СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ВОДОСОДЕРЖАЩЕЙ ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2011 года по МПК C02F1/46 

Изобретение относится к области технологий и устройств регулирования физико-химических свойств жидкостей путем их электроактивации и может быть использовано в медицине и народном хозяйстве для получения активированной (в том числе питьевой) воды, биологически активных жидкостей и водных растворов.

В настоящее время известен способ бесконтактной активации водосодержащей жидкости, позволяющий регулировать ее физико-химические свойства. При этом вода или водный раствор приобретает свойства активированной жидкости без изменения ее первоначального химического состава. Этот процесс сопровождается изменением окислительно-восстановительного (редокс) потенциала обрабатываемой жидкости. В процессе реализации способа часть энергии электрохимически активированного контактным способом католита (или анолита) передается обрабатываемой жидкости, которая заливается в изолированную емкость, выполненную из диэлектрического материала и располагаемую в объеме католита (или анолите). Способ осуществляется устройством для бесконтактной активации жидкости, имеющим катодную и анодную камеры, причем в зоне основного электрода или в зонах обоих электродов устанавливается сосуд (для периодической бесконтактной активации) или трубчатый змеевик (для непрерывной бесконтактной активации), выполненный из диэлектрического материала, химически стойкого к воздействию кислотощелочных растворов (патент РФ №2054386).

Недостатком данного технического решения является невысокая производительность и эффективность электроактивации жидкости вследствие низкого уровня энергообмена между слоями активируемой жидкости.

Наиболее близкими к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату являются способ для бесконтактной электроактивации жидкости путем передачи энергии активации через тонкую диэлектрическую стенку от водосодержащей жидкости, активируемой контактным электрохимическим способом к бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости и устройство для его осуществления по патенту РФ №2236378.

Способ включает предварительный нагрев активируемой жидкости и электрохимически активированной среды и размещение диэлектрической тонкостенной емкости с активируемой жидкостью в электрохимически активированной среде. Активированную среду в процессе активации поддерживают в нагретом состоянии. Активируемую жидкость в течение процесса активации постоянно или периодически перемешивают, осуществляют постоянную принудительную циркуляцию и обновление электрохимически активированной среды, а также осуществляют механическое пространственное перемещение емкости с активируемой жидкостью в электрохимически активированной среде в любом направлении в пределах объема среды. Камера-электролизер снабжена нагревателем с терморегулятором.

Данное техническое решение позволяет повысить производительность и эффективность электроактивации жидкости за счет поддержания активированной среды в нагретом состоянии, ее постоянной принудительной циркуляции и обновления, а также механического пространственного перемещения емкости с активируемой жидкостью в электрохимически активированной среде в любом направлении в пределах ее объема.

Недостатком данного технического решения является то, что известные способ и устройство не всегда гарантируют достаточную степень электроактивации жидкости.

Это связано с тем, что «… свойства бесконтактной электрохимической активации жидкости обусловлены возникновением устойчивых высокоэнергетических резонансных систем из осциллирующих "диполей" воды (ионов, молекул, ОН^- и т.п.) вблизи анода и катода (микрокластеров). В статике такие системы из диполей неустойчивы (эффект коллапса), но в динамике, при резонансе, проявляется эффект динамической стабилизации неустойчивых состояний.

Переменное электромагнитное поле от резонансной системы двух синхронно осцилирующих диполей имеет узкий спектр частот (резонансный эффект) и быстро убывает ≅1/rⁿ (где n>3). (Широносов В.Г., Широносов Е.В. Опыты по бесконтактной электрохимической активации воды. - II международный симпозиум "Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности", ч.1. - М., 1999, с.66-68).

Из вышеизложенного следует, что для достижения наибольшего эффекта при бесконтактной активации жидкости толщина слоя активируемой жидкости должна быть минимальной.

Техническим результатом изобретения является ускорение энергообмена между водосодержащей жидкостью, активируемой контактным электрохимическим способом, и бесконтактно активируемой водосодержащей жидкостью

Технический результат достигается тем, что при осуществлении способа бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости путем передачи энергии активации через тонкую диэлектрическую стенку от водосодержащей жидкости, активируемой контактным электрохимическим способом к бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости бесконтактно активируемую водосодержащую жидкость, переводят в мелкодисперсное состояние и осаждают на поверхности тонкой диэлектрической стенки.

При осуществлении способа бесконтактно активируемую водосодержащую жидкость могут переводить в мелкодисперсное состояние и осаждать на поверхности тонкой диэлектрической стенки путем распыления или путем испарения с последующей конденсацией пара на охлаждаемой тонкой диэлектрической стенке.

Устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости основанное на распылении бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости включает электролизер для контактной активации жидкости, емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости и приемник жидкости прошедшей бесконтактную активацию. Кроме того, устройство дополнительно снабжено установленным в емкости с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации распылителем с патрубком для подвода распыляемой жидкости, при этом емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости выполнена с возможностью контакта с жидкостью, активируемой в электролизере контактным способом.

Вышеописанное устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости, основанное на распылении бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости, имеет несколько вариантом выполнения.

В первом варианте выполнения электролизер для контактной активации жидкости выполнен с боковыми стенками в виде цилиндра, подключенного к одному из полюсов источника постоянного тока, при этом другой полюс источника постоянного тока подключен к электроду, размещенному по оси цилиндра, причем емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости выполнена в виде полых вертикальных цилиндров, размещенных по кольцу коаксиально боковым стенкам электролизера для контактной активации жидкости, через верхние торцы которых в них введены объединенные коллектором патрубки с распылителями жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, а нижние торцы соединены трубопроводами с приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию.

Во втором варианте выполнения электролизер для контактной активации жидкости выполнен проточным, при этом емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости выполнена в виде одного или нескольких полых вертикальных цилиндров, через верхние торцы которых в них введены патрубки с распылителями жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, а нижние торцы соединены трубопроводами с приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию, причем полые вертикальные цилиндры выполнены с внешней и внутренней стенками, внутренние стенки полых вертикальных цилиндров выполнены тонкими из диэлектрического материала, а вход и выход полости между стенками полых вертикальных цилиндров соединены соответственно с выходом и входом проточного электролизера, на выходе или входе которого установлен насос для перекачки контактно активируемой жидкости.

В третьем варианте выполнения электролизер для контактной активации жидкости выполнен проточным, а емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости выполнена в виде конуса с внешней и внутренней стенками, причем внутренняя стенка конуса выполнена тонкой из диэлектрического материала, вход и выход полости между стенками конуса соединены соответственно с выходом и входом проточного электролизера, на выходе или входе которого установлен насос для перекачки контактно активируемой жидкости.

Устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости, основанное на испарении бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости с последующей конденсацией пара на охлаждаемой тонкой диэлектрической стенке включает электролизер для контактной активации жидкости, емкость для жидкости, предназначенной для бесконтактной активации и приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию. Емкость для жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, выполнена в виде испарителя, а устройство дополнительно включает теплообменник с тонкой теплопередающей диэлектрической стенкой, с одной стороны которой находится контактно активируемая жидкость электролизера, а с другой - пар, полученный в испарителе из жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, при этом электролизер выполнен охлаждаемым, а устройство выполнено с возможностью конденсации пара на тонкой диэлектрической стенке, бесконтактной активации образованного конденсата и его сбора в приемнике жидкости, прошедшей бесконтактную активацию.

Дополнительным преимуществом использования устройства, основанного на испарении бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости с последующей конденсацией пара на охлаждаемой тонкой диэлектрической стенке, заключается в том, что оно является также и дистиллятором.

Вышеописанное устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости, основанное на испарении бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости с последующей конденсацией пара на охлаждаемой тонкой диэлектрической стенке, имеет несколько вариантом выполнения.

В первом варианте выполнения электролизер для контактной активации жидкости выполнен проточным. Приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию, расположен по центру испарителя выше уровня жидкости, предназначенной для бесконтактной активации. Теплообменник выполнен из диэлектрического материала в виде тонкостенного канала, уложенного конусообразно по спирали Архимеда, вход и выход которого соединен соответственно с выходом и входом проточного электролизера, а на входе или выходе канала установлен насос для перекачки контактно активируемой жидкости, причем теплообменник установлен на испарителе в виде крышки таким образом, что вершина конуса обращена внутрь испарителя и расположена над приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию.

Во втором варианте выполнения электролизер для контактной активации жидкости выполнен непроточным, приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию, расположен по центру испарителя выше уровня жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, при этом электролизер установлен на испаритель как крышка и имеет дно, выполненное в виде тонкостенного диэлектрического конуса, вершина которого расположена над приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию.

В третьем варианте выполнения электролизер для контактной активации жидкости выполнен непроточным с боковыми стенками в виде цилиндра, подключенного к одному из полюсов источника постоянного тока, другой полюс которого подключен к электроду, размещенному по оси цилиндра. Теплообменник выполнен в виде установленного в электролизере змеевика, вход которого соединен с выходом испарителя, а выход - с приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию.

В четвертом варианте выполнения электролизер для контактной активации жидкости выполнен проточным, а теплообменник выполнен в виде установленного над испарителем колокола с внешней и внутренней стенками, причем внутренняя стенка колокола выполнена тонкой и из диэлектрического материала, вход и выход полости между стенками колокола соединены соответственно с выходом и входом проточного электролизера, на выходе или входе которого установлен насос для перекачки контактно активируемой жидкости.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где:

на фиг.1 изображен вариант выполнения устройства для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости, основанного на ее распылении, в котором электролизер для контактной активации жидкости выполнен непроточным, а емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости выполнена в виде полых вертикальных цилиндров, размещенных по кольцу коаксиально боковым стенкам непроточного электролизера;

на фиг.2 изображен вариант выполнения устройства для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости, основанного на ее распылении, в котором электролизер для контактной активации жидкости выполнен проточным, при этом емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости выполнена в виде одного или нескольких полых вертикальных цилиндров с внешней и внутренней стенками;

на фиг.3 изображен вариант выполнения устройства для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости, основанного на ее распылении, в котором электролизер для контактной активации жидкости выполнен проточным, а емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости выполнена в виде конуса с внешней и внутренней стенками;

на фиг.4 изображен вариант выполнения устройства, основанного на испарении бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости, в котором теплообменник выполнен из диэлектрического материала в виде тонкостенного канала, уложенного конусообразно по спирали Архимеда;

на фиг.5 изображен вариант выполнения устройства, основанного на испарении бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости, в котором электролизер установлен на испаритель как крышка и имеет дно, выполненное в виде тонкостенного диэлектрического конуса;

на фиг.6 изображен вариант выполнения устройства, основанного на испарении бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости, в котором теплообменник выполнен в виде установленного в электролизере змеевика;

на фиг.7 изображен вариант выполнения устройства, основанного на испарении бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости, в котором теплообменник выполнен в виде установленного над испарителем колокола.

Согласно изобретению, предложено три варианта устройства для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости, основанного на распылении жидкости.

В первом варианте (фиг 1) устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости включает электролизер для контактной активации жидкости 1, выполненный с цилиндрическими боковыми стенками и подключенный к одному из полюсов источника постоянного тока 2. Другой полюс источника постоянного тока 2 подключен к электроду 3, размещенному вдоль оси электролизера для контактной активации жидкости 1. Внутри электролизера для контактной активации жидкости 1 установлена емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости, выполненная в виде вертикальных полых цилиндров 4, размещенных по кольцу коаксиально боковым стенкам электролизера для контактной активации жидкости 1. Через верхние торцы вертикальных полых цилиндров 4 введены объединенные коллектором 5 патрубки 6 с распылителями 7 жидкости, предназначенной для бесконтактной активации. Нижние торцы вертикальных полых цилиндров 4 соединены трубопроводами 8 с приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 9.

Во втором варианте (фиг.2) устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости включает электролизер для контактной активации жидкости 10, выполненный проточным, при этом емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости выполнена в виде одного или нескольких полых вертикальных цилиндров 11, через верхние торцы которых в них введены патрубки 12 с распылителями 13 жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, а нижние торцы соединены трубопроводами 14 с приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 15. Полые вертикальные цилиндры 11 выполнены с внешней и внутренней стенками. Внутренние стенки полых вертикальных цилиндров 11 выполнены тонкими из диэлектрического материала. Вход и выход полости между стенками полых вертикальных цилиндров 11 соединены соответственно с выходом и входом проточного электролизера 10, на выходе которого установлен насос 16 для перекачки контактно активируемой жидкости. Электролизер для контактной активации жидкости 10 подключен к источнику постоянного тока 17, а полые вертикальные цилиндры 11 имеют отверстия 18, соединяющие их внутреннюю полость с внешней атмосферой.

В третьем варианте (фиг.3) устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости включает выполненный проточным электролизер для контактной активации жидкости 19 и источник постоянного тока 20. Емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости выполнена в виде конуса 21, установленного на имеющую датчик уровня жидкости 22 цилиндрическую емкость 23. Конус 21 имеет внешнюю и внутреннюю стенки. Внутренняя стенка конуса 21 выполнена тонкой из диэлектрического материала. Вход и выход полости между стенками конуса 21 соединены соответственно с выходом и входом проточного электролизера 19, на выходе которого установлен насос 24 для перекачки контактно активируемой жидкости. Внутри конуса 21 установлен распылитель 25 с патрубком 26 для подвода распыляемой жидкости, при этом конус 21 в основании имеет кольцеобразный сборник жидкости 27, соединенный с приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 28. Цилиндрическая емкость 23 соединена с вспомогательным насосом 29, имеющим клапан 30, который подключен к патрубку 26 для подвода распыляемой жидкости,

Согласно изобретению предложено четыре варианта устройства для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости, основанного на испарении бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости с последующей конденсацией пара на охлаждаемой тонкой диэлектрической стенке.

В первом варианте (фиг.4) устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости включает выполненный охлаждаемым и проточным электролизер для контактной активации жидкости 31, а также выполненную в виде испарителя 32 с нагревателем 33 с терморегулятором (на чертеже не показан) емкость для жидкости, предназначенной для бесконтактной активации и расположенный по центру испарителя 32 выше уровня жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 34. Устройство снабжено теплообменником, выполненным из диэлектрического материала в виде тонкостенного канала 35, уложенного конусообразно по спирали Архимеда, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом проточного электролизера 31, а на выходе канала 35 установлен насос 36 для перекачки контактно активируемой жидкости. Тонкостенный канал 35 установлен на испарителе 32 в виде крышки таким образом, что вершина конуса обращена внутрь испарителя 32 и расположена над приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 34. В качестве материала для тонкостенного конусообразного канала 35 может быть использован силикон (или силиконизированная пластмасса). Проточный охлаждаемый электролизер 31 подключен к источнику постоянного тока 37.

Жидкость, предназначенная для бесконтактной активации, подается с помощью вспомогательного насоса 38 и клапана 39, а ее уровень в испарителе 32 поддерживается с помощью датчика уровня жидкости 40.

Во втором варианте выполнения (фиг.5) устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости включает выполненный охлаждаемым и непроточным электролизер для контактной активации жидкости 41, выполненную в виде испарителя 42 емкость для жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, и расположенный по центру испарителя 42 выше уровня жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 43. Испаритель 42 снабжен нагревателем 44 с терморегулятором (на чертеже не показан). Электролизер 41 выполнен с боковыми стенками в виде цилиндра, подключенного к одному из полюсов источника постоянного тока 45, другой полюс которого подключен к электроду 46, размещенному по оси цилиндра. Электролизер 41 установлен на испаритель 42 как крышка и имеет, являющееся теплообменником, дно 47, выполненное в виде тонкостенного диэлектрического конуса, вершина которого расположена над приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 43. В качестве материала для тонкостенного диэлектрического конуса могут быть использованы силикон или силиконизированная пластмасса.

Жидкость, предназначенная для бесконтактной активации, подается с помощью вспомогательного насоса 48 и клапана 49, а ее уровень в испарителе поддерживается с помощью датчика уровня жидкости 50.

В третьем варианте выполнения (фиг.6) устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости включает охлаждаемый непроточный электролизер для контактной активации жидкости 51 с боковыми стенками в виде цилиндра, подключенного к одному из полюсов источника постоянного тока 52, другой полюс которого подключен к электроду 53, размещенному по оси цилиндра. Кроме того, устройство содержит выполненную в виде испарителя 54 емкость для жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, и теплообменник 55. Испаритель 54 снабжен нагревателем 56 с терморегулятором (на чертеже не показан), а теплообменник 55 выполнен в виде установленного в электролизере 51 змеевика с тонкими диэлектрическими стенками, вход которого соединен с выходом испарителя 54, а выход - с приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 57.

Жидкость, предназначенная для бесконтактной активации, подается с помощью вспомогательного насоса 58 и клапана 59, а ее уровень в испарителе поддерживается с помощью датчика уровня жидкости 60.

В четвертом варианте выполнения (фиг.7) устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости включает выполненный охлаждаемым и проточным электролизер для контактной активации жидкости 61, выполненную в виде испарителя 62 с нагревателем 63 и терморегулятором (на чертеже не показан) емкость для жидкости, предназначенной для бесконтактной активации.

Устройство снабжено теплообменником, выполненным в виде установленного над испарителем 62 колокола 64 с внешней и внутренней стенками, причем внутренняя стенка колокола 64 выполнена тонкой из диэлектрического материала. Вход и выход полости между стенками колокола 64 соединены соответственно с выходом и входом проточного электролизера 61, на выходе которого установлен насос для перекачки контактно активируемой жидкости 65. В качестве материала для тонкой внутренней стенки колокола 64 может быть использован силикон (или силиконизированная пластмасса). Проточный охлаждаемый электролизер 61 подключен к источнику постоянного тока 66.

Изнутри колокола 64 по его нижнему краю в виде открытого кольцеобразного канала выполнен сборник активированной жидкости 67, соединенный с приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 68.

Жидкость, предназначенная для бесконтактной активации, подается с помощью вспомогательного насоса 69 и клапана 70, а ее уровень в испарителе 62 поддерживается с помощью датчика уровня жидкости 71.

Способ бесконтактной электрохимической активации жидкости, основанный на ее распылении на поверхности тонкой диэлектрической стенки, осуществляется следующим образом.

При использовании первого варианта использования устройства (фиг.1) электролизер для контактной активации жидкости 1 заполняют контактно активируемой жидкостью. Затем подключают электропитание от источника постоянного тока 2. Полученная в результате контактной электрохимической активации жидкость будет служить в качестве активированной среды.

Затем жидкость через коллектор 5 и патрубки 6 поступает к распылителям 7. В распылителях 7 водосодержащая жидкость переводится в мелкодисперсное состояние, а затем осаждается на тонких диэлектрических стенках вертикальных полых силиконовых цилиндров 4. В процессе осаждения жидкости на тонкой диэлектрической стенке и ее медленного перемещения вниз осуществляется передача энергии активации через тонкую диэлектрическую стенку от водосодержащей жидкости, активируемой контактным электрохимическим способом к бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости.

Заданные значения редокс-потенциала pH достигаются при подборе скорости распыления активируемой жидкости через распылители 7. Активированную жидкость собирают в приемнике жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 9.

При использовании второго варианта устройства (фиг.2) проточный электролизер для контактной активации жидкости 10 заполняют контактно активируемой жидкостью. Затем подключают электропитание от источника постоянного тока 17 и включают насос 16 для перекачки контактно активируемой жидкости. Полученная в результате контактной электрохимической активации жидкость будет служить в качестве активированной среды.

Затем через патрубки 12 к распылителям 13 подают водосодержащую жидкость, предназначенную для бесконтактной активации. В распылителях 13 водосодержащая жидкость переводится в мелкодисперсное состояние, а затем осаждается на тонких диэлектрических стенках вертикальных полых силиконовых цилиндров 11. В процессе осаждения жидкости на тонкой диэлектрической стенке и ее медленного перемещения вниз осуществляется передача энергии активации через тонкую диэлектрическую стенку от водосодержащей жидкости, активируемой контактным электрохимическим способом к бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости.

Заданные значения редокс-потенциала pH достигаются при подборе скорости распыления активируемой жидкости через распылители 13. Активированную жидкость собирают в приемнике жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 15.

При использовании третьего варианта использования устройства (фиг.3) проточный электролизер для контактной активации жидкости 19 заполняют контактно активируемой жидкостью. Затем подключают электропитание от источника постоянного тока 20 и включают насос 24 для перекачки контактно активируемой жидкости. Полученная в результате контактной электрохимической активации жидкость будет служить в качестве активированной среды.

Затем жидкость, предназначенную для бесконтактной электрохимической активации, подают через патрубок 26 в распылитель 25.

В распылителе 25 водосодержащая жидкость переводится в мелкодисперсное состояние, а затем осаждается на тонкой диэлектрической стенке конуса 21. В процессе осаждения жидкости на тонкой диэлектрической стенке и ее медленного перемещения вниз осуществляется передача энергии активации через тонкую диэлектрическую стенку от водосодержащей жидкости, активируемой контактным электрохимическим способом к бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости.

Заданные значения редокс-потенциала pH достигаются при подборе скорости распыления активируемой жидкости через распылитель 25. Активированная жидкость собирается в кольцеобразном сборнике жидкости 27, а затем перетекает в приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 28. Жидкость, стекающая в цилиндрическую емкость 23 с использованием вспомогательного насоса 29 и клапана 30, вновь подается патрубком 26 к распылителю 25.

Способ бесконтактной электрохимической активации жидкости, основанный на ее испарении с последующей конденсацией пара на охлаждаемой тонкой диэлектрической стенке, осуществляется следующим образом.

В первом варианте (фиг.4) охлаждаемый проточный электролизер для контактной активации жидкости 31, соединенные с ним насос 36 для перекачки контактно активируемой жидкости и теплообменник, выполненный из диэлектрического материала в виде тонкостенного канала 35, заполняют контактно активируемой жидкостью. Затем включают насос 36 для перекачки контактно активируемой жидкости и подключают электропитание от источника постоянного тока 37. Полученная в результате контактной электрохимической активации жидкость будет служить в качестве активированной среды.

Затем испаритель 32 заполняют жидкостью, предназначенной для бесконтактной активации, и включают нагреватель 33. Образованный в результате испарения пар будет осаждаться на охлаждаемой тонкой конусообразной диэлектрической стенке с последующей конденсацией, а конденсат будет стекать по конусообразной поверхности в приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 34. В процессе осаждения пара на охлаждаемой тонкой диэлектрической стенке с последующей конденсацией и ее медленного перемещения вниз осуществляется передача энергии активации через тонкую диэлектрическую стенку от водосодержащей жидкости, активируемой контактным электрохимическим способом к бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости.

Во втором варианте (фиг.5) охлаждаемый непроточный электролизер для контактной активации жидкости 41 заполняют контактно активируемой жидкостью. Затем подключают электропитание от источника постоянного тока 45. Полученная в результате контактной электрохимической активации жидкость будет служить в качестве активированной среды.

Затем испаритель 42 заполняют жидкостью, предназначенной для бесконтактной активации, и включают нагреватель 44.

Так как электролизер 41 установлен на испаритель 42 как крышка и имеет являющееся теплообменником дно 47, выполненное в виде тонкостенного диэлектрического конуса, то образованный в результате испарения пар будет осаждаться на охлаждаемом дне электролизера 41 с последующей конденсацией, а конденсат будет стекать по конусообразной поверхности в приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 43. В процессе осаждения пара на охлаждаемой тонкой диэлектрической стенке с последующей его конденсацией и медленного перемещения вниз образовавшейся жидкости осуществляется передача энергии активации через тонкую диэлектрическую стенку от водосодержащей жидкости, активируемой контактным электрохимическим способом к бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости.

В третьем варианте (фиг.6) охлаждаемый непроточный электролизер для контактной активации жидкости 51 заполняют контактно активируемой жидкостью. Затем подключают электропитание от источника постоянного тока 52. Полученная в результате контактной электрохимической активации жидкость будет служить в качестве активированной среды.

Затем испаритель 54 заполняют жидкостью, предназначенной для бесконтактной активации, и включают нагреватель 56.

Образованный в результате испарения пар будет осаждаться в охлаждаемом змеевике 55 с последующей конденсацией, а конденсат будет стекать в приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 57. В процессе осаждения пара на охлаждаемой тонкой диэлектрической стенке змеевика 55 с последующей конденсацией и ее медленного перемещения вниз осуществляется передача энергии активации через тонкую диэлектрическую стенку от водосодержащей жидкости, активируемой контактным электрохимическим способом к бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости.

В четвертом варианте (фиг. 7) охлаждаемый проточный электролизер для контактной активации жидкости 61, соединенные с ним насос 65 для перекачки контактно активируемой жидкости и внутреннюю полость колокола 64, заполняют контактно активируемой жидкостью. Затем включают насос 65 для перекачки контактно активируемой жидкости и подключают электропитание от источника постоянного тока 66. Полученная в результате контактной электрохимической активации жидкость будет служить в качестве активированной среды.

Затем испаритель 62 заполняют жидкостью, предназначенной для бесконтактной активации, и включают нагреватель 63. Образованный в результате испарения пар будет осаждаться на охлаждаемой тонкой диэлектрической стенке с последующей конденсацией, а конденсат будет стекать по колоколообразной поверхности в сборник активированной жидкости 67, а из него - в приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 68. В процессе осаждения пара на охлаждаемой тонкой диэлектрической стенке с последующей конденсацией и ее медленного перемещения вниз осуществляется передача энергии активации через тонкую диэлектрическую стенку от водосодержащей жидкости, активируемой контактным электрохимическим способом к бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости.

Из вышеизложенного следует, что во всех вариантах использования изобретения достигается максимальный эффект бесконтактной активации жидкости путем минимизации толщины слоя активируемой жидкости.

Кроме того, при использовании способа бесконтактной электрохимической активации жидкости основанного на ее испарении с последующей конденсацией пара на охлаждаемой тонкой диэлектрической стенке осуществляется также и дистилляция бесконтактно активируемой жидкости.

Следует отметить, что в данное техническое решение могут быть внесены различные модификации и изменения, не затрагивающие существа и объема изобретения, определяемого формулой изобретения. Например, любой проточный бесконтактный электрохимический активатор может быть включен каскадно, т.е. последовательно с идентичными устройствами, что позволит повысить степень активации конечного продукта.

Промышленная применимость изобретения определяется тем, что предлагаемое изобретение может быть осуществлено в соответствии с предлагаемым описанием и чертежами с использованием известных комплектующих изделий и современного технологического оборудования.

Изобретение относится к области технологий и устройств регулирования физико-химических свойств жидкостей путем их электроактивации и может быть использовано в медицине и народном хозяйстве для получения активированной, в том числе питьевой, воды, биологически активных жидкостей и водных растворов. Способ бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости осуществляют путем передачи энергии активации через тонкую диэлектрическую стенку от водосодержащей жидкости, активируемой контактным электрохимическим способом, к бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости, которую переводят в мелкодисперсное состояние и осаждают на поверхности тонкой диэлектрической стенки путем распыления или путем испарения с последующей конденсацией пара на охлаждаемой тонкой диэлектрической стенке. Устройство для осуществления способа содержит проточный электролизер 31 для контактной активации жидкости, приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию 34, расположенный по центру испарителя 32 выше уровня жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, при этом теплообменник 35 выполнен из диэлектрического материала в виде тонкостенного канала, уложенного конусообразно по спирали Архимеда, вход и выход которого соединен соответственно с выходом и входом проточного электролизера, а на входе или выходе канала установлен насос 36 для перекачки контактно активируемой жидкости, причем теплообменник установлен на испарителе в виде крышки таким образом, что вершина конуса обращена внутрь испарителя и расположена над приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию. Техническим результатом изобретения является ускорение энергообмена между водосодержащей жидкостью, активируемой контактным электрохимическим способом, и бесконтактно активируемой водосодержащей жидкостью. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости путем передачи энергии активации через тонкую диэлектрическую стенку от водосодержащей жидкости, активируемой контактным электрохимическим способом, к бесконтактно активируемой водосодержащей жидкости, отличающийся тем, что при осуществлении способа бесконтактно активируемую водосодержащую жидкость переводят в мелкодисперсное состояние и осаждают на поверхности тонкой диэлектрической стенки.

2. Способ бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости по п.1, отличающийся тем, что при осуществлении способа бесконтактно активируемую водосодержащую жидкость переводят в мелкодисперсное состояние и осаждают на поверхности тонкой диэлектрической стенки путем распыления.

3. Способ бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости по п.1, отличающийся тем, что при осуществлении способа бесконтактно активируемую водосодержащую жидкость переводят в мелкодисперсное состояние и осаждают на поверхности тонкой диэлектрической стенки путем испарения с последующей конденсацией пара на охлаждаемой тонкой диэлектрической стенке.

4. Устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости, включающее электролизер для контактной активации жидкости, емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости и приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено установленным в емкости с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости, распылителем с патрубком для подвода распыляемой жидкости, при этом емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости выполнена с возможностью контакта с жидкостью, активируемой в электролизере контактным способом.

5. Устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости по п.4, отличающееся тем, что электролизер для контактной активации жидкости выполнен с боковыми стенками в виде цилиндра, подключенного к одному из полюсов источника постоянного тока, при этом другой полюс источника постоянного тока подключен к электроду, размещенному по оси цилиндра, причем емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости выполнена в виде полых вертикальных цилиндров, размещенных по кольцу коаксиально боковым стенкам электролизера для контактной активации жидкости, через верхние торцы которых в них введены объединенные коллектором патрубки с распылителями жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, а нижние торцы соединены трубопроводами с приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию.

6. Устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости по п.4, отличающееся тем, что электролизер для контактной активации жидкости выполнен проточным, при этом емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости выполнена в виде одного или нескольких полых вертикальных цилиндров, через верхние торцы которых в них введены патрубки с распылителями жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, а нижние торцы соединены трубопроводами с приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию, причем полые вертикальные цилиндры выполнены с внешней и внутренней стенками, внутренние стенки полых вертикальных цилиндров выполнены тонкими из диэлектрического материала, а вход и выход полости между стенками полых вертикальных цилиндров соединены, соответственно, с выходом и входом проточного электролизера, на выходе или входе которого установлен насос для перекачки контактно активируемой жидкости.

7. Устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости по п.4, отличающееся тем, что электролизер для контактной активации жидкости выполнен проточным, а емкость с тонкими диэлектрическими стенками для бесконтактной активации жидкости выполнена в виде конуса с внешней и внутренней стенками, причем внутренняя стенка конуса выполнена тонкой из диэлектрического материала, вход и выход полости между стенками конуса соединены, соответственно, с выходом и входом проточного электролизера, на выходе или входе которого установлен насос для перекачки контактно активируемой жидкости.

8. Устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости, включающее электролизер для контактной активации жидкости, емкость для жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, и приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию, отличающееся тем, что емкость для жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, выполнена в виде испарителя, а устройство дополнительно включает теплообменник с тонкой теплопередающей диэлектрической стенкой, с одной стороны которой находится контактно активируемая жидкость электролизера, а с другой пар, полученный в испарителе из жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, при этом электролизер выполнен охлаждаемым, а устройство выполнено с возможностью конденсации пара на тонкой диэлектрической стенке, бесконтактной активации образованного конденсата и его сбора в приемнике жидкости, прошедшей бесконтактную активацию.

9. Устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости по п.8, отличающееся тем, что электролизер для контактной активации жидкости выполнен проточным, приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию, расположен по центру испарителя выше уровня жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, при этом теплообменник выполнен из диэлектрического материала в виде тонкостенного канала, уложенного конусообразно по спирали Архимеда, вход и выход которого соединен, соответственно, с выходом и входом проточного электролизера, а на входе или выходе канала установлен насос для перекачки контактно активируемой жидкости, причем теплообменник установлен на испарителе в виде крышки таким образом, что вершина конуса обращена внутрь испарителя и расположена над приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию.

10. Устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости по п.8, отличающееся тем, что электролизер для контактной активации жидкости выполнен непроточным, приемник жидкости, прошедшей бесконтактную активацию, расположен по центру испарителя выше уровня жидкости, предназначенной для бесконтактной активации, при этом электролизер установлен на испаритель как крышка и имеет дно, выполненное в виде тонкостенного диэлектрического конуса, вершина которого расположена над приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию.

11. Устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости по п.8, отличающееся тем, что электролизер для контактной активации жидкости выполнен непроточным с боковыми стенками в виде цилиндра, подключенного к одному из полюсов источника постоянного тока, другой полюс которого подключен к электроду, размещенному по оси цилиндра, а теплообменник выполнен в виде установленного в электролизере змеевика, вход которого соединен с выходом испарителя, а выход с приемником жидкости, прошедшей бесконтактную активацию.

12. Устройство для бесконтактной электрохимической активации водосодержащей жидкости по п.8, отличающееся тем, что электролизер для контактной активации жидкости выполнен проточным, а теплообменник выполнен в виде установленного над испарителем колокола с внешней и внутренней стенками, причем внутренняя стенка колокола выполнена тонкой и из диэлектрического материала, вход и выход полости между стенками колокола соединены, соответственно, с выходом и входом проточного электролизера, на выходе или входе которого установлен насос для перекачки контактно активируемой жидкости.