Dispositivo para el tratamiento electroquímico del agua o disoluciones acuosas.

Dispositivo para el tratamiento electroquímico del agua o disoluciones acuosas,

empleado con el propósito de cambiar sus propiedades oxidantes, reductoras y estructurales. El dispositivo comprende un electrodo interno 1 en forma de varilla de configuración cilíndrica con canales axiales frontales (2, 3). Un electrodo externo (4) cilindro hueco (tubular) está montado coaxialmente con respecto al electrodo interno (1). Un diafragma (5) semipermeable está montado entre dos electrodos coaxialmente con respecto a los mismos, dicho diafragma (5) divide la cavidad anular en una cámara interna (6) y una cámara exterior (7). La cámara externa (7) tiene unos racores de entrada (8) y salida (9) que se fijan radialmente sobre el electrodo externo (4) y comunican con la cámara exterior (7) a través de la salida de dicho electrodo. La cámara interna (6) tiene racores de conexión axiales de entrada (10) y salida (11) (tuberías de conexión) con respectivas aberturas axiales internas (12, 13). Los canales axiales frontales internas (2, 3) comunican con la cámara interna (6) con la ayuda de canales (15), los ejes de los cuales están orientados según planos radiales. El dispositivo está cerrado en ambos extremos por tapas de protección (16, 17) que son idénticas entre sí.

DISPOSITIVO PARA EL TRATAMIENTO ELECTROQUÍMICO DEL AGUA

O DISOLUCIONES ACUOSAS Sector de la técnica

Esta invención técnica está asociada al campo del

tratamiento electroquimico del agua y/o las

disoluciones acuosas salinas con el propósito de

cambiar sus propiedades oxidantes, reductoras y

estructurales. Este invento puede ser utilizado para la depuración, desinfección, estructuración y acondicionamiento del agua, para su ablandamiento catódico, asi como para la obtención de disoluciones acuosas desinfectantes, lavadoras, esterilizadoras, conservativas, blanqueadoras, profilácticas o medicinales o de disoluciones acuosas eliminadoras del olor.

Estado de la técnica

Es conocida la pila de membrana polimérica o elemento electroquimico modular de fluidos PEM-4 para el tratamiento de liquidos [patente de la Federación Rusa 2145940, publicada el 27.02.2000], compuesta por un electrodo interior de varilla, un electrodo exterior, una membrana que separa la cavidad en una cámara interior y otra exterior, cada una de las cuales dispone de unos racores o empaquetaduras, una de entrada y otra de salida, fijadas un casquillo o manguito dieléctrico de tope, de idéntica estructura en ambos colectores. El montaje o ensamblado del dispositivo se realiza con ayuda de tornillos, enroscados en los extremos del electrodo interior. La admisión y evacuación del liquido tratado se realiza por medio de unos racores o empaquetaduras laterales fijados radialmente, lo que implica la necesidad de una acometida adicional con el empleo de tubos acodados (codos de evacuación) para la instalación del dispositivo en una tubería lineal. Y es precisamente en este factor donde reside el defecto principal del dispositivo.

En calidad de prototipo se ha elegido un dispositivo para el tratamiento electrolítico del agua (patente de la Federación Rusa 2132821, publicada el

10. 07.1999) . Este electrolizador de flujo vertical se compone de un electrodo interior hueco (tubular) , un electrodo exterior y una membrana, que divide la cavidad anular en una cámara interior y otra exterior. En ambos extremos del dispositivo hay un casquillo o manguito dieléctrico que se cierra con una caja o regleta también dieléctrica, con una estructura análoga a una tuerca de junta. La admisión y evacuación del

líquido tratado en la cámara interna se realiza mediante racores o empaquetaduras axiales que se atornillan a los cabezales del electrodo interior. Al mismo tiempo, estos tubos axiales funcionan como elementos de fijación, ya que entre ellos se aprietan o enroscan mediante casquillos dieléctricos todos los elementos interiores. La estructura o diseño constructivo de este prototipo permite ensamblar el electrolizador en la tubería lineal del líquido tratado sin necesidad de utilizar empalmes acodados. Sin embargo, una de las deficiencias de este diseño radica en la corta vida útil del electrodo interior, debido a que en la delgada pared del electrodo tubular interior existen unos orificios de paso, a través de los cuales la cavidad del electrodo interior se comunica con la cámara electrolítica interna. Por lo general, en los electrolizadores se emplean electrodos de dos tipos:

bien de grafito, o bien electrodos metálicos recubiertos con algún metal del grupo platino-iridio. Cuando el electrodo es metálico la existencia de orificios de paso rompe la integridad del recubrimiento protector en el electrodo interno, lo que conlleva la corrosión electroquimica de la carcasa del electrodo cuando contacta con un medio agresivo. Cuando el electrodo es de grafito, la existencia de orificios en la pared del tubo aumenta la fragilidad del electrodo. Tanto en uno como en otro caso, la vida útil del

electrodo interior se reduce significativamente en comparación con los electrodos de varilla. Además, en el prototipo, los racores de entrada y salida del electrodo interno están unidos directamente por un canal axial. Esto reduce la eficacia del trabajo y funcionamiento del dispositivo, ya que no todo el liquido termina pasando por la cámara de trabajo.

Por lo tanto, existe una contradicción técnica:

unos aparatos o dispositivos son sólidos y robustos,

pero cuentan con una cantidad excesiva de elementos

estructurales: elementos diferenciados de sujeción,

como tornillos de cabeza hueca, y elementos

diferenciados para la admisión y evacuación, para la

entrada y salida del liquido. En cambio, otros dispositivos, por ejemplo nuestro prototipo, son comparativamente más sencillos, ya que emplean elementos que compaginan funciones de sujeción y de admisión / evacuación del liquido pero, por contra,

gozan de una vida útil bastante limitada y exigen una

sustitución constante de los electrodos internos.

Además, no resultan ser todo lo eficaces que se

desearia.

Objeto de la invención

En la base del proceso de descubrimiento de esta invención técnica yacía una tarea, un objetivo: resolver esa contradicción que acabamos de formular e inventar un dispositivo eficaz en el tratamiento electroquímico del agua o las disoluciones acuosas.

El resultado técnico obtenido consiste en aumentar la solidez y fiabilidad del dispositivo (un largo período de explotación sin tener que sustituir el electrodo interno) , manteniendo al mismo tiempo la posibilidad de una conexión o acoplamiento coaxial a la tubería del líquido que queremos tratar sin utilizar derivaciones acodadas (esto es, un acoplamiento directo) .

El dispositivo que aquí se declara para el tratamiento electroquímico del agua o las disoluciones acuosas incluye en su diseño estructural unas tapas de protección y un electrodo tubular exterior, dentro del cual se ha emplazado de manera coaxial el electrodo interior. La cavidad anular entre los electrodos está dividida o separada en una cámara interna y otra externa por un diafragma (membrana) coaxial semipermeable. Cada cámara cuenta con un racor de entrada y otro de salida, al mismo tiempo que los racores de entrada y salida de la cámara interna están diseñados axialmente y unidos al electrodo interior con la ayuda de unas juntas de rosca, que fijan la posición de las tapas de protección. El hermetismo de las cámaras se garantiza con la ayuda de unas juntas o empaquetaduras anulares compresoras. Este dispositivo se diferencia del prototipo en que el electrodo interno está ejecutado en forma de varilla por el hecho de que, en sus extremos, cuenta con unos canales axiales para la entrada y/o salida del líquido. Estos canales están abiertos del lado frontal del electrodo y se comunican con los colectores de la cámara interna, mientras que, por el lado opuesto, se comunican con la cámara interna por medio de unos canales, cuyos ej es se emplazan en planos radiales.

El dispositivo puede contar con una junta de extremo con forma de disco con collarín, que penetra o se hunde en la cámara de trabajo interna.

Descripción de las figuras La figura 1 muestra una sección longitudinal del dispositivo de tratamiento electroquímico del agua de acuerdo con la invención.

Descripción detallada de la invención La esencia y el contenido de esta invención técnica se explican con más detalle en el modelo de ejecución que se describe más abajo y en la Figura 1, donde se representa la sección longitudinal del dispositivo. En el modelo descrito, la catalogación de los racores o empaquetaduras, tubos de empalme y demás elementos como de entrada o salida (admisión o evacuación de líquido) es convencional, ya que el sistema es reversible. Como convencional o condicional es también la catalogación de los electrodos como cátodo o ánodo del electrolizador.

El dispositivo contiene un electrodo interno (1) de tipo varilla de forma cilíndrica con canales axiales frontales (2, 3) . De manera coaxial al electrodo interno (1) , se halla instalado un electrodo externo (4) , cilíndrico (tubular) y hueco. Entre los electrodos, y de manera coaxial a ellos, se encuentra un diafragma (membrana) semipermeable (5) , que divide la cavidad anular en una cámara interna (6) Y una cámara externa (7) . La cámara externa (7) dispone de un racor o empaquetadura de entrada (8) Y otro racor o empaquetadura de salida (9) , que están fijadas de forma

radial al electrodo externo (4) y se comunican con la

cámara externa (7) a través de las aberturas que

existen en este electrodo.

La cámara interna ( 6) dispone de un racor

(tubería) de entrada (10) Y otro de salida (11) con unas aberturas axiales internas (12 y 13, correspondientemente) . Las tuberías o racores (10, 11) poseen una rosca...

un electrodo externo (4) tubular en cuyo interior se emplaza de manera coaxial un electrodo interno (1) ; una cavidad anular o circular dividida en una cámara interna (6) y una cámara externa

(7) por un diafragma (5) coaxial semipermeable, estando ambas cámaras (6, 7) provistas de un racor de entrada

(10) y un racor de salida (11) , estando además los racores de entrada y salida (10, 11) de la cámaras (6, 7) diseñados axialmente y unidos al electrodo interno

(1) mediante unas j untas de rosca, que fijan la posición de las tapas de protección (17, 20) ; y la hermeticidad de las cámaras (6, 7) se consigue con la aplicación de abrazaderas (20) anulares comprimidas y compactas; caracterizado porque el electrodo interno

(1 ) está ejecutado en forma de varilla y en sus extremos dispone de canales axiales frontales (2, 3) para la salida y/o entrada del líquido, estando estos canales axiales frontales (2, 3) abiertos del lado del cabezal del electrodo interno (1) Y comunicados con la cámara interna (6) a través de unos canales (15) , cuyos ejes están dispuestos en planos radiales.

2. .Dispositivo para el tratamiento electroquímico del agua o disoluciones acuosas, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque introducida o hundida en la cámara externa (7) se dispone una junta de extremo (21) en forma de disco con collarín.