1. Dispositivo de electrólisis para demostraciones, del tipo de los que comprenden al menos un ánodo y un cátodo montados en un soporte superior de material aislante,

estando dichos ánodo y cátodo conductores conectados mediante un cableado a los polos de una fuente de alimentación eléctrica que proporciona una corriente continua, caracterizado porque la fuente de alimentación eléctrica es una fuente de alimentación conmutada que proporciona una tensión igual o inferior a 48 voltios, estando el cátodo conformado en un cuerpo tubular fijado a un collarín conductor anular de anclaje en el soporte superior encontrándose en un orificio pasante de dicho collarín un taco aislante, el cual presenta un orificio por el cual se encuentra dispuesto un tornillo pasante, de vinculación de un ánodo alargado interior, coaxial con el cátodo, definiéndose una región tubular intermedia con un espesor de 2 a 20 milímetros, una longitud de 30 a 80 milímetros y un diámetro interior de 10 a 40 milímetros; y porque el soporte superior está conformado por dos semicarcasas, presentando la semicarcasa inferior al menos un orificio principal de paso del extremo inferior del collarín y adyacente al menos un orificio auxiliar de colocación de un tornillo de fijación de dicho collarín; y porque el cátodo exterior presenta unos orificios de convección en su extensión.2. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de alimentación es de 24 voltios.3. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el collarín presenta el orificio pasante con un roscado de alojamiento del taco aislante, y el extremo inferior también está roscado, de acoplamiento del cátodo de forma coaxial con el ánodo, presentando el collarín un regruesamiento o aro superior, estando este aro superior afectado por un entrante lateral de bloqueo de giro, enfrentado a una cara interior lateral del soporte superior, y un orificio de fijación por un tornillo de fijación desde la parte inferior del soporte superior.4. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende dos juegos de ánodo y cátodo dispuestos en paralelo en la parte inferior del soporte superior.5. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cableado interior comprende un conector de entrada en la superficie del soporte superior, de conexión de la fuente de alimentación eléctrica a los cátodos y ánodos mediante unos conectores a los tornillos de sujeción a los ánodos en los tacos aislantes y unos conectores a los extremos del tornillo de fijación sobresaliente de la parte superior del collarín

Dispositivo de electrólisis para demostraciones.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo de electrólisis para demostraciones, destinado principalmente a posibilitar la realización la electrólisis del agua salina en unas condiciones de baja tensión y temperatura moderada, aumentando la seguridad de funcionamiento y la fiabilidad.

Campo de aplicación de la invención

El dispositivo de la invención es aplicable en el sector de materiales de laboratorio con fines educativos y para demostraciones de ciencia en general.

Antecedentes de la invención

Son conocidos distintos dispositivos para realizar la electrólisis del agua, ya sean usados de forma industrial, como material de laboratorio de precisión o como material de laboratorio educativo y para demostraciones.

Un dispositivo de electrolisis básico comprende al menos un ánodo y un cátodo metálicos, montados en un soporte superior de material aislante, de forma que se puede introducir dicha pareja de ánodo y cátodo en un recipiente con agua y una pequeña cantidad de sal por su parte superior, quedando fuera del agua el soporte, que permite su sujeción. Dichos ánodo y cátodo están conectados mediante un cableado de alimentación a los polos de una fuente de alimentación. Esta fuente de alimentación suele comprender un rectificador de la corriente alterna de la red a 220 voltios o 110 voltios para producir corriente continua, y un fusible como protección contra sobrecargas de corrien- te.

En realidad, estos dispositivos presentan varios problemas en su funcionamiento, ya que las citadas tensiones de trabajo no son seguras frente al contacto con partes desnudas sometidas a tensión, existiendo un riesgo de daño serio en caso de electrocución. Tal es el problema de estos aparatos no cumplen con la normativa europea de seguridad eléctrica, y no consiguen el marcado CE por dicha falta de seguridad.

Es más, trabajando el dispositivo con estas tensiones, la intensidad de corriente que pasa por el agua, entre el ánodo y el cátodo es elevada, y se produce un sobrecalentamiento del agua sometida a electrólisis, que alcanza con facilidad los 60 grados centígrados, con el riesgo de quemaduras que ello conlleva.

Cuando el agua presenta salinidades superiores a 600 miligramos por litro, la intensidad de corriente es superior a la admisible por el fusible de protección, con lo que hace que éste se funda y no se pueda realizar la electrólisis.

En algunos casos, los usuarios han cambiado el fusible por uno con mayor valor de corriente admisible, para evitar que se funda tan pronto, y poder realizar la demostración. Este cambio del fusible es problemático, ya que el calentamiento del agua y la intensidad de corriente que circula por el cableado aumentan exponencialmente, llegando a fundir, incluso dichos cableados de alimentación del dispositivo.

El solicitante de la presente invención desconoce la existencia de antecedentes que resuelvan de forma satisfactoria la problemática expuesta.

Descripción de la invención

El dispositivo de electrólisis para demostraciones, objeto de esta invención, presenta unas particularidades técnicas destinadas a ofrecer un funcionamiento más seguro, fiable y duradero.

El dispositivo es de los que comprenden al menos un ánodo y un cátodo conductores montados en un soporte superior de material aislante, estando dichos ánodo y cátodo conectados mediante un cableado a los polos de una fuente de alimentación eléctrica que proporciona una corriente continua.

De acuerdo con la invención la fuente de alimentación eléctrica es una fuente de alimentación conmutada que proporciona una tensión igual o inferior a 48 voltios. El cátodo está conformado en un cuerpo tubular fijado a un collarín conductor anular de anclaje en el soporte superior encontrándose en un orificio pasante de dicho collarín un taco aislante, el cual presenta un orificio por el cual se encuentra dispuesto un tornillo pasante, de vinculación de un ánodo alargado interior, coaxial con el cátodo. El cátodo y el ánodo definen una región tubular intermedia con un espesor variable, que puedes estar en un rango de 2 a 20 milímetros, una longitud en un rango de 30 a 80 milímetros y un diámetro interior en un rango de 10 a 40 milímetros. El soporte superior está conformado por dos semicarcasas, presentando la semicarcasa inferior al menos un orificio principal de paso del extremo inferior del collarín y adyacente al menos un orificio auxiliar de colocación de un tornillo de fijación de dicho collarín. A su vez, el cátodo exterior presenta unos orificios de convección en su extensión que facilitan la circulación del agua de la región tubular entre el ánodo y el cátodo, evitando su sobrecalentamiento por estar inmovilizada.

En una realización preferente la fuente de alimentación es de 24 voltios por lo que somete a las distintas partes descubiertas sometidas a tensión con un voltaje seguro inferior a los 48 voltios, tal como exigen las normativas de seguridad.

Las dimensiones arriba citadas del ánodo, el cátodo y de la región tubular entre ambos están calculadas para que la electrólisis se realice de forma adecuada, sin ejercer sobrecalentamientos en el agua salina, y sin que la intensidad de corriente eléctrica sobrecargue el cableado. Estas dimensiones implican un aumento de la superficie enfrentada entre el ánodo y el cátodo y una reducción de la distancia entre los mismos, pero manteniendo un nivel de seguridad acorde con el fin buscado.

En estas condiciones la temperatura del agua salina alrededor del ánodo y del cátodo se mantiene en un rango entre 30 y 35 grados centígrados, lejos de las altas temperaturas que se alcanzan con un dispositivo de electrólisis convencional.

El dispositivo está preparado para trabajar con salinidades del agua de hasta 2000 miligramos por litro en un funcionamiento continuo.

Si en algún momento la salinidad del agua sometida a electrólisis fuera superior, por ejemplo de hasta 30.000 miligramos por litro, entonces la fuente de alimentación conmutada hace que la fuerte intensidad teórica que debería circular entre el cátodo y el ánodo sea limitada a la tensión máxima que la fuente de alimentación conmutada puede suministrar. En este caso la fuente de alimentación conmutada se bloquea y suministra una tensión pulsante limitada. La limitación de la tensión pulsante y el valor máximo de corriente eléctrica que realmente puede producir la fuente de alimentación conmutada, mantienen la situación bajo control. Como la intensidad máxima se ha limitado por diseño de la fuente de alimentación conmutada, se protege el cableado interno y se evita que el agua eleve en exceso su temperatura.

El collarín presenta el orificio pasante con un roscado de alojamiento del taco aislante, y el extremo inferior también está roscado, de acoplamiento del cátodo de forma coaxial con el ánodo. El collarín presenta un regruesamiento o aro superior, el cual está afectado por un entrante lateral de bloqueo de giro, enfrentado a una cara interior lateral del soporte superior. En dicho aro superior también se encuentra un orificio de fijación por un tornillo de fijación dispuesto desde la parte inferior del soporte superior, más concretamente de la semicarcasa inferior.

En una realización preferente, el dispositivo comprende dos juegos de ánodo y cátodo dispuestos en paralelo en la parte inferior del soporte superior para aumentar la realización de la electrólisis, y además permitir una mayor estabilidad en su posición vertical.

El cableado interior, que se encuentra alojado dentro del soporte superior, comprende un conector de entrada en la superficie del soporte superior, de conexión de la fuente de alimentación eléctrica a los cátodos y ánodos mediante unos conectores a los tornillos de sujeción a los ánodos en los tacos aislantes, y unos conectores a los extremos del tornillo de fijación sobresaliente de la parte superior del collarín.

Las fuentes de alimentación conmutadas que se pueden utilizar en el dispositivo son económicas, por lo que no se produce in incremento excesivo del precio del dispositivo, y se elimina el uso del fusible utilizado en los dispositivo anteriormente conocidos, eliminando así un posible medio de manipulación inadecuada por parte del usuario, y reduciendo el riesgo que conlleva la sobrecarga del dispositivo al cambiar el fusible por uno inadecuadamente...

1. Dispositivo de electrólisis para demostraciones, del tipo de los que comprenden al menos un ánodo y un cátodo montados en un soporte superior de material aislante, estando dichos ánodo y cátodo conductores conectados mediante un cableado a los polos de una fuente de alimentación eléctrica que proporciona una corriente continua, caracterizado porque la fuente de alimentación eléctrica es una fuente de alimentación conmutada que proporciona una tensión igual o inferior a 48 voltios, estando el cátodo conformado en un cuerpo tubular fijado a un collarín conductor anular de anclaje en el soporte superior encontrándose en un orificio pasante de dicho collarín un taco aislante, el cual presenta un orificio por el cual se encuentra dispuesto un tornillo pasante, de vinculación de un ánodo alargado interior, coaxial con el cátodo, definiéndose una región tubular intermedia con un espesor de 2 a 20 milímetros, una longitud de 30 a 80 milímetros y un diámetro interior de 10 a 40 milímetros; y porque el soporte superior está conformado por dos semicarcasas, presentando la semicarcasa inferior al menos un orificio principal de paso del extremo inferior del collarín y adyacente al menos un orificio auxiliar de colocación de un tornillo de fijación de dicho collarín; y porque el cátodo exterior presenta unos orificios de convección en su extensión.

2. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de alimentación es de 24 voltios.

3. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el collarín presenta el orificio pasante con un roscado de alojamiento del taco aislante, y el extremo inferior también está roscado, de acoplamiento del cátodo de forma coaxial con el ánodo, presentando el collarín un regruesamiento o aro superior, estando este aro superior afectado por un entrante lateral de bloqueo de giro, enfrentado a una cara interior lateral del soporte superior, y un orificio de fijación por un tornillo de fijación desde la parte inferior del soporte superior.

4. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende dos juegos de ánodo y cátodo dispuestos en paralelo en la parte inferior del soporte superior.

5. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cableado interior comprende un conector de entrada en la superficie del soporte superior, de conexión de la fuente de alimentación eléctrica a los cátodos y ánodos mediante unos conectores a los tornillos de sujeción a los ánodos en los tacos aislantes y unos conectores a los extremos del tornillo de fijación sobresaliente de la parte superior del collarín.