Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА ПИТЬЕВОЙ И ОРОСИТЕЛЬНОЙ ВОДЫ

Изобретение относится к технологии электроактивации воды, используемой для питьевых целей в медицине и сельскохозяйственном производстве.

Основными процессами, обеспечивающими жизнедеятельность любого организма, являются окислительно-восстановительные реакции, т.е. реакции, связанные с передачей или присоединением электронов. Энергия, выделяемая в ходе этих реакций, расходуется на поддержание и регенерацию клеток организма - на обеспечение процессов жизнедеятельности организма.

Наиболее значимым фактором регулирования параметров окислительно-восстановительных реакций, протекающих в жидкой среде, является активность электронов, т.е. окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) этой среды.

Если поступающая в организм вода имеет ОВП, близкий к значению ОВП внутренней среды организма, то электрическая энергия (жизненная энергия организма) не расходуется на коррекцию активности электронов воды и вода тотчас же усваивается, поскольку обладает биологической совместимостью по этому параметру.

Известно, что молекула воды образуется соединением двух атомов водорода и одного атома кислорода и поляризована электрически. Сторона водорода более положительная, а сторона кислорода более отрицательная, а два атома водорода прикреплены к атому кислорода под углом 104,5°.

Одним из важнейших свойств воды является ее способность ионизироваться.

При ионизации молекула воды расщепляется на две части, которые называются ионом водорода (H⁺) и ионом гидроксила (ОН^-). Вода, в которой преобладает H⁺ ионы, называется кислотной (мертвой) водой, а если преобладают ОН^- ионы, называется щелочной (живой) водой.

Отношение H⁺ ионов ко всей молекуле воды известно как водородный показатель рН. При равном количество H⁺ и ОН^- ионов величина рН воды определяется цифрой 7, а вода при этом нейтральная. Повышение величины рН означает, что в воде преобладают ионы ОН^-.

Ранжит Моханти (Моханти Р. Лечебная сила воды. Секреты индийских мудрецов. - СПб.: Питер, 2006. - 128 с.: ил. - стр. 23) утверждает, что обычная величина рН крови человека равна 7,3. Если величина рН составляет 7,5, то кровь может переносить на 75% кислорода больше, т.е. максимальному здоровью соответствует поддержание величины рН крови на уровне 7,5.

Естественной функцией молекул воды является их вращение по своей оси, при этом молекула может вращаться либо слева направо (по часовой стрелке), либо справа налево.

В больных клетках организма молекулы имеют правостороннее вращение, а в здоровых клетках левостороннее.

Изменение окислительно-восстановительного потенциала обеспечивается с помощью известных установок электроактивации.

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 А, М. Кл. C02F 1/46).

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, Α1, МПК⁵ С02Ρ 1/46).

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, а также 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, Α1, МПК⁴ C02F 1/46).

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, МПК⁷ C02F 1/46).

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 раздельные 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, МПК C02F 1/46).

К недостаткам устройства относятся повышенный расход электроэнергии на активацию воды, значительные гидравлические сопротивления и сложность конструкции, недостаточная площадь контакта потока воды с электродами и отсутствие возможности повышения жизненной силы изменением структуры воды.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение - повышение окислительно-восстановительного потенциала и эффективности электровихревой обработки воды, снижение потребления энергии на обработку и повышение коэффициента полезного действия.

Технический результат - упрощение конструкции, повышение коэффициента полезного действия установки для повышения окислительно-восстановительного потенциала питьевой и оросительной воды.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для повышения окислительно-восстановительного потенциала питьевой и оросительной воды включает в себя коаксиально расположенные положительно и отрицательно заряженные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними, при этом выполняющий функции корпуса положительно заряженный электрод имеет форму полого цилиндра с входным спиральным подводом воды, выполненным по логарифмической спирали с уменьшающимся проходным сечением и спиральным отводом, сопрягающимся с резьбовым патрубком, а отрицательно заряженный электрод имеет форму полого цилиндра с присоединительным резьбовым наконечником, наружная полость которого охвачена полупроницаемой диафрагмой, а между спиральным водовыпускным каналом и полым цилиндром отрицательно заряженного электрода предусмотрено диэлектрическое уплотнение, подвод положительного и отрицательного потенциала выполнен к наружным поверхностям электродов с помощью шин.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана установка для повышения окислительно-восстановительного потенциала питьевой и оросительной воды, поперечный разрез.

На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

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

Установка, содержащая цилиндрический корпус 1, выполненный из коррозионностойкой (нержавеющей) стали, обладающей стойкостью против электрохимической коррозии и несущей положительный потенциал. К верхней части корпуса 1 выполнен подвод 2, выполненный по форме логарифмической спирали с уменьшающимся проходным сечением.

Внутри корпуса размещен отрицательно заряженный электрод 3, выполненный в виде отрезка трубы из коррозионностойкой стали, обладающей стойкостью против электрохимической коррозии наружная поверхность отрицательно заряженного электрода 3 охвачена полупроницаемой диафрагмой 4 из микропористой пластмассы, перекрывающей наружную поверхность отрицательного электрода 3 во внутренней полости корпуса 1. Корпус 1, выполняющий функции положительно заряженного электрода, в нижней части имеет спиральный отвод 5 с присоединительным резьбовым патрубком 6. В сопряжении отвода 5 и отрицательно заряженного электрода 3 предусмотрено диэлектрическое водонепроницаемое уплотнение 7. Отрицательно заряженный электрод 3 в нижней части имеет присоединительный резьбовой наконечник 8. Подвод 2 сопряжен с подводящим патрубком 9, имеющим присоединительный резьбовой наконечник 10. Подвод положительного потенциала к корпусу 1 выполнен с помощью шины 11, а отрицательного потенциала к электроду 3 - с помощью шины 12.

Установка для повышения окислительно-восстановительного потенциала питьевой и оросительной воды работает следующим образом.

Присоединительный резьбовой наконечник 10 соединяется с источником проточной воды, спиральный отвод 5 соединяется с потребителем анолита (положительно заряженной воды), а резьбовой наконечник 8 соединяется с потребителем католита (отрицательно заряженной воды). Установка подключается к источнику постоянного тока, и включается подача воды по подводящему патрубку 9.

Поток воды, проходя по подводу 2, сжимается, так как проходное сечение подвода уменьшается, а скорость потока возрастает, исходя из уравнения расхода Q=ωV, где ω - проходное сечение, а V - скорость потока. При этом поток приобретает вращательное движение против часовой стрелки и поступает в пространство между стенками корпуса 1 и полупроницаемой диафрагмой 4, а также во внутреннюю полость электрода 3. Вращающийся против часовой стрелки поток взаимодействует с электродами 1 и 3, при этом вода получает положительный заряд от корпуса 1 и отрицательный заряд от электрода 3.

Поток воды, протекающий во внутренней полости электрода 3, приобретает отрицательный окислительно-восстановительный потенциал, величина которого может быть достигнута до 1000 мВ, а водородный показатель - до 12 ед. рН. Поток воды, протекающий по внутренней полости электрода 1, приобретает положительный потенциал, величина которого может быть достигнута до +1100 мВ, а водородный показатель - до 2,5 ед. рН.

Использование вихревого движения позволяет значительно увеличить коэффициент полезного действия установки для повышения окислительно-восстановительного потенциала питьевой и оросительной воды.