устройство для электрохимической обработки жидкости

Формула изобретения

1. Устройство для электрохимической обработки жидкости, содержащее камеру с электродами и отверстиями для прохода жидкости, систему подачи электролита, источник напряжения, преобразователь электрического параметра на электродах и дозатор, отличающееся тем, что преобразователь электрического параметра на электродах выполнен в виде преобразователя тока с подвижным элементом и подключен последовательно с электродами к источнику напряжения, а подвижной элемент преобразователя тока выполнен с возможностью взаимодействия с регулирующим органом дозатора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система подачи электролита снабжена насосом, а дозатор выполнен в виде регулятора гидродинамического сопротивления канала подачи электролита.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что насос для подачи электролита выполнен эжекторного типа.

4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что дозатор выполнен в виде эластичной трубки, установленной в разрыв канала подачи электролита и взаимодействующей с подвижным элементом преобразователя тока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки жидкостей, в частности для униполярной электрохимической обработки технологических водных растворов, и предназначено для регулирования их кислотно-основных и кислотно-восстановительных свойств, а также перевода в термодинамически неравновесное (активированное) состояние, характеризующееся повышенной физико-химической активностью. Изобретение может быть использовано для обработки питьевой и минерализованной технической воды и водных технологических растворов, управления биохимическими реакциями в различных областях народного хозяйства.

Известно устройство для электрохимической очистки сточных вод [1] содержащее камеру (электролизер) с отверстиями для прохода жидкости и расположенными в ней электродами, соединенными с источником питания в виде регулируемого источника напряжения, измеритель концентрации растворенного металла в воде, соединенный с экстремальным регулятором, и исполнительный механизм. При пропускании тока через электролизер происходит растворение анода и в зависимости от концентрации растворенного металла производится регулирование плотности тока через электроды.

Недостаток данного устройства сложность системы регулирования процесса электрохимической очистки жидкости.

Наиболее близким к изобретению является устройство для электрохимической очистки сточных вод [2] содержащее камеру с отверстиями для прохода воды и расположенными в ней электродами, источник питания в виде регулируемого источника напряжения, систему подачи вспомогательного (солевого) раствора в канал движения обрабатываемой воды, дозатор подачи раствора, измеритель концентрации вещества в воде, управляемый исполнительный механизм изменения напряжения источника питания, измеритель напряжения на электродах, систему управления и исполнительный механизм управления дозатором солевого раствора. Система регулирования устройства обеспечивает увеличение скорости подачи солевого раствора при увеличении концентрации загрязняющего вещества в воде.

Задача изобретения упрощение устройства и повышение быстродействия системы регулирования процесса электрохимической обработки.

Сущность изобретения состоит в том, что в устройстве для электрохимической обработки жидкости, содержащем камеру с электродами и отверстиями для прохода жидкости, систему подачи вспомогательного раствора (электролита), источник напряжения, преобразователь электрического параметра на электродах и дозатор, преобразователь электрического параметра на электродах выполнен в виде преобразователя тока с подвижным элементом, подключенного последовательно с электродами к источнику напряжения, а подвижной элемент преобразователя тока выполнен с возможностью взаимодействия с регулирующим органом дозатора. Кроме того, система подачи электролита снабжена насосом, а дозатор выполнен в виде регулятора гидродинамического сопротивления канала подачи электролита, в частности в виде эластичной трубки, установленной в разрыв канала подачи электролита и взаимодействующей с подвижным элементом преобразователя тока. Насос подачи электролита может быть выполнен как насос эжекторного типа.

Выполнение преобразователя электрического параметра на электродах в виде преобразователя тока с подвижным элементом обеспечивает возможность непосредственного и практически безинерционного воздействия на регулирующий орган дозатора. В качестве последнего может выступать насос для жидкости или электролита с регулируемой производительностью либо регулятор гидродинамического сопротивления трубопровода в системе подачи жидкости или электролита. Применение его в системе подачи электролита позволяет упростить систему регулирования тока в электродной камере.

Наиболее простым и надежным является устройство, в котором дозатор выполнен в виде эластичной трубки, установленной в разрыв канала подачи электролита и непосредственно взаимодействующей с подвижным элементом преобразователя тока. Упрощение устройства и повышение его надежности обеспечивается также выполнением насоса подачи электролита эжекторного типа с расположением его эжектирующего тракта в канале движения обрабатываемой жидкости перед электродной камерой.

На фиг. 1 показана общая схема устройства для электрохимической обработки жидкости; на фиг. 2 схема устройства с насосом подачи электролита в канале движения обрабатываемой жидкости; на фиг.3 схема устройства с дозатором из эластичной трубки и электромагнитным механизмом в цепи электродов.

Устройство для электрохимической обработки жидкости состоит (фиг. 1) из камеры 1 с электродами 2 и отверстиями для прохода жидкости (направление движения жидкости показано стрелкой). Электроды 2 подключены к источнику 3 напряжения (постоянного или переменного тока) через преобразователь 4 тока с подвижным элементом (на фиг. 1 не показан), выполненным с возможностью взаимодействия с регулирующим органом дозатора 5, установленного в канале подачи электролита. Последний поступает в камеру 1 самотеком из емкости 6. Система подачи электролита может быть снабжена насосом 7 (фиг. 2).

Преобразователь тока может быть выполнен в виде электромагнитного механизма, состоящего из катушки 8 (фиг. 3), включенной в цепь электродов 2 и источника 3 напряжения постоянного тока, и подпружиненного ферромагнитного стержня 9, установленного внутри катушки со смещением вдоль ее оси. Дозатор выполнен в виде эластичной трубки 10, установленной в разрыв трубопровода подачи электролита и взаимодействующей с магнитным стержнем 9. При этом электролит из емкости 6 подается в канал движения обрабатываемой жидкости насосом 11 эжекторного типа.

Устройство для электрохимической обработки жидкости работает следующим образом.

При включении источника 3 напряжения (фиг. 1) и подаче обрабатываемой жидкости и электролита в камеру 1 между электродами 2 и через преобразователь 4 начинает протекать ток. Подвижной элемент преобразователя 4 тока воздействует на регулирующий орган дозатора 5 таким образом, что с увеличением тока в цепи электродов гидродинамическое сопротивление дозатора увеличивается и снижается поступление электролита из емкости 6 в электродную камеру 1. В свою очередь, снижение концентрации электролита в камере 1 приводит к уменьшению тока между электродами и уменьшению воздействия подвижного элемента преобразователя 4 тока на дозатор 5. В результате устанавливается равновесие в системе регулирования и поддержание тока в электродной камере на заданном уровне. Величина тока задается посредством настройки преобpазователя 4 и его подвижного элемента.

Электролит может подаваться в канал движения обрабатываемой жидкости (фиг. 2), а емкость 6 с электролитом устанавливается на любом уровне, при этом система подачи электролита снабжена насосом 7. Он может быть выполнен в виде насоса 11 эжекторного типа (фиг. 3) и установлен на стыке каналов движения обрабатываемой жидкости и электролита. Система регулирования в этом случае работает аналогично описанной выше.

Преобразователь 4 тока (фиг. 1 и 2) может быть выполнен в виде электромагнитного механизма с подвижным ферромагнитным элементом, а в устройствах с питанием от источника напряжения постоянного тока в виде катушки 8 (фиг. 3), установленной в цепи электродов 2, и подпружиненного ферромагнитного стержня 9, установленного со смещением по оси катушки. Если дозатор выполнить в виде эластичной трубки 10, включенной в разрыв трубопровода подачи электролита, и установить в отверстие стержня 9, то в процессе регулирования тока происходит взаимодействие между стержнем 9 и трубкой 10. Так, при увеличении тока в цепи электродов 2 стержень 9 втягивается, преодолевая сопротивление пружины, в катушку 8 и пережимает (или прогибает) среднюю часть эластичной трубки 10. Гидродинамическое сопротивление последней увеличивается, что приводит к уменьшению количества подаваемого электролита в единицу времени и снижению его концентрации в электродной камере 1. Это, в свою очередь, сопровождается уменьшением тока в цепи электродов 2, т.е. величина тока стабилизируется.

Предлагаемое устройство позволяет снизить массо-габаритные характеристики аппаратуры и ее энергопотребление, а также повысить надежность за счет применения простых устройств в системе регулирования.