ЭЛЕКТРОАКТИВАТОР ВОДЫ Российский патент 2011 года по МПК C02F1/46 

Изобретение относится к нанотехнологии повышения биологической активности воды путем ее электровихревой обработки, обеспечивающей повышение ее энергии, и жизненной силы, используемой для питьевых целей, в промышленности, медицине, микроэлектронике и орошении сельскохозяйственных культур в системах капельного орошения с регулированием окислительно-восстановительных свойств.

Известен электролизер для обработки воды, содержащий корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них перфорированными электродами, прижатыми к диафрагме, при этом поверхность электродов, обращенная к диафрагме, покрыта электроизоляционным материалом, а перфорация электродов выполнена соосно (SU, авторское свидетельство №882944).

К недостаткам известного устройства относятся низкая производительность, отсутствие возможности получения непрерывного потока активированной воды, а также отсутствие возможности регулирования количества воды с заданным потенциалом и жизненной силой.

Известно также устройство для электрохимической обработки жидкости, содержащее диэлектрический корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них соответственно анодом и катодом, подключенным к источнику постоянного тока, при этом электродные камеры соединены переточным каналом, вход которого расположен в катодной камере у ее дна вблизи диафрагмы, а выход в анодной камере у верхнего края электрода, причем в канале у его концов установлены сетчатые электроды, соединенные с дополнительным источником постоянного тока так, что сетчатый электрод у входа канала является катодом, а у выхода - анодом, и отрицательный полюс дополнительного источника тока соединен с положительным полюсом основного, а переточный канал выполнен в корпусе устройства (SU, авторское свидетельство №1634643).

К недостаткам данного устройства относятся повышенные энергозатраты на обработку воды из-за того, что часть электроэнергии непроизводительно тратится на электролиз прослойки воды, находящейся между электродами, низкая производительность устройства, невозможность получения непрерывного потока активированной воды, отсутствие возможности регулирования расхода воды с заданным потенциалом и жизненной силой.

Известен электролизер для обработки воды, включающий корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них анодом и катодом, при этом на поверхности электродов со стороны межэлектродного пространства установлены вертикальные ребра, прижимающие диафрагму к поверхности противоположного электрода, причем на аноде и катоде ребра установлены в чередующемся порядке и выполнены из токопроводящего материала (SU, авторское свидетельство №1468867).

К недостаткам этого устройства относятся сложность конструкции, отсутствие возможности регулирования расхода воды, протекающей через катодные и анодные камеры, и создания заданного потенциала и жизненной силы, подаваемой воде на орошение.

Известна установка для электрохимической активации оросительной воды, преимущественно для систем капельного орошения, содержащая корпус, разделенный перегородками на анодные и катодные камеры с размещенными в них анодами и катодами и снабженные патрубками для раздельного отвода обработанной воды с отрицательным и положительным потенциалами, при этом катодные и анодные камеры разделены полупроницаемыми перегородками в виде гофр, выполненными в вертикальной плоскости с высотой, равной расстоянию между катодом и анодом, при этом катодные и анодные камеры размещены в диэлектрическом корпусе и снабжены общим водоподводящим трубопроводом, а патрубки для отвода воды снабжены вентилями для изменения величины расхода активированной воды (RU патент №2224722).

К недостаткам данной установки относятся повышенные затраты электрической энергии и низкая эффективность электрохимической обработки из-за ламинарного потока обрабатываемой воды и недостаточного контакта частиц потока с электродами.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится устройство для электрохимической активации воды и водных растворов, включающее коаксиально расположенные положительно и отрицательно заряженные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними, нижнюю и верхнюю коллекторные головки с гидравлическими каналами, стягиваемыми резьбовым соединением, при этом установленный вертикально и выполняющий функции корпуса отрицательно заряженный электрод имеет форму полого цилиндра с винтовой канавкой на внутренней поверхности, положительно заряженный электрод в виде стержня имеет винтовую канавку и резьбовые наконечники, шаг винтовой канавки на стержне выполнен равным шагу винтовой канавки отрицательного заряженного электрода, при этом разделенные цилиндрическим сепаратором из микропористой пластмассы выступы винтовой канавки стержня расположены напротив впадин винтовой канавки отрицательно заряженного электрода, а длина винтовой канавки положительного электрода меньше длины винтовой канавки отрицательного электрода (RU, патент №2277070).

К недостаткам устройства относятся повышенный расход электроэнергии на активацию воды, значительные гидравлические сопротивления и сложность конструкции, кроме того, отсутствует возможность получения одного потока воды с заданным потенциалом - анолита или католита.

Ранжит Моханти в своей книге (Моханти Р. Лечебная сила воды. Секреты индийских мудрецов. - СПб.: Питер, 2006. - 128 с.: ил.) утверждает, что для преобразования мертвой воды необходимы две стадии:

1. Подвергнуть воду вихревому движению. Это нужно, чтобы она изменила структуру.

2. Намагнитить ее, чтобы повысить ее энергетический уровень.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение эффективности активации воды, снижения потребления энергии на обработку и повышение биологической активности, жизненной силы и коэффициента полезного действия.

Технический результат - упрощение конструкции, возможность получения одного потока воды с заданным потенциалом.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном электроактиваторе воды, включающем коаксиально расположенные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними, при этом наружный электрод выполнен в виде отрезка трубы с резьбовыми наконечниками из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии, а внутренний электрод выполнен в виде цилиндрической спирали, выполненной по винтовой линии левосторонней навивки из нержавеющего перфорированного трубопровода, при этом внутренний и наружный электроды разделены полупроницаемой диафрагмой из микропористой пластмассы, ВНУТРЕННЯЯ полость наружного электрода закрыта крышками из диэлектрического материала, которые имеют герметичное уплотнение у подводящего и отводящего трубопроводов, подвод электрического потенциала к внутреннему электроду выполнен к наружной поверхности за крышкой у подводящего трубопровода, а к наружному электроду к его наружной поверхности ниже крышки подводящего трубопровода, для изменения потенциала, подаваемого на электроды, предусмотрен переключатель потенциалов.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен поперечный разрез электроактиватора воды.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем. Электроактиватор воды включает наружный электрод 1 в виде отрезка трубы из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии. Во внутренней полости электрода 1, отделенный диафрагмой 2 из микропористой пластмассы, установлен внутренний электрод 3 в виде цилиндрической спирали, выполненной по винтовой линии левосторонней навивки из перфорированного трубопровода, изготовленного из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии.

Перфорация 4 выполнена по всей поверхности электрода 3. С помощью резьбы 5 со стороны подводящего трубопровода наружный электрод 1 закрыт крышкой 6, имеющей герметичное уплотнение 7. Крышка 6 выполнена из диэлектрического материала. Подвод электрического потенциала к наружному электроду 1 выполнен с помощью шины 8, а к внутреннему электроду 3 - с помощью шины 9. Выходная полость наружного электрода с помощью резьбы 10 закрыта крышкой 11, которая имеет герметичное уплотнение 12. Крышка 11 выполнена из диэлектрического материала.

Электроактиватор воды работает следующим образом: для получения католита-воды с отрицательно заряженным потенциалом отрицательный потенциал подводится к электроду 3 с помощью шины 9, а положительный потенциал к электроду 1 с помощью шины 8.

Поток воды, протекающий во внутренней полости электрода 3, через перфорацию 4 заполняет всю внутреннюю полость электроактиватора, что обеспечивает свободное движение электронов от анода к катоду - внутренний электрод 3 и поток воды, протекающий во внутренней полости электрода 3, приобретает отрицательный потенциал, поэтому на выходе из электроактиватора получаем католит.

Известно, что если через воду протекает постоянный электрический ток, то поступление электронов в воду у катода и удаление электронов из воды у анода сопровождается электрохимическими реакциями на поверхностях катода и анода, в результате которых образуются новые вещества, изменяется система межмолекулярных взаимодействий, а также структуры воды как растворителя. При катодной обработке вода приобретает щелочную реакцию, ее окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) понижается, уменьшается поверхностное натяжение, снижается содержание растворенных кислорода, азота, увеличивается концентрация водорода, свободных гидроксильных групп, уменьшается электропроводность, изменяется структура гидратных оболочек ионов и свободного объема воды, повышается величина водородного показателя рН.

Водородный показатель РН является количественной характеристикой кислотности или щелочности воды и определяется активностью ионов водорода - соотношением концентрации ионов гидроксония Н₃О⁺ и гидроксила ОН^-. В нейтральной воде рН=7, что соответствует равенству концентрации этих ионов. Активность ионов водорода является термодинамической характеристикой их химического потенциала в воде.

Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) характеризует активность электронов в воде. Увеличение ОВП понижает активность электронов, а уменьшение ОВП увеличивает активность электронов.

В активированной воде молекулы обладают дополнительными степенями свободы за счет разорванных под влиянием электрического поля водородных связей. Этот фактор оказывает влияние на физико-химические и биологические реакции, обеспечивая повышенную способность активированной воды проникать в молекулярные пространства различных веществ и через биологические мембраны, увеличивать гидратные оболочки вокруг отдельных ионов и молекул, а также на границах раздела фаз, повышать растворимость труднорастворимых соединений, усиливать экстракционную активность воды.

Вращательное движение, которое приобретает поток во внутреннем электроде 3, усиливает действие электрического потенциала и повышает коэффициент полезного действия. Католит обеспечивает повышение энергии и жизненной силы всем живым организмам. Так при воздействии католитом на растения сельскохозяйственных культур их урожайность повышается, а качество продукции улучшается.

Для получения анолита - воды с положительно заряженным потенциалом - положительный потенциал подводится к электроду 3 с помощью шины 9, а отрицательный потенциал к электроду 1 с помощью шины 8. Поток, движущийся во внутренней полости электрода 3, приобретает вращательное вихревое движение и через перфорацию 4 заполняет внутреннюю полость электроактиватора, что обеспечивает возможность электронам от электрода 3 перемещаться к электроду 1, при этом поток воды приобретает положительный потенциал, а на выходе из электроактиватора получаем анолит.

При анодной электрохимической обработке кислотность воды увеличивается, ОВП возрастает из-за образования устойчивых и нестабильных кислот - серной, соляной, хлорноватистой, надсерной, а также пероксида водорода, пероксосульфатов, пероксокарбонатов, кислородосодержащих соединений хлора и других соединений, возникающих в процессе самопроизвольного распада и взаимодействия названных веществ. Анодная обработка уменьшает поверхностное натяжение, увеличивает электропроводность и содержание растворенных хлора, кислорода, уменьшает концентрацию водорода, азота, изменяет структуру воды.

Вращательное движение, которое приобретает поток во внутреннем электроде 3, усиливает действие электрического потенциала и повышает коэффициент полезного действия электроактиватора.

Анолит обеспечивает уничтожение болезнетворных микробов и вредителей и производит дезинфекцию живых организмов. Так при воздействии анолита на растения убивается вся вредная микрофлора, создаются благоприятные условия для их роста и развития, повышается урожайность.

Изобретение относится к технологии электровихревой обработки воды, и может быть использовано для питьевых целей, в промышленности, медицине, микроэлектронике, для орошения сельскохозяйственных культур в системах капельного орошения с регулированием окислительно-восстановительных свойств. Электроактиватор воды включает коаксильно расположенные электроды 1 и 3 и полупроницаемую диафрагму 2 между ними. При этом наружный электрод 1 выполнен в виде отрезка трубы с резьбовыми наконечниками 5 и 10 из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии, а внутренний электрод 3 выполнен в виде цилиндрической спирали, выполненной по винтовой линии левосторонней навивки из перфорированного трубопровода, изготовленного из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии. Внутренний и наружный электроды разделены полупроницаемой диафрагмой 2 из микропористой пластмассы, внутренняя полость наружного электрода закрыта крышками 6 и 11 из диэлектрического материала, которые имеют герметичное уплотнение 7 и 12 у подводящего и отводящего трубопроводов. Подвод электрического потенциала к внутреннему электроду выполнен к его наружной поверхности за крышкой у подводящего трубопровода, а к наружному электроду к его наружной поверхности ниже крышки подводящего трубопровода. Для изменения потенциала, подаваемого на электроды, предусмотрен переключатель потенциалов. Технический результат - упрощение конструкции, получение воды с заданным окислительно-восстановительным потенциалом. 1 ил.

Электроактиватор воды, включающий коаксиально расположенные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними, отличающийся тем, что наружный электрод выполнен в виде отрезка трубы с резьбовыми наконечниками из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии, а внутренний электрод выполнен в виде цилиндрической спирали, выполненной по винтовой линии левосторонней навивки из перфорированного трубопровода, изготовленного из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии, внутренний и наружный электроды разделены полупроницаемой диафрагмой из микропористой пластмассы, внутренняя полость наружного электрода закрыта крышками из диэлектрического материала, которые имеют герметичное уплотнение у подводящего и отводящего трубопроводов, подвод электрического потенциала к внутреннему электроду выполнен к наружной поверхности за крышкой у подводящего трубопровода, а к наружному электроду к его наружной поверхности ниже крышки подводящего трубопровода, для изменения потенциала, подаваемого на электроды, предусмотрен переключатель потенциалов.