RU2641274C2 - Способ повышения производительности активируемой воды и устройство для его осуществления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к электрохимической обработке воды и может быть использовано в хозяйственно-бытовой деятельности. Способ повышения производительности активируемой воды заключается в том, что между обкладками-электродами активатора-конденсатора с первичным локализированным внутри него выпрямленным пульсирующим электрическим полем повышенной напряженности со скважностью пульсаций, равной 2, размещают второй конденсатор с перфорированными обкладками-электродами, образующими вторичное электрическое поле, импульсы которого сдвинуты по фазе на ширину импульсов первичного поля, причем оба поля имеют регулировку напряженностей полей, которая регулируется конденсаторами переменной емкости с большим значением диэлектрической проницаемости. Способ осуществляют в устройстве, содержащем две коаксиальные соосно расположенные ячейки, у которых неперфорированный и перфорированный электроды большего диаметра первой ячейки электрически связаны с неперфорированным и перфорированным электродами меньшего диаметра второй ячейки, и, наоборот, не перфорированный и перфорированный электроды меньшего диаметра первой ячейки электрически связаны с перфорированным и неперфорированным электродами большего диаметра второй ячейки, при этом подачу питьевой воды осуществляют последовательным прохождением в полость, образованную перфорированными электродами первой и второй ячеек, а выход анолита и католита осуществляют путем последовательного прохождения катодных и анодных полостей ячеек. Технический результат - расширение качественных и количественных показателей активируемой воды. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к медицинскому оборудованию для оздоровительно-лечебных и водных процедур, очистки воды, а также может быть использовано в хозяйственно-бытовой деятельности. Так, проведенные исследования установили, что активируемая вода быстро и эффективно способствует лечению многих болезней, при этом без всякой «химии». Долголетняя практика применения активируемой воды подтвердила выводы ученых о том, что именно положительные и отрицательные заряды этой воды весьма способствуют поддержанию энергетического баланса клеток. Эта вода совершенно не опасна ни для внешнего, ни для внутреннего применения. Это еще в 1988 г. подтвердил Фармакологический комитет СССР (решение Мо. 211-252*/791). Активируемую воду рекомендуется использовать в косметических целях (восстанавливает, смягчает и омолаживает кожу): применять в быту: дезинфицировать жилые и подвальные помещения, сантехнику, бороться с накипью посуды и радиатора автомобиля. Добавлять при стирке, использовать при консервации банок. Вода полезна дачникам и огородникам в борьбе с вредителями и при выращивании рассады, замачивании семян, обработки комнатных растений, стимуляции роста.

Известно, что действие на организм человека, например при принятии душа, сначала анолита - анодно обработанной воды с рН 2.5-5.0 ед., имеющей кислотную среду, оказывает мощное дезинфицирующее и стерилизующее действие, а потом католита - катодно обработанной воды с рН 9.0-11.0 ед., имеющей щелочную среду и являющейся мощным биостимулятором, благотворно действует на здоровье человека, усиливает его защитные механизмы. При принятии активируемой воды внутрь излечиваются множество болезней, при этом сама активируемая вода для организма человека является абсолютно безвредной. Указанные свойства активируемой воды значительно расширяются и качественно увеличиваются как при обработке воды электрическим полем, так и при одновременной ее обработке электрическим и магнитным полями (см. Патент России №2543738).

В природе, где концентрируются водяные атмосферные образования, происходит действие на них как электрического, так и магнитного полей Земли. В результате этого действия дождевая вода обладает улучшенными характеристиками в сравнении с обыкновенной водой.

При проведении поиска бытового устройства - активатора с непрерывным приготовлением активируемой воды и высокой производительностью автором не обнаружено.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является Патент России №2350692 «Электрохимическая модульная ячейка для обработки растворов электролитов». Она содержит внутренний полый трубчатый анод, внешний цилиндрический катод, расположенную между ними проницаемую трубчатую керамическую диафрагму, разделяющую межэлектродное пространство на анодную и катодную камеры. Катод, анод и диафрагма установлены в узлах и соединены с приспособлениями для подачи и отвода обрабатываемых растворов из электродных камер с образованием рабочей части ячейки, по всей длине которой сохраняется постоянство гидродинамических характеристик электродных камер и характеристик электрического поля. Катод и анод выполнены из титановых трубок, при этом отношение площади поперечного сечения катодной камеры к сумме площадей поперечного сечения анодной камеры и диафрагме составляет 0,9-1,0, а длина рабочей части ячейки составляет 15-25 внешних диаметров анода.

Недостатками указанного изобретения являются то, что при подаче на вход ячейки, заполненной, например, питьевой водой, напряжения происходит образование ионов Н⁺ и ОН^- по всему объему ячейки. Образованные ионы притягиваются с некоторым ускорением к своим противоположным по знаку ионов электродам, представляющим собой катодно-анодные обкладки конденсатора, диэлектриком которого служит вода. Сила притяжения ионов, а значит, и их скорость, определяющая производительность устройства, зависит от энергии электрического поля, образованной водяным конденсатором, имеющим незначительную емкость, и, как следствие, низкое значение вырабатываемой электрической энергии, значение которой пропорционально сказывается на производительности. Значит, скорость изменения рН зависит от энергии электрического поля. Чем больше энергия электрического поля, тем больше образуется ионов (Н⁺ и ОН^-) с одновременным увеличением силы взаимодействия с электродами и скоростью их передвижения к электродам. В рассматриваемом патенте также в результате образования двойного электрического слоя на электродах резко снижается выход конечного продукта. Так как ионы проходят через диафрагму в противоположных направлениях, снижается производительность образования конечной продукции. Диафрагма необходима при работе ячейки в стационарном режиме, когда при выключении напряжения необходимо предотвратить смешивание катионита и анионита. Основной недостаток этого способа в том, что у электродов наблюдается двойной электрический слой, образованный ионами и ионизированными молекулами. Этот слой резко снижает доступ свободных ионов к электродам за счет изоляции электродов связанными с ним ионами и изменения электростатической силы притяжения между свободными, например, катионами и катодом за счет компенсации их потенциала (см. книгу В.В. Скорчеллети. Теоретическая электрохимия. Л., Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1963, с. 344-351 [1]). Это приводит к низкой производительности электрохимической обработки воды на единицу электродной поверхности.

Целью изобретения является повышение производительности электрохимической обработки воды (активации) за счет увеличения скорости электродной реакции путем снижения потенциала двойного электрического слоя. Это позволяет увеличить скорость протекания воды через устройство, реализующее данный способ при прежних качественных характеристиках.

Поставленная цель - увеличение степени активации - достигается тем, что (см. фиг 1 а), б)) активатор-конденсатор, образованный электродами 4, 5 с первичным локализированным внутри него выпрямленным пульсирующим электрическим полем 14 со скважностью пульсаций, например, равной 2, помещают в электрическое вторичное поле 15, образованное электродами 2, 3 повышенной напряженности, импульсы которого сдвинуты по фазе на ширину импульсов первичного поля, причем оба поля имеют регулировку напряженностей полей, которая регулируется конденсаторами переменной емкости (см. фиг. 1 с) с большим значением диэлектрической проницаемости, например сополимером. При этом импульсные электрические поля с целью снижения сопротивления конденсаторов могут иметь повышенную частоту (см. Г.В. Зевеке и др. Основы теории цепей. Л., Энергия, 1965, с. 120). Повышение частоты значительно увеличивает энергию электрических полей (см., например, X. Кухлинг. Справочник по физике. М., Мир, 1982, с. 333).

Таким образом, повышение производительности активируемой воды заключается в том, что между обкладками (электродов) активатора-конденсатора с первичным локализированным внутри него выпрямленным пульсирующим электрическим полем повышенной напряженности со скважностью пульсаций, например, равной 2, размещается второй конденсатор с перфорированными обкладками, электрическое вторичное поле которого образовано электродами, импульсы которого сдвинуты по фазе на ширину импульсов первичного поля, причем оба поля имеют регулировку напряженностей полей, которая регулируется конденсаторами переменной емкости с большим значением диэлектрической проницаемости, например сополимером.

На фиг 1 а) представлено устройство, реализующее указанный способ. Оно содержит корпус 1 с установленными в нем по периферии анодом 2 и катодом 3, диафрагмой 6 и симметрично ей дополнительно расположенных анода 4 и катода 6, герметично соединенных с корпусом 1, и которые перфорированы отверстиями 7. Диафрагма и электроды образуют камеры 10, 12 - анодные, 13, 11 - катодные. Из камер 10 и 11 посредством регулируемых вентилей 8, 9 производится отбор анолита и католита. Устройство содержит блок питания (см. фиг 1 б), с)), первичным напряжением которого является, например, линейное напряжение (380 В), частотой 50 Гц, которое выпрямляется выпрямителем 16, после чего с помощью тиристоров 17, 18 происходит подача импульсов 14 на электроды 2 и 3, а импульсов 15 - на электроды 4, 5. С целью увеличения энергии электрического поля нагрузочные электроды 2 и 3, 4 и 5 шунтируются конденсаторами 33 переменной емкости.

Работа устройства заключается в том, что при включении источника питания на электроды 2, 3, на которые подаются, например, импульсы 14, а на электроды 4, 5 - импульсы 15. При заполнении полостей 12, 13 и 10, 11 водой на электродах 4, 5 при импульсном напряжении на них образуется двойной электрический слой, препятствующий проведению в полостях 12, 13 электродной реакции (см. [1]). Одновременно отсутствие импульсного напряжения на электродах 2, 3 приводит к разрушению ранее образованного двойного слоя и захвату ионов проточной водой. Проточная вода при движении к вентилям 8 и 9, захватывая ионы при повторении цикла, повышает их концентрацию. Очевидно концентрация ионов в выходной воде зависит от скорости излива воды, частоты питающего напряжения, амплитуды подающих импульсов, энергии электрического поля, вырабатываемого водяным конденсатором. Для увеличения энергии электрического поля электроды устройства шунтируются конденсаторами 33 переменной емкости.

Коаксиальная ячейка согласно фиг 1 а) содержит пару цилиндрическиих коаксиально расположенных электродов 2, 3 большего диаметра, между которыми коаксиально им расположены перфорированные электроды меньшего диаметра с ионообменной диафрагмой между ними и которые образуют с цилиндрическим корпусом 1 герметичные камеры 10, 11, имеющие выход католита и анолита через регулированные вентили 8 и 9, причем вход воды обеспечивается между электродами меньшего диаметра.

Ввиду того, что водяные конденсаторы содержат электроды разного диаметра, их емкость определяется по площади электрода меньшего диаметра. Для устранения этого недостатка на фиг. 2 изображена коаксиальная ячейка, устраняющая этот недостаток. Она содержит соосно расположенные ячейки, у которых неперфорированный 2 и перфорированный 4 электроды большего диаметра первой ячейки электрически связаны с неперфорированным 2 и перфорированным 4 электродами меньшего диаметра второй ячейки, и, наоборот, неперфорированный 3 и перфорированный 5 электроды меньшего диаметра первой ячейки электрически связаны с перфорированным 6 и неперфорированным 3 электродами большего диаметра второй ячейки, при этом подача питьевой воды последовательно происходит через отверстия 30, 20 в полость 21, образованную перфорированными 5 и 4 электродами первой и второй ячеек, межэлектродные полости 21 которых связаны отверстием 29, а выход анолита и католита происходит посредством отверстий 22, 23, параллельно соединяющих катодные и анодные полости ячеек. При пропускании холодной воды через отверстия 28, 31, 32 и полость 19 происходит охлаждение катода 3 и анода 2 устройства.

Claims (4)

1. Способ повышения производительности активируемой воды, заключающийся в том, что между обкладками-электродами активатора-конденсатора с первичным локализированным внутри него выпрямленным пульсирующим электрическим полем повышенной напряженности со скважностью пульсаций, равной 2, размещается второй конденсатор с перфорированными обкладками-электродами, образующими вторичное электрическое поле, импульсы которого сдвинуты по фазе на ширину импульсов первичного поля, причем оба поля имеют регулировку напряженностей полей, которая регулируется конденсаторами переменной емкости с большим значением диэлектрической проницаемости.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что импульсные электрические поля конденсаторов имеют повышенную частоту, необходимую для ускоренного проведения электрохимической реакции, причем частоты напряжений, подаваемых на обкладки конденсаторов, равны.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что напряженности первичного и вторичного электрических полей равны.

4. Устройство повышения производительности активируемой воды, отличающееся тем, что содержит две коаксиальные соосно расположенные ячейки, у которых неперфорированный и перфорированный электроды большего диаметра первой ячейки электрически связаны с неперфорированным и перфорированным электродами меньшего диаметра второй ячейки, и, наоборот, неперфорированный и перфорированный электроды меньшего диаметра первой ячейки электрически связаны с перфорированным и неперфорированным электродами большего диаметра второй ячейки, при этом подачу питьевой воды осуществляют последовательным прохождением в полость, образованную перфорированными электродами первой и второй ячеек, а выход анолита и католита происходит путем последовательного прохождения катодных и анодных полостей ячеек.

Images