способ извлечения жидкости из капиллярно-пористого материала

Формула изобретения

1. Способ извлечения жидкости из капиллярно-пористого материала, включающий размещение материала между электродами с внешним электрическим полем, обеспечение контакта электродов с поверхностью материала, отличающийся тем, что электроды выполняют из материалов различной электрокинетической активности, причем приконтактную зону электрода из более электрокинетически активного материала подвергают электромагнитному воздействию или нагревают.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в плоскостях контакта капиллярно-пористого материала с электродами создают акустическое поле.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что из более электрокинетически активного материала выполняют, например, анод.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к искусственному извлечению жидкости из капиллярно-пористых материалов, применяемых в строительстве и других отраслях промышленности.

Известен способ сушки древесины посредством одностороннего электроосмоса, включающий размещение древесных изделий между электродами, обеспечение контакта электродов с изделиями и приложение к электродам напряжения постоянного тока, при этом происходило истечение жидкости от анода к катоду (И. В.Кречетов, Сушка древесины, М., Лесная промышленность, 1972, с. 9).

Недостатком этого способа является быстрое прекращение процесса истечения жидкости из древесных изделий из-за пересыхания прианодного пространства и падения величины тока в цепи до нуля, что не обеспечивает необходимого качества сушки.

Известен способ извлечения жидкости из древесины посредством одностороннего электроосмоса, включающий размещение материала между электродами с внешним электрическим полем, обеспечение контакта электродов с поверхностью материала, при этом истечение жидкости происходило от анода к катоду (патент РФ N 2006769, кл. F 26 B 7/00, F 26 B 3/34, 1988).

В известном техническом решении для продолжения процесса истечения жидкости из материала при пересыхании прианодного пространства и падении величины электрического тока до нуля в точках контакта электрод-поверхность древесины создают градиент температуры путем изменения полярности электрического тока.

Недостатком известного способа является низкая эффективность извлечения жидкости из капиллярно-пористого материала и возможность применения способа преимущественно для обработки тонких материалов.

Известен способ сушки и экстрагирования древесины посредством биополярного электроосмоса, включающий размещение материала между электродами с внешним электрическим полем, обеспечение контакта электродов с поверхностью материала, при этом истечение жидкости происходило и к аноду, и к катоду (авт. св. СССР N 944924, кл. B 27 K 5/00, F 26 B 3/34, 1981 - прототип).

Недостатком известного способа является низкая эффективность. Из-за сильного углубления изоэлектрической точки ИЭТ (точки истечения жидкости из материала) в материале процесс протекает очень медленно.

Цель изобретения - повышение эффективности извлечения жидкости из капиллярно-пористого материала и расширение области применения способа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения жидкости из капиллярно-пористого материала, включающем размещение материала между электродами с внешним электрическим полем, обеспечение контакта электродов с поверхностью материала, электроды выполняют из материалов различной электрокинетической активности, причем приконтактную зону электрода из более электрокинетически активного материала подвергают электромагнитному воздействию или нагревают, а в плоскости контакта капиллярно-пористого материала с электродами создают акустическое поле. Из более электрокинетически активного материала выполняют, например, анод.

Изобретение имеет следующие отличия от прототипа:

- электроды выполняют из материалов различной электрокинетической активности;

- приконтактную зону электрода из более электрокинетически активного материала подвергают электромагнитному воздействию или нагревают;

- в плоскостях контакта капиллярно-пористого материала с электродами создают акустическое поле.

Это позволит повысить эффективность извлечения жидкости из капиллярно-пористого материала и расширить область применения способа.

В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также решений с указанными отличительными признаками.

Изобретение применимо и будет использовано в 1999 г.

На чертеже изображена схема устройства для выполнения способа.

Устройство содержит электроды в виде анода 1 и катода 2 с внешним электрическим полем постоянной полярности, размещенный между электродами с обеспечением контакта с ними капиллярно-пористый материал 3. В качестве капиллярно-пористого материала использовали древесину. Анод 1 выполнен из более электрокинетически активного материала (например, из титана), а катод - из менее активного материала (например, из олова). Электроды 1 и 2 подключены к источнику акустических колебаний 4. В зоне контакта поверхности анода 1 установлен источник 5 электромагнитного воздействия (или источник тепловой энергии). Под электродами 1 и 2 установлены емкости 6 и 7 для сбора извлекаемой из материала 3 жидкости 8.

Способ выполняют следующими образом.

Пример. Устанавливают капиллярно-пористый материал 3 (в данном случае древесину) между электродами анодом 1 и катодом 2, при этом обеспечивают контакт электродов 1 и 2 с поверхностью материала 3. Включают источник тока (не показан), создающий напряженность электрического поля 10 - 200 В/см. С помощью источника 4 сообщают акустические колебания (с частотой 1-20 кГц) электродам 1 и 2 в плоскостях их контактов с материалом 3. Истечение жидкости происходит в данном случае и к аноду, и к катоду. Приконтактную зону электрода из более электрокинетически активного материала (в данном случае анода 1) подвергают электромагнитному воздействию от источника 5 (например, инфракрасного излучения) или нагревают.

Электрический ток, проходя через капиллярно-пористый материал 3, вызывает биополярный электроосмотический процесс извлечения жидкости 8 из материала 3, которая под действием гравитационных сил стекает в емкости 6 и 7. Выполнение одного из электродов из материала различной электрокинетической активности обеспечивает расположение изоэлектрической точки (зоны истечения жидкости из капиллярно-пористого материала) вблизи одного из торцов капиллярно-пористого материала, что способствует интенсификации процесса извлечения жидкости от изоэлектрической зоны со стороны этого торца (в нашем случае этот торец находится в контакте с электродом - катодом, выполненным из материала с меньшей активностью).

Электромагнитное поле, воздействуя на материал анода и приконтактную область обрабатываемого материала, вызывает электрохимические процессы, что позволяет интенсифицировать процесс извлечения жидкости со стороны другого торца обрабатываемого материала, повышает количество и объемную плотность ионно-катионных комплексов, а значит и электрокинетический потенциал, что обеспечивает эффективное протекание электроосмотического процесса извлечения жидкости из обрабатываемого материала, причем выполнение анода из более электрокинетически активного материала позволит провести активно эти процессы.

Акустическое поле способствует более однородному объемному распределению ионно-катионных комплексов в приконтактных зонах капиллярно-пористого материала (т.е. на границах электрод-материал) и обеспечивает ускорение процесса извлечения жидкости из капиллярно-пористого материала.

Таким образом, изобретение позволяет повысить эффективность извлечения жидкости из капиллярно-пористых материалов и расширить область применения способа за счет возможности его использования для обработки толстых материалов.