MXPA98001106A - Aparato para la purificacion de liquidos - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un aparato para la purificación de líquidos, adaptado para emplear los efectos de la purificación de la plata de metal pesado bajo electrólisis, este aparato incluye una cámara formada con aberturas de entrada y de salida separadas, por lo cual el líquido puede hacerse fluir a través de la cámara de la abertura de entrada a la abertura de salida, al menos una unidad electrolítica, cada unidad electrolítica incluye cuando menos dos electrodos de plata espaciados, montados en la cámara en la trayectoria del flujo de líquido, cuando menos uno de los electrodos en unánodo y al menos otro de los electrodos es un cátodo, elementos de circuito eléctrico para controlar la operación de los electrodos, estos elementos de circuito eléctrico incluye un primer elemento sincrónico para suministrar una corriente pulsada sobreimpuesta sobre una corriente continua a estos electrodos y un segundo elemento sincrónico para invertir de forma cíclica la polaridad del (los)ánodo (s) y cátodo (s) para proporcionar un proceso cíclico cuando partículas de plata cargadas positivamente se mueven del (los)ánodo (s) hacia el (los) cátodo (s) y al invertir la polaridad las partículas de plata cargadas positivamente unidas se repelen para formar una solución coloide de plata.

Description

APARATO PARA LA PURIFICACIÓN DE LÍQUIDOS Esta invención se refiere a un aparato para la purificación de líquidos y a métodos de usar el mismo y particularmente se refiere a un aparato contra microbios en líquidos y a métodos para el usar el mismo. El aparato no se dirige a cualquier líquido particular, sin embargo, uno de los usos más comunes seria en producir agua que sea capaz de destruir patógenos ambientales en el agua de beber o para tratar el agua y muchos otros líquidos para el uso de consumo y de recreación. Tales líquidos pueden incluir los jugos de frutas, leche, jarabes, etc. Esta invención se puede describir como un aparato contra microbios en líquidos para el tratamiento de líquidos tanto para la purificación del líquido como para la capacidad de preservar estos líquidos. Como la sangre es también un líquido, la invención puede producir soluciones anti-microbianas para la descontaminación de la sangre de mamíferos por la absorción sub-lingual. Llegará a ser más evidente que la invención no se limita sólo al campo particular anterior de uso, sino tiene aún una aplicación más amplia en la descontaminación de superficies y son posibles muchas otras aplicaciones. Es bien conocido y documentado en especificaciones de patente anteriores la capacidad de los iones de plata para destruir efectivamente microorganismos. Sin embargo, en la técnica anterior la plata que se ha usado en la aplicación de la purificación de líquidos se ha basado en la producción de sales de plata. Las sales de plata son o agregadas al líquido o fabricadas in situ por electrólisis. El uso de la plata con el empleo de la electrólisis se describe en la patente australiana No. 685630 y en la solicitud de patente internacional No. PCT/AU96/00768, cuyos contenidos se incorporan en esta especificación como referencia. Con la introducción o química o eléctrica de la plata al líquido, las sales y los iones producidos se usan rápidamente hasta realizar el efecto de la purificación. En muchos casos, las sales, tal como el cloruro de plata, son básicamente insolubles, pueden precipitar como sedimentos y no ser llevados con el líquido. En muchos casos, donde el líquido se va a tratar, antes de filtrar, la plata más a menudo no entrará en contacto con el cloro, causando la producción del yoduro de plata (un producto químico efectivo en la siembra de las nubes para producir lluvia) . El yoduro de plata tiene la tendencia a formar placas en los elementos que lo rodean y tiende a quedarse atrás y de nuevo no es llevado con el líquido. Es un hecho bien conocido que la mayoría de los compuestos de plata son sensibles a la luz y tienden a formar placas, y ellos se usan prácticamente en todos los procesos fotográficos y de rayos X. Este atributo particular de la plata puede llegar a ser perjudicial cuando se usa la plata como un purificador del agua potable, donde la formación de placas, por ejemplo, puede causar el teñido, por ejemplo en albercas de natación y centros recreativos y la decoloración en líquidos claros. En la técnica anterior, los problemas antes mencionados, se consideran básicamente reacciones naturales de la plata, que restringen la capacidad natural contra microbios de la plata en aplicaciones específicas. Para eliminar el problema se tendría que eliminar la plata. En agua de beber, tolerancias especificas de la plata se han recomendado por las autoridades de salud, tal como la FDA (Administración Federal de Drogas) , la WHO (Autoridad Mundial de la Salud) y EPA (Agencia de Protección Ambiental) para reducir al mínimo el efecto de las sales de plata que pueden causar un efecto secundario llamado Argeria. La Argeria es una decoloración de la piel cuando ocurren sobredosis de la plata. Las recomendaciones anteriores y la legislación han hecho casi imposible derivar el potencial máximo de la plata como un elemento antimicrobiano, aunque la decoloración de la piel ha probado ser completamente inofensiva. El objeto principal de esta invención es suministrar un aparato que alivie los problemas asociados con la técnica anterior por la producción efectiva de partículas de plata suspendidas. Tales partículas no son afectadas por la luz, no son solubles y no pueden formar placas y, a su vez, conforma las partículas son de plata pura y no de sales de plata, ellas no producen la decoloración de la piel cuando se ingieren en altas dosis. Un objeto preferido además de la invención es suministrar un aparato que cargue las partículas con una carga eléctrica que permanezca constante dentro de las partículas. Otro objeto preferido de la invención es producir partículas cargadas de plata, suficientemente pequeñas para ser adsorbidas en el tejido o en la corriente sanguínea sub-lingualmente para el valor terapéutico. Con estos objetos en mente, la presente invención suministra un aparto de purificación de líquidos adaptado para emplear los efectos purificadores del metal pesado de plata bajo la electrólisis, este aparato incluye una cámara formada con una entrada espaciada y aberturas de salida, por las cuales el líquido puede fluir a través de la cámara desde la abertura de entrada a la abertura de salida, al menos una unidad electrolítica, cada unidad electrolítica incluye al menos dos electrodos de plata espaciados, montados en la cámara en la trayectoria del flujo de líquido, al menos uno de los electrodos siendo un ánodo y al menos otro de los electrodos siendo un cátodo, y elementos de circuito eléc-trico para controlar la operación de los electrodos, estos elementos de circuitos eléctricos incluyen un primer elemento sincrónico para suministrar una corriente pulsada a los electrodos. Preferiblemente, los elementos de circuito incluyen un segundo elemento sincrónico para invertir cíclicamente la polaridad de uno o más ánodos y uno o más cátodos. En un aspecto preferido de la invención, la corriente pulsada es a una frecuencia de 9 a 11 kHz y la inversión de la polaridad ocurre cada 1 a 4 segundos. Preferiblemente el pulso es un pulso de onda cuadrada. En una modalidad práctica, cada unidad electrolítica incluye un solo ánodo que tiene una pareja de cátodos a distancias iguales sobre los costados opuestos del ánodo, este ánodo y cátodos están espaciados a lo largo de la trayectoria del flujo de líquido. Otro aspecto preferido de la invención es usar una frecuencia específica de corriente y voltaje, para así producir partículas de plata de un tamaño que permanezca suspendido en un líquido, el cual no requiere una alta viscosidad, preservativos o estabilizadores, por ejemplo agua desionizada. La invención suministra un aparato para la producción in situ de partículas de plata suspendidas en un líquido para el fin de la descontaminación microbiana de los líqui-dos. Asimismo, la producción de tales partículas de plata actuará como un preservativo natural contra cualquier microorganismo que pudiera recontaminar tal líquido. Con el fin que la invención puede comprenderse más fácilmente y llevarse al efecto práctico, se hará ahora referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: la Figura 1 es una vista en elevación lateral, en sección transversal, de un ejemplo no limitativo de un aparato para la purificación de líquidos, fabricado de acuerdo con la invención; la Figura 2 es una vista en sección transversal a lo largo y en la dirección de las flechas 2-2 de la Figura 1; la Figura 3 es un diagrama esquemático de circuito de un primer elemento de circuito eléctrico, usado con la invención; y la Figura 4 es un diagrama esquemático de circuito alternativo de un segundo elemento de circuito eléctrico, usado con la invención. La modalidad preferida puede ser incorporada fácilmente en el aparato mostrado en la patente australiana No. 686530, la cual se ha incorporado previamente en esta especificación. Las Figuras 1 y 2 muestran un aparto 10 de purificación de líquidos, que tiene un cuerpo 12 en la forma de un tubo que define una cámara 14, formada con una entrada espaciada y aberturas de salida 16 y 18, respectivamente, en los extremos opuestos, donde el líquido puede hacerse fluir a través de la cámara 14 desde la abertura de entrada 16 a la abertura de salida 18. Una unidad electrolítica 20 se proyec-ta dentro de la trayectoria de flujo de la cámara 14. En esta modalidad, hay tres electrodos que comprenden un ánodo de plata 22 y una pareja de cátodos de plata 24 en cualquier costado del ánodo 22. Aunque se muestran electrodos circulares, es claro que los electrodos planos pueden también ser usados, como se muestra en la patente australiana No. 685630 o cualquier otra configuración adecuada. Los electrodos 22, 24 se proyectan desde un alojamiento 26, el cual incluye un montaje 28 de tornillo para acoplarse a un casquillo 30 con rosca de tornillo en el cuerpo 12. El elemento de circuito eléctrico, indicado generalmente por el número 32, incluye elementos de celda 34 de energía, que comprenden, en este caso, un paquete de energía de cuatro baterías "AA" de 1.0 voltio, 36, para energizar el circuito 38 y la corriente continua a los electrodos 22, 24. Un interruptor de conectado/apagado, indicado generalmente en 40, se acopla al sistema de circuitos 38 y es normalmente no operativo, de manera que el elemento de circuito 32 es apagado cuando el líquido no entra en la cámara 14 a través de la abertura de entrada 16. Este inte-rruptor 40 es típicamente de tipo lengüeta, que tiene elemen-tos de contacto con una forma de hoja móvil. Los elementos de contacto se llevan juntos por la influencia de un campo magnético cuando un imán permanente se mueve hacia las hojas. El interruptor 40 puede estar diseñado dentro de un manguito inerte 42, por ejemplo un manguito de plástico, para proteger el interruptor e impedir cualquier efecto de contaminación a través de la electrólisis. Para el control del interruptor 40, se suministra un conjunto de válvula que actúa por interruptor, indicada generalmente en 44 y montada en la abertura de entrada 16. El conjunto 44 incluye un manguito cilindrico 46, el cual coopera con el cuerpo 12. Un pistón escalonado 48 se coloca deslizantemente dentro del manguito 46 y tiene un soporte 50 el cual puede topar con el extremo interno del manguito 46. El pistón 48 se orienta por un resorte de tensión 52 de acero inoxidable ligero, para ocupar una posición en la cual cierra la abertura de entrada 16, pero se adapta para moverse contra la acción del resorte 52 por la presión del líquido que entra, de modo que el líquido entrará y pasará a través de la cámara 14. El resorte 52 se acopla a la extensión 54 del pistón 48 en un extremo y a un pasador 56 en el otro extremo. Un imán permanente 58 se monta en el extremo del pistón 48 para completar el conjunto 44. Como se ilustra, las partes son así fabricadas y dispuestas de modo que el movimiento del pistón 48 contra la acción del resorte 52 causará que el interruptor 40, normalmente abierto, active el sistema de circuitos 38. Cuando la presión del flujo de líquido no puede superar la tensión del resorte 52, el pistón 48 será halado hacia el manguito 46 para cerrar la abertura 16 de entrada y abrir los contactos del interruptor de lengüeta 40. El movimiento del pistón 48 en alejamiento del manguito 46 hacia el interruptor 40 y siendo halado hacia atrás a la posición de tope, el manguito externo 46 impide que cualquier desecho entre en el manguito 46. Preferiblemente, el borde de guía 82 del pistón 48 y el borde interno 84 del manguito cilindrico 46 son cónicos o biselados para disminuir el riesgo que el borde de guía 82 sea capturado en el borde interno 84 y así impedir el cierre de la abertura 16 de entrada. Por tener el interruptor 42 desplazado de los electrodos 22, 24, un ajuste para la calibración del interruptor es posible. Con la operación continua del interruptor 40 de lengüeta, queda la posibilidad que las lengüetas o contactos lleguen a debilitarse y requieren un campo magnético más débil para operar. En la modalidad mostrada en la patente australiana No. 685630, no hay manera de hacer este ajuste cuando sea necesario. Sin embargo, en la presente modalidad, el ajuste se hace simplemente girando el alojamiento 26 en cualquier dirección, como se indica por las flechas 60. El interruptor 40 se moverá más cerca o más lejos del imán 58, dependiendo del tipo de ajuste necesario. Este ajuste también permite una operación continua de conexión o desconexión del aparato 10, cuando surja la necesidad. La Figura 3 muestra una primera modalidad de los circuitos electrónicos para controlar los electrodos 22, 24. El circuito incluye un primer elemento sincrónico 62 para suministrar un pulso de onda cuadrada a los electrodos 22, 24 y un segundo elemento sincrónico 64 para suministrar la polaridad inversa en los electrodos 22, 4. Una descripción de los beneficios y la operación de las inversiones de la polaridad a los electrodos 22, 24 puede ser encontrada en la solicitud de patente internacional No. PCT/AU96/00758, la cual ya se ha incorporado en esta especificación. Como los ánodos y los cátodos pueden atraer diferentes contaminantes, el uso de la polaridad inversa suministra un desgaste más uniforme y la auto-limpieza de los electrodos. En esta modalidad, la inversión de la polaridad ocurre en 1 a 2 segundos en oposición a los 30 minutos en la patente PCT/AU96/00768. Esto permite el proceso de operaciones cortas de los líquidos, por ejemplo un vaso lleno de agua, mientras permite que ocurra la inversión de polaridad. El primer elemento de sincronización 62 incluye un cronómetro digital en la forma de IC1 y es la mitad de un cronómetro NE556 que opera en su modo básico aestable. La salida 66 es básicamente una onda cuadrada de 10 kHz, que es entrada a los transistores Q2, Q3 y amplificada. Un circuito de doble voltaje es formado por el diodo D2 y el capacitor C2. La salida 68 no filtrada es luego aplicada al ánodo 22, el cual sigue la entrada original desde 66 pero a una corriente desplazada. La salida 66 es dividida en /O para suministrar una entrada que se va a amplificar por los transistores Q6, Q7. De nuevo un circuito doble es formado por el diodo D3 y el capacitor C3. La salida no filtrada 72 es luego aplicada a los cátodos 24. En el aspecto de la polaridad inversa del circuito, un circuito de corriente estándar de inversión no es apropiado como el voltaje que necesita ser conmutado, mayor que el voltaje de interrupción disponible. Para superar este problema, las dos salidas desplazadas 68, 72 de onda cuadrada, son conmutadas alternativamente en conexión y desconexión para dar el efecto que la salida sea invertida. El segundo elemento sincrónico 64 incluye la otra mitad del IC1 y produce una señal de control 74 de 1.5 segundos. Esta señal 74 se invierte a través de los transistores Q9, Q10 para suministrar una señal invertida /6. La señal 74 es alimentada a los transistores Q5 t Q8 a la salida de control 72, mientras la señal invertida 76 se alimenta a los transistores Ql y Q4 a la salida de control 68. Para la indicación visual de cuál salida 68, 72 es activa, se suministran dos diodos emisores de luz (LED) 78, 80. Cada diodo 78, 80 se acopla a las salidas respectivas 68, 72.

La teoría de la operación de la modalidad preferida será ahora descrita con una comparación entre los sistemas de la técnica anterior. En los sistemas de la técnica anterior para usar la desinfección por plata, el sistema de electrólisis se incorpora y en todas las prácticas comunes de taller hay el concepto de los cátodos y ánodos e, independientemente de su configuración, el ánodo fue el electrodo de producción para la introducción de la plata en un líquido dado. En la presente invención, el cátodo de plata pura llega a producir partículas de plata cargadas o iones de plata. Esta práctica particular, para los expertos en la materia, es comúnmente conocida como el chisporroteo del cátodo. Sin embargo, este chisporroteo del cátodo es normalmente llevado a cabo en un vacío de aproximadamente diez milésimos de una atmósfera, o menos, y el cátodo se carga con un voltaje de 1,000 a 3,000 voltios. En esta atmósfera rarificada, las partículas de gas cargadas positivamente se mueven desde el ánodo al cátodo con velocidad creciente y bombardean en tal extensión que las partículas pequeñas se separan de la misma. La presente invención combina el chisporroteo del cátodo con la electrólisis y reemplaza la atmósfera rarificada con un ambiente líquido. Los electrodos (cátodo y ánodo) están a una distancia estrechamente relacionada entre sí, tomando ventaja completa del ambiente líquido como el electrólito. Usando una corriente continua para suministrar la electrólisis, la cual es una onda cuadrada de frecuencia específica entre 9 y 11 kHz, con 10 kHz siendo medidos como el óptimo, se sobreimpone sobre ella. Una vez comienza la electrólisis, las partículas de plata se mueven a través del electrólito desde el ánodo al cátodo, con velocidad creciente y se cargan altamente con la onda cuadrada sobreimpuesta. Como las partículas altamente cargadas desde el ánodo llevan una carga positiva, usualmente se unen al cátodo, el cual está cargado negativamente. Como la unión no es un enlace verdadero, las siguientes partículas cargadas (iones de plata) que se mueven desde el ánodo al cátodo, bombardean las partículas cargadas positivamente adjuntas en tal extensión que ellas son desalojadas del cátodo. Como las partículas desalojadas y las partículas que desalojan llevan ambas una carga positiva, ellas inmediata-mente se repelen entre sí, llegando a suspenderse en el electrólito o líquido en que residen, creando una solución coloide de plata. Como la unión de las partículas al cátodo no es una unión verdadera, se puede entender que el voltaje usado en la modalidad preferida es de 6 voltios, reemplaza fácilmente los 1,000 a 3,000 voltios, usados en el chisporroteo convencional del cátodo al vacío, donde el calor producido por el bombardeo eléctrico en lugar de la resistencia eléctrica, cuenta principalmente para la desintegración del cátodo. Como el proceso, en la modalidad preferida, es ni el chisporroteo del cátodo solo o la electrólisis sola para referencia futura del proceso puede ser nombrado el Desalojamiento de Partículas Electrocatódicas. La Figura 4 muestra una asegunda modalidad de los circuitos electrónicos a los electrodos de control, 22, 24. El circuito incluye un primer elemento sincrónico 100 para suministrar un pulso de onda cuadrada a los electrodos 22, 24 y un segundo elemento sincrónico 102 para suministrar una inversión de la polaridad en los electrodos 22, 24. En esta modalidad, la inversión de la polaridad ocurre en 1.2 segun-dos. El primer elemento sincrónico 100 incluye un cronómetro digital formado de la mitad de un Iniciador Hex Schmitt 74HC14, que opera como un oscilador de potencia baja, que usa los inversores U1D, U1E y U1F. La salida 104 es típicamente una onda cuadrada de 10 kHz, que entra a los transmisores de interrupción Q3, Q6; Q4 , Q8 y se amplifica. El segundo elemento sincrónico 102 incluye la otra mitad del Iniciador Hex Schmitt 74HC14,. IC1 y produce señales de control de 1.2 segundos, 106, 108. Para la indica-ción visual de cuál salida 22, 24 es activa, dos diodos emisores de luz (LED) 110, 112 son provistos. Cada diodo 78, 80 se acopla a las salidas respectivas 106, 108. La energía es suministrada de una batería (no mostrada) acoplada al conector JP1 con la terminal positiva 115 y la terminal negativa 116. El interruptor 40 de lengüeta se conecta a las terminales 118, 120. Durante el uso, supondremos que el electrodo 24 es -positivo con relación al electrodo 24. Los transistores Q2 y Q5 se accionarán por las señales de control 108, 106, respectivamente, para suministrar el flujo de corriente a los electrodos 22, 24 por medio del diodo D3 y los resistores Rl, R2. Los resistores Q6, Q3 junto con el capacitor Cl superim- pone la salida 104 de la onda cuadrada de 10 kHz al electrodo 22. La inversión de la polaridad del segundo elemento 102 sincrónico 102 conmutará en los transistores Ql y Q7 para suministrar un flujo de corriente a los electrodos 22, 24 por medio del diodo D4 y los resistores Rl, R2. Los transistores Q8, Q4 junto con el capacitor C2 superimponen la salida 105 de la onda cuadrada de 10 kHz al electrodo 24. La invención será entendido abarca muchas modificaciones adicionales las cuales serán aparentes fácilmente a las personas expertas en la materia y se considera reside dentro del alcance o ámbito amplio de la invención, habiendo señalado aquí sólo la naturaleza general de la invención y ciertas modalidades específicas en forma de ejemplo.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES 1. Un aparato para la purificación de líquidos, adaptado para emplear los efectos de la purificación del metal pesado, la plata, bajo la electrólisis, esta aparato incluye una cámara formada con una entrada espaciada y aberturas de salida, por lo cual el líquido puede hacerse fluir a través de la cámara desde la abertura de entrada a la abertura de salida, al menos una unidad electrolítica, cada unidad electrolítica incluye cuando menos dos electrodos espaciados de plata, montados en la cámara en la trayectoria del flujo de líquido, cuando menos uno de los electrodos es un ánodo y al menos otro de los electrodos es un cátodo, y elementos de circuito eléctrico para controlar la operación de los electrodos, estos elementos de circuito eléctrico incluye un primer elemento sincrónico para suministrar una corriente pulsada a estos electrodos.
2. 2. El aparato para la purificación de líquidos de la reivindicación 1, en que el elemento de circuito incluye un segundo elemento sincrónico, para invertir cíclicamente la polaridad de uno o más ánodos y uno o más cátodos, para efectuar una auto-limpieza de estos ánodos y cátodos.
3. 3. El aparato para la purificación de líquidos de la reivindicación 2, en que la corriente pulsada es a una frecuencia entre 9 y 11 kHz y la inversión de polaridad ocurre cada 1 a 4 segundos.
4. 4. El aparato para la purificación de líquidos de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que el pulso es un pulso de onda cuadrada.
5. 5. El aparato para la purificación de líquidos de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que cada unidad electrolítica incluye un solo ánodo, que tiene una pareja de cátodos a distancias iguales en los costados opuestos del ánodo, y este ánodo y cátodos están espaciados a lo largo de la trayectoria del flujo del líquido.
6. 6. El aparato para la purificación de líquidos de la reivindicación 5, que además incluye un interruptor para la activación del elemento de circuito eléctrico, montado dentro de la cámara, pero desplazado de los electrodos y sensible al flujo de líquido en la entrada.
7. 7. El aparato para la purificación de líquidos de la reivindicación 6, en que el interruptor es un interruptor de tipo lengüeta, activado por un elemento magnético sobre una válvula dentro de la entrada.
8. 8. El aparato para la purificación de líquidos de la reivindicación 7, en que los electrodos y el interruptor se unen a un elemento rotatorio para permitir que la distancia entre el interruptor y el elemento magnético sea variada.
9. 9. El aparato para la purificación de líquidos de las reivindicaciones 7 u 8, en que la válvula es una válvula sensible a la presión.
10. 10. El aparato para la purificación de líquidos de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que la corriente pulsada es a una frecuencia de 10 kHz y la inversión de polaridad ocurre cada 1 a 2 segundos.