УСТРОЙСТВО ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКОЙ ВОДЫ Российский патент 2010 года по МПК C02F1/18 C02F1/22 

Изобретение относится к бытовой технике и применяется для получения питьевой и пищевой легкой воды в домашних условиях.

Вода является одной из основ жизни на Земле и содержится во всех биологических и большинстве природных объектов. В природной воде растворены природные и искусственно полученные химические вещества, а во взвешенном состоянии находятся микроорганизмы, частицы органического и механического происхождения.

С 30-х годов прошлого столетия известно, что природная вода имеет сложный состав, и она является смесью вод, образованных стабильными изотопами водорода Н и кислорода О. Кроме молекул легкой (протиевой) воды - ¹Н₂ ¹⁶О, состоящих из двух атомов легкого водорода ¹Н (протия) и одного атома легкого кислорода ¹⁶О, в природной воде присутствуют еще 8 видов воды (далее тяжелая вода) из комбинации остальных стабильных тяжелых изотопов водорода и кислорода (1). Суммарное среднее количество тяжелых изотопных видов воды в природной воде составляет около 0,27%. Вода пресноводных источников содержит около 330 мг/л тяжеловодородной и около 2 г/л тяжелокислородной Н₂ ¹⁸О. Эти значения сопоставимы с допустимым содержанием солей в питьевой воде. Природная вода является смесью молекул ¹H₂ ¹⁶O, ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹H²H¹⁶O, ¹H²H¹⁷O, ¹H²H¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ⁷О, ²Н₂ ¹⁸О, растворенных в них природных и искусственных химических веществ и взвеси, содержащей биологические объекты и неорганические и органические частицы.

Функции воды в природе многообразны, и качество и свойства воды отражаются на жизнедеятельности всех живых существ. При исследовании биологических эффектов тяжелой воды выявлено всестороннее угнетающее воздействие молекул воды ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²Н¹⁶О, ¹Н²Н ¹⁷О, ¹Н²Н¹⁸О, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О на живые организмы, начиная от простейших и заканчивая людьми. При удалении из природной воды всех тяжелых изотопных разновидностей остается вода ¹Н₂ ¹⁶О, обычно ее называют «протиевая» или «легкая». Независимые исследователи многолетними наблюдениями и опытами выяснили, что легкая вода позитивно влияет на все организмы, в том числе и человека, является стимулятором функций всех органов, улучшает самочувствие, обладает иммуномодулирующим, противоопухолевым и радиопротекторным действием (1).

Благотворное биологическое воздействие легкой воды вызвано тем, что посредством ее обмен веществ в организме происходит с максимально возможной скоростью. Объясняется это свойство тем, что подвижность ионов из тяжелых ²Н и ¹⁷О или ¹⁸О существенно меньше, чем легких ионов, образованных Н водородом и кислородом ¹⁶О. Скорость каталитических реакций, играющих важнейшую роль в осуществлении обмена веществ и нормальной жизнедеятельности организма, в тяжелой воде в 6 раз меньше, чем в легкой воде. Предположение о целесообразности удаления тяжелой воды из природной воды, при употреблении ее для питья и приготовлении пищевых продуктов, подтвержден многочисленными исследователями свойств легкой и тяжелой вод и 4-х летним опытом употребления только легкой воды автора заявки. Результаты многолетних наблюдений свидетельствуют, что эффективным способом естественного оздоровления человека является очистка питьевой и пищевой воды от ее тяжелых изотопных видов и постоянное употребление только легкой воды (2). Известна «Установка очистки воды» (3) принятая в качестве прототипа заявленного устройства. Известно, что кристаллизация тяжелых изотопных видов воды ¹Н₂ ¹⁷О, ¹Н₂ ¹⁸О, ¹Н²Н¹⁶О, ¹Н²Н¹⁷О, ¹H²H¹⁸O, ²Н₂ ¹⁶О, ²Н₂ ¹⁷О, ²Н₂ ¹⁸О происходит при температуре от +3.81°С до +0.28°С. Легкая вода кристаллизуется и образует лед при 0°С, после выделения энергии кристаллизации легкой воды в окружающую среду. Установка - прототип очищает воду фильтрацией загрязнителей, в составе которых находятся кристаллы льда тяжелой воды, возникающие при медленном охлаждении воды, с циркуляцией и перемешиванием ее озоно-воздушной смесью. Для предварительной подготовки воды установка содержит фильтры предварительной и тонкой очистки, с активированным углем, и ионообменных смол. Установка очистки воды содержит блок управления, который выдает команды по информации датчиков уровня, температуры, давления, расхода, электропроводности, кристаллизации тяжелых видов воды и состояния клапанов. Установка очистки воды имеет разделенный на секции корпус, образующий емкости для обработки природной воды и хранения полученных легкой и тяжелой воды, емкость для промывочной жидкости и загрязнений. Установка содержит насос с регулируемой производительностью, холодильный агрегат с теплообменником, озонатор-компрессор воздуха, осушитель и рассеиватели озоно-воздушной смеси, и для автоматизированной промывки установки имеется промывочный насос. Для выполнения процессов набора, фильтрации, охлаждения, хранения воды и самопромывки установка очистки воды снабжена системой трубопроводов с обратными клапанами и запорной арматурой.

Описанная установка очистки воды предназначена для промышленного получения легкой воды и является сложным автоматизированным комплексом, который обслуживается квалифицированным персоналом. Полученная легкая вода разливается в тару и развозится потребителям или используется для получения промышленного производства напитков. Очевидно, что установка очистки воды предназначена для крупных городов, в то же время значительная часть населения России проживает в средних и мелких населенных пунктах, в которых прототип не может быть рентабельным производством, и поэтому не будет использоваться. Известно, что в зимнее время, среди некоторой части населения, существовала практика выставления ведер с питьевой водой на мороз до образования небольшого количества льда. Этот лед выбрасывался, а оставшаяся вода использовалась для питья. Такая вода считалась, и действительно, становилась целебной, но без знания физики изотопов и свойств изотопных видов воды, это явление не имело научного объяснения. В настоящее время понятно, что при подобном охлаждении часть тяжелых изотопных видов воды замерзают и удаляются вручную. Ясно, что при подмораживании питьевой воды в ведрах и удалении первого льда происходит уменьшение содержания тяжелой воды в питьевой. Такой простейший способ позволяет получать питьевую воду с уменьшенным содержанием тяжелой воды, но возможен при отрицательных температурах уличного воздуха и некотором контроле за состоянием воды. Перемешивание воды на морозе требует усилий и времени, а определение кристаллизации тяжелой воды «на глазок», затрудняет выделение и полное удаление тяжелой воды с сохранением легкой воды. Без перемешивания воды возникает неравномерность охлаждения объема очищаемой воды, что приводит к неодновременности окончания заморозки тяжелой воды в объеме обрабатываемой воды. Описанный способ еще более неудобен при использовании бытового холодильника, т.к ограничивается формой и объемами морозильной камеры, сложностью перемешивания в ней воды и наблюдения за процессом кристаллизации тяжелой воды.

Заявленное устройство получения легкой воды направлено на обеспечение доступности легкой воды самым широким слоям населения и его оздоровление, постоянным употреблением легкой воды. Заявленное устройство решает задачу получения питьевой и пищевой легкой воды удалением из природной воды, ее тяжелых изотопных видов, при простоте устройства. В устройстве получения легкой воды удаление тяжелых вод достигается их одновременной заморозкой во всем объеме обрабатываемой воды с проведением ручной фильтрации через фильтрующую сетку при незамерзшей легкой воде. Фильтрация проводится после получения акустического или светового сигнала датчика кристаллизации тяжелой воды. Образовавшиеся кристаллы тяжелой воды фильтр воспринимает как механический загрязнитель, задерживает их в емкости кристаллизации. Слитая вручную, незамерзшая легкая вода используется для питья и приготовления пищи. Тяжелая вода после оттаивания вручную сливается в канализацию. Таким образом, в заявляемом устройстве технический результат, разделение легкой и тяжелых вод, достигается ручной фильтрацией кристаллов льда тяжелой воды из незамерзшей легкой воды, производимой после получения, от датчика кристаллизации, сигнала об образовании кристаллов льда.

Конструкцию предлагаемого устройства и ее работу поясняет чертеж. На чертеже обозначены: 1 - крышка, 2 - емкость кристаллизации тяжелой воды, 3 - фильтр кристаллов льда тяжелой воды, 4 - отсек для аккумулятора, электронных узлов, радиопередатчика и озонатора - компрессора, 5 - аккумулятор, радиопередатчик и электронные узлы, 6 - электроды датчика кристаллизации, 7- рукоятка для переноса емкости, 8 - озонатор-компрессор, 9 - воздуховод, 10 - рассеиватель воздуха, 11 - радиоприемник, 12 - зарядное устройство аккумулятора.

Устройство получения легкой воды используют следующим образом.

Зарядным устройством 12 проводят зарядку аккумулятора 5 до получения звукового или светового сигнала окончания зарядки от радиоприемника 11. Емкость 2 кристаллизации тяжелой воды имеет откидную крышку 1. Откинув эту крышку, в емкость кристаллизации 2 заливают питьевую воду. При этом электроды датчика кристаллизации 6 и электронные узлы используются для определения уровня воды. Электроды датчика кристаллизации тяжелой воды 6 размещены на воздуховоде 9. Воду наливают до уровня, когда радиопередатчик излучает радиосигнал, а радиоприемник 11 издает звуковой и световой сигналы. Электроды датчика кристаллизации 6 имеют возможность всплытия, поэтому уровень воды некритичен, выше заданного уровня. После этого крышку 1 закрывают, при этом датчик кристаллизации переключается в режим определения образования льда на поверхности плавающих электродов. Емкость кристаллизации 2 с водой устанавливают на морозе или в морозильной камере холодильника и начинается охлаждение воды. В составе электронных узлов имеется дифференциальное реле температуры, которое включается при охлаждении температуры корпуса емкости до 0°С. После возникновения между границей и центром воды разности температуры 0.3°С, дифференциальное реле температуры включает озонатор-компрессор 8, который имеет встроенный фильтр очистки воздуха. Через воздуховод 9 в воду закачивается озонированный воздух, который рассеивается посредством рассеивателя 10. Под воздействием всплывающих пузырьков образуется циркулирующий поток воды, происходит перемешивание и выравнивание температуры воды, после чего дифференциальное реле температуры выключает компрессор 8. Периодическое включение компрессора 8 и перемешивание воды происходит, пока не сработает датчик кристаллизации тяжелой воды. Такой режим работы озонатора-компрессора 8 экономит энергию аккумулятора. После образования кристаллов тяжелой воды радиопередатчик излучает радиосигнал, а радиоприемник блока 11 его улавливает и издает звуковой и световой сигналы. Незамерзшая легкая вода вручную, через фильтр кристаллов льда тяжелой воды 3, выливается из емкости кристаллизации 2 в посуду для хранения легкой воды. Лед тяжелой воды задерживается на фильтре 3 и в емкости кристаллизации 2. Емкость ставится в теплое место и зарядным устройством 12 включается зарядка аккумулятора. За время зарядки тяжелая вода тает, и после зарядки тяжелая вода выливается в канализацию или собирается для использования в лечебных процедурах.

Заявляемое устройство отличается от прототипа множеством особенностей. Первой отличительной особенностью заявленного устройства является питание от аккумуляторной батареи, напряжением всего 1.5 В, и емкостью 600-1000 мАч. Перед началом очистки воды аккумуляторная батарея заряжается зарядным устройством, выполненного отдельным блоком. Отличительной особенностью устройства является, наличие дифференциального реле температуры, которое позволяет экономить энергию батареи, и при низкой интенсивности охлаждения не проводить постоянное перемешивание воды. Например, при температуре охлаждения -1°С компрессор включается на несколько минут за 2 часа охлаждения и реже. Отличительной особенностью устройства является и наличие на емкости кристаллизации откидной крышки, производящей переключение датчика кристаллизации в режим определения уровня воды, при заполнении емкости водой. Отличительной особенностью является и наличие радиопередатчика сигналов датчика кристаллизации и уровня воды, и отдельного блока с радиоприемником сигналов датчика кристаллизации и уровня воды. Для повышения точности определения кристаллизации тяжелой воды, электроды датчика кристаллизации имеют возможность всплытия и размещены на воздуховоде, что также является отличительной особенностью. Заливка на обработку природной воды в устройство и слив полученной легкой воды проводятся вручную. Устройство обеспечивает перемешивание и равномерное охлаждение воды и выдачу звукового и светового сигналов при фазовом разделении природной воды на лед тяжелой воды и не замерзшую легкую воду, причем охлаждение воды происходит только за счет внешних источников холода. При отрицательных температурах - на улице, а при положительных температурах на улице, в холодильнике или морозильнике, причем не требуется вмешательства в электрическую схему холодильного устройства. Очистка питьевой воды от растворенных и взвешенных загрязнителей достигается предварительной подготовкой воды известными системами очистки воды. Дополнительный положительный эффект обеззараживания воды и коагуляции возможных загрязнителей возникает при озонировании воды.

Заявляемое устройство обеспечивает одновременную по объему заморозку тяжелых изотопных видов воды, следит за процессом кристаллизации тяжелой воды и после ее завершения выдает звуковой и световой сигналы. Охлаждение воды проводится с границ емкости, и частично, охлаждается пузырьками холодного уличного или холодного озонированного воздуха холодильника, до времени окончания кристаллизации всех тяжелых изотопных видов воды. Причем воздух подается в объем около 50% от объема очищаемой воды, что создает поток и циркуляцию очищаемой воды с интенсивным теплообменом и выравниванием температуры по объему. Циркуляция устраняет возможность образования монолитного льда или перекристаллизации воды. Воздушная смесь подается озонатором-компрессором, а распределяется в объеме очищаемой воды посредством рассеивателя. Для повышения точности определения времени заморозки тяжелой воды электроды датчика кристаллизации имеют возможность всплытия. Это позволяет, ориентируясь на звуковой сигнал, наливать воду в емкость кристаллизации просто выше минимального необходимого уровня для работы датчика кристаллизации тяжелой воды. Устройство получения легкой воды имеет простую и надежную конструкцию при низкой себестоимости, эксплуатация устройства проста и не вызывает вопросов, что позволяет ее применять в каждой семье. Его простота и готовность к использованию без дополнительного монтажа, низкая себестоимость, экономичность и использование природного холода - несомненные достоинства. Постоянное употребление легкой воды позволяет улучшить самочувствие, укрепить здоровье и продлить активную жизнь потребителя без применения медицинских препаратов.

Источники информации

1. Доклад А.А.Тимакова «Основные эффекты легкой воды» на 8-й Всероссийской научной конференции по теме «Физико-химические процессы при селекции атомов и молекул» 6-10 ноября 2003 г.

2. Муратов М.М. «Чудо легкой воды и легких изотопов». Сайт http://litewater.ru.

3. Муратов М.М. Зинатуллин Р.Ф. «Установка очистки воды», заявка на изобретение, №2006107189, патент №2332355 RU.

4. Муратов М.М. «Озонатор-компрессор», заявка на изобретение №9101313, патент №2145569 RU.

Устройство получения легкой воды предназначено для приготовления питьевой и пищевой легкой воды в быту. Устройство содержит емкость кристаллизации тяжелой воды, сетчатый фильтр кристаллов льда тяжелой воды, датчик кристаллизации тяжелой воды, выполненный с возможностью определения уровня воды, озонатор-компрессор с фильтром воздуха, воздуховод и рассеиватель озоно-воздушной смеси в воде. Устройство дополнительно снабжено электрическим аккумулятором, радиопередатчиком сигналов состояния устройства, дифференциальным реле температуры, а также отдельными блоками с устройством зарядки аккумулятора и радиоприемником сигналов состояния устройства, при этом емкость кристаллизации тяжелой воды выполнена с откидной крышкой, а электроды датчика кристаллизации тяжелой воды размещены на воздуховоде и выполнены с возможностью всплытия. Устройство позволяет получать питьевую воду, очищенную от тяжелой воды, при затратах энергии и времени, близких к минимальным. 1 ил.

Устройство получения легкой воды, содержащее емкость кристаллизации тяжелой воды, сетчатый фильтр кристаллов льда тяжелой воды, датчик кристаллизации тяжелой воды, выполненный с возможностью определения уровня воды, озонатор-компрессор с фильтром воздуха, воздуховод и рассеиватель озоно-воздушной смеси в воде, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено электрическим аккумулятором, радиопередатчиком сигналов состояния устройства, дифференциальным реле температуры, а также отдельными блоками с устройством зарядки аккумулятора и радиоприемником сигналов состояния устройства, при этом емкость кристаллизации тяжелой воды выполнена с откидной крышкой, а электроды датчика кристаллизации тяжелой воды размещены на воздуховоде и выполнены с возможностью всплытия.