УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ И МАГНИТНЫМ ПОЛЯМИ

Полезная модель относится к области обработки воды и может быть использована при активации воды для нужд сельского хозяйства, а также может найти применение в других областях, связанных с биотехнологическим использованием воды и различных растворов на ее основе для получения жидкостей, обладающих повышенными биологически активными свойствами.
Известна «Установка для обработки воды» (патент на полезную модель РФ №146830, МПК C02F 1/48 (2006.01), год опубликования 2014). Установка включает емкость с водой, дистиллятор, электроды, генератор высокого напряжения, электродвигатель и ферромагнит. Ферромагнит расположен в непосредственной близости от поверхности воды и выполнен в виде ферромагнитного диска с возможностью вращения от электродвигателя, подключенного к регулируемому источнику питания.
Недостатком указанной установки является отсутствие возможности обработки воды в непрерывном потоке, что затрудняет ее использование в промышленных масштабах, когда потребность в обработанной воде велика.
Известно «Устройство для магнитной обработки воды в потоке» (патент на полезную модель РФ №93080, МПК C02F 1/48 (2006.01), год опубликования 2010). Устройство содержит корпус из ферромагнитного материала, выполняющий роль замыкающего магнитопровода. В нем установлена кассета из магнитного материала и на ней закреплено четное число пар одинаковых прямоугольных магнитов, образующих в рабочем канале, предназначенном для прохождения обрабатываемой жидкости, противоположно направленные векторы магнитной индукции. Соседние пары магнитов установлены с интервалом, равным длине сторон магнитов, обращенных к рабочему каналу разноименными полюсами. Вдоль рабочего канала в корпусе установлена трубка из немагнитного материала для пропускания обрабатываемой воды.
Недостатком указанного устройства является отсутствие возможности проводить обработку воды еще и электрическим полем. Это значительно снижает эффективность обработки, поскольку при комплексном использовании магнитного и электрического поля физико-химические свойства воды значительно улучшаются.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для обработки воды электрическим и магнитным полями, принятое за прототип (патент на изобретение РФ №2543738 «Способ одновременной обработки воды электрическим и магнитным полями и устройство для его осуществления», МПК C02F 1/46 (2006.01), год опубликования 2012). Указанное устройство содержит два колебательных контура, расположенных так, что индуктивность первого контура расположена между обкладками конденсатора второго контура, а индуктивность второго контура расположена между обкладками конденсатора первого контура, причем подаваемые на контуры выпрямленные импульсные напряжения имеют частоту, равную частоте собственных колебаний контуров, и сдвинуты по фазе на угол 90 градусов, при этом индуктивности представляют собой плоскостные катушки, имеющие междувитковые зазоры, а плоскости катушек параллельны обкладкам конденсаторов.
Недостатком указанного устройства является отсутствие возможности получения биологически активной воды, пригодной для нужд сельского хозяйства.
Технический результат предлагаемого устройства заключается в получении биологически активной воды, повышающей всхожесть семян.
Такой результат достигается за счет того, что устройство для обработки воды электрическим и магнитным полями, содержащее трубу водовода с участком электрической и магнитной обработки посредством поляризующих электродов и катушек индуктивности, дополнительно имеет корпус, в котором размещены блок задания управляющих сигналов, соединенный с регулятором электрического поля и с регулятором магнитного поля, при этом труба имеет круглое сечение, содержит последовательно установленные участок электрической обработки и участок магнитной обработки; участок электрической обработки выполнен из диэлектрического материала, содержит катод, выполненный в виде кольцевой вставки из немагнитного некорродирующего металла, и анод, включающий N соединенных проводом электродов, выполненных в виде стержней из графита, установленных в плоскости, перпендикулярной направлению движения воды радиально по отношению к поверхности трубы в сквозных отверстиях посредством герметичного соединения, анод и катод участка электрической обработки подключены к регулятору электрического поля; участок магнитной обработки выполнен из немагнитного материала, содержит 2N катушек индуктивности с сердечниками расположенных по поверхности трубы парами, сердечники катушек каждой пары симметричны и параллельны относительно образующей цилиндрической поверхности трубы, на которой расположен соответствующий электрод, катушки индуктивности соединены параллельно и подключены к регулятору магнитного поля.
На фиг. 1 изображена схема заявляемого устройства, на фиг. 2 приведен поперечный разрез участка электрической обработки, на фиг. 3 приведены изображения биоэлектрограмм биологической жидкости (сока огурца) (фиг. 3а), исходной воды (фиг. 3б), и биологически активной воды (фиг. 3в).
На чертежах введены следующие обозначения. Сплошными утолщенными стрелками показано движение исходной воды по трубе водовода от участка к участку по мере обработки, а также конечный продукт обработки (биологически активная вода). Сплошным тонким линиям соответствуют направления управляющих воздействий во время обработки воды, а также электрические связи элементов устройства. Устройство для обработки воды электрическим и магнитным полями содержит корпус (на чертеже не показан), в котором размещены блок задания управляющих сигналов 1, соединенный с регулятором электрического поля 2 и с регулятором магнитного поля 3 и труба водовода. Корпус обеспечивает электромагнитное экранирование и защиту от механических повреждений. Труба имеет круглое сечение, состоит из установленных последовательно друг за другом по направлению движения воды участка электрической обработки 4 и участка магнитной обработки 5. Участок электрической обработки 4 и участок магнитной обработки 5 выполнены с возможностью разъединения для замены, наладки или ремонта. Участок электрической обработки 4 выполнен из диэлектрического материала (капрон, тефлон, полипропилен), содержит катод и анод. Катод 6 выполнен в виде кольцевой вставки из немагнитного некорродирующего в воде металла и имеет непосредственный контакт с водой. Анод включает N электродов 7 соединенных проводом 8 с регулятором электрического поля 2, установленных в плоскости, перпендикулярной направлению движения воды радиально по отношению к поверхности трубы в сквозных отверстиях герметично, обеспечивая контакт каждого электрода 7 с водой. Электроды 7 выполнены в виде стержней из графита чистотой не менее 99,9%. Количество электродов N определяется конструктивными условиями их размещения на трубе (диаметром трубы и диаметром электрода). При этом конкретное количество участвующих в обработке электродов 7 определяется свойствами биологической жидкости, которая выбрана в качестве образца, и задается путем подключения провода 8 к необходимому количеству из N установленных электродов. На фиг. 1 и фиг. 2 приведено заявляемое устройство с количеством электродов N=6. Электроды 7(анод) и катод 6 участка электрической обработки 4 подключены к регулятору электрического поля 2. Участок магнитной обработки 3 выполнен из немагнитного материала (бронза, нержавеющая сталь, пропилен), содержит 2N катушек индуктивности 9 с сердечниками 10. Сердечники 10 могут быть выполнены, например, из феррита, пермаллоя, постоянных магнитов. Катушки индуктивности 9 расположены по поверхности трубы парами, сердечники 10 катушек каждой пары симметричны и параллельны относительно образующей цилиндрической поверхности трубы, на которой расположен соответствующий электрод. Катушки индуктивности 9 соединены параллельно и подключены к регулятору магнитного поля 3.
Устройство работает следующим образом. Предварительно получают цифровые биоэлектрограммы исходной воды и биологической жидкости - сока растения или плода растения для, выращивания которого (при замачивании, поливе, опрыскивании) будет использоваться обработанная биологически активная вода. Цифровые биоэлектрограммы могут быть получены, например, методом газоразрядной визуализации (источник Коротков К.Г. Принципы анализа в ГРВ биоэлектрографии. Реноме, 2007 г., 286 стр.). Указанный метод состоит в получении и математическом анализе биоэлектрограмм, на которых фиксируется характер и особенности оптоэлектронной эмиссии, инициирующей свечение воздуха вокруг взвешенной капли жидкости. По биоэлектрограммам определяют площадь свечения, среднюю интенсивность свечения и коэффициент формы исследуемого образца. Указанные параметры можно проиллюстрировать на приведенных изображениях биоэлектрограммы сока огурца (фиг. 3а) и исходной воды (фиг. 3б). Площадь свечения оценивается по количеству точек цифрового изображения с ненулевой интенсивностью, не удаленных анализатором биоэлектрограмм при фильтрации шума. Средняя интенсивность свечения рассчитывается по всем точкам изображения с ненулевой интенсивностью, не удаленным при фильтрации шума, а коэффициент формы по изображению. Для сока огурца коэффициент формы соответствует трем лучам с их ориентацией под 120 градусов друг к другу. По приведенным изображениям видно, что площадь свечения, средняя интенсивность свечения и коэффициент формы исходной воды отличаются от аналогичных параметров сока огурца. По результатам сравнения площади свечения, средней интенсивности свечения и коэффициента формы цифровых биоэлектрограммам исходной волы и биологической жидкости, определяют параметры воздействия на исходную воду.
Для получения требуемых параметров воздействия на исходную воду блок задания управляющих сигналов 1 устанавливает необходимые напряжения на входе регулятора электрического поля 2 и входе регулятора магнитного поля 3. Определение количества и пространственного расположения необходимых для обработки воды электродов 7 производится вручную путем соединения провода 8 с нужными электродами. Для этого из N установленных на участке электрической обработки 4 электродов 7 путем коммутации провода 8 в работе оставляют такое их количество и такое их расположение, которое соответствует количеству и ориентации лучей на биоэлектрограмме образца биологической жидкости. Например, для получения биологически активной воды для использования при выращивании огурцов по биоэлектрограмме биологической жидкости (сока огурца) по коэффициенту формы подключают три электрода 7, ориентированных друг относительно друга на угол 120 градусов. Так же подключают пары катушек индуктивности 9, соответствующие подключенным электродам 7, т.е. те пары, в которых сердечники катушек 9 симметричны и параллельны относительно образующей цилиндрической поверхности трубы, на которой расположен подключенный электрод. Например, для получения биологически активной воды для использования при выращивании огурцов по биоэлектрограмме биологической жидкости (сока огурца) подключают три пары катушек 9. Пространственное расположение подключенных электродов 7 и катушек индуктивности 9 обеспечивают заданную пространственную конфигурацию электрического и магнитного полей.
Кроме этого, по результатам анализа биоэлектрограмм биологической жидкости и исходной воды выбирают интенсивность электрического поля, поддерживаемую регулятором электрического поля 2, а также интенсивность магнитного поля, поддерживаемую регулятором магнитного поля 3.
При прохождении потока исходной воды через трубу водовода на нее воздействуют электрическое и магнитное поля, сформированные по сигналу управления от блока задания управляющих сигналов 1, в результате получают биологически активную воду, биоэлектрограмма которой соответствует биоэлектрограмме биологической жидкости.
Это подтверждается результатами эксперимента. Для получения биологически активной воды для использования при выращивании огурцов по оцифрованным изображениям биоэлектрограмм сока огурца (фиг. 3а) и исходной воды (фиг. 3б) была проведена обработка исходной воды заявляемым устройством. Изображение биоэлектрограммы полученной биологически активной воды по биоэлектрограмме сока огурца приведено на фиг. 3в.
На фиг. 3в видно, что в результате обработки получена биологически активная вода, в биоэлектрограмме которой присутствуют три луча, характерные для сока огурца, кроме этого по сравнению с исходной водой изменилась площадь и средняя интенсивность свечения.
Полезные свойства обработанной воды подтверждаются следующими исследованиям. В таблице 1 представлены сравнительные данные эксперимента по проращиванию семян огурца, сок которого выбран в качестве биологической жидкости, при их замачивании в исходной воде и в обработанной заявляемым устройством биологически активной воде. Наблюдается более высокий уровень "пробуждения" семян (вплоть до 100%) и в 1,7-1,9 раза более высокая скорость их прорастания при использовании биологически активной воды. Проведя электрическую и магнитную обработку воды, удается приблизить ее свойства к свойствам выбранной биологической жидкости, что при замачивании, поливе или опрыскивании растений полученной водой улучшает условия жизнедеятельности биологического объекта.
Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает получение биологически активной воды, повышающей всхожесть семян, подтвержденную экспериментально с одной стороны результатами исследований газоразрядного свечения, а с другой стороны повышенными биологически активными свойствами этой воды.