RU74909U1 - Устройство активации жидкостей - Google Patents

Abstract

1. Устройство активации жидкостей, включающее узлы очистки, электроактивации, добавления минеральных элементов и веществ, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или более датчиком с системой индикации для контроля свойств активированных жидкостей.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или более датчиком с системой индикации для контроля свойств жидкостей на входе устройства.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел очистки дополнительно снабжен одним или более фильтром тонкой очистки.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел очистки дополнительно снабжен одним или более дегазатором.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или более датчиком с системой индикации для контроля состава жидкостей.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или более датчиком с системой индикации для температурного контроля жидкостей.7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или более нагревателем и/или одним или более охладителем жидкостей.8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или более накопителем.9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или более ультразвуковым активатором.10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено узлом обеззараживания, расположенным перед узлом очистки.

Description

Полезная модель относится к устройствам для активации жидкостей и может быть использована для приготовления высококачественной питьевой воды, водных растворов с заданным минеральным составом и свойствами, получения моющих, дезинфицирующих и стерилизующих растворов. Устройство может быть использовано для перевода жидкостей в термодинамическое неравновесное активированное состояние с резонансной микрокластерной структурой, характеризующееся повышенной физико-химической активностью, для интенсификации химических, биологических и физических процессов. Активированные жидкости могут быть использованы во всех случаях, где полезны антисептики и стимуляторы биологических и химических процессов. Например, для обработки семян различных растений перед посадкой, для полива почвы с целью уничтожения сорняков, ускорения роста культурных растений и повышения их урожайности, а также для обработки ран у животных и человека, для лечения и профилактики широкого спектра заболеваний.

Известны устройства (Бахир В.М. Электрохимическая активация. М.: ВНИИИМТ, 1992, ч.1, 401 с.) для активации жидкостей на основе электролиза (с диафрагмой и без), получения питьевой воды (установки серии "Изумруд"), анолита и католита (установки серии "Стэл"). Эти устройства позволяют получать жидкости с заданными свойствами (в частности, окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП), рН, микрокластерной структурой), но имеют существенные недостатки. В процессе приготовления активированных жидкостей отсутствует система контроля их свойств и состава и используется неочищенная водопроводная вода. В результате, активированные жидкости содержат неконтролируемые побочные вредные вещества, происходит зарастание электродов (катодные отложения), что в свою очередь приводит к неконтролируемому ухудшению качества получаемых жидкостей, работы электролизеров и неудобству их эксплуатации (частой регенерации).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство "Изумруд-СИ" (Полезная модель РФ №12120, C02F 1/46, 1999, http://www.ikar.udm.ru/sch_ob.htm) для приготовления активированных жидкостей (питьевой воды, анолитов, католитов, бесконтактно активированных жидкостей), содержащее узел предварительной очистки, узлы электроактивации и добавления минеральных элементов и веществ. К существенным недостаткам устройства относятся: отсутствие системы контроля свойств и состава приготовляемых жидкостей, катодные

отложения, получение загрязненных активированных сред (зависимость от состава исходной воды).

Предлагаемая полезная модель направлена на повышение качества получаемых жидкостей, удобства эксплуатации и обслуживания устройства за счет предотвращения зарастания электродов катодными отложениями и засорения диафрагм.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство активации жидкостей, включающее узлы очистки, электроактивации, добавления минеральных элементов и веществ, дополнительно снабжено одним или более датчиком с системой индикации для контроля свойств активированных жидкостей. Кроме того, оно может быть дополнительно снабжено одним или более датчиком с системой индикации для контроля свойств жидкостей на входе устройства, а также одним или более датчиком с системой индикации для контроля состава и температуры жидкостей. Устройство может быть дополнительно снабжено нагревателями и/или охладителями жидкостей, накопителями, ультразвуковыми активаторами, узлом обеззараживания, расположенным перед узлом очистки, а также одним или более дегазатором. Узел очистки устройства может быть дополнительно снабжен одним или более фильтром тонкой очистки.

Содержащиеся в исходной жидкости после очистки различные побочные вещества и газы приводят к зарастанию электродов катодными отложениями, загрязнению активированных жидкостей и к образованию побочных вредных веществ (углекислоты, углерода и т.д.). Поэтому введение в устройство датчиков (одного или более) с системой индикации свойств и состава жидкостей позволяет проводить контроль работы устройства получаемых жидкостей, во время обнаруживать неисправности, зарастание электродов, проводить регенерацию электродов и замену фильтрующих элементов, мембран, картриджей с минеральными элементами и веществами, вводить системы обратной связи для регулирования и автоматики.

Введение дополнительного узла тонкой очистки и дегазации существенно уменьшает катодные отложения и увеличивает время работы устройства без регенерации, стабильность и качество получаемых активированных жидкостей.

Использование накопителей, в том числе с подогревом или охлаждением, значительно расширяет функциональные возможности и эффективность использования установки без увеличения ее производительности. При нагреве или охлаждения жидкостей в процессе получения активированных жидкостей, путем введения в устройство элементов для регулирования температуры, в области определенных температур происходит интенсификация процессов активации.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показано устройство активации жидкостей, содержащее датчики с системой индикации контроля свойств и состава жидкостей; на фиг.2 - устройство, содержащее дополнительно узлы обеззараживания, дегазации и ультразвуковой активации, накопители, нагреватели, охладители жидкостей и фильтр тонкой очистки; на фиг.3 - схема устройства активации жидкостей "Изумруд-СИ" (мод.01os).

Устройство активации жидкостей (фиг.1) содержит узлы 1 и 2 очистки, узел 3 электроактивации (электроактиватор), узел 4 добавления минеральных элементов и веществ, а также датчики 5, 6 и 9 с системами индикации для контроля свойств жидкостей (степени активации, рН, ОВП, температуры Т, диэлектрической проницаемости ξ, проводимости ρ и т.п.) и датчики 7 и 8 с системой индикации для контроля состава жидкостей (минеральных элементов, веществ). Датчики 5, 7, 9 установлены на выходе устройства, а датчики 6 и 8 - на входе устройства перед узлами очистки. Устройство может быть дополнительно снабжено узлами 10 и 11 обеззараживания жидкости (фиг.2), фильтром 12 тонкой очистки, дегазатором 13, накопителем 14 для хранения активированных жидкостей, нагревателем 15 и охладителем 16 жидкостей, а также одним или более ультразвуковым активатором 17. В качестве датчиков 5, 6, 7, 8 и 9 с системой индикации для контроля свойств и состава жидкостей до и после активации могут быть использованы типовые датчики и системы индикации (минерализации, ионного состава, веществ, параметров активации, ОВП, рН, Т, ξ, ρ). В качестве фильтров тонкой очистки 12 и дегазаторов 13 могут быть использованы типовые устройства на основе мембран - осмотических, трековых, селективных, половолоконных; вакуумных и ультразвуковых деаэраторов; их комбинаций (http://mech-e.info/ref/vakyymn6h_dea8ratorah.html, http://www.chem.msu.su/rus/journals/membranes/25/ref0193.html). Накопитель 14 может быть оснащен системой, поддерживающей постоянное давление и постоянную температуру.

Примером реализации предлагаемого технического решения является устройство активации жидкостей "Изумруд-СИ" (мод.01os) (фиг.3). В нем узел индикации датчиков выполнен в виде единого отдельного блока 18 на основе сдвоенных светоиндикаторов. Устройство содержит дополнительные узлы и блоки для автоматизации работы - реле высокого давления 19, автоматический отсечной и запорный клапан 20, бустерный насос 21, реле низкого давления 22. Накопитель 14 снабжен системой поддержания постоянного давления.

Устройство активации жидкостей работает следующим образом. Исходные жидкости поступают на узлы 1 и 2 очистки (фиг.1) через датчики с системой индикации 6

для определения свойств жидкости и 8 для определения состава жидкостей. После очистки жидкости подаются на электроактиватор 3, в котором происходит электроактивация жидкостей с добавлением веществ до или после электроактивации от узла 4. В результате воздействия электрического поля (электроактивации) происходит модификация внутренней структуры воды (в нормальных условиях и при отсутствии внешних воздействий вода представляет собой однородную изотропную смесь объемных кластеров, полярных молекул воды и ее амбиполярных радикалов). При этом как в катодной, так и в анодной зоне электроактиватора происходит динамическое накопление активированной воды с модифицированными структурами, которые сохраняются в течение некоторого времени, когда эти структуры релаксируют к исходной неактивированной воде после прекращения процесса активации. Жидкости на выходе электроактиватора 3 контролируются с помощью датчиков 5, 7 и 9 определения свойств и состава жидкостей с соответствующими системами индикации.

Жидкости перед очисткой могут быть обеззаражены с помощью узлов 10 и 11 (фиг.2), а на выходе узлов очистки дополнительно очищены фильтром 12 тонкой очистки и обработаны дегазатором 13. После активации и контроля свойств жидкости могут быть нагреты или охлаждены с помощью узлов 15 и 16, а также поступать в накопитель 14.

В устройстве активации жидкостей "Изумруд-СИ" (фиг.3) жидкость (исходная водопроводная вода) сначала проходит через фильтры узла 1 предварительной очистки. Первый фильтр (осадочный картридж-фильтр) задерживает механические примеси, второй фильтр (с активированным углем) устраняет запах и удаляет из воды остаточный хлор, третий фильтр (из прессованного угля) удаляет хлорорганические вещества, неприятные привкусы и запахи. После прохождения трех фильтров предочистки фильтрат поступает на фильтр 12 тонкой очистки (обратноосмотическую мембрану). Диаметр пор мембраны не превышает 0,0001 микрометра, поэтому она пропускает практически лишь молекулы воды и растворенный кислород. После фильтра тонкой очистки вода поступает на дегазатор 13 (угольный пост-фильтр из кокосовой стружки). Затем очищенная вода проходит через датчики контроля свойств (6, степени активации) и состава (8, минерализации - кондуктометр) и поступает на электроактиватор 3. Электроактиватор установки "Изумруд-СИ" (мод.01os) специальной конструкции, из современных материалов, с резонансным источником питания, позволяет активировать суперпресную воду, эффективно обеззараживать, улучшать структуру и окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) в сторону его отрицательных значений на уровне ~ -(100...250) мВ. В результате вода приобретает свойства антиоксиданта. Далее, при прохождении через узел минерализации - минерализатор 4 вода насыщается полезными

для организма человека микроэлементами Са⁺⁺, Mg⁺⁺, I^-, Se. Проходя через датчики контроля свойств (5, степени активации) и состава (7, минерализации - кондуктометр) активированная и минерализованная вода далее собирается в накопительный бак 14 или отбирается через реле 19 высокого давления и кран. Антиоксидантная вода, набранная в накопительный бак 14 под давлением до 2,5 бар, при условии отсутствия отбора, сохраняет свой отрицательный ОВП не менее 3-х суток.

Сигналы от входных и выходных датчиков свойств 5, 6 (степени активации) и состава 7, 8 (минерализации) обрабатываются контроллерами электроактиватора 3 и дают информацию потребителю о правильном функционировании установки через систему индикации 18 в виде светоиндикации 3-х сдвоенных светодиодов: зеленый цвет - норма, красный цвет - отклонение от нормы. Три светодиода сигнализируют о качестве очистки, активации и минерализации активированной воды.

Светодиодный блок сигнализации вовремя укажет на неисправность электроактиватора и необходимость замены картриджей и заливки минеральных добавок.

Реле 19 высокого давления, автоматический отсечной и запорный клапан 20, бустерный насос 21 и реле 22 низкого давления обеспечивают круглосуточную автоматическую работу установки при наличии давления в водопроводной сети и электричества. В случае прекращения подачи воды из централизованной сети, отсечной клапан 20 блокирует выход воды из установки и сохраняет воду в накопительном баке.

Возможность достижения положительного технического результата при реализации предлагаемой полезной модели, в сравнении с показателями устройства-прототипа "Изумруд-СИ" (мод.03), подтверждена примером электроактивации жидкости с помощью предпочтительного варианта устройства для обработки воды (фиг.3) "Изумруд-СИ" (мод.01os). В качестве датчиков минерализации использовались типовые кондуктометры датчиков активации - датчики степени электроактивации по заявке №2007127132 от 16.07.2007. При сравнимых параметрах электроактивации (энергозатраты, производительность) уже через сутки непрерывной работы устройство-прототип перестало активировать воду (сдвигать ОВП в сторону отрицательных значений), произошло зарастание катодов - катодными отложениями. Заявленное устройство продолжало работать исправно и через три месяца. Можно лишь отметить, что через три месяца работы устройства мигающий красный цвет светодиода системы индикации 18 указал на необходимость заливки минеральных добавок.

Claims (10)

1. Устройство активации жидкостей, включающее узлы очистки, электроактивации, добавления минеральных элементов и веществ, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или более датчиком с системой индикации для контроля свойств активированных жидкостей.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или более датчиком с системой индикации для контроля свойств жидкостей на входе устройства.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел очистки дополнительно снабжен одним или более фильтром тонкой очистки.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел очистки дополнительно снабжен одним или более дегазатором.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или более датчиком с системой индикации для контроля состава жидкостей.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или более датчиком с системой индикации для температурного контроля жидкостей.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или более нагревателем и/или одним или более охладителем жидкостей.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или более накопителем.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено одним или более ультразвуковым активатором.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено узлом обеззараживания, расположенным перед узлом очистки.