CN1199021A - 一种液体净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液体净化装置(10),其适于通过电解对重金属银进行净化。所述装置(10)包括一腔室(14),其具有分开的入口(16)和出口(18),其中液体可以从入口(16)进入,通过腔室(14),从出口(18)流出。电解单元(20)包括至少两个银电极(22,24),它们相互分开,设置于腔室内的液流通道上。所述装置还包括用于控制所述电极(2,24)工作的电路(32),所述电路包括对所述电极(22,24)提供脉冲电流的第一定时装置(62)。

Description

一种液体净化装置

本发明涉及液体净化装置以及使用该装置的方法，尤其涉及液体去病菌装置以及使用该装置的方法。

本装置并不针对特定的液体，但其较普遍的用途是制造水，可以消除饮用水环境中的病原体，还可以处理水以及很多其它种使用或循环使用的液体。所述液体可以包括水果浆汁、牛奶、糖汁等。本发明可以叙述为用于既净化液体又能保存该液体的一种处理液体的液体去病菌装置。由于血液也是液体，本发明可提供对由舌下吸收的哺乳动物的血液进行消毒的去病菌方法。很显然，本发明不仅限于上述特定使用领域，而且在表面消毒方面具有广泛的用途，还可能有许多其它用途。

已公知并在现有专利说明书记载，银离子可以有效的去除微生物。但在所有的现有技术中，用于液体净化的银基于银盐的制造。可以把银盐加入液体或通过电解作用化学地就地生成。利用电解作用使用银已公开于澳大利亚专利No.685630和国际专利申请No.PCT/AU96/00768，其内容被引入了下面的说明书中。用化学的或电的方法把银引入液体，产生的盐或离子迅速耗尽，从而达到净化效果。在很多情况下，如氯化银的盐基本上不溶于水，析出形成沉淀，与液体分离。一般要处理的液体在过滤之前，银经常会与氯气接触而生成氯化银(一种雾状化合物)。氯化银具有在周围元件上沉淀的趋势，从而从液体中析出并与液体分离。

已公知，大多数银化合物具有光敏性并易于沉淀，因此它们实际上用于所有的摄影和X-线诊断过程中。当银用作可饮用液体的净化剂时，其特定的属性变得有害，立即沉淀会产生锈蚀，例如在游泳池中，还会在干净的液体中使皮肤褪色。

在现有技术中，对于上述问题，基本认为在特定的应用中，银的固有反应会限制其固有的去病菌能力。消除上述问题即意味不使用银。在饮用水中，银的特定允许值已由健康机构推荐，如FDA(联邦毒品委员会)，WHO(世界健康组织)和EPA(环境保护协会)，用于消除银盐的所谓Argeria的负面效应。Argeria即指银的剂量过多而产生的皮肤褪色。上述推荐值和法律规定使获得大量的作为去病菌元素的潜在的银几乎是不可以的，即使已证明皮肤褪色是完全无害的。

本发明的主要目的是提供一种改善现有技术中存在问题的装置，可有效地产生悬浮的银颗粒。所述银颗粒不受光的影响，不可溶但不会析出沉淀，另外，由于是纯银颗粒而不是银盐，即使高剂量的摄取也不会产生皮肤褪色。

本发明的另一个目的是提供一种装置，用于使颗粒带上电荷，使颗粒保持均匀恒定。

本发明的另一个目的是使带电的银颗粒足够小，能够为细胞和舌下血管吸收，吸收量可达到治疗所需的量。

根据本发明的这些目的，提供了一种液体净化装置，其适于通过电解对重金属银进行净化，所述装置包括一腔室，其具有分开的入口和出口，其中液体可以从入口进入，通过腔室，从出口流出，所述装置至少具有一电解单元，每一电解单元包括至少两个银电极，它们相互分开，设置于腔室内的液流通道上，至少一个电极是阳极，另一电极是阴极，装置还包括用于控制所述电极起作用的电路，所述电路包括对所述电极提供脉冲电流的第一定时装置。

所述电路最好包括第二定时装置，用于循环地变换所述阳极和阴极的极性来达到对阳极和阴极自动清洗的效果。本发明优选的脉冲电流的频率选在9至11千赫之间，每1至4秒变换一次极性。

脉冲最好是方波脉冲。

在实际的实施例中，每一电解单元包括一个阳极，一对阴极等距地位于其两侧，所述阳极和阴极沿液流通道间隔设置。

本发明的另一个改进在于采用特定频率的电流和电压产生银颗粒，颗粒尺寸能保证悬浮在液体中，而液体不需要具有高的粘性、防腐剂或稳定剂，例如脱离子水。

为了达到对液体里细菌消毒的目的，本发明提供了一种装置，用于就地产生悬浮在液体里的银颗粒。另外，这种银颗粒的产生形成一种自然保护，防止任何微生物再次污染该液体。

为了使发明更容易理解和实施，现在参照附图加以说明，其中：

图1是一横截面侧视图，示出根据本发明制造的液体净化装置的非限定实施例；

图2是沿图1中2-2箭头方向得到的横截面图；

图3是本发明所采用的第一电路的电路简图；

图4是本发明所采用的另外的第二电路的电路简图。

优选实施例可以很容易地与澳大利亚专利No.685630所述的装置相结合，该专利文献已经引入本说明书。

如图1和图2所示，液体净化装置10具有筒形壳体12，该壳体限定了腔室14，腔室两端具有相对的入口16和出口18，液体可以从入口16进入，通过腔室14，从出口18流出。电解单元20伸入腔室14的流动通道。在该实施例中，有三个电极，包括一银阳极22和位于其两侧的一对银阴极24。虽然示出的是圆形电极，很明显，也可以采用澳大利亚专利No.685630所示的扁平电极，或任何其它形状的电极。电极22、24从壳体26伸出，壳体26具有螺纹安装件28，用于与壳体12上的螺纹座30相连。由标号32示出的电路包括蓄电池装置34，这里，包括装有四个1.5伏“AA”电池36的电池套，这些电池用于向整机电路38供电，向电极22、24供给直流电。

开关40与整机电路38相连，平常不作用，使电路32关闭，此时液体没有通过入口16进入腔室14。开关40是典型的舌簧形开关，其具有公知的可移动的片簧形接触元件。当永磁体移向片簧，接触元件在磁场的作用下接合在一起。开关40被封闭在非导电套筒42内，如塑料套筒，这是用于保护开关，防止受到电解的影响而被污染。

为了控制开关40，在入口16安装了开关致动阀44。致动阀44包括圆柱形套筒46，其与壳体12制成一体。带台肩的柱塞48可滑动地位于套筒46之内，其具有可抵靠在套筒46的内端部的台肩50。柱塞48被轻的不锈钢拉伸弹簧52拉紧，处于封闭入口16的位置，但其可以在流入液体的作用下，逆着弹簧52的作用方向移动，使液体流入并通过腔室14。弹簧52一端与柱塞48的伸出端54相连，另一端与撑柱56相连。柱塞48端部安装有永磁体58，从而构成了整个开关致动阀44。如上所述，通过这样设置部件，使得柱塞48逆着弹簧52的作用方向移动时，打开开关40，启动整机电路38。当液体流动压力不能克服弹簧的拉伸力时，柱塞48将被拉入套筒46而关闭入口16，同时打开开关40的接触舌簧。柱塞48远离套筒46向开关40的移动以及被拉回至套筒46外侧的制动位置都要防止细菌进入套筒46。柱塞48的导缘82和圆柱套筒46的内缘84最好被倒角或倒棱，从而防止导缘82卡在内缘84上，进而防止堵塞入口16。

为了校准开关，可以将开关42偏移电极22、24一定的调整量。由于舌簧开关40的连续操作，会使舌簧或接触元件弹性减弱，而只需要较小的磁场作用。在澳大利亚专利No.685630所述的实施例中，没有进行这种调整的途径，而这种调整是需要的。但在本发明的实施例中，只需沿箭头60的方向转动壳体26就可简单地完成调整。开关40移近或移开永磁体58取决于所需调整的形式。只要需要，可以进行调整来连续地打开或关闭装置10。

图3示出了控制电极22、24的电路的第一实施例。该电路包括第一定时装置62，其用于向电极22、24提供方波脉冲，还包括第二定时装置64，其用于转换电极22、24的极性。有关改进的叙述和转换电极22、24的极性的操作可以在国际专利申请No.PCT/AU96/00768中找到，上述文献已引入本说明书。由于阳极和阴极可以吸引不同的污染物，采用极性转换可提供耐磨和自动清洁的电极。在该实施例中，每1至2秒转换一次极性，代替了PCT/AU96/00768中的每30分钟转换一次的方法。这允许处理一短段流动的液体，如在一杯水流过的时间内转换极性。

第一定时装置62具有IC1型数字计时器，其是NE556计时器在基本的非稳态下运行的一半。输出信号66是10千赫的方波，该输出信号进入转换器Q2、Q3并被放大。由二极管D2和电容器C2构成电压加倍电路。来自输出信号66，只是发生了直流偏移的原始的输入信号经过上述装置成为未滤过的输出信号68，该输出信号又作用于阳极22。

输出信号66经线路70分离出一输入，由转换器Q6、Q7放大。二极管D3和电容器C3又形成一加倍电路。未滤过的输出信号72作用于阴极。

在电路的极性转换方面，电流转换电路的标准是不合适的，因为需要转换的电压比可用的转换了的电压要高。为了克服这个问题，两个偏置输出方波68、72分别开关，完成输出的转换。

第二定时装置64包括另一半IC1，产生1.5倍的第二控制信号74。信号74通过转换器Q9、Q10反相，形成反相信号76。信号74输入转换器Q5和Q8，进而控制输出信号72，同时，反相信号76输入转换器Q1和Q4，用于控制输出信号68。为了可视地示出输出信号68和72中哪个信号在起作用，设置了两个发光二极管(LED)78、80。每个二极管78、80和对应的输出68、72相连。

现在，通过与现有技术系统比较来说明优选实施例的工作原理。在利用银来消毒的现有技术中，采用了电解系统，在所有的普通车间都使用阴极和阳极，不管它们形状如何，阳极是用于把银引入指定液体内的生产电极。在本发明中，纯银的阴极用于使银颗粒或银离子带电。这种特定操作，对于本领域熟练技术人员来说是公知的，通常称作阴极溅镀。但是，阴极溅镀通常在万分之一或更小大气压的真空内进行的，阴极带有从1000到3000伏的电压。在这种稀薄的空气状态下，带正电的气体颗粒从阳极向阴极移动，速度加快，相互轰击，使小的颗粒被分开。本发明结合电解和阴极溅镀，并用液体环境代替稀薄的空气。在液体环境作为电解液时，电极(阴极和阳极)之间距离较近。采用直流电进行电解，用9至11千赫之间特定频率的方波与其叠加，经测试，最好选用10千赫。一旦电解开始，银颗粒从阳极向阴极移动通过电解液，加速并由叠加的方波带上高压电。由于来自阳极的带高压电的颗粒带有正电，其通常到达带有负电的阴极。因为到达并不是真正的结合，顺次从阳极向阴极移动的带电颗粒(银离子)轰击带正电的颗粒，使它们从阴极被撞出。因为已被撞出的颗粒和刚被撞出的颗粒都带有正电荷，它们立即相互排斥，在电解液或液体内悬浮，从而形成银的悬胶溶液。由于颗粒结合到阴极并不是真正的结合，容易想到用优选实施例中的6伏电压代替传统的真空阴极溅镀所采用的1000-3000伏，在阴极溅镀中会由电子轰击产生热量，用电阻代替，主要用于阴极的分解。优选实施例中工艺既不是单独的阴极溅镀，又不是单独的电解，今后，将该工艺称作电控阴极颗粒移位。

图4示出了控制电极22、24的电路的第二实施例。电路包括第一定时装置100，其用于向电极22、24提供方波脉冲，还包括第二定时装置102，其用于转换电极22、24的极性。在该实施例中，每1-2秒转换一次极性。

第一定时装置100包括数字计时器，该计时器是74HC14 Hex SchmittTrigger型的一半，其采用反相器U1D，U1E和U1F作为低能量的振荡器使用。输出104一般为10千赫的方波，其输入开关转换器Q3，Q6；Q4，Q8并被放大。

第二定时装置102包括74HC14 Hex Schmitt Trigger型的另一半，产生1.2倍的第二控制信号106，108。为了可视地示出22，24中哪个输出在起作用，设置了两个发光二极管(LED)110，112。每一发光二极管110，112与相应的输出106，108相连。电源由安装于连接器JP1上的电池(未示出)供给，该连接器具有正极端子114和负极端子116。舌簧开关40和端子118，120相连。

在使用中，我们假定电极22相对于电极24是正极。转换器Q2和Q5接通控制信号108，106，又各自通过二极管D3和电阻R1、R2向电极22，24提供电流。转换器Q6，Q3和电容器C1一起把10千赫的方波输出叠加到电极22上。第二定时装置102的极性转换由转换器Q1和Q7控制，通过二极管D4和电阻R1，R2向电极22，24提供电流。转换器Q8，Q4和电容器C2一起把10千赫的方波输出104叠加到电极24上。

本领域技术人员很容易理解，对本发明可以进行许多进一步的改变，只要这些改变在本发明的范围内，这里只指出本发明主要的实质，通过举例的方式列出特定的实施例。

Claims (10)

1.一种液体净化装置，其适于通过电解对重金属银进行净化，所述装置包括一腔室，其具有分开的入口和出口，其中液体可以从入口进入，通过腔室，从出口流出，所述装置至少具有一电解单元，每一电解单元包括至少两个银电极，它们相互分开，设置于腔室内的液流通道上，至少一个电极是阳极，另一电极是阴极，装置还包括用于控制所述电极工作的电路，所述电路包括对所述电极提供脉冲电流的第一定时装置。

2.如权利要求1所述的液体净化装置，其特征在于所述电路最好包括第二定时装置，用于循环地变换所述阳极和阴极的极性来达到对阳极和阴极自动清洗的效果。

3.如权利要求2所述的液体净化装置，其特征在于脉冲电流的频率选在9至11千赫之间，每1至4秒变换一次极性。

4.如上述任意权利要求之一所述的液体净化装置，其特征在于脉冲是方波脉冲。

5.如上述任意权利要求之一所述的液体净化装置，其特征在于每一电解单元包括一个阳极，一对阴极等距地位于其两侧，所述阳极和阴极沿液流通道间隔设置。

6.如权利要求5所述的液体净化装置，还包括用于启动所述电路的开关，该开关位于所述腔室内部但偏置于所述电极，并对应于所述入口的液流。

7.如权利要求6所述的液体净化装置，其特征在于所述开关是舌簧型开关，其由位于所述入口内阀体上的磁性元件致动。

8.如权利要求7所述的液体净化装置，其特征在于所述电极和开关安装于可转动元件上，允许改变所述开关和磁性元件之间的距离。

9.如权利要求7或8所述的液体净化装置，其特征在于所述阀体是压力响应阀。

10.如上述任意权利要求之一所述的液体净化装置，其特征在于脉冲电流的频率是10千赫，每1至2秒转换一次极性。

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