Устройство для активации воды

(19) 111) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Калининский политехнический институт.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКТИВАЦИИ ВОДЫ(57) Изобретение касается электрохимической обработки водыи водных раст,воров, может быть использовано дляактивации воды затворения бетонных(51) 5 С 02 Р 1/46, 0 05 В 27/00 2 смесей и позволяет повысить эффективность активации и надежность работы устройства. Устройство для активации воды содержит корпус 1, который снабжен патрубком с вентилем 4 для подачи сжатого воздуха и патрубком с вентилем 6 для слива активированной воды, электроды 2 и 3, расположенные в корпусе 1 и соединенные с измерительной цепью, включающей генератор 8 высокочастотных колебаний, разделительный трансформатор 10, вторичная обмотка 11 которого одним концом соединена с электродом 2, а другим через диод 12, резистор 13 с измерительным прибором 14, диод 15, а соединенный выходом с входом диодае 12, а входом с измерительным прибором 14 и электродом 3. 1 ил,25 Изобретение относится к областиэлектрохимической обработки воды иводных растворов и может быть использовано для активации воды затворения бетонных смесей, для интен 5сификации осаждения твердой фазы приотстое в гидроотвалах и гидроотстойниках, для снижения коррозии в котлах и трубопроводах теплоэнергетических систем.Цель изобретения - повышение эффективности активации воды, надеж"ности работы устройства, обеспечениеточности, оперативности контроля 15и электробезоцасных условий работы,На чертеже представлена блок-схема устройства для активации воды иконтроля ее свойств,устройство содержит корпус 1 срасположенными в нем одинаковымиэлектродами 2 и 3, например металлическими. Корпус 1 снабжен патрубкомс вентилем 4 для подачи сжатого воздуха от компрессора 5 и патрубком свентилем 6 для слива активированной .воды.Над корпусом 1 установлен дозатор7 порционного типа.Измерительная цель со таит из генератора 8 высокочастотных синусоидаль-.ных колебаний, выход которого соединен с первичной обмоткой 9 разделительного трансформатора 10, один ко.нец вторичной; обмотки 11 которогосоединен с электродом 2, а другойконец подключен через последовательно включенные диод 12, переменныйрезистор 13 и измерительный прибор14, например милиамперметр, к электроду 3. Выход измерительного прибора соединен с входом диода 15, выходкоторого подключен к входу диода 12.Устройство для активации воды иконтроля ее свойств работает следующим образом,Включают измерительную цепь. Заполняют корпус 1 водой (сливной вентиль 6 закрыт). Включают компрессор5. Открывают вентиль 4 и с помощьюдозатора 7 вводят навеску электролита, например окиси кальция, из расчета 0,005-0,009 моль/л активныхокислов кацьция при постоянном перемешивании путем подачи сжатого воздуха от компрессора 5. Высокочастотное синусоидальное напряжение с выхода генератора 8 подается на первич"ную обмотку 9 разделительного трансформатара 10, вторичная обмотка 11 которого одним концом подключена к входу диода 12 измерительной цепи, а другим концом - к электроду 2, Напряжение переменной частоты тока амплитудной 10 В, действующее на вторичной обмотке 11 разделительного трансформатора 10, поступает на вход диода 12, пропускающего положительную полуволну напряжения, которая через переменный резистор 13 и измерительный прибор 14 поступает на электрод 3. Отрицательная полуволна напряжения, действующего на вторичной обмотке 11 трансформатора 10, через диод 15 также поступает к электроду 3. 11 ри замыкании электродов 2 и 3 накоротко в электрической цепи, состоящей из вторичной обмотки трансформатора 10, диода 12, переменного резистора 12 и измерительного прибора 14, протекает ток в одном направлении, что вызывает падение напряжение на прямом сопротивлении диода 12, переменном резисторе 13 и внутреннем сопротивлении измерительного прибора 14. Таким образом, на электродах 2 и 3 действуют .два напряжения, одно из которых Ба постоянного тока, другое Б - переменного тока.При погружении электродов 2 и 3 в корпус 1 с водой под действием напряжения переменного тока Б примесные ионы растворенных в воде электролитов начинают мигрировать между электродами 2 и 3 с частотой напряжения О, однако действие напряжения постоянного тока Бв ограничивает область мигранции разноименно заряженных частиц, что приводит к увеличению концентрации отрицательно заряженных ионов окало электрода 2, а положительно заряженных ионов около элект" рода 3, В объеме раствора между электродами образуется стационарная разность потенциалов (ЭДС) и поляризация дипольных молекул воды, не связанных в гидратных оболочках примесных ионов. Величина ЭДС, образовавшаяся таким образом, определяется в основном количеством примесных ионов одного знака. Под действием сжатого воздуха создается более интенсивный обмен молекул воды и твердой поверхности частиц введенного электролита (окиси кальция), которые растворяют 2 ся, а образующиеся при этом ионы Са15 20 25 30 35 40 45 50 5 16и ОН- гидратируются, связывая в своихгидратных оболочках значительное количество молекул воды.Процесс растворения введенногоэлектролита в электрическом поле какпостоянного, так и переменного токовсопровождается одновременным разделением разноименно заряженных ионов,что вызывает изменение структуры водыт,е, ее активацию. Часть примесныхионов, находящихся в воде, под действием электрических напряжений переменного П, постоянного Пр и силэлектростатической природы коагулирует и выпадает в осадок, что сопровождается снижением количества заряженных частиц в объеме раствора,уменьшением величины ЭДС, а следовательно, и уменьшением величины тока,протекающего через измерительный прибор 14. Кроме того, коагуляция примесных ионов сопровождается освобождением части координационной воды,связанной в гидратных оболочках этихионов, и, как следствие, повышениемреакционной способности воды,Контроль степени активации водыосуществляется следующим образом,измеряется концентрация воды, подлежащей активации, по показаниям измерительного прибора 14, фиксируютсяпоказания этого прибора в процессеактивации, Если идет активация, топоказания прибора 14 снижаются, придостижении установившегося значенияпоказаний измерительного прибора активацию прекращают..П р и м е р. При активации водынеобходимо растворить в ней0,01 мольл СаО под действием элект,рического тока силой 2 мА. При этомконтроль степени модификации воды осуществляется по отклонению стрелкиизмерительного прибора, которая приразрыхлении структуры воды отклоняется влево, что указывает на разрушение примесных ионных аквакомплексов,коакгляцию примесных ионов и выпадение их в осадок. Степень модификацииводыконтролируется по величине уменьшения концентрации суспензии по сравнению с концентрацией самой воды.Контроль свойств модифицированнойводы в период ее активации осущест 11882 6вляется по показаниям измерительного.прибора 14 и если показания приборасиижаются в период активации по сравнению с первоначальным состоянием, 5то идет процесс активации воды и чембольше снижается показание измерительного прибора 14, тем выше степень модификации воды, Для данногослучая уменьшение показания измерительного прибора составляет 10-153от первоначального значения.Если в период активации показание измерительного прибора увеличивается, то это указывает на то, что навеска фонового электролита выбрана неправильно. В этом случае необходимо уменьшить навеску фонового электролита на 10-20/ и повторить процесс активации воды. Оптимально активированная вода обеспечивает увеличение в ней в 30 раэ по сравнению с неактивированной водой содержания ионов кальция при гидратации цемента, а время релаксации активированной воды увеличивается в сотни раз Формула изобретения Устройство для активации воды, содержащее корпус со сливным штуцером и расположенные в нем электроды, подключенные к источнику питания, измерительный прибор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности активации воды и надежности работы устройства, оно дополнительно содержит дозатор,. установленный над корпусом, устройство для перемешивания, генератор высокой частоты, разделительный трансформатор, два диода и переменный резистор, при этом выход генератора вы.сокой частоты соединен с первичной обмоткой разделительного трансформатора, один конец вторичной обмотки которого соединен с одним электродом, а другой через последовательно включенные первый диод, переменный резистор и измерительный прибор - с другим электродом, второй диод катодом соединен с анодом первого диода, а анодом - с выходом измерительного прибора.