом, первое переключение полярности реверсивного источника 3 электрической энергии происходит только после того, как процесс осушения становится недостаточно эффективным ввиду поляризации электрода 2, а обратное переключение полярности реверсивного источника 3 осуществляется сразу после того, как произойдет деполяризация электрода 2.

При этом исключаются неоправданные затраты электроэнергии и времени, необходимого на осуществление осушения влажного объекта, и, с другой стороны, исключается необратимая поляризация электрода 2 и прекращение процесса осушения.

Способ осуществляется с использованием обычного оборудования и известной элементной базы, что обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию "промышленная применимость".

Формула изобретения

Способ электроосмотического осушения влажного объекта путем пропускания через осушаемую зону объекта постоянного электрического тока от реверсивного источника электрической энергии между электродами, один из которых установлен в осушаемой зоне влажного объекта, отличающийся тем, что у электрода, установленного в осушаемой зоне, размещают электрод сравнения и датчик электрохимического потенциала, затем при отключенном реверсивном источнике электрической энергии измеряют стационарный потенциал между электродом в осушаемой зоне и электродом сравнения, принимают этот потенциал за точку отсчета, далее включают реверсивный источник электрической энергии, измеряют поляризационную составляющую положительного смещения относительно принятой точки отсчета потенциала между электродом сравнения и датчиком электрохимического потенциала и омическую составляющую положительного смещения потенциала относительно принятой точки отсчета между электродом в осушаемой зоне и электродом сравнения, определяют отношение λ поляризационной составляющей положительного смещения потенциала между электродом сравнения и датчиком электрохимического потенциала, к омической составляющей положительного смещения потенциала относительно принятой точки отсчета между электродом в осушаемой зоне и электродом сравнения, и при нахождении значения λ в пределах от 0,9 до 1 изменяют полярность реверсивного источника электрической энергии, измеряют поляризационную составляющую отрицательного смещения относительно принятой точки отсчета потенциала между электродом сравнения и датчиком электрохимического потенциала и при достижении указанной измеряемой величиной значения в пределах от 0 до -0,1 В изменяют полярность реверсивного источника электрической энергии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3