Установка для электрохимической активации воды и водных растворов преимущественно для систем капельного орошения
Владельцы патента RU 2251531:
Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий (ПНИИЭМТ) (RU)
Изобретение относится к области сельскохозяйственного производства, в частности к техническим средствам для электрохимической активации оросительной воды преимущественно для систем капельного орошения. Установка содержит коллекторные головки с подводящим и отводящими патрубками, которые смонтированы на катодной цилиндрической камере, имеющей канавки на внутренней поверхности. Анод выполнен в виде стержня, на наружной поверхности которого имеются канавки. Между выступами катода и анода установлена полупроницаемая диафрагма. Катодная камера выполнена разъемной с Т-образными эластичными уплотнительными прокладками. Технический эффект - снижение потребляемой энергии для получения заданного потенциала активации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к техническим средствам для электрохимической активации оросительной воды, преимущественно для систем капельного орошения с окислительно-восстановительными свойствами для обеспечения оптимальных условий роста и развития сельскохозяйственных культур и получения максимального урожая.
Известно устройство для обеззараживания и очистки воды, содержащее электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных коаксиальных цилиндрического и стержневого электродов, установленных в диэлектрических втулках, керамической диафрагмы, коаксиально установленной во втулках между электродами и разделяющей межэлектродное пространство на электродные камеры, линии подвода и отвода обрабатываемой воды, причем в нижней втулке выполнен канал для подвода воды в камеру стержневого электрода, соединенный с линией подачи воды, а в верхней втулке - канал для отвода воды из камеры стержневого электрода, источник тока, соединенный с электродами через узел коммутации, а диафрагма выполнена ультрафильтрационной из керамики на основе оксида циркония с добавками оксидов алюминия и иттрия и установлена так, что геометрические размеры ячейки удовлетворяют соотношениям
при этом в верхней и нижней частях цилиндрического электрода выполнены отверстия, нижнее из которых соединено с линией подачи воды, стержневой электрод выполнен переменного сечения и диаметр его концевых частей составляет 0,75 диаметра его средней части, причем стержневой электрод установлен так, что его средняя часть расположена на уровне, ограниченном отверстиями в верхней и нижней частях цилиндрического электрода, цилиндрический электрод соединен с положительным, а стержневой с отрицательным полюсами источника тока, устройство дополнительно содержит емкость с катализатором, снабженную входом в верхней и выходом в нижней частях емкости, и регулятор расхода воды, причем вход емкости с катализатором соединен с отверстием в верхней части цилиндрического электрода, а выход емкости - с линией отвода обработанной воды, регулятор расхода установлен перед входом в камеру стержневого электрода (RU патент № 2040477 С1, МПК7 6 С 02 F 1/46. Устройство для обеззараживания и очистки воды /Бахир Витольд Михайлович; Задорожный Юрий Георгиевич; Рахманин Юрий Анатольевич. - Заявка №5035666/26. Заявлено 03.04.92. Опубл. 27.07.95 Бюл №21).
К недостаткам данного устройства относятся сложность конструкции, ограниченная поверхность электродов, обеспечивающих воздействие электрического тока на поток обрабатываемой воды, что значительно увеличивает потребление электрической энергии для получения заданного электрического потенциала.
Известен ионизатор воды, включающий коаксиально расположенные корпус с входным и выходным патрубками, цилиндрические электроды, полупроницаемую мембрану и монтажные диэлектрические фланцы, причем корпус выполнен в виде трубчатого электрода с глухим дном, внутренний электрод выполнен полым с перфорацией в нижней части, а верхний диэлектрический фланец соединен перфорацией с выходным патрубком (SU авторское свидетельство №1393799 А, М.Кл.4 С 02 F 1/48. Ионизатор воды /С.П.Серебряков и В.В.Варенцов. Заявка №3901648/23-26. Заявлено 28.05.85. Опубл.07.05.88. Бюл. №17).
К недостаткам данного ионизатора воды относятся повышенное гидравлическое сопротивление, ограниченная площадь контакта электродов с потоком воды и увеличенное потребление электрической энергии для получения заданного потенциала активации.
Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится устройство для электрохимической активации воды и водных растворов, включающее коаксиально расположенные электроды и керамическую диафрагму между ними, нижнюю и верхнюю головки с двумя гидравлическими каналами в каждой, стягиваемыми резьбовым соединением на концах внутреннего электрода, при этом на внутренней поверхности каждой головки выполнены два ограничительных уступа; первый уступ взаимодействует с внешним трубчатым электродом, второй уступ, расположенный между концом диафрагмы и каналом, связанным с камерой внешнего электрода, взаимодействует с наружным утолщением цилиндрической уплотнительной прокладки S-образного сечения, а внутреннее утолщение цилиндрической прокладки контактирует с торцом керамической диафрагмы, на внутренней поверхности прокладки, обращенной к внутреннему электроду, выполнены выступы, взаимодействующие с поверхностью внутреннего электрода, а внутренний электрод выполнен в виде трубки постоянного сечения. (RU патент №2142426 С1, МПК7 6 С 02 F 1/46. Устройство для электрохимической обработки воды и водных растворов. /Габленко В.Г., Сазонов А.Ф. Заявка №98118537/28. Заявлено 12.10.98. Опубл. 10.12.99.).
Недостатками данного устройства являются ограниченная площадь контакта электродов с потоком воды и увеличенное потребление электрической энергии для получения заданного потенциала активации.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение производительности.
Технический результат - снижение потребляемой энергии для получения заданного потенциала активации.
Указанный технический результат достигается тем, что в установке для электрохимической активации воды и водных растворов, включающей коаксиально расположенные положительно и отрицательно заряженные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними, коллекторные верхнюю и нижнюю головки с гидравлическими каналами, стягиваемыми резьбовым соединением на концах внутреннего электрода, отрицательно заряженный электрод выполнен разъемным и имеет на внутренней поверхности многопрофильные канавки, а положительно заряженный электрод снабжен многопрофильными канавками, выполненными на наружной поверхности, в разъеме отрицательного электрода предусмотрено Т-образное эластичное уплотнение, при этом верхняя коллекторная головка имеет патрубок для подвода воды, а нижняя коллекторная головка имеет патрубки для отвода воды с отрицательным и положительным потенциалом, перед каждым патрубком в головках предусмотрены кольцевые камеры, катод и анод изолированы от головок диэлектрическими прокладками.
На фиг.1 показан разрез установки Б-Б по плоскости разъема катода.
На фиг.2 - сечение А-А установки.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.
Установка для электрохимической активации воды и водных растворов, преимущественно для систем капельного орошения состоит из коллекторной головки 1 с подводящим патрубком 2, который обеспечивает подачу воды в катодную и анодную камеры. Катодная камера 3 выполнена цилиндрической разъемной с профрезерованными впадинами 4 на внутренней поверхности. Анод 5 выполнен в виде стержня, на наружной поверхности которого профрезерованы канавки 6. Между выступами катода 3 и анода 5 установлена полупроницаемая диафрагма 7. Нижняя коллекторная головка 8 имеет патрубок 9 для отвода воды с отрицательным потенциалом и патрубок 10 для отвода воды с положительным потенциалом. Между половинами катода 3 установлены Т-образные эластичные уплотнительные прокладки 11, а между катодом 3 и коллекторными головками 1 и 8 предусмотрены уплотнительные прокладки 12. Торцовые части анода 5 изолированы от коллекторных головок диэлектрическими прокладками 13, а боковые поверхности резьбовых частей анода изолированы от коллекторных головок диэлектрическими втулками 14. Для соединения установки используются гайки 15 и резьбовые стержни 16.
Установка работает следующим образом.
Подводящий патрубок 2 собранной установки подсоединяется к напорному трубопроводу насосной установки, а отводящие патрубки 9 и 10 подключаются к системам требующим воды с отрицательным или положительным потенциалом. Катод 3 соединяется с отрицательным потенциалом источника тока, а анод 5 с положительным потенциалом.
В системе капельного орошения после фильтра тонкой очистки от растительного сора, взвесей и минеральных примесей поток воды под рабочим давлением 0,1...0,4 МПа направляют по подводящему патрубку 2 в кольцевое пространство коллекторной головки 1.
Под действием рабочего давления а также сил гравитации вода поступает в пространства впадин катода 4 и анода 6. Под воздействием потенциала напряжения 24 В на катод 3 и анод 5 происходит процесс электролиза воды. Вследствие этого в катодной камере, состоящей из впадин 4, получают католит с рН 7,0...12,0 и ОВП в пределах 600-1000 MB, а в анодной с рН 4,5...6,0 и ОВП в пределах 500...900 MB.
Обработанная вода в виде католита и анолита поступает в распределительную сеть системы капельного орошения. При капельном орошении овощных культур активированной водой позволяет повысить урожайность томатов на 25%, крупность плодов на 40%, а также стимулировать прорастание семян, всхожесть и общую выживаемость растений.
1. Установка для электрохимической активации воды и водных растворов преимущественно для систем капельного орошения, включающая коаксиально расположенные положительно и отрицательно заряженные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними, нижнюю и верхнюю головки с гидравлическими каналами, стягиваемыми резьбовым соединением на концах внутреннего электрода, отличающаяся тем, что отрицательно заряженный электрод выполнен разъемным и имеет на внутренней поверхности многопрофильные канавки, а положительно заряженный электрод снабжен многопрофильными канавками, выполненными на наружной поверхности.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в верхней и нижней головках у входного и выходных патрубков имеются кольцевые полости.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в разъеме отрицательного электрода предусмотрено Т-образное эластичное уплотнение.
