UA116190C2 - Спосіб фізичної обробки середовищ та пристрій для його здійснення - Google Patents

Abstract

Винахід стосується способу фізичної обробки та/або нагрівання середовищ, зокрема рідин. Великої витрати енергії відомих способів можна уникнути з невеликим впливом на довкілля, якщо піддати гідродинамічно оброблюване середовище дії поляризованих та/або іонізованих електрохімічних потенціалів, а також електромагнітних сигналів від генератора змінного струму.

Description

Винахід відноситься до способу фізичної обробки та/або нагрівання рідин та пристрою для здійснення способу, збуджувального пристрою та його підключення до технологічних вузлів обробки.

Попередня обробка рідких та газоподібних середовищ при технологіях, що працюють з водою, а також з іншими хімічними сполуками (метан, спирт, етанол тощо), елементарними речовинами (чистий кисень, газоподібний гелій та інш.), гомогенними сполуками (повітря, морська вода, водні розчини, наприклад, розчин солі, розчин мідного купоросу тощо), колоїдними сполуками (молоко, кров тощо), гетерогенними сполуками (суспензії, емульсії, піна, аерозолі), є відомою. Такі збуджувальні пристрої застосовуються в біохімії, нафтохімічних технологіях, хімічних технологіях та ін.,, де є середовища органічного, неорганічного, синтетичного, природного походження, з полярними та неполярними зв'язками.

Сучасні технології, що працюють з рідкими або газоподібними середовищами (байдуже, чи з оброблюваним матеріалом, чи з допоміжним матеріалом, який покращує технологічні умови), визначаються енергетичними зв'язками в молекулі або між молекулами. Від цього залежить розмір їх найважливіших характеристик таких, як плинність, електрична провідність, поверхнева напруженість тощо. Ці технології попри їх широке застосування та велику кількість в рамках даного винаходу точно не конкретизуються. Йдеться про такі рідини та гази в повному обсязі їх молекулярного складу, як, наприклад: вода, газована вода, кислота, органічні та неорганічні рідини, вуглеводні, зокрема паливні матеріали, нафта, бензин, гас, мінеральні олії, рідкі добрива тощо.

Технології, пов'язані з наведеними середовищами, наприклад, такі як горіння, спалення, нагрівання, охолодження, змішування середовищ, наприклад, гомогенізація, утворення розчинів, колоїдів, а також такі операції розщеплення, як дистиляція, рафінування, випарювання, седиментація та інші, є витратними за енергією, часом та матеріалами.

Сучасні технології що потребують зміни температури (нагрівання, охолодження) середовища, реалізовані на твердих, рідких та газоподібних паливних матеріалах, електричній енергії, сонячному випромінюванні, геотермальних ресурсах, теплових насосах тощо.

Недоліком відомих способів є велика витрата енергії, коли горючі матеріали при спаленні негативно впливають на довкілля. У випадку автомобільного, повітряного та водного транспорту

Зо вплив набагато більший та гірший.

Якщо вода використовується як гарячий теплоносій або для утворення пари, наприклад, для турбінного приводу, то це середовище потребує комплексної обробки, щоб зменшити вплив одного або всіх елементів. Також потрібно передбачити можливе видалення повітря, особливо при утворенні кірки. При цій обробці може трапитись пошкодження поверхні технологічних установок, функціональних поверхонь камер спалювання та машин таких, як нагрівальні елементи, теплообмінники, нагрівальні прилади та печі.

При нагріванні води згідно з РСТ-заявкою УМО 2007/045487 нагрівання повинно бути повільним та іноді небажаним. Наведене рішення було предметом подальшого дослідження, зокрема з приводу неочікуваних взаємозв'язків при характері нагрівання, що було спрямоване на зміни у оброблюваному середовищі. Виявлені фізичні зміни використовуються в подальших реалізаціях, наприклад, дистильована вода, демінералізована вода, геотермальна вода, спирт, олії, гази, нафта, бензин, гас, метан, біогаз та інші середовища, що наведені в цій заявці.

В 5 4 427 544 описаний магнітно-електрохімічний реактор для підготовки води для виробничих потреб, який розташований на немагнітному трубопроводі з входом та виходом. На зовнішньому боці трубопроводу встановлене джерело постійного струму. Всередині знаходиться турбіна, що обертається, розміщена на феромагнітних штангах, які мають опору в трубопроводі. Турбіна, що обертається, виробляє електричний струм, що діє на утворення вапна в трубопроводі та створює захисний шар на енергетичній установці та теплообмінниках проти відкладень. 384 627 розкриває спосіб та пристрій для електролітичної обробки матеріалів, де оброблюваний матеріал вміщений в електроліт, що знаходиться під дією електромагнітного поля. На поверхні оброблюваного матеріалу це поле ініціює електромагнітні та електрокінетичні сили, здатні викликати хімічні та фізичні зміни в оброблюваному матеріалі. Йдеться про доповнений електролітом реактор, який має такі оброблювані матеріали, як іони, кислоти, 55 основи та інші з оптимальним значенням рн, а також електроди, що видаляються, або змішувач та редуктор. Реактор має ряд варіантів виконання, коли знімні електроди пов'язані з катодним металом. Цей спосіб використовується для цементування поверхонь оброблюваного матеріалу. и5 4 061 551 розкриває спосіб для добування галію з спиртових розчинів. Йдеться про спосіб отримання галію з розчинів для його подальшого використання, наприклад, як складової бо для напівпровідникових елементів термометрів тощо. Йдеться про апарат, що складається з резервуару з анодом та рідкометалічним катодом, причому електроліт містить розчин галію.

Електромагнітне поле прискорює перенесення галію з лужних електролітів на електроди.

Заявка 05 2007/0029261 розкриває спосіб та апарат для підготовки води для виробничих потреб за допомогою електромагнітних хвиль з метою видалення вапна. Йдеться про частину трубопроводу з електромагнітною індукційною намоткою, що підключена до джерела електромагнітних сигналів. Всередині трубопроводу створюється електромагнітне поле.

РЕ 888537 розкриває спосіб відділення твердих речовин з розчинів, щоб запобігти утворенню відкладень на нагрівальних та охолоджувальних елементах при взаємодії з анодом та катодом. Технологія реалізується під дією магнітів, магнітні поля яких генеруються постійним чи змінним струмом або утворюються від безперервно діючого магніту (постійний магніт). В альтернативній моделі дія посилюється високочастотним полем.

ОВ 2 433 267 розкриває апарат з електростатичним, електромагнітним полем та полем індукції. Йдеться про електростатичний пристрій для реакції відновлення з комбінованим електромагнітним генератором, який підключений до обмотки. Обмотка сформована на зовнішньому боці по всій окружності резервуару, в якому поміщений реагент. Генератор змінного струму підключений в резервуарі до електродів змінного струму. Генератор змінного струму з'єднаний з дном резервуара, причому реагент може перебувати як в рідкому, такі в твердому агрегатному стані.

МО 4055 розкриває спосіб та апарат для пом'якшення природної мінеральної води. В апараті знаходиться окрема камера для дії на воду через порожнистий катод з подачею води.

Катод підпорядкований обмотці, яка підключена до конвертера, джерела високочастотних магнітних імпульсів. Вода, що обробляється катодом, може бути злита завдяки вентилю. Однак вона може також текти по своєму зовнішньому периметру у зворотному напрямку та безперервно зливатися через другий вихід. Між анодом та катодом знаходиться керамічна мембрана, причому окрема камера для аноду має власний вхід та вихід та підключена до позитивного полюсу джерела постійного струму. Від'ємний полюс джерела постійного струму підключений до катоду. Далі описуються параметри для електрохімічної обробки мінеральної води в даному апараті.

Загальним завданням вказаних технічних рішень є запобігання утворення кірки на трубопроводах завдяки впливу магнітного або електромагнітного поля на воду при взаємодії з статичними та рухливими компонентами в напрямку потоку. Інша група технічних рішень стосується змін при поглинанні негативно й позитивно заряджених іонів електродами або оброблюваною речовиною, включаючи збагачення поверхні цими елементами для досягнення цементації або формування антиокислювального захисного шару або повторного добування елементів з розчинів (електролітів)

Завданням винаходу є обробка середовища в рідкому чи в газоподібному стані для зміни сил та енергії, що існують в молекулі та між молекулою і середовищем, які визначають фізичні та/або хімічні властивості середовища.

Суть винаходу полягає в тому, що середовище, що проходить гідродинамічну обробку, в рідкому та газоподібному стані піддають дії поляризованих іонів та/або іонів з електрохімічним потенціалом, а також електромагнітних сигналів від генератора змінного струму. При цьому достатньо, коли перед застосуванням фізичних, біологічних, хімічних, біохімічних та інших технологій принаймні частина середовища пройде такого роду попередню обробку.

В покращеному варіанті передбачається, що перед застосуванням фізичних, біологічних, хімічних, біохімічних та інших технологій весь об'єм середовища обробляють у збуджувальному пристрої. Найкращий спосіб обробки полягає в тому, що середовище цілеспрямовано неодноразово пропускають через корпус збуджувального пристрою. Далі сутність винаходу полягає в тому, що в корпусі збуджувального пристрою хоча б один керований електрод зв'язаний з джерелом частотних коливань. Це джерело підключається до джерела енергії. В напрямку примусового потоку оброблюваного середовища або потоку, що спричинений зміною температури, виникає поляризований та/або іонізований простір, утворений різними електрохімічними потенціалами. Найпростішою технічною реалізацією є така, коли ці електрохімічні потенціали на корпусі з стандартними розмірами формуються по його внутрішньому периметру та/або по його осі. Перевага такого способу фізичної обробки, збуджувального пристрою та його підключення полягає в зростанні фізичних перетворень та їх регулюванні, відповідно прискоренні нагрівання та широкому впровадженні збуджувального пристрою в технології, що можуть мати несподіваний ефект, коли застосовують, наприклад, спосіб для нагрівання в інтерактивному режимі. Тоді збуджувальній пристрій, поєднуючись з звичайними технологіями, прискорює нагрівання і збільшує потужність нагрівальних пристроїв бо (котел) та зменшує шкідливі викиди в атмосферу, що позитивно впливає на довкілля. В комбінації з іншими технологіями він діє як каталізатор, зокрема в галузі органічної та неорганічної хімії, нафтохімії, переробки природного газу, нафти та паливних матеріалів, при виготовлені паперу, при очищенні води, в енергетиці тощо. Вказана дія досягається завдяки тому, що зв'язки в молекулі та між молекулами змінюються, причому у випадку рідин їх плинність та поверхнева напруженість змінюються так само, як і для газів. Внаслідок цього вони стають більш рідкими та мають слабші зв'язки, що веде до зміни їх фізичних та хімічних властивостей (змінюється теплоємність/ентальпія), наприклад, при випарюванні, нагріванні, охолодженні, сушінні, перемішуванні тощо, а також до зміни хімічних, фізичних, біологічних та біоенергетичних реакцій.

Винахід докладніше пояснюється кресленнями.

На них показано:

Фіг. 1. Схематичне зображення збуджувального пристрою для рідин та газів,

Фіг. 2. Збуджувальний пристрій, вбудований в модуль очищення трубопровідної системи,

Фіг. 3. Збуджувальний пристрій з теплообмінником та звичайним нагрівальним модулем,

Фіг. 4. Варіант підключення збуджувального пристрою до трубопроводів з великим діаметром,

Фіг. 5. Варіант підключення збуджувального пристрою до камери зі змішувачем перерозподільного пристрою,

Фіг. 6. Варіант підключення збуджувального пристрою до камери з біологічними, хімічними та іншими технологічними апаратами,

Фіг. 7. Базова модель органу, де негативний електрод контактує з середовищем,

Фіг. 8. Варіант, коли негативний електрод тільки частково розміщений на корпусі,

Фіг. 9. Варіант з вторинним негативним електродом з різними потенціалами,

Фіг. 10. Варіант з ізоляційним шаром між негативним та вторинним негативним електродами,

Фіг. 11. Варіант з різними негативними електродами,

Фіг. 12. Варіант, в якому негативний електрод має зв'язок з керованим електродом, який відділений від позитивного електрода та середовища,

Фіг. 13 та 13А. Нагрівальний пристрій великого об'єму з керованим електродом та позитивним електродом у двох варіантах,

Фіг. 14. Послідовне з'єднання кількох збуджувальних пристроїв,

Фіг. 15. Блок-схема збуджувального пристрою на транспортному засобі з механізмом для транспортування середовища,

Фіг. 16. Варіант збуджувального пристрою, показаного на Фіг. 15

Фіг. 17. Варіант з вертикальним встановленням електродів

Винахід докладніше пояснюється на основі зображеного на Фіг.1 прикладу виконання збуджувального пристрою.

Збуджувальний пристрій 10 для рідин та газів має в корпусі 1 щонайменше один керований електрод 6, який зв'язаний з підключеним до джерела енергії 6.3 джерелом частотних коливань 6.2.

В напрямку примусового потоку оброблюваного середовища 9 або потоку, що спричинений зміною температури, виникає поляризований та/або іонізований простір, утворений різними електрохімічними потенціалами. Найпростішою технічною реалізацією є така, коли ці електрохімічні потенціали на корпусі 1 зі стандартними розмірами формуються по його внутрішньому периметру та/або по його осі. Збуджувальний пристрій 10 для рідин та газів згідно винаходу обробляє тільки частину або весь об'єм середовища 9 фізичними засобами, наприклад, за допомогою електромагнітних сигналів від генератора змінного струму та поляризованих і/або неполяризованих іонів з різними електрохімічними потенціалами в корпусі при гідродинамічному потоці середовища в корпусі, що визначає тип зміни в середовищі 9. Коли електрохімічний потенціал, що знаходиться в корпусі 1, на поверхні має ізоляційний шар, наприклад, 3.0, 2.1, у вигляді силікату, тефлону, поліпропіленових плівок або нанесеного покриття, наприклад, вакуумного напилення, то йдеться про вплив поляризації. Якщо цей ізоляційний шар є тільки частиною електрохімічного потенціалу електродів і тільки частина його поверхні контактує з оброблюваним середовищем 9, то йдеться про вплив іонізації.

Представлений активуючий збуджувальний пристрій 10 для рідин та газів вставляють в існуючу стару трубопровідну систему. При зміні потоку додатково закріплюється фланець переважно в коліні 1.0 безпосередньо по його вісі або поблизу, до коліна 1.0 прикріплюється знімний орган 1.01 із ізоляційного матеріалу такого, як поліетилен, поліпропілен, скло, силікатна кераміка або матеріал з електрохімічним потенціалом, рівним нулю (платина). Наскрізний отвір органу 1.01, переважно круглої форми, закривається запірною пластиною 1.3 із ізоляційного матеріалу. В бо місті потоку середовища 9 корпус 1 має збоку вхідний отвір 4, а по осі - вихідний отвір 5. На своїй внутрішній поверхні корпус 1 має в кожному конкретному випадку виконання від'ємний електрод З у вигляді покривного шару і т.п.

В альтернативному варіанті здійснення ізоляційним поверхневим шаром 3.0 покрита принаймні одна його частина. Поблизу осі корпусу 1 або безпосередньо на ній в запірній пластині 1.3 закріплений непроникний для води (непроникний для середовища) тримач 6.1 з керованим електродом б, в якому розміщений передавач 64 у вигляді стрижня або спіралі, вставлених в трубку з силікату, кремнію та/або кварцового скла. Передавач 64 одним кінцем роз'ємно або нероз'ємно з'єднаний з джерелом частотних коливань 6.2, яке підключене до джерела енергії 6.3. Джерело енергії 6.3 може бути у вигляді, наприклад, як розподільчої мережі 230 В/50 Гц, так і фотогальванічного модуля, акумуляторної батареї або їх еквівалентів.

Вбудований керований електрод б (фіг. 12) має на своєму кінці, наприклад, позитивно поляризований електрод 2, який розміщений в спільній силікатній трубці та відділений від керованого електроду б повітряним проміжком або ізоляційним матеріалом з мінімальним тепловим розширенням та/або неполяризованим еластичним матеріалом. Електрод 2 з позитивною поляризацією виконаний, наприклад, з С, Ад, А!и тощо або складається з їх сумішей або сполук з іншими елементами. На силікатній трубці керованого електроду 6 та/або позитивного електроду 2 знаходиться в альтернативному варіанті здійснення покриття, шар 21 з позитивним та/або негативним електрохімічним потенціалом. Таким чином, середовище 9 безпосередньо контактує з покриттям - шаром 21, та іонізується.

Інші варіанти керованого електроду б та поляризованого електроду 2, а також негативного електроду З представлені на фіг. 7-12.

Ще один варіант здійснення (фіг. 2) загального технічного рішення, розкритого в заявці М/О 2007/045487, передбачає, що принаймні частина середовища 9 в корпусі 1 обробляється фізичними методами, наприклад, електромагнітними сигналами від генератора змінного струму та різними електрохімічними потенціалами при гідродинамічному потоці середовища 9 під поляризуючою/неполяризуючою дією в корпусі 1, яку потім використовують в очисному фільтрі 1.0, що є складовою частиною трубопровідної системи. Йдеться про рішення, в якому технологія реалізується при лінійному потоці середовища 9. Збуджувальний пристрій 10 для рідин та газів складається з камери керованого електрода 6 корпусу 1 та камери електрода 2 з

Зо позитивною поляризацією корпусу 1. Вхідний отвір 4 знаходиться на осі вбудованого корпусу 1 камери керованого електрода 6. Камера електрода 2 з позитивною поляризацією має збоку вихідний отвір 5, а також допоміжний вхідний отвір 4.1. Камера керованого електрода 6 та камера електрода 2 з позитивною поляризацією поєднані одна з одною в корпус 1 через з'єднувальний отвір 45. На осі вбудованого корпусу 1 камери керованого електрода 6 безпосередньо або в силікатній трубці, переважно з технічного скла, розташований електрод 2 з позитивною поляризацією. Корпус 1 складається з першого корпусу 1.1, який утворює окрему камеру керованого електрода 6, та другого корпусу 1.2, який утворює окрему камеру електрода 2 з позитивною поляризацією. Ці камери з'єднані між собою запірною пластиною 1.3.

Розміщений в силікатній трубці передавач 64 з'єднаний нерознімно або рознімно з джерелом частотних коливань 6.2, яке підключене до джерела енергії 6.3. Подібно керованому електроду б електрод 2 з позитивною поляризацією також розміщується за допомогою тримача 2.1 в корпусі 1 на запірній пластині 1.3., яка рознімно кріпиться на фланці. Корпус 1 має отвори для шламу 1.4 та зливний отвір 1.5, що закривається зовні. По периметру виконаного подібним чином корпусу 1 розміщується циліндричний фільтр 1.02.

Технічне рішення по обробці середовища 9 з багаторазовим проходженням через збуджувальний пристрій 10 з гідравлічним та електричним підключенням, завдяки чому досягається нагрівання, докладно представлене на фіг. 3. Корпус 1 має щонайменше один керований електрод 6 та один електрод 2 з позитивною поляризацією. На внутрішній поверхні корпусу 1, якщо він виготовлений з ізоляційного матеріалу, знаходиться при такому виконанні негативний електрод 3. При виконанні з протилежною поляризацією корпус 1 має ізоляційний поверхневий шар 3.0 зсередини по всій площині або тільки на її частині (див. праву та ліву частини корпусу 1). Всередині корпусу 1 розміщений принаймні один звичайний водонепроникний нагрівальний модуль 14 або один теплообмінник 17. Керований електрод 6 з'єднаний з джерелом частотних коливань 62, що підключене до джерела енергії 63. Джерело енергії 63 має електричне з'єднання з транспортувальним механізмом 15 для подачі середовища 9 і звичайним нагрівальним модулем 14 та його еквівалентами (лазер, індукційне нагрівання тощо). Транспортувальний механізм 15 з'єднаний на своєму виході з внутрішнім простором корпусу 1 в тих місцях, де розміщений принаймні один керований електрод 6. Вхід до транспортувального механізму 15 із простору корпусу 1 здійснюється в місцях, де знаходиться бо принаймні один електрод 2 з позитивною поляризацією, розміщений в тримачі 21. Внутрішній простір корпусу 1 має теплообмінник 17 з вхідним отвором 17.1 та вихідним отвором 17.2. Ці отвори можуть також бути кінематично обернені. Йдеться про вхідні-вихідні отвори. В альтернативному рішенні спереду та/або позаду транспортувального механізму 15 може бути підключений вторинний збуджувальний пристрій 16. Корпус 1 має відвід повітря-газу 7 та відвід шламу 8, що можуть закриватися. Якщо корпус 1 розташований горизонтально, ці отвори знаходяться на верхній та нижній стінці корпусу 1. Збуджувальний пристрій 10, що зображений на фіг. З без гідравлічного підключення, відповідно без теплообмінника 17 та нагрівального модуля 14, може застосовуватись для обробки середовища 9 перед фізичними, хімічними, біохімічними, біологічними та іншими технологіями, а саме при одноразовому проходженні через нього середовища 9.

Наступний варіант здійснення збуджувального пристрою 10 зображений на фіг. 4. На ній зображена схема розміщення на трубопроводі великого діаметру для переміщення великої кількості середовища 9 за мінімальний час виконання робіт. Гідродинамічна камера 55 утворює ділянку трубопроводу 100, на якій герметично встановлені вхідний отвір 102 та вихідний отвір 101. Доцільно змонтувати на цих отворах механізми запирання та відкривання 103 та 104. На вихідному отворі 101 розміщується запірний механізм 103 для середовища 9.

Транспортувальний механізм 15 підключений до входу збуджувального пристрою 10, вихідний трубопровід якого з'єднаний з вхідним отвором 102 через запірний механізм 104. Електронне джерело частотних коливань 62 з одного боку з'єднане з керованим електродом 106 та джерелом енергії, а з іншого боку - з модулем керування 64. Модуль керування 64 підключений до транспортувального пристрою 15 і до першого електронного замикального/розмикального контакту 65, що працює безперервно або покроково, а також до другого замикального/розмикального контакту 66. Джерело частотних коливань 62 підключене до джерела енергії 63 змінного або постійного струму. Модуль керування з'єднаний з першим вимірювальним приладом (наприклад, для температури), другим вимірювальним приладом (наприклад, для тиску) та останнім вимірювальним приладом (наприклад, для електропровідності, рН тощо). Транспортувальний механізм 15 - це переважно насос будь-якого типу та його еквіваленти, але у випадку газів також вакуумний насос, вентилятор, компресор та їх еквіваленти. Варіант вказаного підключення нижчого технічного рівня не має першого та другого замикального/розмикального контакту, що працює безперервно або покроково.

Наступна схема підключення двох збуджувальних пристроїв 10 в системі вироблення теплової енергії з котлом 100 представлена на фіг. 5. Перший збуджувальний пристрій 10 з'єднаний через трубопровід с гідродинамічною камерою 55, яка для конкретного варіанту здійснення утворює змішувач чи регулятор тиску або їх еквівалент. Таким способом транспортувальний механізм 15 для подачі середовища 9 підключається до з'єднувального трубопроводу. Перед котлом 100 може встановлюватись, але не обов'язково, збуджувальний пристрій 10 тільки у випадку, якщо гідродинамічна камера 55 розміщена від котла 100 далеко.

Котел 100 має вхід Р для надходження середовища 9, вихід для нагрітого середовища ОМ та зазвичай вихід для газу р і вихід для шламу К та вихід для забруднень. Вихід з котла 100 з'єднаний з розподільчою камерою 56, вихід якої зв'язаний з першим технологічним блоком 57, наприклад, нагрівальним блоком. Другий вихід зв'язаний з другим технологічним блоком 58, наприклад, блоком сольватації для установки біологічної мийки з хімічним очищенням. Третій вихід із розподільчої камери 56 з'єднаний з третім технологічним блоком 59, наприклад, для прогрівання води в басейнах. Технологічні блоки 57, 58, 59, 60 і т.д. обладнані цілковито в залежності від потреб, наприклад, готелю, офісного центру, виробничих цехів тощо.

Гідродинамічна камера 55 та розподільча камера 56 також мають виходи р і К. Останній технологічний блок 60 є останнім виходом, який з'єднаний з розподільчою камерою 56, а його вихід зв'язаний з гідродинамічною камерою 55 через змішувач або його еквіваленти.

На фіг. 6 показане загальне підключення збуджувального пристрою 10 з гідродинамічною камерою 55, який на виході з'єднаний з котлом 100. Гідродинамічна камера 55 з'єднана на своєму першому виході з фізичним блоком 71, на своєму другому виході з хімічним блоком 72 та на останньому виході, наприклад, з біологічним блоком 73. Зрозуміло, що до вказаних технологічних блоків 71, 72, 73 можна додати ще декілька. Якщо середовищем 9 є нафта, то блок 71 може бути фізичним, блок 72 - блоком рафінування, відповідно, блок 73 блоком випарювання, дистилювання тощо. Конструкція негативного електроду З може бути будь-якого типу в залежності від оброблюваного середовища 9 (аніоноактивне або катіоноактивне), яке може бути рідким або газоподібним.

Загальним рішенням є те, що вздовж всієї камери корпусу 1 сформований шар або покриття (фіг. 7).

На фіг. 8 показане рішення, при якому принаймні частина корпусу 1 покрита електродом З з позитивним та/або негативним електрохімічним потенціалом, рівним нулю.

Конструкція електроду 3, в якому два шари з різними електрохімічними потенціалами перебувають в площинному контакті один з одним, представлена на фіг. 9.

Така ж конструкція, як і на фіг. 9, зображена на фіг. 10, з тією різницею, що між електрохімічними потенціалами знаходиться ізоляційний поверхневий шар 3.0.

На фіг. 11 показаний корпус 1 з електрохімічним потенціалом, рівним нулю. Корпус 1 складається з частини, що має електрохімічний потенціал, рівний нулю, або з ізоляційного матеріалу, а сусідні частини мають негативний або позитивний електрохімічний потенціал і одночасно замінюють електрод 3.

На фіг. 12 показаний вбудований керований електрод б та поляризований електрод 2, які розміщені в спільній силікатній трубці роздільно один від одного, причому вона на зовнішній поверхні має щонайменше одне покриття, шар 21 (2.1) з позитивним та/або негативним електрохімічним потенціалом. Фіг. 12 демонструє наступний можливий приклад конструкції електроду 3, шари якого контактують, відділені один від одного або взаємно перекриваються.

Збуджувальний пристрій 10 для рідин та газів у вигляді нагрівального пристрою великого розміру має з одного боку поблизу вхідного отвору 4 один або декілька керованих електродів 6, а поблизу вихідного отвору 5 один або декілька поляризованих електродів 2. Краще, коли внутрішній простір корпусу 1 містить ізоляційний шар 10.2, а корпус 1 утворений переважно з електропровідного матеріалу 10.1. Краще, коли корпус 1 в цьому випадку має на своєму зовнішньому боці хоча б один технологічний шар у вигляді теплової ізоляції та/"або рефлектора для електромагнітного випромінювання, наприклад, алюмінієву фольгу тощо (фіг. 13, 13А).

Багаторазове проходження середовища через збуджувальний пристрій 10 може здійснюватись за допомогою транспортувального механізму 15. Наступний конкретний варіант здійснення може бути отриманий завдяки послідовному з'єднанню збуджувальних пристроїв 10 (фіг. 14). Середовище 9 при проходженні через два збуджувальні пристрої підвищує свою технологічну ефективність.

Електрод З стає аніоноактивним або катіоноактивним в залежності від виду матеріалу, що викликає його іонізацію. Фізична рідина або газ в якості середовища 9 внаслідок цього

Зо піддається збудженню. В альтернативному варіанті здійснення електрод З має на аніонному або катіонному матеріалі ізоляційний шар 3.0, якщо він поляризує середовище 9. Цей електрод

З є предметом подальшого дослідження. Поляризований електрод 2 може мати в середині силікатної трубки пробірку з аніонного або катіонного матеріалу і так само є предметом дослідження щодо своєї взаємодії з хімічним складом, фізичних якостей та інш. середовища 9.

Спосіб згідно з винаходом є предметом інших досліджень. Зараз можна дійти висновку, що коли електрод З складається 3 матеріалу з негативним потенціалом (негативний електрохімічний потенціал - катод), наприклад, Ее, АЇ, літій (-3,04 В) та їх сполук та сумішей, в середовищі 9 відбуваються процеси відновлення. Ці варіанти здійснення були перевірені в енергетиці. Якщо електрод З складається з матеріалу з позитивним потенціалом (позитивний електрохімічний потенціал - анод), наприклад, Си, Ад, золото (1,55 В) та їх сполук та сумішей, то в середовищі 9 відбуваються процеси окислення. Ці варіанти здійснення були перевірені на технологіях очищення стічних вод, переробки біогазу тощо. Так само предметом подальшого дослідження є поляризовані електроди 2, особливо їх взаємодія при змінах в середовищі 9.

Поляризований електрод 2 може мати в середині силікатної трубки пробірку з аніонного або катіонного матеріалу і так само є предметом дослідження щодо своєї впливу на хімічний склад та фізичні зміни середовища 9.

Нові фізичні та хімічні якості розчину досліджувалися згідно з винаходом за РО-методикою, що є предметом патенту Словакії 279429. При дослідженні були отримані наступні результати: - Молекули в середовищі після обробки у відповідності до винаходу в молекулярній та міжмолекулярній структурі зв'язані слабше; середовище стає більш рідким та має змінену поверхневу напруженість; в середовищі виникає електричний подвійний шар; електричний та хімічний потенціал та зміни умов для електричної рівноваги впливають на значення рН і тим самим на хімічні речовини; властивості оброблюваного середовища залежать від часу обробки, теплоємності/ентальпії, абсорбції, які були виміряні при змінених властивостях кремнію, що трапляється в середовищі.

При експериментальних вимірах була встановлена відмінність в швидкості випаровування та швидкості нагрівання, а також зниження витрати енергії на нагрівання та охолодження того ж самого середовища.

З огляду на високу виміряну абсорбцію води, що була приготована згідно з винаходом, в 60 порівнянні з необробленою водою винахідник через 30 с після обробки лазером (лазерна указка, що є в продажу на ринку та лазерна батарея) встановив наступне: Через 110 годин було виконано порівняння: "«- дистильованої води, що не проходила попередню обробку, "- дистильованої води, що проходила попередню обробку у відповідності з винаходом, "- дистильованої води, що проходила попередню обробку у відповідності з винаходом та піддавалась дії лазера.

Йшлося про нагрівання стандартного об'єму від 50 С до 602 С з таким результатом: дистильована вода, що не проходила попередню обробку, показала 4,5 МДж/кг, дистильована вода, оброблена згідно з винаходом, показала 4,1 МДж/кг і дистильована вода, оброблена згідно з винаходом та лазером, показала 3,7 МДж/кг.

Все наведене вище було підтверджено експериментально при охолодженні, підтверджений суттєво коротший час до початку утворення центрів кристалізації для обробленої згідно з винаходом води (виконувалось М/5І - Іпвійше ог Зпом/-апіа Амаіапспе Кезеагсй 5І Е (Інститут по дослідженню снігових лавин, Давос, Швейцарія). Завдяки змінам у зв'язках між молекулами та в молекулах можна було спостерігати оптимальну теплопередачу та зміну теплопровідності в середовищі. Необхідна для заморожування енергія може передаватись швидше або з меншим температурним градієнтом.

Вимірювання виконувались при використанні дистильованої води, що оброблялась згідно з винаходом, при електролізі води, причому відзначалась більша швидкість реакції та зниження витрат електроенергії на 28 95.

Виконувались випробовування з попередньою обробкою біогазу, причому встановлено збільшення теплотворності біогазу після його обробки згідно з винаходом на 17 95.

Випробовування виконувались /- при електромагнітному змінному сигналі ("та електромагнітному постійному синусоїдальному сигналі, безперервному та імпульсному сигналі 100-500 МГц, причому в роботі застосовували керований електрод з потужністю від 0,1 до 100

Вт, поляризований електрод із технічного скла та оксидної кераміки з наповнювачем із Си, Ад,

АІ, С, Мо та іонізований електрод з нержавіючої сталі, 2п, Зп, Бе, Си, С та з покриттями - шарами із МУ, Ст, Мо, їх карбідів, нітридів, силіцидів, багатошаровими структурами та композитними структурами.

Завдяки способу, викладеному в винаході, був усунений метан, який хімічно зв'язаний в артезіанській воді, що підтверджує слабкість зв'язків.

Можливості використання задаються величиною змін фізичних властивостей рідин та газів, що пропускаються через пристрій. Зміни пропорціональні кількості проходжень через електрохімічний потенціал або через керований електрод. Йдеться про індустрію попередньої обробки питної води та води для виробничих потреб, технічної води та стічних вод, на будівництві, в курортології та освоєнні цілощих джерел, при чищенні та пранні, в харчовій промисловості, при виготовленні спирту, в броварнях, в охороні здоров'я, в дерматології, виготовленні кераміки та виробництві теплової енергії, в теплоенергетиці, в очисних спорудах, енергетиці, для водних джерел, в плавальних басейнах тощо. Спосіб попередньої обробки рідин також може застосовуватись при хімічній підготовці в нафтовій промисловості та автомобільній промисловості.

Спосіб згідно з винаходом діє також на тверді речовини, які існують спеціально або у вигляді забруднень в рідких або газоподібних середовищах. Попередня обробка може застосовуватись в рідкому або навіть газоподібному стані. В газі серед іншого може бути волога аж до рідини, і навпаки, в рідині може бути присутнім газ у вільному або зв'язаному стані. Таким чином, йдеться також про вплив на поєднання твердих, рідких та газоподібних середовищ, коли одного разу переважає рідкий стан, іншого разу - газоподібний стан. Вказаний спосіб може застосовуватись з метою охорони довкілля, особливо при спаленні твердого палива.

Claims (6)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб фізичної обробки середовища, при якому середовище піддають іонізації, поляризації і дії електромагнітних частотних коливань, який відрізняється тим, що: спочатку середовище (9) піддають дії першого електрода (3), розташованого по внутрішньому периметру корпусу (1), причому перший електрод (3) має електричний потенціал першої полярності для іонізації середовища, після цього середовище піддають дії другого електрода (2), який має електричний потенціал другої полярності, яка протилежна полярності першого електрода (3), причому електрод (2) принаймні частково покритий ізоляційним шаром, і піддають середовище дії електромагнітних частотних коливань за допомогою керованого електрода (6), розташованого у видовженому трубчастому елементі, який розташований в корпусі (1) і зв'язаний з джерелом частотних коливань (6.2) через стінку корпусу (1.3).

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що середовищем є нафта, а спосіб додатково включає дистилювання середовища.

З. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що другий електрод (2) являє собою поляризуючий електрод, виконаний з матеріалу з позитивним електрохімічним потенціалом, такого як Си, С тощо, або з матеріалу з негативним електрохімічним потенціалом, такого як нержавіюча сталь, Ее, АЇ тощо.

4. Спосіб за п. 1 або 3, який відрізняється тим, що перший електрод (3) являє собою іонізуючий електрод, який вводять в безпосередній контакт з середовищем і який виконаний з матеріалу з позитивним електрохімічним потенціалом, такого як Си, С тощо, або з матеріалу з негативним електрохімічним потенціалом, такого як нержавіюча сталь, Ее, АЇ тощо.

5. Спосіб за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що середовище піддають дії додаткового виду енергії, такої як теплова, світлова тощо, джерело якої розміщене або безпосередньо в корпусі, або зовні корпусу.

6. Пристрій для здійснення способу за одним з пп. 1-5, який відрізняється тим, що містить корпус (1) з ізоляційного матеріалу, який має вхідний (4) і вихідний (5) отвори для проходження через них середовища (9), видовжений трубчастий елемент, розташований у корпусі, керований електрод (6), розташований у видовженому трубчастому елементі, джерело частотних коливань (6.2), зв'язане з керованим електродом (б) через стінку (1.3) корпусу (1), позитивний електрод (2), який розташований вздовж осі корпусу, виконаний з матеріалу з позитивним електрохімічним потенціалом і оточений шаром, який відділяє його від середовища (9) під час обробки, негативний електрод (3) який виконаний з матеріалу з негативним електрохімічним потенціалом і розташований по внутрішньому периметру корпусу (1), причому пристрій виконаний таким чином, що середовище (9), яке входить через вхідний отвір Зо (4) і виходить через вихідний отвір (5), спочатку піддається дії негативного потенціалу, а після цього дії позитивного потенціалу.

7. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що керований електрод (6) має частину (6.4) у вигляді спіралі.

8. Пристрій за п. 6 або 7, який відрізняється тим, що позитивний електрод (2) виконаний з матеріалу з позитивним електрохімічним потенціалом, такого як Си, С тощо, а негативний електрод (3) виконаний з матеріалу з негативним електрохімічним потенціалом, такого як нержавіюча сталь, Ее, АЇ тощо.

9. Пристрій за одним з пп. 6-8, який відрізняється тим, що позитивний електрод (2) розміщений у видовженій трубці з ізоляційного матеріалу.

10. Пристрій за одним з пп. 6-9, який відрізняється тим, що вхідний (4) і вихідний (5) отвори в корпусі розташовані під прямим кутом один до одного. й пнонишови за те. рр ще 6.4 й Ал, 62 ЛУ. | и і І / - рон свньнкі УМ кн : 7 шк ІТИ ІОТІ ЛЕНІ ЕЕ КУА Си неси ! - з Не шини ДЖОН ше х теза ї3ЇЩойв й

Фіг. 1

Зав з 4145 2 В чо хх 1.02 ф Зк. 4; їх о х 1 ОК а а 15 ще окт Ак У 10 ху ; «5 мо 7 о -14

1.02 Зх -- 8.2 чу У ве Коли сттнння 13

Фіг. 2 їт4 7(в) 4 471 417 10472 5 , ж , / / | 14 : ; и ввяв р

6. . 8 (7) :) / ПМ | / яв б Пт т 4 с дв -5 І п у рт ій Ме

Фіг. З

15 8. 10

8.2 І; Ї -103 В, Її. 104 Й 55 / 65 і р 66 101 г 102 пи еф ну -- и ва,

Фіг. 4 257 ЕК Е ! 59 100 о й во. ! у А р (р р АН Й Кк МИ. к о Іввг ік Ї ' отоовБ/ г я бать тю 15 Ів І Фіг. 5

5-0 Р й | 73 Г ни ю/ ;

Фіг. 6

Фіг. 7 щи : : Фіг. 8 І ' пн

Фік. 9

- пон ня нт ни оновити й З 3 В. о ФіЯ0 1 п'.ОИиМи щи Ве рел пт пот й 3 1

Фіг. 11 М АВ ОВО 3 Ер й зр (1 Я х й Є. |і і "6 зони

Фіг. 12 4 в Мо 5 І, - Яд 7 - Дестяеьтт | ти , 6(2) : "й" ЮК нт ! 2-4.

Фіг. 13А Фіг. 13

6.2 10 к це ронних. меч г З ' о з і - 0.2

Фіг. 14 55 40 1 ло . т 5

Фіг. 15 рт дян 10 Га! 1 Щ 55 35 4 - Фів