Устройство для синтеза олигодинамических растворов

Полезная модель относится к области водоподготовки и может быть использована для получения ионов металлов, используемых в приготовлении косметологических и дезинфицирующих составов, а также при обеззараживании воды плавательных бассейнов.
Известны ионаторы серии ЛК, предназначенные для получения ионов серебра и используемые для санитарно-технических нужд, например, для обеззараживания посуды, тары, воды плавательных бассейнах, а также для обеззараживания питьевой и минеральной воды дозами, не превышающими 0,5 мг/л [Кульский Л.А., Серебряная вода. - Киев: Наукова думка, 1987. - 136 с., С. 87]. Основными частями ионаторов являются электродозирующее устройство и серебряные электроды. В ионаторе ЛК-22 электроды, омываемые проточной водой, расположены в отдельной емкости с системой трубопроводов для подачи и отвода воды, снабженной датчиком ее расхода, соединенного со стабилизированным по выходу источником постоянного тока, подающее напряжение на электроды. Недостатками устройства являются сложность конструкции, большие массогабаритные показатели, ограниченность параметров для регулирования процесса электролиза.
Другим известным аналогом является устройство для очистки воды посредством электролиза переходных металлов [Патент RU №2602110, з. №2013137786/05, 16.01.2012, МПК C02F 1/467, C02F 1/50, A61L 2/03, опубл. 10.11.2016]. Обработка осуществляется в проточной емкости, в которую погружены несколько пар электродов, собранные в единый узел. Конструкция устройства позволяет осуществлять замену электродов без опорожнения емкости. Однако ограниченность размеров емкости не позволяет разместить в ней необходимый для длительной работы объем (массу) электродов.
Наиболее близкой к заявленному техническому решению является установка Liquid sterilization apparatus, в которой посредством электролиза серебряных и медных электродов происходит обеззараживание воды [Патент US 6267885 В1, з. US 09/011,313, 28.11.96, PCT/AU 1996/000768, опубл. 31.07.2001]. Установка состоит из корпуса в виде проточного объема, выполненного в форме трубы с выделенным входом и выходом для обеспечения течения жидкости. В корпусе через специально организованный ввод установлены два отдельных электролитических блока с медными и серебряными электродами, между которыми может быть организована подача перекиси водорода. Электроды в корпусе располагаются перпендикулярно направлению обрабатываемого потока жидкости. Для обеспечения процесса электролиза на электроды подается постоянное напряжение. Электролитические блоки могут иметь различные металлы, используемые в качестве электродов. В зависимости от этого в электрической схеме их подключения может быть предусмотрена смена полярности.
Обрабатываемая вода последовательно проходит через медные, а затем серебряные электроды, высвобождая под действием тока ионы металлов, которые обладая синергетическим эффектом, увеличивают эффективность работы установки. Подаваемая в нее из отдельной емкости перекись водорода должна катализировать данный процесс.
Недостатком установки является ограниченность внутреннего объема корпуса не способного разместить электроды большего размера при необходимости увеличения концентрации металлов в обрабатываемой жидкости (например, для обеспечения биоцидного эффекта при обработке воды плавательных бассейнов больших объемов), и, как следствие, увеличенная частота промывки и замены электродов. Кроме того, управление процессом электролиза не предусматривает регулировку его параметров для контроля за количественным выходом ионов металла.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение производительности по объему обрабатываемой воды за счет снижения гидравлического сопротивления потоку жидкости, что способствует равномерному снятию с поверхности электродов побочных продуктов электролиза и, соответственно, увеличению времени поддержания рабочего режима их эксплуатации.
Указанный результат достигается тем, что в устройстве для синтеза олигодинамических растворов, включающем две пары металлических электродов прямоугольного сечения, расположенных вдоль движения потока жидкости, находящихся каждая в одном из последовательно соединенных с одного конца полипропиленовых корпусов с закручиваемыми крышками, используется соединенный с электродами посредством проводов блок управления, позволяющий изменять и контролировать проходящий через них электрический ток, а также осуществлять регулирование продолжительности процесса электролиза.
Раскрытие сущности полезной модели
На фигуре 1 показана схема устройства синтеза олигодинамических растворов.
Синтез в предлагаемом техническом решении осуществляется следующим образом. Исходная вода питьевого качества подается на один входов 6, откуда она проходит через внутренний объем последовательно установленных полипропиленовых корпусов 2. Внутри каждого корпуса 2 на токопроводах, соединенных с блоком управления 5 проводами 4, располагаются пара электродов 1, которая в процессе работы омывается исходной водой. Блок управления 5 позволяет устанавливать ток определенной величины, осуществлять его протекание через электроды 1 по заданным направлению и алгоритму времени, контролировать режим работы и информировать о наступлении ситуаций, вызванных отклонением значений от допустимых величин. Информирование о режимах работы, а также задание значений величины тока и алгоритма работы может при наличии модема осуществляться дистанционно (например, посредством GSM-связи).
Электроды 1 устанавливаются в корпус 2 через разъемное резьбовое соединение на крышке 3. Они выполнены из металла, обладающего олигодинамическим действием, в результате при протекании через них тока происходит ионизация, окружающей их водной среды положительно заряженными ионами, которые взаимодействуют с находящимися в ней биологическими объектами, инактивируя их [Кульский Л.А. Серебряная вода. - Киев: Наукова думка, 1987.- 136 с.]. Скорость процесса ионизации воды определяется величиной тока и периодом работы электродов, задаваемых блоком управления 5 в зависимости от видов и целей использования оборудования. Расстояние между электродами фиксировано и определяется их геометрическими размерами, а также размерами корпуса 2, составляя при этом значение от 5 до 20 мм. Использование спаренных корпусов позволяет производить комбинирование металлов, из которых состоят пары электродов, добиваясь синергетического эффекта [Родимин Е.М. Металлоионотерапия. Лечение медью, серебром, золотом. - М.: Рипол Классик, 2007 - 224 с.]. В частности, предложенная конструкция используется при обеззараживании воды плавательных бассейнов с рециркуляцией, где в качестве электродов используется медь и серебро. Для данных целей предложенные пары металлов используются достаточно широко в промышленном оборудовании, как в России, так и за рубежом [https://www.necon.de/, http://www.acon.ru/].
Возможный вариант использования устройства синтеза олигодинамических составов в водоподготовке плавательного бассейна представлен на фигуре 2.
Вода из слива бассейна подается на фильтр 8 посредством насоса 7, откуда через отводную линию идет на устройство синтеза олигодинамических растворов 10, где производится насыщение ее ионами серебра и меди, в концентрациях позволяющими добиться обеззараживания воды бассейна. Далее вода возвращается во всасывающую линию насоса 7. Ее расход регулируется задвижкой 11 и контролируется посредством расходомера 9. Насос 7 подбирается с учетом дополнительного расхода через обводную линию, таким образом, что бы обеспечить водообмен в бассейне в соответствии с требованиями нормативных документов. При необходимости в системе водоподготовки может быть использован коагулянт и регулятор рН.
Такая схема обеспечивает подачу на установку 10 условно чистой отфильтрованной воды, обеспечивая тем самым меньший расход металла из-за меньших загрязнений, остающихся в фильтре 8, и больший период между обслуживаниями, связанный с необходимостью промывки электродов от окиси металлов и удалением накопленных отложений. Образованные в процессе взаимодействия ионов (преимущественно меди) с органическими загрязнениями, находящимися в сточной воде бассейна, хлопья, возвращаются в систему водообмена для осаждения их на фильтре 8.
Осуществление полезной модели
Заявленное устройство может быть реализовано с использованием следующих материалов:
электроды: серебро в слитках по ГОСТ Р 51784-2001, либо аноды серебряные по ГОСТ 25474-82 с массовой долей серебра не менее 99,99%, медь по ГОСТ 859-2001 с массовой долей меди не менее 99,9%;
токопроводы - сталь нержавеющая марки 08X18Н10;
корпус с входными патрубками выполнен из полипропилена ГОСТ Р 52134-2003;
крышка с соединительным резьбовым соединением выполнена из и соединительных деталей ГОСТ Р 52134-2003, а также электротехнических изделий по ГОСТ 30849.1-2002;
крепежные элементы в виде шайб, болтов и гаек выполнены по ГОСТ 5915-70, ГОСТ 7798-70, ГОСТ 6402-70, ГОСТ 11371-78;
соединительные провода по ГОСТ 2584-86, разъемные соединения по ГОСТ 30849.1-2002;
элементы блока управления: корпус по ГОСТ Р 51330.0-99, блоки питания стабилизированные низковольтные типа 591 по ГОСТ 13540-74, реле времени по ГОСТ 22557-84, автоматические электрические управляющие элементы ГОСТ IEC 60730-2-7-2011, преобразователи измерительные по ГОСТ 14014-91.