RU2144506C1 - Water activation device - Google Patents

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: activated water is obtained using porous filter by passing the water through filter many times without the use of water supply source with gauge pressure. If such water supply source is available, water is passed through filter one time. Porous filter is simple device for preparing activated water. EFFECT: increased yield. 4 dwg

Description

Изобретение относится к областям человеческой деятельности, в которых применяется активированная вода, в частности к сельскому хозяйству. The invention relates to the fields of human activity in which activated water is used, in particular to agriculture.

Известны различные способы активации воды, основными из которых являются: электрохимическая обработка (электролиз) [1] , дегазация [2] и "омагничивание" [3]. Каждый способ активации воды реализуется при помощи соответствующего устройства (или ряда вариантов устройства). Так, электрохимический способ активации воды реализуется при помощи диафрагменного электролизера [4], дегазация воды реализуется главным образом при помощи термического дегазатора [5], а "омагничивание" - при помощи устройства, содержащего трубу, выполненную из немагнитного материала, и размещенные вокруг нее постоянные магниты [6]. There are various methods of water activation, the main of which are: electrochemical treatment (electrolysis) [1], degassing [2] and "magnetization" [3]. Each method of activating water is implemented using an appropriate device (or a number of device options). So, the electrochemical method of water activation is realized using a diaphragm electrolyzer [4], water degassing is realized mainly using a thermal degasser [5], and “magnetization” is carried out using a device containing a pipe made of non-magnetic material and the constants located around it magnets [6].

К недостаткам электрохимической активации и дегазирования воды следует отнести сложность способов и устройств для их осуществления, а также значительный расход энергии при их реализации. Недостатком "омагничивания" является то, что получаемая в результате такой операции вода обладает меньшей каталитической способностью, чем электрохимически активированная и дегазированная. The disadvantages of electrochemical activation and degassing of water include the complexity of the methods and devices for their implementation, as well as the significant energy consumption during their implementation. The disadvantage of "magnetization" is that the water obtained as a result of such an operation has a lower catalytic ability than electrochemically activated and degassed.

Наиболее близким по физической сущности к заявляемому объекту является устройство для механической активации воды - высокоскоростная роторная мельница [7]. The closest in physical essence to the claimed object is a device for mechanical activation of water - a high-speed rotary mill [7].

При обработке воды устройством-прототипом происходит непрерывное перемещение рабочей поверхности твердого тела относительно части объема воды и перемешивание активированной и неактивированной жидкости или, что эквивалентно, относительное перемещение частей объема воды вдоль рабочей поверхности твердого тела. При механической активации воды имеют место кавитационные явления, сопровождающиеся образованием маленьких пузырьков, заполненных газом, паром и их смесью, и последующим резким уменьшением размеров газовых пузырьков и схлопыванием паровых пузырьков. Кавитационные пузырьки образуются в местах, где давление жидкости становится ниже некоторого критического значения. В исходной воде значение этого давления приблизительно равно давлению насыщенного пара и составляет около 3% от атмосферного. При механической активации имеет место также обратный электроосмос воды на ее границе с твердым телом и обмен водой, находящейся в двойном электрическом слое (ДЭС) на границе с твердым телом и вне его. Толщина ДЭС в пресной воде составляет около 1 мкм. Структура воды в ДЭС отличается от структуры воды вне его (в ДЭС содержится так называемая капиллярная вода). В процессе кавитации и обмена части воды, находящейся в ДЭС и вне его, и осуществляется структурная перестройка жидкости, ее активация. When treating water with a prototype device, continuous movement of the working surface of a solid occurs relative to a part of the volume of water and mixing of the activated and inactive liquid or, equivalently, the relative movement of parts of the volume of water along the working surface of the solid. During mechanical activation of water, cavitation phenomena occur, accompanied by the formation of small bubbles filled with gas, steam and their mixture, and the subsequent sharp decrease in the size of gas bubbles and the collapse of steam bubbles. Cavitation bubbles form in places where fluid pressure drops below a certain critical value. In the source water, the value of this pressure is approximately equal to the saturated vapor pressure and is about 3% of atmospheric. During mechanical activation, there is also reverse electroosmosis of water at its boundary with a solid and exchange of water located in a double electric layer (DEL) at the boundary with and outside the solid. The thickness of DES in fresh water is about 1 micron. The water structure in the DES is different from the structure of the water outside it (the DES contains the so-called capillary water). In the process of cavitation and the exchange of part of the water located in the DES and outside it, the structural reorganization of the liquid and its activation are carried out.

Недостатком устройства-прототипа является его сложность. The disadvantage of the prototype device is its complexity.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, - упрощение устройства для получения активированной воды при наличии у потребителя источника водоснабжения с избыточным относительно атмосферного давлением воды и возможность осуществления активации воды в посуде потребителя при отсутствии такого источника. The technical result, to which the proposed technical solution is directed, is to simplify the device for producing activated water if the consumer has a water supply source with excess atmospheric pressure of water and the possibility of activating water in the consumer’s dishes in the absence of such a source.

Это достигается тем, что в качестве устройства для активации воды применяют пористый жидкостный фильтр. This is achieved by the fact that a porous liquid filter is used as a device for activating water.

Средние размеры пор фильтра, подключаемого к источнику водоснабжения с избыточным относительно атмосферного давления воды, выбирают в пределах 0,2-10 мкм. С уменьшением размеров пор фильтра увеличивается доля воды, прошедшая через ДЭС, но при этом увеличивается и сопротивление потоку воды (уменьшается производительность устройства при одном и том же избыточном давлении воды в источнике водоснабжения). The average pore size of the filter connected to a water supply source with excess water relative to atmospheric pressure is selected in the range of 0.2-10 microns. With a decrease in the pore size of the filter, the fraction of water passing through the DEL is increased, but the resistance to water flow also increases (the performance of the device decreases with the same excess pressure of the water in the water supply).

На фиг. 1,2 приведена конструкция одного из вариантов пористого жидкостного фильтра, который может использоваться в качестве устройства для активации воды. In FIG. 1.2 shows the design of one of the options for a porous liquid filter, which can be used as a device for activating water.

Фильтр содержит корпус (металлический или диэлектрический), выполненный из двух одинаковых частей 1 и 2, разделенных герметизирующей (резиновой) прокладкой 3. Обе части корпуса стянуты при помощи болтов 4 и гаек 5. Между частями 1 и 2 корпуса и болтами 4 и гайками 5 проложены шайбы 6. К обеим частям корпуса через герметизирующие прокладки 7 при помощи винтов 8 прикреплены два штуцера 9 (к которым подключаются шланги). Внутри корпуса размещена фильтрующая пластина 10 из пористого материала, например алюминида никеля, полученного методом высокотемпературного синтеза. Фильтрующая пластина 10 по замкнутому контуру прижата к корпусу при помощи герметизирующих прокладок 11. The filter contains a housing (metal or dielectric) made of two identical parts 1 and 2, separated by a sealing (rubber) gasket 3. Both parts of the housing are pulled together with bolts 4 and nuts 5. Between parts 1 and 2 of the housing and bolts 4 and nuts 5 washers 6 are laid. Two fittings 9 are attached to both parts of the body through the sealing gaskets 7 using screws 8 (to which hoses are connected). A filter plate 10 made of a porous material, for example nickel aluminide obtained by high temperature synthesis, is placed inside the housing. The filter plate 10 in a closed circuit is pressed against the housing using sealing gaskets 11.

Для получения активированной воды фильтр достаточно подключить при помощи подводящего шланга к крану водопровода или другому источнику водоснабжения с избыточным давлением воды относительно атмосферного. При этом один конец подводящего шланга надевается на один из штуцеров 9. На второй штуцер надевается сливной шланг. При пропускании воды через фильтр из сливного шланга вытекает активированная жидкость. Изменение структуры воды происходит при ее прохождении через поры фильтрующей пластины 10. Так же как и при обработке воды в устройстве-прототипе в пористом жидкостном фильтре имеют место кавитационные явления и обратный электроосмос. Кавитационные пузырьки образуются в суженных частях пор фильтра, где давление жидкости становится ниже давления насыщенного пара. To get activated water, it is enough to connect the filter using a supply hose to a water tap or other source of water supply with excess water pressure relative to atmospheric. In this case, one end of the inlet hose is put on one of the fittings 9. A drain hose is put on the second fitting. When water passes through the filter, activated liquid flows out of the drain hose. A change in the structure of water occurs when it passes through the pores of the filter plate 10. As with the treatment of water in the prototype device, cavitation and reverse electroosmosis take place in the porous liquid filter. Cavitation bubbles form in the narrowed parts of the pores of the filter, where the liquid pressure becomes lower than the saturated vapor pressure.

В качестве фильтрующего материала, кроме названного алюминида никеля, могут использоваться битое стекло, дробленый кремень и другие неорганические материалы естественного или искусственного происхождения. As the filter material, in addition to the nickel aluminide mentioned above, broken glass, crushed flint, and other inorganic materials of natural or artificial origin can be used.

В случае, когда потребителю необходимо активировать воду, находящуюся в сосуде относительно большого размера, в частности дистиллированную, возможно использование автономного устройства для активации воды, не связанного с системой водоснабжения. В состав автономного устройства должны входить насос, пористый жидкостный фильтр со средними размерами пор 5-100 мкм, нагнетательно-всасывающий наконечник, опускаемый в сосуд с водой, и ряд соединительных шлангов. In the case when the consumer needs to activate water in a relatively large vessel, in particular distilled, it is possible to use a stand-alone device to activate water that is not connected to the water supply system. The autonomous device should include a pump, a porous liquid filter with an average pore size of 5-100 microns, a pressure-suction tip lowered into a vessel with water, and a number of connecting hoses.

На фиг. 3 показана схема автономного устройства для активации воды, в состав которого входит пористый жидкостный фильтр. In FIG. 3 shows a diagram of a stand-alone device for activating water, which includes a porous liquid filter.

Устройство содержит жидкостный насос 12, питаемый от сети переменного напряжения, например вихревой насос, обладающий хорошей способностью самовсасывания (то есть возможностью начинать действие без предварительного заполнения водой всасывающей трубы), пористый жидкостный фильтр 13, соединенный с насосом 12 при помощи первого нагнетательного шланга 14, и нагнетательно-всасывающий наконечник 15, соединенный с насосом 12 всасывающим шлангом 16, а с фильтром 13 - вторым нагнетательным шлангом 17. Наконечник 15 размещен в сосуде 18 с водой 19. The device comprises a liquid pump 12 powered by an alternating voltage network, for example, a vortex pump having a good self-priming ability (i.e., the ability to start an action without first filling the suction pipe with water), a porous liquid filter 13 connected to the pump 12 by means of a first discharge hose 14, and a discharge suction tip 15 connected to the pump 12 by a suction hose 16, and with a filter 13, a second discharge hose 17. The tip 15 is placed in a vessel 18 with water 19.

На фиг. 4 приведена конструкция нагнетательно-всасывающего наконечника 15, выполненного из нержавеющей стали. In FIG. 4 shows the design of the pressure-suction tip 15 made of stainless steel.

Наконечник содержит нагнетательную трубу 20, с одного конца оканчивающуюся патрубком 21 для присоединения второго нагнетательного шланга 17, а с другой - системой отверстий 22, всасывающую трубу 23, оканчивающуюся патрубком 24 для присоединения всасывающего шланга 16, и кольцевые заглушки 25 и 26, размещенные между нагнетательной 20 и всасывающей 23 трубами. Во всасывающей трубе 23 возле кольцевой заглушки 26 выполнен ряд отверстий 27. Патрубок 24 приварен к всасывающей трубе 23, а кольцевые заглушки 25 и 26 - к обеим трубам 20 и 23. The tip contains a discharge pipe 20 ending at one end with a nozzle 21 for connecting a second discharge hose 17, and at the other with a system of holes 22, a suction pipe 23 ending with a nozzle 24 for connecting a suction hose 16, and ring plugs 25 and 26 located between the discharge 20 and suction 23 pipes. A number of holes 27 are made in the suction pipe 23 near the annular plug 26. The pipe 24 is welded to the suction pipe 23, and the annular plugs 25 and 26 are welded to both pipes 20 and 23.

Устройство, изображенное на фиг. 2, работает следующим образом. The device shown in FIG. 2, works as follows.

В сосуд 18 (бак, бочку, ванну, бутыль и т.п.) с водой 19 опускают наконечник 15 и включают насос 12. Насос начинает всасывать воду и прогонять ее через фильтр 13. Прошедшая через фильтр 13 часть воды возвращается в сосуд 18, где смешивается с оставшейся частью воды. Через 1-10 мин (продолжительность работы устройства зависит от объема воды, который необходимо подвергнуть активации, и требуемой степени активации) наконечник 15 приподнимают над водой всасывающей частью. После прекращения поступления воды из нагнетательной части наконечника 15 насос 12 выключают и наконечник 15 вынимают из сосуда 18. In the vessel 18 (tank, barrel, bathtub, bottle, etc.) with the water 19, the tip 15 is lowered and the pump 12 is turned on. The pump starts to absorb water and drive it through the filter 13. The part of the water that has passed through the filter 13 is returned to the vessel 18, where mixed with the rest of the water. After 1-10 minutes (the duration of the device depends on the volume of water that needs to be activated, and the desired degree of activation), the tip 15 is raised above the water by the suction part. After stopping the flow of water from the discharge part of the tip 15, the pump 12 is turned off and the tip 15 is removed from the vessel 18.

Было проведено исследование влияния водопроводной и бидистиллированной воды, однократно пропущенной через пористый жидкостный фильтр, на процессы жизнедеятельности растительных организмов. Для активации воды использовали пористый фильтр, изготовленный из алюминида никеля методом высокотемпературного синтеза. Толщина фильтра составляла 5 мм, площадь фильтра, соприкасающаяся с водой (с одной стороны) - 20 см². Средний размер пор был около 5 мкм. Объем водопроводной воды, протекающей через фильтр в единицу времени, находился в пределах 0,3-0,4 л/с, объем бидистиллированной воды, протекающей через фильтр в единицу времени, находился в пределах 0,03-0,04 л/с.A study was conducted of the effect of tap and double-distilled water, once passed through a porous liquid filter, on the vital processes of plant organisms. To activate water, a porous filter made of nickel aluminide by high-temperature synthesis was used. The filter thickness was 5 mm, the filter area in contact with water (on the one hand) was 20 cm ² . The average pore size was about 5 microns. The volume of tap water flowing through the filter per unit time was in the range of 0.3-0.4 l / s, the volume of bidistilled water flowing through the filter per unit of time was in the range 0.03-0.04 l / s.

Пример 1. Исследовали влияние водопроводной воды, пропущенной через фильтр, на всхожесть семян тыквы и морфологические показатели ее проростков. Брали 60 семян, 30 из них в течение одного часа замачивали в водопроводной воде (контроль), а 30 - в водопроводной воде, пропущенной через фильтр. Затем семена сеяли в картонные стаканы высотой 15 см. В качестве субстрата использовали промытый и прокаленный крупнозернистый песок. Всхожесть семян определяли через 7 суток. В контроле она составляла 40,0%, в варианте с активированной водой - 56,6%. Через 10 дней со дня посева семян определяли морфологические показатели проростков. Данные о проростках приведены в табл. 1. Example 1. The effect of tap water passed through a filter on the germination of pumpkin seeds and the morphological characteristics of its seedlings was investigated. 60 seeds were taken, 30 of them were soaked for one hour in tap water (control), and 30 in tap water passed through a filter. Then the seeds were sown in cardboard glasses with a height of 15 cm. Washed and calcined coarse sand was used as a substrate. Seed germination was determined after 7 days. In the control, it was 40.0%, in the variant with activated water - 56.6%. After 10 days from the day of sowing seeds, the morphological parameters of the seedlings were determined. Data on seedlings are given in table. 1.

Пример 2. Исследовали влияние водопроводной воды, пропущенной через фильтр, на морфологические показатели проростков огурца сорта "Конкурент". Для опыта брали 100 семян. 50 из них в течение одного часа замачивали в водопроводной воде, а 50 - в водопроводной воде, пропущенной через фильтр. Замоченные семена раскладывали на ленту из фильтровальной бумаги шириной 20 см. Сверху на семена и упомянутую ленту накладывали вторую аналогичную ленту, смоченную водопроводной водой. Обе ленты скручивали в рулон. Рулон помещали в стеклянную банку объемом 0,7 л, в которую наливали 50 мл водопроводной воды. Банку с рулоном ставили в светлое помещение. Такую операцию проводили для обоих вариантов опыта. Через два дня в банки доливали по 50 мл водопроводной воды. Через 7 дней определяли морфологические показатели проростков. Результаты этого опыта приведены в табл. 2. Example 2. We studied the effect of tap water passed through a filter on the morphological characteristics of seedlings of cucumber varieties "Competitor". For the experiment, 100 seeds were taken. 50 of them were soaked for one hour in tap water, and 50 in tap water passed through a filter. Soaked seeds were laid out on a 20 cm wide filter paper tape. A second similar tape moistened with tap water was placed on top of the seeds and the mentioned tape. Both ribbons were twisted into a roll. The roll was placed in a 0.7 L glass jar into which 50 ml of tap water was poured. A jar with a roll was placed in a bright room. Such an operation was performed for both variants of the experiment. Two days later, 50 ml of tap water was added to the jars. After 7 days, the morphological parameters of the seedlings were determined. The results of this experiment are given in table. 2.

Пример 3. Исследовали влияние водопроводной воды, пропущенной через фильтр, на развитие корневой системы черенков традесканции. Для опыта брали 10 черенков, каждый с двумя междоузлиями и тремя листьями. Пять из них помещали в стаканы с водопроводной водой (50 мл), пять - с активированной (также 50 мл). Через два дня, по мере убывания воды в стаканах в них доливали соответственно водопроводную и активированную воду. Через 14 дней определяли показатели корневой системы. Результаты данного опыта приведены в табл. 3. Example 3. The effect of tap water, passed through a filter, on the development of the root system of cuttings of tradescantia was investigated. For the experiment, 10 cuttings were taken, each with two internodes and three leaves. Five of them were placed in glasses with tap water (50 ml), five with activated (also 50 ml). Two days later, as the water in the glasses decreased, they were filled with tap and activated water, respectively. After 14 days, the parameters of the root system were determined. The results of this experiment are given in table. 3.

Пример 4. Исследовали влияние бидистиллированной воды, полученной за двое суток до эксперимента и пропущенной через фильтр под избыточным давлением 0,2 атм, на морфологические показатели проростков огурца сорта "Конкурент". Сосуд с бидистиллированной водой, соединенный шлангом с фильтром, находился во время пропускания воды через фильтр на 2 м выше последнего. Для опыта брали 100 семян, а сам опыт проводили так же как и опыт, описанный в примере 2, но в другие дни. Для контрольного варианта опыта брали бидистиллированную воду непосредственно из сосуда. Данные этого опыта приведены в табл. 4. Example 4. The effect of double-distilled water obtained two days before the experiment and passed through a filter under an overpressure of 0.2 atm on the morphological parameters of the seedlings of cucumber variety "Competitor" was investigated. A vessel with bidistilled water, connected by a hose to the filter, was 2 m above the last while the water was passing through the filter. 100 seeds were taken for the experiment, and the experiment itself was carried out in the same way as the experiment described in example 2, but on other days. For the control variant of the experiment, bidistilled water was taken directly from the vessel. The data of this experiment are given in table. 4.

Результаты опытов, приведенные в примерах 1-4, показывают, что вода, пропущенная через пористый фильтр, обладает стимулирующими свойствами, так же как и другие известные модификации активированной воды. The results of the experiments shown in examples 1-4 show that water passed through a porous filter has stimulating properties, as well as other known modifications of activated water.

Источники информации, использованные при составлении описания изобретения:
1. Латышев В. Неожиданная вода //Изобретатель и рационализатор, 1981, N 2, С. 20-22.Sources of information used in the preparation of the description of the invention:
1. Latyshev V. Unexpected water // Inventor and rationalizer, 1981, N 2, S. 20-22.

2. Вокруг "живой" воды //Техника и наука, 1985, N 5, С. 43-45, N 6, С. 36- 38. 2. Around the "living" water // Technique and Science, 1985, N 5, S. 43-45, N 6, S. 36- 38.

3. Матусевич Я. Вода: чудеса и проблемы// Техника-молодежи, 1984, N 10, С. 24-26. 3. Matusevich Ya. Water: miracles and problems // Technology-youth, 1984, N 10, S. 24-26.

4. А. с, N 1001964 (СССР), кл. В 01 D 19/00. Термический дегазатор /Матусевич Я.Б., Колбацкий П.Д., Зелепухин И.Д., Остряков И.А., Зелепухин В. Д. Опубл. 7.03.83. Б.И. N 9. 4. A. s., N 1001964 (USSR), cl. B 01 D 19/00. Thermal degasser / Matusevich Ya.B., Kolbatsky P.D., Zelepukhin I.D., Ostryakov I.A., Zelepukhin V.D. 03/03/83. B.I. N 9.

5. Классен В.И. Омагничивание водных систем. М.: Химия, 1982, 296 с. 5. Klassen V.I. Magnetization of water systems. M .: Chemistry, 1982, 296 p.

6. А. с. N 617375, кл. С 02 В 9/00. Устройство для магнитной обработки жидкости /Сагань И.И., Страшевский Е.Л. Опубл. 30.07.78 Б.И. N 28. 6. A. p. N 617375, cl. From 02 to 9/00. Device for magnetic processing of liquid / Sagan I.I., Strashevsky E.L. Publ. 07/30/78 B.I. N 28.

7. А.с. N 833736 (СССР), кл. С 04 В 15/00. Способ приготовления бетонной смеси /Соболев Г.И. Опубл. 30.05.81. Б.И. N 20 - прототип. 7. A.S. N 833736 (USSR), cl. From 04 to 15/00. The method of preparation of concrete mix / Sobolev G.I. Publ. 05/30/81. B.I. N 20 is a prototype.

Claims (1)

Применение пористого жидкостного фильтра в качестве устройства для активации воды. The use of a porous liquid filter as a device for activating water.

Images