[go: up one dir, main page]

RU2729531C1 - Method of producing electric discharge between liquid electrolyte electrodes and device for its implementation - Google Patents

Method of producing electric discharge between liquid electrolyte electrodes and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2729531C1
RU2729531C1 RU2019145593A RU2019145593A RU2729531C1 RU 2729531 C1 RU2729531 C1 RU 2729531C1 RU 2019145593 A RU2019145593 A RU 2019145593A RU 2019145593 A RU2019145593 A RU 2019145593A RU 2729531 C1 RU2729531 C1 RU 2729531C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrolyte
cathode
electrode assemblies
electric discharge
electrode assembly
Prior art date
Application number
RU2019145593A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ильяс Миргарифович Арсланов
Гаяз Харисович Тазмеев
Харис Каюмович Тазмеев
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ)
Priority to RU2019145593A priority Critical patent/RU2729531C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2729531C1 publication Critical patent/RU2729531C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/48Generating plasma using an arc

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, specifically to a method of producing electric discharge between liquid electrolyte electrodes and device for its implementation, and can be used in producing low-temperature plasma in plasma chemical reactors. In the proposed method, an electric discharge is initiated between the flows of two electrolytes flowing from the upper parts of the corresponding two prismatic cathode and anode electrode units lying horizontally, note here that said device comprises two electrically isolated hydraulic systems for circulation of electrolytes with electrolytic cathode and electrolytic anode electrode assemblies, their bodies being shaped to prism with distributing feed and discharge channels. In housings of both electrode assemblies made from heat-resistant dielectric material current leads are arranged in the form of continuous solid prismatic rod coaxially located inside the channel. Housing of corresponding electrode assembly is equipped with annular gap for electrolyte flow.
EFFECT: longer service life of the device for producing electric discharge is technical result of invention.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам получения, исследования и применения низкотемпературной плазмы и может быть применено в плазмохимии, плазменных технологиях обработки материалов и плазменной технике, в частности в плазмохимических реакторах.The invention relates to methods for producing, researching and using low-temperature plasma and can be used in plasma chemistry, plasma technologies for processing materials and plasma technology, in particular in plasma-chemical reactors.

Известен способ получения электрического разряда в парах электролита и устройство для его осуществления [1], задачей изобретения является увеличение активной рабочей зоны разряда путем увеличения длины разряда.A known method of producing an electric discharge in electrolyte vapors and a device for its implementation [1], the object of the invention is to increase the active working area of the discharge by increasing the length of the discharge.

Недостатком устройства [1] является наличие твердотельного анода, который изнашивается в процессе функционирования и поэтому имеет ограниченный ресурс работы.The disadvantage of the device [1] is the presence of a solid-state anode, which wears out during operation and therefore has a limited service life.

Наиболее близким к заявленному техническому решению, прототипом, является способ получения электролитного электрического разряда и устройство для его осуществления [2], задачей изобретения является увеличение активной рабочей зоны разряда.The closest to the claimed technical solution, the prototype, is a method for producing an electrolyte electric discharge and a device for its implementation [2], the objective of the invention is to increase the active working area of the discharge.

Недостатком этого устройства [2], также является наличие твердотельного анода, который изнашивается в процессе функционирования и поэтому имеет ограниченный ресурс работы.The disadvantage of this device [2] is also the presence of a solid-state anode, which wears out during operation and therefore has a limited service life.

Цель заявляемого изобретения направлена на увеличение срока службы плазмотрона за счет отсутствия эрозии у жидких электролитных электродов.The purpose of the claimed invention is aimed at increasing the service life of the plasmatron due to the absence of erosion in liquid electrolyte electrodes.

Цель достигается тем, что способ получения электрического разряда между двумя электродными узлами, заключающийся в том, что разряд возбуждается между потоками двух электролитов, вытекающих из верхних частей соответствующих двух призматических катодного и анодного электродных узлов, расположенных горизонтально, при этом устройство для реализации способа, содержащее две электрически изолированные между собой гидравлические системы для циркуляции электролитов и электролитный катодный и электролитный анодный электродные узлы, при чем корпуса электродных узлов имеют форму призмы с каналом распределительным в центре сечения, с каналом подводящим в боковой части сечения и с каналом отводящим в верхней части сечения, причем продольные размеры призмы на порядок больше поперечных размеров, а корпуса обоих электродных узлов изготавливаются из термостойкого диэлектрического материала и имеют одинаковый вид и конструкцию, также внутри корпуса каждого электродного узла имеется токоподвод в виде сплошного твердотельного призматического стержня, соосно размещенного внутри канала продольного в корпусе соответствующего электродного узла с образованием кольцевого промежутка для протекания электролита и герметично закрепленный на обоих торцах соответствующего электродного узла, причем токоподвод анодного электродного узла изготовлен из твердотельного неметаллического проводящего коррозионностойкого материала, а токоподвод катодного электродного узла изготовлен из твердотельного токопроводящего коррозионностойкого металла, кроме тоготокоподводы соединены с соответствующими клеммами для подвода электрической энергии.The goal is achieved in that a method for producing an electric discharge between two electrode assemblies, which consists in the fact that the discharge is excited between the flows of two electrolytes flowing from the upper parts of the corresponding two prismatic cathode and anode electrode assemblies located horizontally, while a device for implementing the method comprising two electrically isolated hydraulic systems for the circulation of electrolytes and an electrolyte cathode and electrolyte anode electrode assemblies, whereby the body of the electrode assemblies have the shape of a prism with a distribution channel in the center of the section, with a supply channel in the side of the section and with a discharge channel in the upper part of the section, moreover, the longitudinal dimensions of the prism are an order of magnitude larger than the transverse dimensions, and the bodies of both electrode assemblies are made of a heat-resistant dielectric material and have the same appearance and design, also inside the body of each electrode assembly there is a continuous current lead shnogo solid-state prismatic rod, coaxially placed inside the longitudinal channel in the housing of the corresponding electrode unit with the formation of an annular gap for the flow of electrolyte and hermetically fixed at both ends of the corresponding electrode unit, and the current supply of the anode electrode unit is made of a solid-state non-metallic conductive corrosion-resistant material, and the current supply of the cathode electrode unit made of solid-state conductive corrosion-resistant metal, except that the current leads are connected to the corresponding terminals for the supply of electrical energy.

На фиг. 1 представлено устройство для осуществления способа. Стрелками указано направление движения жидкого электролита.FIG. 1 shows a device for implementing the method. The arrows indicate the direction of movement of the liquid electrolyte.

Устройство для осуществления способа (фиг. 1) состоит из двух внешне одинаковых горизонтально расположенных призматических электродных узлов "К" и "А"; двух электрически изолированных гидравлических систем "ГС-К" и "ГС-А".The device for implementing the method (Fig. 1) consists of two outwardly identical horizontally located prismatic electrode assemblies "K" and "A"; two electrically isolated hydraulic systems "GS-K" and "GS-A".

Электродный узел "А" (анодный узел) состоит из следующих частей: 1 - канал подводящий анодный, 2 - токоподвод неметаллический анодный, 3 - канал распределительный анодный, 4 - корпус анодный, 5 - канал отводящий анодный, 6 - поток электролита, стекающий с анодного узла.Electrode assembly "A" (anode assembly) consists of the following parts: 1 - anode supply channel, 2 - non-metallic anode current supply, 3 - anode distribution channel, 4 - anode housing, 5 - anode discharge channel, 6 - electrolyte flow flowing down from anode assembly.

Электродный узел "К" (катодный узел) состоит из следующих частей: 8 - поток электролита, стекающий с катода; 9 - канал отводящий катодный; 10 - корпус катодный; 11 - канал распределительный катодный; 12 - токоподвод катодный металлический; 13 - канал подводящий катодный.The electrode assembly "K" (cathode assembly) consists of the following parts: 8 - electrolyte flow flowing down from the cathode; 9 - cathode outlet channel; 10 - cathode body; 11 - cathode distribution channel; 12 - cathode metal current lead; 13 - cathode supply channel.

Между электродными узлами "К" и "А" имеется межэлектродный промежуток 7, образуемый ближайшими потоками электролита.Between the electrode nodes "K" and "A" there is an interelectrode gap 7 formed by the nearest electrolyte flows.

Электродный узел "А" (анодный узел) соединен с клеммой положительной 14. Под узлом находится гидростанция "ГС-А".The electrode assembly "A" (anode assembly) is connected to the positive terminal 14. Under the assembly there is a hydroelectric station "GS-A".

Электродный узел "К" (катодный узел) соединен с клеммой отрицательной 15. Под узлом находится гидростанция "ГС -К".The electrode assembly "K" (cathode assembly) is connected to the negative terminal 15. Under the assembly there is a hydroelectric station "GS-K".

Устройство для осуществления способа (фиг. 1) работает следующим образом. До начала возбуждения разряда с помощью двух электрически изолированных между собой гидравлических систем "ГС-К" и "ГС-А" запускается непрерывная циркуляция двух электрически изолированных между собой потоков электролитов через электродные узлы "А" и "К" с расходом, достаточным для обеспечения стабильного разряда в межэлектродном промежутке 7, причем расход подбирается опытным путем. Для обеспечения циркуляции из гидравлической системы "ГС-А" поток электролита непрерывно направляется в канал подводящий анодный 1 электродного узла "А", а из гидравлической системы "ГС-К" поток электролита непрерывно направляется в канал подводящий катодный 13 электродного узла "К".The device for implementing the method (Fig. 1) operates as follows. Prior to the initiation of the discharge with the help of two electrically isolated hydraulic systems "GS-K" and "GS-A", a continuous circulation of two electrolyte flows electrically isolated from each other through the electrode assemblies "A" and "K" is started at a flow rate sufficient to ensure stable discharge in the interelectrode gap 7, and the flow rate is selected empirically. To ensure circulation from the "GS-A" hydraulic system, the electrolyte flow is continuously directed into the anode supply channel 1 of the "A" electrode unit, and from the "GS-K" hydraulic system, the electrolyte flow is continuously directed into the cathode supply channel 13 of the "K" electrode unit.

В электродном узле "А" поток электролита протекает через канал подводящий анодный 1; через канал распределительный анодный 3, образованный между корпусом анодным 4 и токоподводом неметаллическим анодным 2, через канал отводящий анодный 5. Затем поток электролита выходит в верхнюю часть электродного узла «А» и в обе стороны от него в виде потока 6 стекает в гидравлическую систему "ГНС-А", где происходит очистка, подпитка, хранение и охлаждение электролита.In the electrode unit "A" the electrolyte flow flows through the anode supply channel 1; through the anode distribution channel 3, formed between the anode housing 4 and the non-metallic anode current lead 2, through the anode outlet channel 5. Then the electrolyte flow exits into the upper part of the electrode assembly "A" and flows into the hydraulic system in both directions as a flow 6 " GNS-A ", where the electrolyte is cleaned, fed, stored and cooled.

В электродном узле "К" поток электролита протекает через канал подводящий катодный 13, через канал распределительный катодный 11, образованный между корпусом катодным 10 и токоподводом катодным металлическим 12, через канал отводящий катодный 9. Затем поток электролита выходит в верхнюю часть электродного узла «К» и в обе стороны от него в виде потока 8 стекает в гидравлическую систему "ГС-К", где происходит очистка, подпитка, хранение и охлаждение электролита.In the electrode unit "K", the electrolyte flow flows through the cathode supply channel 13, through the cathode distribution channel 11, formed between the cathode housing 10 and the cathode metal current supply 12, through the cathode outlet channel 9. Then the electrolyte flow enters the upper part of the electrode unit "K" and in both directions from it in the form of flow 8 flows into the hydraulic system "GS-K", where the electrolyte is cleaned, fed, stored and cooled.

Разряд между стекающими потоками электролитов в межэлектродном промежутке 7 возбуждается, например, методом взрыва тонкой металлической проволоки, при подаче электрической энергии на клеммы 14 и 15, соединенные с соответствующими токоподводом неметаллическим анодным 2 и токоподводом катодным металлическим 12.The discharge between the flowing electrolyte flows in the interelectrode gap 7 is initiated, for example, by the explosion of a thin metal wire, when electrical energy is supplied to the terminals 14 and 15, connected to the corresponding non-metallic anode current lead 2 and the cathode metal current lead 12.

Использованные источникиUsed sources

1. Патент РФ №2466514 Тазмеев Х.К. Способ получения электрического разряда в парах электролита и устройство для его осуществления. Опубликовано: 10.11.2012 Бюл. №31.1. RF patent No. 2466514 Tazmeev Kh.K. A method for producing an electric discharge in electrolyte vapors and a device for its implementation. Published: 10.11.2012 Bul. No. 31.

2. Патент РФ №2169443. Тазмеев Б.Х, Тазмеев Х.К. Способ получения электролитного электрического разряда и устройство для его осуществления. Опубликовано: 20.06.2001 Бюл. №17.2. RF patent №2169443. Tazmeev B.Kh, Tazmeev Kh.K. A method for obtaining an electrolyte electric discharge and a device for its implementation. Published: 20.06.2001 Bul. No. 17.

Claims (2)

1. Способ получения электрического разряда между двумя электродными узлами, отличающийся тем, что разряд возбуждается между потоками двух электролитов, вытекающих из верхних частей соответствующих двух призматических катодного и анодного электродных узлов, расположенных горизонтально.1. A method of producing an electrical discharge between two electrode assemblies, characterized in that the discharge is initiated between the flows of two electrolytes flowing out from the upper parts of the corresponding two prismatic cathode and anode electrode assemblies arranged horizontally. 2. Устройство для реализации способа по п. 1, содержащее две электрически изолированные между собой гидравлические системы для циркуляции электролитов и электролитный катодный и электролитный анодный электродные узлы, отличающийся тем, что корпуса электродных узлов имеют форму призмы с каналом распределительным в центре сечения, с каналом подводящим в боковой части сечения и с каналом отводящим в верхней части сечения, причем продольные размеры призмы на порядок больше поперечных размеров, а корпуса обоих электродных узлов изготавливаются из термостойкого диэлектрического материала и имеют одинаковый вид и конструкцию, также внутри корпуса каждого электродного узла имеется токоподвод в виде сплошного твердотельного призматического стержня, соосно размещенного внутри канала продольного в корпусе соответствующего электродного узла с образованием кольцевого промежутка для протекания электролита и герметично закрепленный на обоих торцах соответствующего электродного узла, причем токоподвод анодного электродного узла изготовлен из твердотельного неметаллического проводящего коррозионностойкого материала, а токоподвод катодного электродного узла изготовлен из твердотельного токопроводящего коррозионностойкого металла, кроме того, токоподводы соединены с соответствующими клеммами для подвода электрической энергии.2. A device for implementing the method according to claim 1, comprising two electrically isolated hydraulic systems for circulating electrolytes and an electrolyte cathodic and electrolyte anode electrode assemblies, characterized in that the body of the electrode assemblies have the shape of a prism with a distribution channel in the center of the section, with a channel supplying in the lateral part of the section and with a discharge channel in the upper part of the section, and the longitudinal dimensions of the prism are an order of magnitude larger than the transverse dimensions, and the bodies of both electrode assemblies are made of a heat-resistant dielectric material and have the same appearance and design; there is also a current lead inside the body of each electrode assembly. in the form of a solid solid-state prismatic rod, coaxially placed inside the longitudinal channel in the housing of the corresponding electrode assembly with the formation of an annular gap for the flow of electrolyte and hermetically fixed at both ends of the corresponding electrode assembly, and the current lead the anode electrode assembly is made of solid-state non-metallic conductive corrosion-resistant material, and the current lead of the cathode electrode assembly is made of solid-state conductive corrosion-resistant metal, in addition, the current leads are connected to the corresponding terminals for supplying electrical energy.
RU2019145593A 2019-12-30 2019-12-30 Method of producing electric discharge between liquid electrolyte electrodes and device for its implementation RU2729531C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145593A RU2729531C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method of producing electric discharge between liquid electrolyte electrodes and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145593A RU2729531C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method of producing electric discharge between liquid electrolyte electrodes and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2729531C1 true RU2729531C1 (en) 2020-08-07

Family

ID=72085509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019145593A RU2729531C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method of producing electric discharge between liquid electrolyte electrodes and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2729531C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210221706A1 (en) * 2021-01-14 2021-07-22 Burak Karadag Plasma-Based Water Treatment Apparatus

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2169443C1 (en) * 1999-12-15 2001-06-20 Камский политехнический институт Process of generation of electrolytic electric discharge and gear for its implementation
JP2005285520A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Hiroshi Takigawa Plasma generating electrode, plasma generating apparatus, and plasma processing apparatus
RU2286033C1 (en) * 2005-05-19 2006-10-20 Камский государственный политехнический институт Plasmatron with liquid electrolytic cathode
JP2010177002A (en) * 2009-01-28 2010-08-12 Ehime Univ Electrode for submerged plasma, submerged plasma generating device, and submerged plasma generating method
RU2466514C2 (en) * 2011-02-09 2012-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) Method to produce electric discharge in vapours of electrolyte and device for its realisation
CN104812155A (en) * 2015-05-12 2015-07-29 重庆邮电大学 Atmospheric pressure plasma generating device and method
EP3565386A1 (en) * 2018-04-30 2019-11-06 Universiteit Gent Method for plasma powder treatment and coating

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2169443C1 (en) * 1999-12-15 2001-06-20 Камский политехнический институт Process of generation of electrolytic electric discharge and gear for its implementation
JP2005285520A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Hiroshi Takigawa Plasma generating electrode, plasma generating apparatus, and plasma processing apparatus
RU2286033C1 (en) * 2005-05-19 2006-10-20 Камский государственный политехнический институт Plasmatron with liquid electrolytic cathode
JP2010177002A (en) * 2009-01-28 2010-08-12 Ehime Univ Electrode for submerged plasma, submerged plasma generating device, and submerged plasma generating method
RU2466514C2 (en) * 2011-02-09 2012-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) Method to produce electric discharge in vapours of electrolyte and device for its realisation
CN104812155A (en) * 2015-05-12 2015-07-29 重庆邮电大学 Atmospheric pressure plasma generating device and method
EP3565386A1 (en) * 2018-04-30 2019-11-06 Universiteit Gent Method for plasma powder treatment and coating

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210221706A1 (en) * 2021-01-14 2021-07-22 Burak Karadag Plasma-Based Water Treatment Apparatus
US12116292B2 (en) * 2021-01-14 2024-10-15 Burak Karadag Plasma-based water treatment apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150108297A (en) Electrolytic water generation device and method thereof
US20090205971A1 (en) Method and apparatus for producing combustible fluid
WO2009128868A8 (en) System, method and apparatus for coupling a solid oxide high temperature electrolysis glow discharge cell to a plasma arc torch
CN108140919B (en) metal-air fuel cell
KR20160106060A (en) Electric field treatment method and electric field treatment device
US4409086A (en) Electrolytic cell
RU2729531C1 (en) Method of producing electric discharge between liquid electrolyte electrodes and device for its implementation
US20230101754A1 (en) Impurity processing device and impurity processing method
JP6949955B2 (en) Redox flow battery including system to reduce bypass current
US4482440A (en) Electrochemical cell and process for manufacturing temperature sensitive solutions
US5766427A (en) Electrolyzer with reduced parasitic currents
KR100835929B1 (en) Gas generator
US3692640A (en) Continuous anodic oxidation method for aluminum and alloys thereof
KR102250005B1 (en) Variable electrode frame for electro polishing, fixing member of electrode frame for electro polishing and electro polishing apparatus including the same
KR101481327B1 (en) Bipolar type electrolysis reactor
KR102641564B1 (en) Electrodes for electrolysis process
KR102705353B1 (en) Electrolyzer
RU2558316C2 (en) Method and device for aluminium affinage
RU2518606C1 (en) Installation for electrochemical water activation
KR101472425B1 (en) Electrolytic recycling unit and electrolytic recycling device with the same
CN110434414B (en) A system and method for dual-pulse variable-polarity synchronous electrolysis
WO2023061564A1 (en) Method and device for generating hydrogen
US20020058174A1 (en) Compound electrodes for electrochemical processes
SU1084340A1 (en) Electrolytic cell for electrolysis under pressure
SU1049574A1 (en) Graphite anode for electrolysis of solutions of alkali metal hylogenides