СТАКАН ДЛЯ ДООЧИСТКИ И СТРУКТУРИРОВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2010 года по МПК C02F1/00 A47G19/22 

Изобретение относится к методам водоподготовки, доочистки и структурирования водопроводной, природной, искусственной воды, используемой в качестве питьевой, и может быть использовано в пищевой, фармацевтической промышленности, медицине. Данное устройство может быть использовано как в домашних условиях для очистки воды из городского водопровода, так и в экстремальных, походных условиях или аварийных ситуациях.

Способ водоподготовки и доочистки питьевой воды, включая непосредственно очистку от механических частиц, загрязняющих веществ, структурирование и активацию воды, и устройство для его осуществления основаны на идее осуществления всех указанных мероприятий в момент употребления воды для питья, что является физически обоснованным по следующим причинам:

1. Очищенная жидкость (вода) поступает непосредственно в организм человека, минуя промежуточные стадии взаимодействия ее с другими объектами, которые сами по себе могут быть загрязнены (например, грязная посуда).

2. Структура воды, согласно многочисленным экспериментальным и теоретическим исследованиям, сохраняется в лучшем случае от 10^-15 секунд (моментальная структура) до нескольких секунд (диффузионно-усредненная структура), поэтому говорить о наличии требуемой структуры питьевой воды можно лишь в том случае, если структурирование происходит в момент питья.

3. Активация жидкости, обусловленная намагничиванием, протеканием через минералы с высокой удельной поверхностью и другими физическими процессами, является максимальной в момент приготовления, совпадающий с употреблением.

В данном случае основное внимание уделяется разработке специальной емкости, предназначенной для питья, содержащей элементы, позволяющие проводить очистку, структурирование и активацию налитой в эту емкость воды или какой другой жидкости.

В качестве прототипов могут быть использованы следующие устройства [1, 2], основным отличием которых является то, что ни одно из них, используемых лишь как емкость для жидкости, не предназначено для водоподготовки, доочистки, структурирования и активации воды.

Так, например, известна "Кружка для холодных и горячих пищевых продуктов", состоящая из наружной с ручкой и внутренней емкостей, установленных одна в другую, с зазором между их стенками, отличающаяся тем, что обе емкости скреплены между собой герметичным замком, образованным посредством отбортовки, выполненной в верхней части внутренней емкости, и уплотнительной кромки с упорным буртиком, выполненных в верхней части наружной емкости, причем отбортовка внутренней емкости выполнена заподлицо с упорным буртиком наружной емкости, ручка наружной емкости выполнена в виде прикрепленной к ней верхним и нижним концами изогнутой пластины, прямолинейной в своей верхней части и вогнутой в средней и нижней частях, причем места изгиба выполнены скругленными, наружная емкость с ручкой выполнена из прозрачного пластического материала, внутренняя емкость выполнена из цветного или прозрачного пластического материала, между наружной и внутренней емкостями установлена вставка с цветным полиграфическим изображением [1].

Известно устройство "Кружка для напитков", содержащее крышку с затвором, снабженную для выхода жидкости отверстием, оснащенным носиком для питья, отличающееся тем, что затвор выполнен в виде поворотной крышки, носик для питья изготовлен в виде С-образного сквозного цилиндра, нижняя часть которого скошена под углом, а внутри кружки в ее верхней части, приближенной к ободку, установлен имеющий наклонную поверхность буртик, с возможностью взаимодействия его со скосом питьевого носика, приближенный по форме к отверстию для питья, превышающий его длину, по крайней мере, в два раза, в верхнем ободке кружки в четырех симметричных местах выполнены углубления под шарики, с возможностью облегчения поворота крышки, при этом кружка сформирована как одно целое из полиэтилентерефталата, снабжена элементами, сделанными из того же материала [2].

Помимо перечисленных устройств, рассматриваемых в качестве прототипов, известно достаточно много устройств, не относящихся к устройствам для питья, но используемых для очистки воды от загрязняющих веществ, и по этой причине также рассматриваемых в качестве аналогов. Эти устройства, содержащие в своем составе фильтровальные элементы, отличаются друг от друга сложностью конструкции, методами очистки, количеством используемых фильтров, их компонентным составом (см. например, [3-12]). В качестве наиболее близкого аналога может быть рассмотрено устройство "Система очистки питьевой воды "Минутка" [3].

Отличием перечисленных способов и устройств от заявляемого является то, что они не могут быть использованы для употребления питьевой воды в момент ее очистки, структурирования и активации, так как не предназначены для этого.

В качестве наполнителей для фильтровальных элементов используют полипропиленовую ткань [7], минеральную гранулированную крошку и активированное угольное волокно [8], модифицированный цеолит и активированный уголь, разделенные между собой слоем гравия [9], гидрофильный сорбент в виде гранулированного древесного угля, ионообменное волокно и листовой пористый материал [10], смесь гранулированного активированного угля из скорлупы кокосовых орехов и активированного углеродного волокна, микропористый полиэтилен, полотно нетканое из ионообменных волокон [11] и др.

Известно, что вода, контактирующая с твердым телом, приобретает особую структуру, отличную от структуры свободной воды, в частности, в ней образуются связанная (пограничная) вода в количестве, пропорциональном удельной поверхности контактирующего с водой вещества, а также возникают водные кластеры [13].

Известны методы, используемые для структурирования воды и получения водных кластеров, основанные на воздействии на воду излучением в дальнем инфракрасном диапазоне [14], пропускании горячего водного пара через магнитное поле и конденсации при температуре свыше 0°С с одновременным облучением светом в диапазоне от длинноволнового инфракрасного до ультрафиолетового [15].

Недостатком перечисленных способов является сложность конструкций используемых устройств.

Предложенное изобретение направлено на расширение арсенала технических средств, а именно, получение высокотехнологичных, экономически более выгодных и более простых устройств для очистки питьевой воды.

Задачей изобретения является возможность создания компактного, достаточно простого, но эффективного устройства, позволяющего проводить очистку воды, ее структурирование и активацию в момент потребления.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием.

Стакан Романова, изображенный на фиг.1, 2, 4 в разных ракурсах (фиг.1 - общий вид, фиг.2 - вид сбоку в разрезе, фиг.4 - вид сверху), представляет собой две емкости, вставленные одна в другую, скрепленные вверху, с прорезями для питья шириной 1-2 мм. Во внутренней емкости на дне имеются круглые или продолговатые отверстия, размером 1-2 мм, достаточные для протекания через них воды, но, в то же время способные задержать механические примеси в виде песчаных частичек и т.д. Дно внутренней емкости также может быть сделано из сетчатой пластины с размером ячеек 1-2 мм.

Стакан (вариант, фиг.3, 4) может быть изготовлен из цельной гофрированной трубы (из неподдающегося коррозии, нержавеющего, не содержащего вредных примесей материала - металла, пластика и др.) с плоским или немного вогнутым внутрь дном и открытым верхом, согнутой таким образом, что верхняя часть трубы загибается внутрь стакана, образуя внутреннюю стенку. Дно образующейся внутренней емкости вставное, для его изготовления может быть использована сетка или сетчатая пластина.

В широких местах внутренней стенки, находящихся между двумя сужениями, могут быть помещены сменные фильтры для предварительной (грубой) очистки воды, количество которых зависит от степени очистки.

В узких местах внешней стенки могут быть размещены съемные магнитные элементы круглой, полукруглой, квадратной прямоугольной формы, с отверстиями для соединения их между собой резиной или пружиной, предназначенные для активации коррекции питьевой воды, а также биологической коррекции человеческого организма [19].

Пространство между стенками внешней и внутренней емкостей заполнено фильтрующим материалом, состоящим из дробленого кварца, шунгита, минеральной гранулированной крошки, модифицированного цеолита, активированного угольного волокна, ионообменного волокна, полипропиленовой ткани, позволяющих проводить тонкую доочистку воды от содержащихся в ней примесей, а также ее структурирование. Подбор требуемых фильтрующих материалов зависит от преобладающих в питьевой воде загрязняющих веществ, характерных для данного населенного пункта или местности (региона) и может варьировать.

Способ использования устройства заключается в том, что предназначенная для питья вода наливается во внутреннюю емкость и через отверстия в днище и боках нижней части емкости протекает между стенками внутренней и внешней емкостей и очищается, проходя через один или несколько слоев фильтрующих материалов (в зависимости от типа и количества загрязняющих веществ, от которых требуется очистить воду).

Известно, что вода, контактирующая с поверхностью твердого тела, приобретает особую структуру, отличающуюся от структуры свободной (объемной) воды. В частности, в ней образуется пограничная вода, в количестве, пропорциональном удельной поверхности, могут возникать водные кластеры, различающиеся по количеству входящих в них молекул воды, например, H₁₁O₅, H₁₇O₈, H₂₁O₁₀, H₂₉O₁₄, Н₄₁О₂₀ [16], (H₂O)₆, 6(Н₂О)₆, [17], (Н₂О)₁₀₀, (H₂O)₁₈₄, (H₂O)₃₈₀ [18] и др. На основе изучения водных кластеров в овощах, фруктах, а также в поливных водах, сделан вывод о различной кластерной структуре поливной воды и воды в биоматрицах овощей и фруктов, в результате чего поливная вода с отличающейся структурой хуже усваивается растениями [18].

Так как водные кластеры существуют в течение достаточно короткого времени (доли секунд) к моменту потребления человеком воды, структурированной подобным образом, ее структура разрушается, и организм человека вынужден заново структурировать получаемую им воду, "подгоняя" ее под структуру, существующую в биологических жидкостях и тканях, является важным максимально сократить время, проходящее между структуризацией и воды и ее поступлением в организм человека.

Контактируя с поверхностью фильтровальных материалов - дисперсных минералов или волокон с развитой удельной поверхностью вода приобретает структуру связанной (пограничной) воды, аналогичную водной фракции, частично присутствующей в клетках и биологических жидкостях человека, затем через отверстия (прорези) в верхней части стакана вода попадает непосредственно на слизистую оболочку рта и язык, поступая в человеческий организм именно с той приобретенной структурой, которая ближе по свойствам к биологическим жидкостям, нежели свободная (объемная) вода. В этом случае структурирование воды и ее потребление происходят практически одновременно. Магнитные элементы, прикрепленные к внешней стенке, воздействуют на протекающую между внутренних стенок воду, и, таким образом, омагничивают ее, повышая активность воды.

Использование вышеприведенного способа позволит осуществлять водоподготовку и доочистку питьевой воды непосредственно перед ее употреблением, и тем самым будет способствовать снижению вероятности попадания в организм человека вредных веществ, а также повысит полезность воды за счет ее структурирования и приближения к структуре водных фракций, существующих в биологических жидкостях и тканях человека.

Фиг.1. Стакан, общий вид: 1 - внешняя стенка, 2 - внутренняя стенка, 3 - пространство между стенок, заполненное фильтровальным материалом, 4 -прорези в верхней части стакана, предназначенные для питья.

Фиг.2. Стакан, вид сбоку в разрезе: 1 - внешняя стенка, 2 - внутренняя стенка, 3 - пространство между стенок, заполненное фильтровальным материалом, 4 - прорези в верхней части стакана для питья, 5 - прорези в днище внутренней емкости.

Фиг.3. Стакан (вариант), вид сбоку: 1 - внешняя стенка, 2 - внутренняя стенка, 3 - пространство между стенок, заполненное фильтровальным материалом, 4 - прорези в верхней части стакана для питья, 5 - прорези в днище внутренней емкости, 6 - сменные фильтры предварительной очистки, 7 - внешние съемные магнитные элементы, скрепленные между собой растягивающимися (резиновыми) нитями или металлическими спиралями.

Фиг.4. Стакан, вид сверху: 1 - внешняя стенка, 2 - внутренняя стенка, 4 -прорези в верхней части стакана для питья.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Патент RU № 73597 / Кружка для холодных и горячих пищевых продуктов // Деревцов Р.С.

2. Патент RU № 68465 / Кружка для напитков // Билалов Р.А., Тенькова А.Г.

3. Патент RU № 32295 / Система очистки питьевой воды "Минутка" // Баранов В.А., Савинков А.И., Савинков Р.И.

4. Патент RU № 706 / Устройство для очистки питьевой воды в бытовых условиях //Шибаев А. А., Шелков В.К., Бургов А.В., Олонцев В.Ф., Мамонов О.В.

5. Патент RU № 75652 /Установка для дополнительной очистки и обеззараживания воды //Степанов A.M., Соколовская Е.Н., Соколовская Е.К., Соколовский А.К.

6. Патент RU № 67981 / Водоочиститель бытовой для получения питьевой воды //Засименко В.В., Захарчук М.В., Засименко Б.В.

7. Патент RU № 78789 U1, C02F 1/46, 2008. Устройство для электрохимической очистки питьевой воды // Еделькин A.M., Ермаков А.Г., Шендерова Н.Ф.

8. Патент RU № 30616 / Фильтр для очистки питьевой воды // Вачнадзе В.Д., Малоземов В.В.

9. Патент RU 54810 / Фильтр для очистки питьевой воды // Скипин И.Г.

10. Патент RU № 46676 / Фильтр бытовой для очистки питьевой воды // Кравченко В.В., Третяк Ф.С., Митекин В.В., Байчурин Р.Г.

11. Патент RU № 7892 / Фильтрующий модуль и фильтр для очистки жидкости // Русинов Г.Д.

12. Патент RU № 13207 / Устройство очистки питьевой воды // Брайнес А.С., Боднар B.C., Ионов Б.В., Кичанов Г.Н.

13. Активированные жидкости, электромагнитные поля и фликкер-шум. Их применение в медицине, и сельском хозяйстве / О.А.Пасько, А.В.Семенов, Г.В.Смирнов, Д.Г.Смирнов. Томск: Томск, гос.ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2007. 410 с.

14. Patent USA № 5965007 / Water and method for processing thereof // Uzawa; Masakazu (Tokyo, JP)

15. Patent USA № 5711950 / Microclustered Water // Lorenzen; Lee H.

16. Домрачеев Г.А., Селивановский Д.А., Домрачева Е.Г. и др. Роль нейтральных дефектов с структурной химии жидкой воды // Журн. Структурной химии. 2004. Т.45. №4. С.670-677.

17.Петросян В.И. Резонансное излучение воды в радиодиапазоне // Письма в ЖТФ, 2005. Т. 31. Вып.23. С.29-33.

18. Зубов А.В., Зубов К.В., Зубов В.А. Исследование распределения кластеров воды в овощах, фруктах, и природных водах, используемых для орошения, методом спектроскопии мерцаний в шумах. // Биофизика. 2007. Т. 52. Вып.4. С.585-592.

19. Патент RU № 2147446 C1 A61N 1/18, А61Н 39/04 1998. / Биологический корректор // Семенов А.В., Вилисов А.А., Дамбаев Г.Ц., Пасько О.А.

Изобретение относится к методам водоподготовки, доочистки и структурирования водопроводной, природной, искусственной воды, используемой в качестве питьевой, и может быть использовано в пищевой, фармацевтической промышленности, медицине. Данное устройство может быть использовано как в домашних условиях, для очистки воды из городского водопровода, так и в экстремальных, походных условиях или аварийных ситуациях. Стакан по первому варианту состоит из двух емкостей, вставленных одна в другую, скрепленных сверху, с прорезями для питья. Дно внутренней емкости выполнено из сетчатой пластины. Между стенками емкостей расположен фильтрующий материал. Стакан по второму варианту выполнен из цельной гофрированной трубы. Верхняя часть трубы загнута внутрь стакана, образуя его внутреннюю стенку, со вставным днищем из сетчатой пластины. В широких местах внутренней стенки размещены дополнительные фильтры. В узких местах внешней стенки размещены магниты. Пространство между стенками заполнено фильтрующим материалом. Технический результат состоит в обеспечении водоподготовки и доочистки питьевой воды непосредственно перед ее употреблением, что способствует снижению вероятности попадания в организм человека вредных веществ, а также повышению полезности воды за счет ее структурирования. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Стакан для очистки и структурирования питьевой воды, выполненный из металла или пластика, отличающийся тем, что состоит из двух емкостей, вставленных одна в другую, скрепленных вверху, с прорезями для питья шириной 1-2 мм, с дном внутренней емкости, выполненным из сетчатой пластины с ячейками 1-2 мм, с пространством между стенками внешней и внутренней емкостей, заполненным фильтрующим материалом, состоящим из дробленого кварца, шунгита, искусственных и природных волокон.

2. Стакан для очистки и структурирования питьевой воды, выполненный из металла или пластика, отличающийся тем, что состоит из цельной гофрированной трубы с плоским или немного вогнутым внутрь дном и открытым верхом, согнутой таким образом, что верхняя часть трубы загнута внутрь стакана, образуя его внутреннюю стенку, со вставным днищем из сетчатой пластины, при этом в широких местах внутренней стенки могут быть размещены дополнительные съемные фильтры, а в узких местах внешней стенки размещены съемные магнитные элементы круглой, полукруглой, квадратной, прямоугольной формы, с отверстиями для соединения их между собой резиной или пружиной, пространство между стенками внешней и внутренней емкостей заполнено фильтрующим материалом, состоящим из дробленого кварца, шунгита, минеральной гранулированной крошки, модифицированного цеолита, активированного угольного волокна, ионнообменного волокна, полипропиленовой ткани.