Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ АКТИВАЦИИ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к устройствам для активации жидкостей, представляющих собой воду и водные растворы, и может быть использовано для обработки питьевой и минерализованной воды, физиологических, лечебных растворов, а также крови. Направлено на повышение эффективности обработки жидкости, получение жидкости с заданными свойствами, а также перевода в термодинамически неравновесное (активированное) состояние, характеризующееся повышенной физико-химической активностью, без изменения химического состава активированной жидкости.

Известно устройство для электрохимической обработки жидкостей (В.М. Бахир. Электрохимическая активация. - М.: ВНИИИМТ, 1992, ч. 1, с. 233-237), содержащее анод и катод, размещенные в электрохимически активируемой жидкости и разделенные между собой полупроницаемой диафрагмой. Это устройство позволяет получать жидкости с заданным составом и свойствами (в частности, окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), микрокластерная структура), но имеет недостаток, состоящий в том, что в процессе активации происходит изменение химического состава контактно активируемой жидкости и газовыделение за счет контакта с поверхностью электродов.

Известно устройство для бесконтактной активации жидкости - физиологического раствора путем воздействия магнитным полем, УФО, лазером, причем для повышения степени активации дополнительно применяют генератор акустических импульсов (Б.И. Киселев, а.с. СССР 1827274 A1, A61N 5/06, 1992 г. ). Оно позволяет активировать жидкость без изменения ее химического состава. По мнению автора, при бесконтактном воздействии на жидкости известными в физике полями в жидкостях возникает и может существовать определенное время вторичное стимулированное излучение в связи с распадом крупных кластеров жидкости с малыми числами Дебая на мелкие (электрически активные) микрокластеры (из двух или трех диполей) с большими числами Дебая и повышенной реакционной способностью, что подтверждают данные электронного парамагнитного резонанса (Б.И. Киселев. Метод адаптивного лечения, вып. 1. - С.Петербург, 1997). Устройство для бесконтактной активации жидкости нашло широкое применение в медицине при лечении многих заболеваний - сердечно-сосудистых, трофических язв, компрессионных переломов и ВИЧ-инфекции ("Медицинская газета" 19, 1993).

Недостатком данного устройства является сложность технического воплощения.

Известно также устройство для бесконтактной активации жидкостей, предложенное В.М. Бахиром (В.И. Прилуцкий, В.М. Бахир. Электрохимически активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия. - М.: ВНИИИМТ АО НПО "Экран", 1997, с. 67-74). Устройство содержит электроды - анод и катод, разделенные диафрагмой и размещенные в электрохимически активируемой (ЭХА) жидкости. При этом емкость для бесконтактно активируемой (БКА) жидкости помещается в ЭХА жидкость либо между катодом и диафрагмой, либо между анодом и диафрагмой. Данное устройство позволяет активировать жидкость (изменять ОВП, структуру жидкости) без изменения ее химического состава.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции из-за присутствия диафрагмы и образования застойных зон в ЭХА жидкости, а также низкий кпд установки.

Само явление бесконтактной электрохимической активации жидкости было предсказано теоретически в 1982 г. И.Л. Герловиным (И.Л. Горловин. Основы единой теории всех взаимодействий в веществе. - Л.: Энергоатомиздат, 1990, с. 432) и экспериментально подтверждено В.М. Бахиром в 1992 г. Бесконтактную активацию жидкости И.Л. Герловин объяснил на основе теории фундаментального поля, базирующейся на рождении и уничтожении элементарных частиц вакуума. Эти частицы, по его мнению, ответственны за процесс бесконтактной активации, который, с его точки зрения, возможен только при наличии диафрагмы между анодом и катодом. Однако в дальнейшем было показано, что возможна бесконтактная активация жидкости и в отсутствие диафрагмы в устройстве для электрохимической активации.

Известно устройство, содержащее емкость для ЭХА жидкости с размещенными в ней электродами без диафрагмы и емкость с тонкой стенкой для БКА жидкости, помещаемую в емкость для ЭХА жидкости (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) - прототип. Авторами данного устройства экспериментально обнаружено, что бесконтактная активация жидкости происходит не только в полостях между электродами и диафрагмой, но и по всему объему ЭХА жидкости, в том числе при отсутствии диафрагмы. Обнаруженные эффекты авторами объясняются следующим образом. Аномальные свойства бесконтактной активации 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 двух синхронно-осциллирующих диполей (СОД) имеет узкий спектр частот (резонансный эффект) и убывает пропорционально 1/r⁴, где r - расстояние между БКА жидкостью и ЭХА жидкостью, т.е. толщина стенки между ними. Максимум спектра скорее всего приходится на диапазон СВЧ, т.к. для ОН^- характерные частоты вращательных переходов равны около 2 ГГц (длина волны ^λ _o=18 см). Поэтому бесконтактная активация может происходить только через тонкие стенки, на близких расстояниях от СОД и существенно зависит от спектральных свойств материала перегородки. Дополнительно проведенные опыты по нетепловому влиянию СВЧ-поля (2,4 ГГц) подтвердили данное объяснение.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность (кпд) обработки жидкости, а также ограниченные эксплуатационные возможности устройства. Кроме того, при больших объемах обрабатываемой жидкости возрастает сложность устройства за счет роста объема и габаритов устройства для ЭХА жидкости.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для бесконтактной активации жидкости, содержащее емкость для электрохимически активируемой жидкости с размещенными в ней электродами и емкость для бесконтактно активируемой жидкости, при этом емкость для электрохимически активируемой жидкости выполнена с тонкой стенкой и размещена в емкости для бесконтактно активируемой жидкости см. Патент RU на изобретение №2194017, кл. C02F 1/46, 2002).

Недостатком этого устройства явяется его сложность, сравнительно низкая эффективность обработки жидкости в емкости ЭХА.

Техническим результатом предлагаемого изобретения яаляется упрощение конструкции, уменьшение габаритов, повышение эффективности обработки жидкости и расширение эксплуатационных возможностей устройства.

Поставленный технический результат достигается тем, что предлагаемое изобретение направлено на упрощение конструкции, повышение эффективности обработки жидкости и расширение эксплуатационных возможностей устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для бесконтактной активации жидкости, налитой в емкость, выполнено в виде протяженного корпуса из электропроводного материала, покрытого электроизоляционным материалом, внутри корпуса выполнено продольное глухое отверстие, внутри которого проложен электрический проводник, жестко закрепленный в торцевой части глухого отверстия с исключением контактирования с боковыми поверхностями глухого отверстия, при этом как проводник, так и протяженный корпус со стороны глухого отверстия имеют возможность подключения к источнику постоянного тока, при этом протяженный корпус может быть выполнен в виде стержня, при этом протяженный корпус может быть выполнен цилиндрической формы, при этом в качестве электрического проводника может быть использован стержень из электропроводного материала, образующий совместно с корпусом с глухим отверстием со стороны глухого отверстия гнездо электрического разъема, при этом в протяженном корпусе со стороны глухого отверстия может быть установлено гнездо электрического разъема, при этом протяженный корпус может быть выполнен в виде ломаной линии или синусоиды или в виде цилиндрической спирали без возможности контактирования витков между собой, при этом протяженный корпус может быть выполнен из материала, нейтрального к активируемой жидкости, при этом покрытие электроизоляционным материалом протяженного корпуса может быть выполнено из нейтрального к активируемой жидкости материала, при этом покрытие электроизоляционным материалом протяженного корпуса может быть выполнено из не смачиваемого активируемой жидкостью материала.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано предлагаемое устройство для бесконтактной активации жидкости, представляющее собой протяженный корпус 1, выполненный из электропроводного материала, покрытого электроизоляционным материалом (на чертежах электроизоляционный материал не выделен). Внутри корпуса выполнено продольное глухое отверстие, внутри которого проложен электрический проводник 2, жестко закрепленный в торцевой части глухого отверстия с исключением контактирования с боковыми поверхностями глухого отверстия, за счет, например, покрытия электрического проводника электроизоляционным материалов (на чертеже электроизоляционный материал не показан). При этом как электрический проводник 2, так и протяженный корпус 1 со стороны глухого отверстия имеют возможность подключения к источнику постоянного тока (второй электрический проводник, подключаемый к внутренней стороне протяженного корпуса у входа в продольное глухое отверстие на чертежах не показан). При этом выводы из глухого продольного отверстия должны быть изолированы (изоляция проводов на чертежах не показана). Внутренний объем протяженного корпуса 1 для обеспечения жесткости конструкции может быть залит самотвердеющей массой, например, эпоксидным клеем (клей на чертеже не показан).

На фиг. 2 показано предлагаемое устройство для бесконтактной активации жидкости, выполненное в виде протяженного корпуса 3, в котором в качестве электрического проводника использован стержень 4 из электропроводного материала, образующий совместно с корпусом с глухим отверстием со стороны глухого отверстия гнездо электрического разъема (гнездо электрического разъема на чертеже не показано).

На фиг. 3 показано предлагаемое устройство для бесконтактной активации жидкости, выполненное в виде протяженного корпуса 5, внутри которого проложен электрический проводник 6. В протяженном корпусе 5 со стороны глухого отверстия установлено гнездо электрического разъема 7 (схема подключения проводов к разъему и сам разъем на чертеже не раскрыты).

На фиг. 4 и фиг. 5 показаны различные варианты выполнения протяженного корпуса: на фиг. 4 в виде ломаной линии, на фиг. 5 в виде синусоиды. Протяженный корпус может быть выполнен, например, в виде цилиндрической спирали без возможности контактирования витков между собой (этот вариант выполнения протяженного корпуса на чертежах не показан). Протяженный корпус может быть выполнен из материала, нейтрального к активируемой жидкости. Покрытие электроизоляционным материалом протяженного корпуса может быть выполнено из нейтрального к активируемой жидкости материала. Покрытие электроизоляционным материалом протяженного корпуса может быть выполнено из не смачиваемого активируемой жидкостью материала.

Устройство для активации жидкости, налитой в емкость, работает следующим образом.

Для активации жидкости ее заливают в какую-либо емкость (на чертеже емкость не показана). В емкость устанавливают предлагаемое устройство и подключают к источнику постоянного тока. В результате чего обеспечивается бесконтактная активация обрабатываемой жидкости.

Степень активации - степень изменения ОВП и рН - определяется, как и в прототипе, силой тока и временем его воздействия на активируемую жидкость, в каждом конкретном случае экспериментально - в зависимости от типа жидкости и ее объема.

При активации 30 минут при пропускании тока через устройство, равного 5 А, получены следующие результаты (параметры по времени и току выбраны в соответствии с испытаниями устройства-прототипа).

Простота конструкции, малые габариты, малое количество дешевых составляющих элементов являются достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом.