Патент на изобретение №2358910

(54) ЭЛЕКТРОАКТИВАТОР ДЛЯ ВОДЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии обработки воды с регулированием ее окислительно-восстановительных свойств. Электроактиватор для воды включает коаксиально расположенные электроды и полупроницаемую диафрагму между ними. Наружный электрод выполнен в виде отрезка трубы, а внутренний выполнен цилиндрическим, при этом устройство снабжено переключателем потенциалов, полупроницаемая диафрагма выполнена в виде диэлектрической вставки с винтовой канавкой, имеющей левостороннюю навивку, при этом выступы вставки плотно прижаты к внутреннему электроду, а во впадинах винтовой канавки выполнены отверстия, внутренний электрод имеет коническую входную фаску, для подвода соответствующего электрического потенциала к внутреннему электроду предусмотрен проводник, соединенный с внутренним электродом с помощью резьбы и изолированный от наружного электрода диэлектрической втулкой, подвод электрических потенциалов к наружному и внутреннему электродам выполнен с помощью шин, наружный электрод имеет защитный диэлектрический кожух, наружный и внутренний электроды выполнены из нержавеющей стали. Технический эффект – упрощение конструкции, возможность получения потока воды с заданным потенциалом. 1 ил.

Изобретение относится к технологии повышения биологической активности воды путем ее электровихревой обработки, обеспечивающей повышение ее энергии и жизненной силы, используемой для питьевых целей, 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, недостаточная площадь контакта потока воды с электродами. Кроме того, поток движется по винтовой канавке, а вихревое движение в потоке отсутствует.

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. Подвергните воду вихревому движению. Это нужно, чтобы она изменила структуру.

2. Намагнитите ее, чтобы повысить ее энергетический уровень.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, повышение эффективности активации воды, снижение 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 для воды, включающем коаксиально расположенные электроды, наружный – в виде отрезка трубы и внутренний – цилиндрический, потенциал которых можно изменять переключателям потенциалов, между электродами размещена диэлектрическая полупроницаемая вставка с винтовой канавкой, имеющей левостороннюю навивку, при этом выступы вставки плотно прижаты к внутреннему электроду, а во впадинах винтовой канавки выполнены отверстия, внутренний электрод имеет коническую входную фаску, для подвода соответствующего электрического потенциала к внутреннему электроду предусмотрен проводник, соединенный с внутренним электродом с помощью резьбы и изолированный от наружного электрода диэлектрической втулкой, подвод электрических потенциалов к наружному и внутреннему электродам выполнен с помощью шин, наружный электрод имеет защитный диэлектрический кожух, наружный и внутренний электроды выполнены из нержавеющей стали.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показан электроактиватор для воды, поперечный разрез.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Электроактиватор для воды включает присоединяемый к водоподводящему трубопроводу с помощью резьбы 1 электрод 2, выполняющий функции корпуса. Во внутренней полости электрода 2 размещена диэлектрическая полупроницаемая вставка 3 с винтовой канавкой, имеющей левостороннюю навивку. В центральной части электрода 2 установлен внутренний цилиндрический электрод 4, который плотно прижат к выступам 5 диэлектрической полупроницаемой вставки 3. Во впадинах 6 винтовой канавки вставки 3 выполнены отверстия 7 диаметром 0,001-0,01 мм. Для подвода электрического потенциала к внутреннему электроду 4 предусмотрен проводник 8, соединенный с внутренним электродом с помощью резьбы. Подвод электрического потенциала к внутреннему электроду 4 выполнен с помощью шины 9. Проводник 8 изолирован от электрода 2 с помощью диэлектрической втулки 10. Подвод электрического потенциала к электроду 2 выполнен шиной 11. Внутренний электрод 4 имеет входную коническую фаску 12. Электроактиватор воды снаружи закрыт защитным диэлектрическим кожухом 13.

Электроактиватор для воды работает следующим образом.

Электрод 2 с помощью резьбы 1 присоединяется к водоподводящему трубопроводу, выполненному из диэлектрического материала или через диэлектрическую втулку. Выходной патрубок энергетизатора-активатора соединяется с потребителем активированной воды.

Для получения анолита – воды, имеющей положительный потенциал, к шине 9 подводится положительный потенциал, а к шине 11 – отрицательный. Включается подвод воды, при этом направляющая коническая фаска 12 ориентирует поток в винтовую канавку вставки 3. Так как винтовая канавка имеет левостороннюю направленность, поток приобретает вращательное движение против часовой стрелки, при этом структура воды изменяется, ее энергия, жизненная сила и биологическая активность возрастают. Воздействие положительного потенциала электрода 4 передается потоку воды и он получает положительный заряд. Отверстия 7 во впадинах винтовой канавки обеспечивают повышенную циркуляцию воды во внутренней полости электрода 2 и передачу электрического потенциала от электрода 4 потоку воды. Анолит, полученный от энергетизатора активатора, может использоваться для предпосевной обработки семян с целью уничтожения болезнетворных микробов и вредителей, дезинфекции почвы, для медицинских целей и т.д.

Для получения католита шина 9 подключается к отрицательному потенциалу, а шина 11 – к положительному. При этом все технологические процессы аналогичны, как и при получении анолита, только в этом случае электрод 4 передает потоку воды отрицательный потенциал. Вода при этом приобретает повышенную энергию и жизненную силу и при взаимодействии с живыми организмами повышает их энергию и биологическую активность.

Основными процессами при униполярной электроактивации при катодной обработке являются электролитическое, а также гетерофазное и жидкофазное электрокатолитическое восстановление в катодной камере электрохимического реактора воды и содержащихся в ней веществ. При катодной обработке вода в течение долей секунды насыщается высокоактивными восстановителями: ОН^–, Н₂О₂^–, HO₂^–, О₂^–, что приводит к образованию нерастворимых гидроксидов тяжелых металлов:

Меⁿ⁺+nOH^–Ме(ОН)n.

Кроме того, в катодной камере происходит прямое электролитическое восстановление на поверхности электрода, а также электрокатолитическое восстановление в объеме воды с участием катализаторов-переносчиков и гидратированных электронов, многозарядных катионов тяжелых металлов:

Меⁿ⁺+еMe⁶, например ; Pb²⁺+2ePb; .

Указанные процессы снижают токсичность воды, обусловленную наличием ионов тяжелых металлов, за счет перевода их в естественную устойчивость, биологически неактивную форму существования в природе. В результате катодной обработки любая вода приобретает щелочную реакцию за счет превращения некоторой части растворенных солей в гидроксиды. Ее окислительно-восстановительный потенциал резко понижается, уменьшается поверхностное натяжение, снижается содержание растворенных кислорода, азота, возрастает концентрация водорода, свободных гидроксильных групп, уменьшается электропроводность, изменяется структура не только гидратных оболочек ионов, но и свободного объема воды.

В результате образования хорошо растворимых гидроксидов натрия, калия и повышения вследствие этого рН происходит сдвиг углекислотного равновесия с образованием труднорастворимых карбонатов кальция и магния из находящихся обычно в исходной воде растворимых соединений этих металлов – гидрокарбонатов, хлоридов, сульфатов. Ионы тяжелых металлов и железа практически полностью превращаются в нерастворимые гидроксиды.

Перечисленные изменения в составе и структуре воды повышают ее биологическую активность – повышается всхожесть семян, энергия их прорастания, увеличивается сила роста и развития растений и плодов.

Так обработка семян сельскохозяйственных растений повышает их всхожесть и урожайность сельскохозяйственных культур.

Формула изобретения

Электроактиватор для воды, включающий коаксиально расположенные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними, отличающийся тем, что наружный электрод выполнен в виде отрезка трубы, а внутренний выполнен цилиндрическим, при этом устройство снабжено переключателем потенциалов, полупроницаемая диафрагма выполнена в виде диэлектрической вставки с винтовой канавкой, имеющей левостороннюю навивку, при этом выступы вставки плотно прижаты к внутреннему электроду, а во впадинах винтовой канавки выполнены отверстия, внутренний электрод имеет коническую входную фаску, для подвода соответствующего электрического потенциала к внутреннему электроду предусмотрен проводник, соединенный с внутренним электродом с помощью резьбы и изолированный от наружного электрода диэлектрической втулкой, подвод электрических потенциалов к наружному и внутреннему электродам выполнен с помощью шин, наружный электрод имеет защитный диэлектрический кожух, наружный и внутренний электроды выполнены из нержавеющей стали.

РИСУНКИ