Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО - Патент РФ 2028387
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: электрохимия, в частности электрические устройства, в которых максимально допустимый ток рабочего электрода, погруженного в электролит, увеличен за счет применения одного или нескольких обкладочных элементов, размещенных перед электродом и обеспечивающих уменьшение плотности тока на той части или частях электрода, где эта плотность в общее случае была бы максимальной. Например, приведен продольный разрез нагревательной камеры резистивного нагревателя 1, имеющего первую пару противоположных изолированных боковых стенок, на которых через определенные интервалы смонтированы три электрода 2 одной полярности и три противоположных электрода 3 другой полярности. В конструкцию камеры входит вторая пара противоположно расположенных электробоковых стенок 4а, которые удерживают на соответствующем расстоянии боковые стенки 4, образуя в совокупности упомянутую нагревательную камеру. Она имеет прямоугольное поперечное сечение, при этом первые и вторые электроды индентичны. Объем камеры заполняется жидкостью, например водой, для замыкания "канал А" пропускания тока между электродами 2 и 3. Электролит выходит своей массой за поперечные кромки электродов, заполняя промежутки 5. Устройство снабжено экранными элементами 6 и 7. Экранные элементы 6 перекрывают кромки электродов 2,3 на расстояние t порядка 30% от промежутка между электродами 2 и 3. В другую сторону экран выходит за электроды на расстояние, в первом приближении равное промежутку между ними. В интервалах между последовательными парами электродов размещены экранные элементы 7, которые перекрывают каждый из двух смежных электродов на расстояние t. 5 з.п.ф-лы, 6 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2028387
Класс(ы) патента: C25D17/00, C23F13/00
Номер заявки: 4831849/26
Дата подачи заявки: 24.10.1990
Дата публикации: 09.02.1995
Заявитель(и): Бексвифт Лимитед (GB)
Автор(ы): Ричард Вольфганг Эмиль Моссе[GB]; Ян Руперт Ван дер Пост[GB]
Патентообладатель(и): Бексвифт Лимитед (GB)
Описание изобретения: Изобретение относится к электрическому устройству или прибору, имеющему электрод, имеющий соответствующую поверхностную зону токопроводности через проводящую среду, например, проводящую жидкость. Далее такая электропроводящая среда называется обобщающим термином "электролит" независимо от реализуемого режима проводимости в жидкости и независимо от наличия или отсутствия реального электролиза. Предложенное устройство предназначается для самых различных целей, например, в качестве электронагревателя резистивного типа, электролизера и электрических аккумуляторов.
Рабочая характеристика устройства такого типа в большинстве случаев ограничивается той максимальной плотностью электрического тока, которую способен выдержать электрод. Плотность тока, как правило, не постоянна по всей поверхности электрода, участвующей в токопереносе, увеличиваясь значительным образом на определенных частях электрода, обычно на его кромках. Это может быть обусловлено образованием дополнительных токовых "каналов" в объеме электролита поперечно и за кромками электрода или же может преодопределяться формой электрода. Для того, чтобы ограничить на определенном приемлемом уровне максимальную плотность рабочего тока на соответствующей части электрода, в общем случае приходится реализовать такой режим, при котором основная часть рабочей поверхности электрода функционирует при плотности тока значительно меньше оптимального уровня.
В некоторых резистивных нагревателях этот недостаток может быть устранен за счет увеличения не тока, а напряжения так, чтобы при допустимой плотности тока можно было бы сохранить потребную тепловую мощность прибора. Однако увеличение напряжения может, в свою очередь, создать новые проблемы, в частности обеспечение безопасности оператора или повреждение оборудования в результате пробоя. В то же время, без специальных мер по ограничению тока применение более высокого напряжения приведет к появлению в системе более мощных токов.
В принципе, для рассматриваемых целей возможно увеличение размеров электрода, но такая мера может привести к дополнительным трудностям. Электродные материалы во многих случаях являются дорогостоящими материалами, они могут иметь защитные покрытия из драгоценных металлов; в некоторых случаях конструкция прибора затрудняет или исключает возможность увеличения размеров электрода. В частности, в резистивных нагревателях, используемых для подогрева пищевых продуктов, применение укрупненных электродов приведет к необходимости использования крупногабаритных нагревательных камер. Это, в свою очередь, затруднит достаточно быстрый нагрев. Медленный нагрев нежелателен, поскольку он приводит к нарушению текстуры, витаминного состава и вкусовых качеств пищевых продуктов при длительном действии тепла, а также к ряду других проявлений, ухудшающих качество.
Все эти обстоятельства предопределили актуальность задачи предупреждения увеличения плотности тока в соответствующих рабочих зонах (в примеру, по кромкам) электродов в устройствах вышеуказанного типа.
Известно электрическое устройство со средством для регулирования токопропускающей способности электродов, содержащее электрод для пропускания тока через жидкость, контрэлектрод, обращенный к указанному электроду, и средство для течения жидкости.
Есть возможность контролируемо изменять площадь рабочей поверхности электрода, погруженного в электролит, через который пропускается ток, за счет размещения между рабочим и вспомогательным электродом подвижного экрана-обкладками. Перемещение такого экранирующего элемента, осуществляемое в целях изменения рабочей площади или зоны электрода, участвующей в токопропускании, в конечном итоге позволяет контролировать суммарный ток через электрическое устройство. Реально, целевым назначением экранного элемента в таких системах является не регулирование плотности тока на конкретных участках электрода, а всего лишь ограничение суммарного тока, вследствие чего при наличии такого элемента устройство или прибор функционирует в режиме существенно ниже уровня его максимальной токопроводности.
Предметом притязаний данного изобретения является электрическое устройство, содержащее электрод с соответствующей рабочей токопроводящей площадью и экранный обкладочный элемент, фиксированно размещающийся относительно электрода, имеющий малую толщину по сравнению с длиной токового канала или пути в данном электрическом устройстве и расположенный относительно электрода таким образом, чтобы уменьшать плотность тока на части или частях поверхности упомянутого электрода, которая в противном случае была бы недопустимо высокой; по существу, упомянутый экранирующий элемент служит для увеличения токопропускной способности электрода.
Электроды, применяемые в заявленном устройстве, могут иметь самую разнообразную форму, включая пластинчатую, цилиндрическую или сферическую. Величина площади внешней поверхности электрода, на которой проявляется максимальная плотность тока, зависит в общем случае от формы электрода и в какой-то степени от характера другого электрода в паре, образующей токопроводящий контур. Максимальная плотность электрического тока может иметь место при максимальном приближении данного электрода ко второму электроду. Во многих случаях это будет происходить по кромке электрода в зоне, где электролит находится вне прямого пути или канала токопроводимости, т.е. между данным электродом и вторым электродом, с образованием таким образом дополнительных токовых каналов. В общем случае экранный элемент (деталь) будет располагаться между рабочим электродом и вторым, вспомогательным электродом, охватывая ту часть внешней поверхности первого из них, которая в отсутствие такого экрана будет подвергаться действию электрического тока максимальной плотности. Парадоксально то, что ограничение плотности тока на отдельных участках поверхности электрода при незащищенной остальной преобладающей части этой поверхности способствует повышению токонесущей, токопроводящей способности системы. Возможно увеличение средней плотности электрического тока без выхода максимальной плотности за допустимые пределы.
Наличие экранирующего элемента позволяет работать заявленному электрическому устройству при более интенсивных суммарных тока, чем в отсутствие такого элемента. В этом изобретение резко отличается от эффекта подвижных экранов, используемых для ограничения тока в известных устройствах анализируемого типа.
В предпочтительном варианте исполнения экранный элемент располагается параллельно на некотором расстоянии от экранируемой части поверхности электрода. Кроме того, желательно, чтобы указанный элемент выходил за указанную часть.
Толщина экранного элемента должна составлять менее 10% от длины вышеупомянутого токового канала (пути), лучше, если она будет менее 5%, к примеру, 1-2%. Экранному элементу желательно придать такую форму, при которой он не будет препятствовать прохождению жидкого электрода поперечно направлению прохождения электрического тока.
В наилучших вариантах исполнения устройство, заявленное в рамках данного изобретения, содержит рабочий электрод, имеющий рабочую зону, через которую пропускается электрический ток; дополнительный электрод; средство, удерживающее упомянутые электроды в разнесенном друг относительно друга рабочем положении; средство, удерживающее электролит в пространстве между электродами, так что этот электролит выходит в поперечном направлении, по меньшей мере, за одну кромочную часть токопроводной зоны или площади поверхности электрода; и электроизоляционный экранный элемент, фиксированно располагающийся в промежутке между рабочим и дополнительным электродами, параллельно им или указанной кромочной части рабочего электрода внутри упомянутого средства, используемого для удержания электролита при этом указанный экранный элемент служит для частичного блокирования прохождения электрического тока при работе данного устройства между упомянутой кромочной частью токопроводной зоны основного электрода и дополнительным электродом.
Желательно, чтобы основной и дополнительный электроды были полностью обращены рабочими поверхностями друг к другу. Кроме того желательно, чтобы экранный элемент-обкладка полностью перекрывал указанную кромочную часть токопроводящей поверхности электрода, т.е. выходил в поперечном направлении за эту часть, проходя в направлении средины электрода.
В предпочтительном варианте исполнения экранный элемент должен перекрывать кромочную часть поверхности электрода, участвующей в пропускании тока, на расстояние, составляющее 10-300% от зазора между данным (основным) электродом и дополнительным электродом. Более точно, указанное перекрытие должно составлять 10-100%, а более предпочтительно 20-50% от указанного зазора порядка 30%.
При этом целесообразно, чтобы экранный элемент выходил наружу за токопроводящую зону электрода на расстояние, по меньшей мере равное зазору между основным и дополнительным (противоположным) электродом, а более предпочтительно, в два и более раз превосходящее упомянутый зазор, к примеру, в 4 и более раз.
Рассматриваемый электрод может иметь любую форму с любым числом кромок при самой различной их форме. При этом может оказаться целесообразным применение нескольких экранных элементов, перекрывающих кромки электрода, находящиеся в электролите.
Заявленное устройство может быть оснащено двумя экранными элементами, каждый из которых располагается в виде защитной обкладки между рассматриваемым электродом и противоположным, дополнительным электродом с некоторым зазором, продольно-параллельно первому из них, при этом каждый экранный элемент должен охватывать одну из двух противоположно располагающихся кромочных частей токопроводящей поверхности электрода, используясь при работе такого устройства для частичного блокирования прохождения электрического тока между упомянутой кромочной частью и токовым электродом.
Кроме того, рассматриваемое электрическое устройство может иметь дополнительный экранный элемент вышеуказанного типа, располагающийся между основным и дополнительным электродами, с некоторым зазором и вдоль первого из них, и перекрывающий третью кромочную часть токопроводящей поверхности первого из этих электродов, т.е. ту часть, которая соединяет две указанные противоположные кромочные части, при этом упомянутый экранный элемент служит для частичного блокирования токового канала между упомянутой третьей кромочной частью и дополнительным электродом. Первый, второй и третий вышеупомянутые экранные элементы могут быть выполнены заодно друг с другом.
В частном варианте исполнения заявленное электрическое устройство может иметь еще один второй экранный элемент вышеуказанного типа, располагающийся между основным и дополнительным электродами, с зазором и вдоль первого из них, и перекрывающий четвертую кромочную часть токопроводящей поверхности электрода, т. е. ту часть, которая соединяет две указанные противоположные кромочные части и которая располагается напротив упомянутой третьей кромочной части, при этом указанный второй дополнительный экранный элемент служит для частичного блокирования прохождения электрического тока в процессе работы данного устройства между четвертой кромочной частью и дополнительным электродом. Это четвертый элемент экранирующего действия может быть выполнен заодно с первым, вторым и третьим экранными элементами.
Дополнительно следует указать, что экранный элемент может быть выполнен в виде пластинчатой детали, имеющей отверстие и охватывающей в рабочем положении центральную часть электрода.
В некоторых случаях может оказаться целесообразным расположить один или каждый экранирующий элемент посредине между основным и дополнительным электродами. Но, в принципе, допускается и такая схема, когда один или каждый экранный элемент расположен ближе к основному электроду, чем к дополнительному электроду. В свою очередь, в определенном случае при наличии одного или нескольких экранирующих элементов в системе основного электрода подобный экран может иметь и дополнительный (противоположный) электрод; в этом случае экранирующие элементы размещаются симметрично вокруг срединной точки между основным и дополнительным электродами. Такая схема предпочтительна, когда промежуток между электродами велик по сравнению с их размерами.
Если электрод имеет плоскую форму, желательно, чтобы один или каждый из элементов-экранов также имел форму плоской детали.
Альтернативно предпочтительным вариантом исполнения системы "основной - дополнительный электрод" может быть такой вариант, при котором первый из электродов имеют форму стержня или трубки с внешней рабочей цилиндрической поверхностью, а другой электрод - форму трубки, концентрически охватывая первый электрод и имея при этом внутреннюю цилиндрическую рабочую поверхность. При такой конструктивной схеме между электродами имеется кольцевой промежуток, заполненный электролитом. На конце основного и дополнительного электрода может находиться цилиндрический экранный элемент с диаметром, промежуточным между диаметрами указанных электродов, и при относительно тонкой стенке, перекрывающей концевую часть электрода. В рассматриваемом устройстве может быть использовано несколько таких электродных пар, размещенных с определенными интервалами в продольном направлении на удалении друг от друга. Основной или дополнительный (т.е. первый или второй) электрод, который является внешним в паре, может быть выполнен в виде герметичного трубчатого сосуда, заполненного электролитом, или же в виде обкладки на стенке такого сосуда. Такая конструкция не будет препятствовать течению жидкого электролита через кольцевой промежуток между электродами.
В общем случае желательно, чтобы экранирующий элемент был достаточно тонким, однако степень такого утонения не является критическим параметром. К этому элементу может прикладываться все напряжение, применяемое в данном электрическом устройстве - приборе, и поэтому указанный элемент должен иметь высокую диэлектрическую прочность, достаточную для того, чтобы выдержать такое напряжение.
Целесообразно, чтобы используемые электроды имели плоские рабочие поверхности, ориентированные параллельно друг другу и одному или каждому экранному элементу.
Но, в принципе, электрод может быть стержнеобразным, а экранный элемент - в виде втулки, окружающей концевую часть токопроводящей поверхности электрода. Такое конструктивное решение предпочтительно прежде всего в устройстве катодной защиты и при применении заземленных электродов. При этом экранирующий элемент может выходить за концевую часть токопроводной зоны электрода. Аналогичные экранные элементы могут устанавливаться и вокруг стыков или мест соединения в электроде, в которых в противном случае будет действовать ток большой плотности.
Экранный элемент может быть снабжен закрывающей частью, выполняемой заодно с остальной его конструкцией и перекрывающей указанную втулку на концевом участке рабочей зоны электрода. К примеру, экранный элемент может иметь форму чашеобразной крышки с основанием и боковыми стенками, надеваемой на конец стержнеобразного электрода, который вводится с зазором в объем внутри боковой стенки этой крышки.
В тех случаях, когда электрод полностью погружен в электролит, желательно использовать два таких экранных элемента, по одному на каждом конце электрода.
Действие экранного элемента должно проявляться в более равномерном распределении плотности тока на электроде и, в первую очередь, в уменьшении этой плотности на защищаемой кромке.
В зависимости от типа применяемого устройства максимальная плотность тока на электродной кромке может ограничиваться на уровне, не превышающем более чем вдвое среднюю плотность тока при работе данного устройства, а в некоторых случаях - не более чем в 1,5 раза или даже 0,65 раза.
В состав рассматриваемого электрического устройства может входить средство для создания разности потенциалов на основном и дополнительном электродах; это средство может формировать как переменную, так и постоянную разность потенциалов. Далее конструкция устройства может включать в себя несколько комплектов указанных электродов. Эти электроды могут быть погружены в общий электролит.
Электролит может содержаться в трубчатом элементе, имеющем набор указанных основных электродов, размещенных с соответствующими интервалами в продольном направлении вдоль его внутренней поверхности, и соответствующее число электродов противоположной полярности, расположенных аналогичным образом, к примеру, вдоль внутренней поверхности трубчатого элемента или вдоль его оси, и обращенных к указанным основным электродам.
Заявленное устройство может служить в качестве резистивного, омического нагревателя. Возможно также его применение для электролиза, обогащения руды, снятия гальванических покрытий, гальваностегии, гальванопластики, хлорирования или же в качестве первичного или вторичного источника электропитания, электрического дисплея, электрохромирователя, жидкокристаллического индикатора, электролюминесцентного прибора, устройства катодной защиты и жидкостного насоса.
Данное устройство при использовании в варианте катодной защиты включает в себя расходуемый анод в виде стержня и электроизолированный экранный элемент в виде втулки, окружающей каждый из концов электрода. Каждый применяемый экранный элемент может иметь замыкающую часть, закрывающую указанную втулку на соответствующем конце электрода.
В другом варианте исполнения электрическое устройство, представляющее предмет притязаний данного изобретения, содержит основной электрод с рабочей токопроводящей поверхностью; дополнительный электрод противоположной полярности, размещенный с определенным промежутком относительном упомянутого первого электрода; электролит, заполняющий промежуток между электродами и выходящий своей массой в поперечном направлении за одну или обе кромочные части рабочей токопроводящей поверхности основного электрода; электроизолированный экранный элемент, расположенный неподвижно между основными и дополнительными электродом в электролите с зазором относительно электродов, обращенный рабочей боковой поверхностью к кромочной части основного электрода и предназначенный для частичного блокирования прохождения электрического тока в процессе функционирования данного устройства в промежутке между упомянутой кромочной частью рабочей поверхности основного электрода и дополнительным электродом противоположной полярности.
Такое устройство в частном варианте исполнения может использоваться в качестве средства катодной защиты. При этом упомянутый дополнительный (противоположный) электрод может быть защищаемым объектом, а в качестве электролита может использоваться жидкость типа воды, с которой электрод и защищаемый объект находятся в контакте.
На фиг.1 схематично показан продольный разрез (не в масштабе) резистивного нагревательного устройства; на фиг.2 - график, иллюстрирующий влияние рассматриваемого устройства на ограничение плотности тока на кромке электрода; на фиг. 3 - график, иллюстрирующий изменение однородности плотности электрического тока при изменении положения экранирующего элемента; на фиг. 4 - схематизированный вид сбоку электрода, предназначенного для катодной защиты в устройстве; на фиг.5 - изотопотенциальный график, описывающий режим работы электрического устройства, представленного на фиг.1; на фиг.6 - аналогичный изотопотенциальный график, но для других рабочих условий.
На фиг. 1 показан продольный разрез нагревательной камеры резистивного нагревателя 1, имеющего первую пару противоположных изолированных боковых стенок, на которых через определенные интервалы смонтированы три электрода 2 одной полярности и три противоположных электрода 3 другой полярности. В конструкцию камеры входит вторая пара противоположно расположенных электроизоли- рованных боковых стенок 4а, которые удерживают на соответствующем расстоянии боковые стенки 4, образуя в совокупности упомянутую нагревательную камеру. Эта камера имеет прямоугольное поперечное сечение, при этом первые и вторые электроды идентичны.
Внутренний объем нагревательной камеры в процессе использования заполняется нагреваемой жидкостью, в качестве которой может быть вода, молоко или какой-то жидкий пищевой продукт; эта жидкость служит в качестве электролита, замыкая "канал" пропускания тока между основными электродами 2 и противоположными относительно них, дополнительными электродами 3. Конструктивно нагревательная камера устроена таким образом, что электролит выходит своей массой в поперечном направлении за поперечные кромки электродов, заполняя промежутки.
Для предупреждения чрезмерной плотности тока на кромочных частях электродов в процессе работы данное нагревательное устройство снабжено экранными элементами 6 и 7. Эти экраны выполняются из электроизоляционного материала с диэлектрической прочностью, достаточной для того, чтобы выдержать то рабочее напряжение, которое применяется в нагревателе. Экранный элемент или детали 6 расположены по концам нагревательной камеры, перекрывая кромки электродов 2, 3 на расстояние t, которое составляет порядка 30,% от промежутка между парами электродов 2-3. В другую сторону экран 6 выходит за электроды на расстояние, в первом приближении равное промежутку между ними.
В интервалах между последовательными парами электродов размещены экранные элементы 7, которые перекрывают каждый из двух смежных электродов на расстояние t. Экраны 7 заходят за кромку каждого электрода 2 на расстояние, превышающее, по меньшей мере, вдвое зазор между электродами 2, 3. Эти экранные элементы служат для блокирования прохождения тока от кромочных частей 2а электродов 2.
Толщина экранных элементов 6, 7, показанных в разрезе, для наглядности несколько увеличена. На самом деле в данном варианте устройства эти элементы имеют форму тонких пластин, выполняемых из электроизоляционного материала и имеющих толщину порядка 1% от межэлектродного промежутка.
Далее следует указать, что в системе рассматриваемого типа, в которой используется несколько пар электродов, между смежными, последовательно расположенными электродами образуются дополнительные токовые "каналы", это имеет место при приложении переменного напряжения к противоположным парам электродов. Таким образом, в рассматриваемом устройстве электрический ток может течь не только между электродом 2 и расположенным напротив него дополнительным электродом 3, но и между смежными электродами 2, если между ними возникает разность потенциала, что возможно при различии фаз многофазного источника, прикладываемых к электродам. По существу, экранные элементы 7 служат для предупреждения избыточной плотности тока на кромках электродов 2 и 3.
На фиг.2 показан график, представляющий плотность тока и полученный численным моделированием для зоны от центра электрода 2 до его кромки при наличии экранного элемента, перекрывающего кромку на расстоянии t. Данный график упрощен в том смысле, что при численном его расчете рассматривалось только двухмерное сечение (модель) электрода. График фиг.2 получен при t = 3 см, для интервала между электродами 2, равного 20 см, и промежутка между электродами 2, 3 в каждой паре 10 см.
Максимальная плотность электрического тока в данном случае превосходит приблизительно в 1,2 раза значение плотности тока в центре электрода. При отсутствии экранного элемента это соотношение было бы значительно больше.
На фиг.3 приведены две кривых, определяющих соотношение между плотностями тока на кромке и в центре электрода в зависимости от расстояния t перекрытия и межэлектродного промежутка L. Верхняя кривая построена для интервала между электродами 2, равного 5 см, и промежутка L между электродами 2, 3, равного 15 см. Нижний график получен для интервала между смежными электродами 2 = 40 см и межэлектродного промежутка 15 см.
Анализируя эти графики, следует указать, что плотность тока на электроде зависит в основном от степени перекрытия t между экранным элементом и электродом и очень мало от интервала между электродами 2.
На фиг. 4 схематично показан расходуемый анод, выполненный в соответствии с данным изобретением. Данное устройство выполнено в виде стержнеобразного электрода 8, снабженного с каждого конца крышкообразным экранным элементом 9, имеющим основание 10 и концентрическую боковую стенку, отходящую от основания к центру электрода и расположенную с зазором относительно поверхности электрода. При использовании такого расходуемого анода защищаемое электрическое устройство или прибор образует дополнительный электрод (противоположный, второй электрод) электрического устройства, составляющего предмет притязаний данного изобретения при этом токопроводящая среда, в которой должно находиться защищаемое устройство, будет состоять из электролита.
Фиг.5 и 6 дополнительно иллюстрирует эффект применения экранных элементов вышеуказанного типа в устройстве, схематично показанном на фиг.1. На фиг. 5 и 6 представлены графики распределения изопотенциалов; эти графики рассчитаны численным методом. Из графика на фиг.5 следует, что в нормальном режиме работы ток между электродами с одной стороны канала отсутствует, при этом соотношение между максимальной плотностью тока на соответствующем электроде и средней плотностью тока в рассматриваемом устройстве будет равно порядка 1,5. Это означает, что средняя плотность тока может быть значительно больше, чем в отсутствие экранов, и при этом плотность тока на кромках не будет чрезмерной. Нагревательный эффект проявляется в наибольшей степени там, где изопотенциалы максимально сближены, т.е. вдоль продольной оси нагревателя. С учетом того, что применяемая жидкая среда имеет наибольшую скорость течения по оси нагревателя, такое токораспределение, как очевидно, приведет к более равномерному нагреву. Далее размещение экранных элементов вдоль оси нагревателя само по себе приводит к уменьшению скорости течения вдоль центра проходного его канала, что опять способствует равномерному нагреву.
График на фиг. 6 иллюстрирует условие, которое может возникнуть кратковременно при прекращении прохождения электрического тока по центру электродов. Из этого графика следует, что между входными и выходными электродами и центральной парой электродов нет заметного тока, а также то, что максимальная плотность тока на входных и выходных парах электродов а даже при условиях не велика в соотношении к средней плотности тока.
Оба графика свидетельствуют об отсутствии тока в направлении нейтральных электродов на концах проходного канала нагревателя.
В вышерассмотренные варианты исполнения изобретения могут быть внесены разнообразные изменения и усовершенствования, допустимый объем и содержание которых лимитируются формулой патентования. В частности, экранный элемент, составляющий конкретный отличительный признак настоящего изобретения, может быть использован в резистивном нагревательном устройстве, описанном в английской патентной заявке N 8716673, кроме того, этот элемент может быть использован в сочетании с электродами, описанными в сопутствующей английской патентной заявке N 8725866.
Рассмотренные выше в качестве иллюстрации плоские электроды и экраны могут быть заменены трубчатыми и коническими секциями; в этом случае фиг.1 стала бы половинным продольным разрезом относительно осевой линии, ориентированной параллельно или под углом по отношению к оси данного чертежа на фиг.1.
Выше был описан вариант конструкции заявленного электрического устройства со стержневым электродом, защищенным с каждого конца трубчатым экраном, выходящим за пределы электродного стержня. В то же время, возможен такой вариант, при котором несколько стержневых электродов и экранов объединяются в двумерную параллельную систему (подобно щетке) с чередованием полярности, необходимым для реализации электрохимического процесса.
В принципе, изобретение может быть использовано в электрогальванической установке, вокруг рабочего ролика которой, в гальванической ванне, пропущена стальная спираль, действующая как электрод; в такой конструкции экранные элементы могут быть применены для каждой кромки тела ролика в виде искривленных пластин, охватывающих эти кромки, но не плотно, а на некотором удалении от них так, чтобы не затруднять циркуляции жидкости.
Другим альтернативным вариантом конструктивного решения изобретения является применение двух плоских металлических кольцевых электродов, каждый из которых монтируется на поверхности изоляционного основания в параллельном положении или под углом друг к другу. В этом случае токопроводящая жидкость может проходить в радиальном направлении внутрь или наружу к центральной трубе или в направлении от нее и по ней - вдоль оси электродов. Экранные элементы могут быть выполнены в виде двух колец из изоляционного материала, одно из которых охватывает внешнюю кромку электродов, а другое - внутреннюю кромку. Для обеспечения рационального нагрева жидкости межэлектродный промежуток может изменяться в направлении ее потока так, чтобы обеспечить оптимальное тепловыделение за счет изменения времени нагрева и плотности тока с учетом изменений в проводимости в зависимости от температуры.
Формула изобретения: 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО со средством для регулирования токопропускающей способности электродов, содержащее основной электрод для пропускания тока через жидкость, контрэлектрод, обращенный к основному электроду, и средство для течения жидкости, отличающееся тем, что оно снабжено экранным элементом, выполненным из электроизоляционного материала и зафиксированным относительно основного электрода между последним и контрэлектродом, чтобы перекрыть края основного электрода и контрэлектрода, с возможностью обеспечения уменьшения плотности электрического тока на части или частях поверхности как основного электрода, так и контрэлектрода, причем толщина экрана выбирается малой по сравнению с длиной токового канала.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что экранный элемент расположен с зазором относительно защищаемой части основного электрода.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что экранный элемент смонтирован с возможностью выступа за защищаемый край основного электрода на расстоние, по меньшей мере большее, чем расстояние между экранным элементом и ближайшим электродом.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что экранный элемент покрывает промывочную часть электродной поверхности на расстоянии 20-50% от промежутка между основным электродом и контрэлектродом.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что канал средства для течения жидкости ориентирован поперечно направлению прохождения электрического тока.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что средство для течения жидкости выполнено в виде трубчатого элемента, вдоль внутренней поверхности которого в продольном направлении с интервалами относительно друг друга расположены основные электроды и аналогично смонтированы дополнительные противоположные электроды, причем дополнительные электроды ориентированы рабочими поверхностями противоположно основным электродам.