Устройство для приготовления обогащенной водородом воды

Устройство для приготовления обогащенной водородом воды.
Полезная модель относится к области обогащения воды водородом для придания воде антиоксидантных свойств, что достигается за счет взаимодействия воды, имеющей отрицательный окислительно-восстановительный потенциал, с окислительными радикалами, которые образуются в организме при неблагоприятных условиях, например при воздействии на организм ионизирующего излучения.
Известно устройство для обогащения воды водородом, которое содержит чистый резервуар для воды, циркуляционный насос и электролизер, состоящий из изолирующих мембран и изолирующей камеры, вход и выход воды, циркуляционный насос и электролизер последовательно соединены и образуют циркуляционный контур, снабженный блоком, а также электромагнитными клапанами или регулирующими клапанами (см. полезную модель CN №20823459, кл. С25В 1/10, опубл. 14.12.2018).
Однако получаемая в данной установке в получаемой насыщаемой водородом воде не удаляются окислители, в частности озон, перекись водорода, кислород, причем озон и перекись водорода могут появляться в воде при применении озона при обеззараживании воды, что снижает качество получаемой обогащенной водородм воды.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является устройство для обогащения воды водородом, содержащее емкость для приготовления наводороженной воды, магистрали для подачи воды и отвода наводороженной воды потребителю и блок генерации водорода, который состоит из емкости с обессоленной водой, генератора водорода и снабженного датчиком давления блока управления, при этом емкость для приготовления наводороженной воды содержит катализатор гидрирования и соединена через обратный клапан и емкость с обессоленной водой с генератором водорода, который магистралью для подачи в него обессоленной воды соединен с емкостью с обессоленной водой (см. патент RU №2620802, кл. C02F 9/04, опубл. 29.05.2017).
Данное устройство для насыщения воды водородом-антиоксидантом и создания ее отрицательного окислительно-восстановительного потенциала позволяет получать насыщенную водородом воду при отсутствии возможности создания в воде генотоксичной активности, удалении всех окислителей из воды, приводящих к снижению антиоксидантных свойств воды и- отсутствии потенциальной возможности изменения рН питьевой воды.
Однако в данном устройстве генератор водорода оснащен средством для отключения генератора водорода при превышении давления водорода в нем. Кроме того, при отключении электричества прекращается подача водорода, что не позволяет продолжить использование установки. Таким образом, возможности использования описанного выше устройства ограничены особенно в местах с нестабильной подачей электричества, что имеет место, например в сельской местности и в различного рода дачных товариществах.
Технической проблемой, решаемой в данной полезной моделе, является устранение выявленных в известных технических решениях недостатков.
Техническим результатом, достигаемым в данной полезной моделе, является повышение надежности и стабильности подачи водорода при получении насыщенной водородом воды.
Указанная проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство для приготовления обогащенной водородом воды содержит емкость для приготовления наводороженной воды, магистрали для подачи воды и отвода наводороженной воды потребителю и блок генерации водорода, который состоит из емкости с обессоленной водой, генератора водорода и снабженного датчиком давления блока управления, при этом емкость для приготовления наводороженной воды содержит катализатор гидрирования и соединена через обратный клапан и емкость с обессоленной водой с генератором водорода, который магистралью для подачи в него обессоленной воды соединен с емкостью с обессоленной водой, при этом датчик давления установлен в генераторе водорода, средство отключения генератора водорода выполнено в виде электрического выключателя, установленного на линии подачи электрического тока к генератору водорода, а к емкости с обессоленной водой подключен через управляемый блоком управления запорный кран аккумулятор водорода.
Предпочтительно генератор водорода выполнен в виде твердополимерного электролизера.
В ходе проведенного исследования была выявлена возможность обеспечения стабильной и надежной работы устройства для обогащения воды водородом путем установки датчика давления непосредственно в генераторе водорода, выполнения средства отключения генератора водорода в виде электрического выключателя, установленного на линии подачи электрического тока к генератору водорода и подключения емкости с обессоленной водой через управляемый блоком управления запорный кран аккумулятор водорода. Таким образом, в случае нестабильной подачи электричества, что приведет к нестабильной работе электролизера, в случае неожиданного отключения электричества или при неожиданном нарушении работы электролизера, последний отключается и подача водорода продолжится из аккумулятора водорода. Возможна также параллельная работа аккумулятора водорода и электролизера, что позволит стабильно и в требуемых количествах подавать водород для насыщения или обогащения им подаваемой потребителю воды.
5
В зависимости от потребителя, например вода для технических нужд, в частности для полива растений, или для создания питьевой воды возможно использование различных аккумуляторов водорода, в частности на основе интерметаллических соединений, например LaNi, или аккумулятор водорода может быть выполнен в виде сосуда, который заполнен микросферами, например полыми микросферами, выполненными из проницаемых для водорода материалов, или заполнен пучками микро(нано)капилляров, например стеклянных, а генератор водорода может быть выполнен в виде твердополимерного электролизера.
На чертеже представлена принципиальная схема устройства для обогащения воды водородом.
Устройство для приготовления обогащенной водородом воды содержит емкость 1 для приготовления обогащенной водородом воды, магистрали 2 для подачи воды и отвода наводороженной воды потребителю и блок 3 генерации водорода, который состоит из емкости с обессоленной водой 4, генератора водорода 5 и снабженного датчиком давления 6 блока управления 7.
Емкость 1 для приготовления наводороженной воды содержит катализатор гидрирования и соединена через обратный клапан 8 и емкость с обессоленной водой 4 с генератором водорода 5, который магистралью 9 для подачи в него обессоленной воды соединен с емкостью с обессоленной водой 4.
Датчик давления 6 установлен в генераторе водорода 5. Средство отключения генератора водорода 5 выполнено в виде электрического выключателя 10, установленного на линии 11 подачи электрического тока к генератору водорода 5, а к емкости с обессоленной водой 4 подключен через управляемый блоком управления 7 запорный кран 12 аккумулятор водорода 13.
Генератор водорода 5 выполнен в виде твердополимерного электролизера.
5/
Аккумулятор водорода 13 выполнен в виде сосуда, который заполнен интерметаллическим соединением, например LaNi4 или выполнен в виде сосуда, который заполнен микросферами, например полыми микросферами, выполненными из проницаемых для водорода материалов, или заполнен пучками микро(нано)капилляров, например стеклянных.
Вода из водопроводной сети с давлением, превышающим давление водорода в блоке 3 генерации водорода, поступает в емкость 1 для приготовления обогащенной водородом воды и из последней потребителю воды обогащенной водородом.
За счет перепада давления обратный клапан 8, отделяющий блок 3 генерации водорода от емкости 1 для приготовления обогащенной водородом воды закрыт.При открытии крана, через который обогащенная водородом вода из магистрали 2 поступает потребителю, давление воды в емкости 1 для приготовления обогащенной водородом воды снижается и обратный клапан клапан 8 под действием давления водорода, созданного генератором водорода открывается, что приводит к поступлению водорода в емкость 1 для приготовления обогащенной водородом воды и обогащению водородом подаваемой потребителю воды.
В случае если датчик давления 6 зафиксирует повышение давления водорода в генераторе водорода 5 выше установленного предела блок управления 7 с помощь электрического выключателя 11 отключает генератор водорода 5 до момента пока давление в нем не упадет ниже установленного предельного значения. Одновременно блок управления открывает запорный кран 12 и водород в емкость 1 для приготовления обогащенной водородом воды начинает поступать из аккумулятора водорода 13, что обеспечивает непрерывную и стабильную работу установки. Аналогичным образом аккумулятор водорода 13 подает водород в емкость 1 для приготовления обогащенной водородом воды в случае, когда по каким-то причинам генератор водорода 5 не обеспечивает подачу водорода под требуемым давлением.
После включения генератора водорода 5 в работу одновременной подачей водорода в емкость 1 для приготовления обогащенной водородом воды водород подают в аккумулятор водорода 13 для пополнения его водородом.
Вышеописанное устройство может быть встроено в городскую сеть водоснабжения и в какую-либо другую автономную систему водоснабжения, что обеспечивает стабильное получение и подачу обогащенной водорода воды потребителю.