СПОСОБ ПОДАЧИ ВОДЫ ИЗ ВОДОПРОВОДНОГО КРАНА С НАСАДКОЙ Российский патент 2006 года по МПК E03C1/04 B05B1/02 C02F1/48 C02F1/50 

Изобретение относится к бытовым сантехническим операциям и к процессам личной гигиены и может быть использовано в бытовых условиях жилых помещений, в санузлах административных зданий, производственных цехов, служебных помещений, а также в больницах.

Из области техники известны способы подачи воды из водопроводного крана, в которых выходящую из крана струю превращают в тонкие струи, в виде мелкодисперсного дождевания [1]. В данных способах достигается уменьшение расхода воды за счет более эффективного использования давления воды в кране, которое расходуется частично на образование большого числа мелких струй.

Известны способы порционной подачи воды [2, 3], в которых подача воды осуществляется порционно, посредством клапанного механизма. В этих способах насадки на кран дублируют вентиль, увеличивая сложность реализации.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ подачи воды из водопроводного крана с насадкой [4].

В данном способе вода в насадке многократно подвергается расширению (между дисками) и сжатию (в отверстиях дисков). Поэтому мелкодисперсное дождевание воды при таком способе и изменения фазовых состояний воды происходят с меньшим полезным расходом воды по сравнению с аналогами.

Недостатками известного способа являются сложность изменения фазовых состояний воды и его малые функциональные возможности.

Сложность изменений фазового состояния заключается в сложной системе полостей и каналов в насадке, т.е. сложность реализации способа.

Малые функциональные возможности обусловлены тем, что данный способ не позволяет изменять санитарно-гигиенические свойства воды, не обеспечивает равномерную подачу воды из насадки и очистку воды.

Задачей предлагаемого изобретения является достижение следующих технических результатов: упрощение реализации, расширение функциональных возможностей, автоматически равномерная подача воды и ее большая очистка.

Эта задача решается за счет того, что в способе подачи воды из водопроводного крана с насадкой используют водопроводный кран с вентильными головками, сливным патрубком, на выходном конце которого закреплена насадка, включающая съемный цилиндрический корпус из немагнитопроводного материала - бронзы или латуни и диск со сквозными отверстиями, размещенный неподвижно на нижней части корпуса коаксиально ему, на который коаксиально корпусу установлена полая магнитная втулка, внутри которой на диск соосно корпусу установлена коническая спиральная нормально разжатая взаимодействующая с подаваемой водой пружина, выполненная из серебра или покрытого серебром магнитопроводного материала - стали.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фигурах 1-7 показаны схемы устройства, реализующего заявленный способ.

На фиг.1 показан общий вид современного водопроводного крана; на фиг.2 показан разрез насадки при малом напоре воды; на фиг.3, 4, 5 - варианты поперечного сечения ионообменного элемента; на фиг.6 показан поперечный разрез насадки при большем напоре воды; на фиг.7 показана схема работы способа.

Устройство, реализующее способ, состоит из водопроводного крана с вентильными головками 1 и 2, со сливным патрубком 3, на выходном конце которого неподвижно закреплена насадка 4 (фиг.1). Насадка 4 (фиг.1) включает в себя съемный цилиндрический корпус 5 (фиг.2) из немагнитопроводного материала (например, из бронзы или латуни), который неподвижно закреплен на патрубке 3, например винтами (на чертежах не обозначены). Внутри корпуса 5, на его нижнюю часть, положен неподвижно, коаксиально корпусу 5, круглый диск 6 со сквозными сливными отверстиями (на чертежах не обозначены). На диск 6, коаксиально корпусу 5 установлена полая втулка 7 из магнитного материала. Внутри втулки 7 на диск 6 установлена соосно корпусу 5 коническая спиральная нормально разжатая пружина 8. Пружина 8 выполнена либо из благородного материала, например серебра, либо из магнитопроводного материала (например, из стали), покрытого серебром 9, а витки пружины 8 выполнены круглыми (фиг.3), прямоугольными (фиг.4) или другого нелинейного профиля, например каплевидными (фиг.5) в сечении.

Способ реализуется следующим образом.

При открывании вентилей 1, 2 крана вода через патрубок 3 поступает в насадку 4, протекает внутри ее корпуса 5 между витками пружины 8 и вытекает через сквозные отверстия в диске 6.

Воздействуя на пружину 8 вода, в зависимости от напора, в меньшей (фиг.2) или большей (фиг.6) степени сжимает пружину 8. При увеличении напора воды пружина 8 сжимается, зазоры между ее витками уменьшаются, возрастает сопротивление ее движению. Таким образом, возрастает давление воды в насадке 4, а подача воды из насадки не меняется.

Протекание воды в постоянном магнитном поле М магнитной втулки 7 (фиг.7) сопровождается ее омагничиванием.

Протекание воды в водопроводном кране даже при слабых ее напорах сопровождается турбулентностью и пульсацией давления. Это обусловлено разницей давления воды по разные стороны от вентиля.

С одной стороны вентиля (1, 2) высокое магистральное давление, и при его открытии в его проходном отверстии течение воды турбулентное и пульсирующее [5]. Эта пульсация скорости воды и давления передается в течение воды от вентиля до пружины 8. Пульсации давления и скорости воды делают процесс сжатия и разжатия пружины 8 (фиг.7) циклическим. Пружина 8 при течении воды непрерывно переходит из состояния нормально разжатой 8А (фиг.7) в сжатое состояние 8Б (фиг.7) при открытом вентиле (1, 2, фиг.1).

Фазовые изменения воды в насадке происходят следующим образом.

Вода, как вещество только в молекулярном виде, может существовать одновременно в трех фазах (жидкость, лед, пар) и, кроме того, как смесь атомов кислорода и водорода при температурах выше 1000 град. Цельсия (кн. Глинка Н.Л. Общая химия, глава VII «Вода и растворы», Л.: Химия, 1983, с.197-213). Кроме того, в обычном виде (протекающая через водопроводные краны) вода является раствором газов, содержащихся в воздухе, т.е. водным раствором воздуха.

Обычными условиями протекания воды через водопроводный кран являются более высокая, чем 0 град. Цельсия температура, более высокое чем атмосферное (и пульсирующее) давление внутри потока из-за турбулентности.

Пульсации давления сжимают и разжимают пружину 8 в насадке.

Непрерывное сжатие и разжатие пружины 8 в магнитном поле М втулки 7 при течении воды в насадке сопровождается одновременно:

1. Сжатием и разряжением объема воды внутри пружины 8 и между ее витками. При разряжении из воды выделяется и пар, и воздух в виде мелких пузырьков.

2. Нагревом витков пружины 8 при протекании электротока, а также в результате механических упругих деформаций пружины (из-за внутреннего трения в ее материале). При нагреве дополнительно выделяются микропузырьки воздуха из водного его раствора.

Паровоздушная смесь микропузырьков непрерывно насыщает поток воды, находящейся в жидкой фазе, газообразной фазой, превращая обычно жидкую фазу воды в насадке в жидкостно-газовую эмульсию.

Таким образом, в заявляемом способе фазовое состояние воды меняется не на выходе из насадки, а внутри нее, создавая при этом значительно большую активность воды в ее жидкостно-газовой смеси. Кроме этого, насыщение жидкостно-газовой смеси воды ионами серебра осуществляется непрерывно, в процессе ее течения и увеличивает концентрацию воды как раствора с воздухом.

Как следствие, вода на выходе из насадки содержит не только пузырьки воздуха, выделяющиеся при разряжении ее давления на выходе из отверстий (как в прототипе), но и микропузырьки паровоздушной смеси (молекулы воды в которых содержат не только ионы серебра, но и электрический и магнитный заряды), образованные внутри насадки при взаимодействии потока воды с циклически сжимающейся и разжимающейся в магнитных силовых линиях М пружины 8. Молекулы воды, вытекающей из насадки, содержат не только ионы серебра, но и магнитный и электрический заряды.

Сжимаясь и разжимаясь, пружина 8 пересекает магнитные силовые линии М втулки 7 (фиг.7) и создает эффект проводника, движущегося в магнитном поле. В витках пружины 8 возникает э.д.с., протекает пульсирующий ток, который создает пульсирующее электрическое поле. Витки пружины образуют подобие катушки индуктивности. Ток в витках пружины 8 при ее сжатии-разжатии создает магнитную индукцию и собственное магнитное поле пружины 8. Из-за пульсирующего характера деформаций пружины 8 электрический ток в ней, а следовательно, и магнитное поле пружины являются пульсирующими, т.е. переменным электромагнитным полем.

Вода, являясь слабым проводником, обтекая витки пружины 8, захватывает ионы серебра. Пульсирующее электромагнитное поле пружины 8 и слабый электрический ток в ее витках способствуют ионизации покрытий 9, увеличивая отдачу воде ионов серебра.

Таким образом, достигаются технические результаты поставленной в заявляемом способе задачи.

Сжатие-разжатие пружины изменяет давление воды в насадке, соответственно уменьшая-увеличивая зазоры между витками (соответственно увеличивая-уменьшая сопротивление ее течению через зазоры) и делает постоянным течение воды из насадки.

При сжатии-разжатии пружины внутри постоянного магнитного поля при течении воды возникает переменный электрический ток в ее витках и переменное электромагнитное поле внутри потока воды. Это увеличивает массу захватываемых водой ионов серебра с поверхности витков пружины. Ионы серебра захватываются водой за счет трения о поверхность витков.

При течении воды в постоянном магнитном поле насадки вода омагничивается.

Вследствие выше перечисленного значительно расширяются функциональные возможности заявляемого способа по сравнению с аналогами и прототипом.

Вода, подаваемая этим способом, становится омагниченной, бактерицидной и содержащей слабые электрические заряды, т.е. активируется.

Реализуется способ значительно проще аналогов и прототипа, поскольку в его осуществлении участвуют всего три элемента (не считая корпуса 5 насадки 4), а именно: диск 6, магнитная втулка 7 и пружина 8 (фиг.2).

В прототипе их пять: диск 6 (фиг.2 прототипа), шайба 8, кольцо 9, уплотнительное кольцо 10 и опорное кольцо 11.

Заявляемый способ обладает значительно большей очистительной способностью по сравнению с аналогами и прототипом.

На самом деле - магнитные или магнитопроводные примеси осаждаются на поверхности магнитной втулки 7 (фиг.2, 6). Прочие примеси осаждаются на поверхности витков пружины 8 при обтекании их водой. Площадь этой поверхности в 5-10 раз превосходит площадь внутренних отверстий 7 (для деталей 6, 8, 9, 10, 11, фиг.2, в прототипе).

Помимо указанного выше, заявленное техническое решение может быть использовано в растениеводстве, животноводстве, микробиологии, медицине.

Источники информации

1. Насадки для мелкодисперсного дождевания. Обзорная информация, вып.13, Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР, 1978, с.4, 8-18.

2. В.Гаврилов. Экономная насадка, ж. "Изобретатель и Рационализатор", 1990, №4, с.15.

3. Авторское свидетельство СССР №1818491, Е 03 С 1/04, 1993 г.

4. Патент России, №2155255 С2, Е 03 С 1/04, опубл. 27.08.2000

Б.М.Яворский и А.А.Детлаф. Справочник по физике. М.: Наука, 1964, стр. 323, п.8.

Изобретение относится к бытовым сантехническим операциям и к процессам личной гигиены. Технический результат заключается в упрощении реализации, расширении функциональных возможностей способа, в достижении равномерной подачи воды и ее большей очистки. Способ подачи воды из водопроводного крана с насадкой характеризуется тем, что используют водопроводный кран с вентильными головками, сливным патрубком, на выходном конце которого закреплена насадка, включающая съемный цилиндрический корпус из немагнитопроводного материала - бронзы или латуни и диск со сквозными отверстиями, размещенный неподвижно на нижней части корпуса коаксиально ему, на который коаксиально корпусу установлена полая магнитная втулка, внутри которой на диск соосно корпусу установлена коническая спиральная нормально разжатая взаимодействующая с подаваемой водой пружина, выполненная из серебра или покрытого серебром магнитопроводного материала - стали. 7 ил.

Способ подачи воды из водопроводного крана с насадкой, характеризующийся тем, что используют водопроводный кран с вентильными головками, сливным патрубком, на выходном конце которого закреплена насадка, включающая съемный цилиндрический корпус из немагнитопроводного материала - бронзы или латуни и диск со сквозными отверстиями, размещенный неподвижно на нижней части корпуса коаксиально ему, на который коаксиально корпусу установлена полая магнитная втулка, внутри которой на диск соосно с корпусом установлена коническая спиральная нормально разжатая взаимодействующая с подаваемой водой пружина, выполненная из серебра или покрытого серебром магнитопроводного материала - стали.