UA10870U - A mechanism for the treatment of water or aqueous solutions with metal ions - Google Patents

Abstract

A mechanism for the treatment of water or aqueous solutions with metal ions contains anode and cathode made of metals with different electrochemical potentials, which mechanism is disposed in the tank of limited capacity. At that piroelectric is incorporated into the mechanism composition.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до пристроїв для обробки води і водяних розчинів іонами металів і способам 2 готування розчинів збагачених мікроелементами.The utility model refers to devices for treating water and aqueous solutions with metal ions and methods 2 of preparing solutions enriched with microelements.

Відомий дезинфікуючий елемент, що складається зі скляної кульки поверхня якого частково покрита одним або декількома дорогоцінними металами, що володіють антибактеріальними й антимікробними властивостями, маса якого чи яких складає 1.1077-5.10 г. |/11.A known disinfecting element consisting of a glass ball, the surface of which is partially covered with one or more precious metals that have antibacterial and antimicrobial properties, the mass of which is 1.1077-5.10 g. |/11.

Однак у даному дезинфікуючому елементі метод дезінфекції за рахунок контакту поверхні металу, що має то дезинфікуючі властивості, із зовнішнім середовищем, є малоефективним і не дає позитивних значень концентрації іонів металу, достатніх для іонізації водяного середовища в який занурена кулька, а так само в зазначеному дезинфікуючому елементі, покриття кульки металом (наприклад сріблом), що вступає в реакцію з сіркою або сірководнем, згодом приводить до ефекту потьмарення, що знижує дезинфікуючу властивість металевого покриття через утворення на його поверхні плівки окислювання. то Найбільш близьким по суті до пропонованої корисної моделі є обраний як прототип пристрій для обробки води або водяних розчинів іонами металу, що містить анод і катод, встановлені в посудині обмеженої ємності, короткозамкнені між собою шляхом безпосереднього електричного контакту і виконані з металів з різними електрохімічними потенціалами, причому анод виконаний спіральним (21.However, in this disinfecting element, the method of disinfection due to the contact of the surface of the metal, which has disinfecting properties, with the external environment is ineffective and does not give positive values of the concentration of metal ions sufficient to ionize the aqueous medium in which the ball is immersed, as well as in the indicated disinfectant element, coating the ball with metal (for example, silver), which reacts with sulfur or hydrogen sulfide, subsequently leads to a darkening effect, which reduces the disinfecting property of the metal coating due to the formation of an oxidation film on its surface. The closest in essence to the proposed useful model is the device chosen as a prototype for treating water or aqueous solutions with metal ions, containing an anode and a cathode, installed in a vessel of limited capacity, short-circuited between each other by direct electrical contact and made of metals with different electrochemical potentials , and the anode is made spiral (21.

Однак, недоліками даного пристрою для обробки води або водяних розчинів іонами металу, є низька 720 ефективність, обмежена область застосування, малий термін експлуатації за рахунок: - відсутності можливості заміни анода іншим металом у побутових умовах; - відсутності можливості обробки води або водяних розчинів іонами відразу декількох металів; - можливості виникнення на поверхні металів, що вступають у реакцію з сіркою або сірководнем, використовуваних в електродах, ефекту потьмарення, тобто утворення на поверхні металу плівки окислювання, що знижує ефективність процесу іонізації; - - необхідності створення електроліту зі спеціально приготовленого водяного розчину для більш ефективного використання.However, the disadvantages of this device for treating water or aqueous solutions with metal ions are low efficiency, limited scope of application, short service life due to: - lack of possibility to replace the anode with another metal in domestic conditions; - lack of possibility to treat water or aqueous solutions with ions of several metals at once; - the possibility of a darkening effect on the surface of metals that react with sulfur or hydrogen sulfide used in electrodes, that is, the formation of an oxidation film on the surface of the metal, which reduces the efficiency of the ionization process; - - the need to create an electrolyte from a specially prepared aqueous solution for more efficient use.

Пропонована корисна модель призначена для рішення задач по збільшенню ефективності роботи, о розширенню області застосування і продовженню терміну експлуатації пристрою для іонізації води або водяних розчинів без використання джерел електроживлення. -The proposed useful model is designed to solve problems of increasing work efficiency, expanding the scope of application and extending the service life of the device for ionizing water or water solutions without the use of power sources. -

Поставлена задача по створенню пристрою для обробки води чи водяних розчинів іонами металів со зважується тим, що до складу пристрою для обробки води або водяних розчинів іонами металу, що містить анод і катод, виконані з металів з різними електрохімічними потенціалами, встановленого в посудині обмеженої (2 ємності, пропонується, увести піроелектрик. -The task of creating a device for treating water or aqueous solutions with metal ions is weighted by the fact that the device for treating water or aqueous solutions with metal ions, containing an anode and a cathode, made of metals with different electrochemical potentials, installed in a limited vessel (2 capacity, it is suggested to introduce a pyroelectric. -

Таким чином, новим у рішенні, що заявляється, по створенню пристрою для обробки води або водяних розчинів іонами металів є введення в його склад піроелектрика.Thus, what is new in the proposed solution to create a device for treating water or aqueous solutions with metal ions is the introduction of pyroelectricity into its composition.

Перерахована ознака, відмінна від найближчого аналогу, необхідна і достатня у всіх випадках, на яких поширюється обсяг правової охорони корисної моделі. « дю Запропонована відмітна ознака дозволяє за допомогою піроелектричного ефекту з води або водяного - розчину створити електроліт підвищеної провідності. с Для піроелектриков характерне явище спонтанної емісійної активності при зміні температури або накладення :з» електричного поля, що зв'язано зі зміною зарядового стану поверхні в умовах розвитку піроефекта.The listed feature, different from the closest analogue, is necessary and sufficient in all cases that are covered by the scope of legal protection of the utility model. « du The proposed distinguishing feature allows using the pyroelectric effect to create an electrolyte of increased conductivity from water or an aqueous solution. c For pyroelectrics, the phenomenon of spontaneous emission activity with a change in temperature or the imposition of an electric field is characteristic, which is associated with a change in the charge state of the surface under the conditions of the development of the pyroeffect.

Так само, пропонується, анод, катод і піроелектрик виконати у виді тіл обертання, причому зовнішні поверхні електродів виконати з різних металів, що відносяться до мікроелементів, необхідним організму людини. - но Таким чином, відбувається рівномірне зношування поверхні анода, катода і піроелектрика, а так само створення можливостей заміни споживачем електродів і піроелектрика в період експлуатації. (ав) Так само, пропонується, один з електродів виконати у виді металевого корпуса, здатного вільно пропускати со воду і водяні розчини, з розміщеними в ньому піроелектриком і іншим електродом.Likewise, it is proposed that the anode, cathode and pyroelectric be made in the form of bodies of rotation, and the outer surfaces of the electrodes be made of various metals, which are related to the microelements necessary for the human body. - but Thus, uniform wear of the surface of the anode, cathode and pyroelectric occurs, as well as the creation of opportunities for the consumer to replace the electrodes and pyroelectric during the period of operation. (ав) Similarly, it is proposed to make one of the electrodes in the form of a metal case, capable of freely passing water and aqueous solutions, with a pyroelectric and another electrode placed in it.

За рахунок цього відбувається збільшення ефективності функціонування пристрою, за допомогою збільшення - і 50 контактної поверхні між анодом, катодом і піроелектриком. о Пристрій припускає можливість розміщення електродів рознесеними в просторі посудини обмеженої ємності для зручності заміни одного з електродів або піроелектрика на інші відповідні.Due to this, there is an increase in the efficiency of the device, with the help of an increase in the contact surface between the anode, cathode and pyroelectric. o The device assumes the possibility of placing the electrodes spaced apart in the space of a vessel of limited capacity for the convenience of replacing one of the electrodes or a pyroelectric with other appropriate ones.

При цьому розширюється сфера застосування пристрою, що дозволяє проводити іонізацію води відразу декількома мікроелементами, необхідними організму людини.At the same time, the field of application of the device is expanding, which allows ionization of water at once with several microelements necessary for the human body.

До металів-мікроелементів, що є такими, можна віднести, наприклад, Ре, Си, Аа, Ай, Со, 2п, Мп. с Можливість заміни електродів і піроелектрика збільшує термін служби всього пристрою. Так у випадку чи зносу відпрацьовування ресурсу анода, наприклад, даний електрод заміняється на аналогічний і пристрій продовжує експлуатуватися в робочому режимі.Metals-microelements that are such can include, for example, Re, Si, Aa, Ai, So, 2p, Mp. c The possibility of replacing electrodes and pyroelectrics increases the service life of the entire device. So, in the case of wear and tear of the anode resource, for example, this electrode is replaced with a similar one and the device continues to be operated in working mode.

У якості піроелектрика може бути використаний, наприклад, турмалін або германій. При цьому не бо виключається позитивний вплив поляризованого піроелектрика на середовище (повітря, вода, водяний розчин), що використовують для профілактики і лікування організму людини. Так турмалін служить ефективним джерелом негативних іонів, корисних організму людини.For example, tourmaline or germanium can be used as a pyroelectric. At the same time, the positive effect of polarized pyroelectricity on the environment (air, water, aqueous solution) used for prevention and treatment of the human body is not excluded. Thus, tourmaline serves as an effective source of negative ions useful for the human body.

Запропонована корисна модель пояснюється кресленнями: - на фіг.1 показаний пристрій для обробки води або водяних розчинів іонами металів у виді тіл обертання; 65 - на фіг.2 показаний пристрій для обробки води або водяних розчинів іонами металів у виді контейнера.The proposed useful model is explained by drawings: - Fig. 1 shows a device for treating water or aqueous solutions with metal ions in the form of bodies of rotation; 65 - Fig. 2 shows a device for treating water or aqueous solutions with metal ions in the form of a container.

Пристрій представлений фіг.1 містить анод 1, катод 2, піроелектрик З, посудина обмеженої ємності 4, іонізуєма рідина 5, область контакту між електродами 6, область контакту між піроелектриком і електродами 7.The device shown in Fig. 1 contains an anode 1, a cathode 2, a pyroelectric C, a vessel of limited capacity 4, an ionizable liquid 5, a contact area between electrodes 6, a contact area between a pyroelectric and electrodes 7.

Тіла обертання можуть бути виготовлені з діелектрика і покриті різними металами-мікроелементами, що мають різні значення електродного потенціалу.The bodies of rotation can be made of a dielectric and covered with various metals-microelements that have different values of the electrode potential.

Товщина покриття анодів може складати 40-5Омкм, а катодів 10-20мкм, і залежить від терміну й умов експлуатації, а також поточного котирування цін на відповідні метали. Діаметр тіл обертання для зручності експлуатації може бути від 10мм до 20мм.The coating thickness of anodes can be 40-5μm, and cathodes 10-20μm, and depends on the term and conditions of operation, as well as the current quotation of prices for the relevant metals. The diameter of the rotating bodies for ease of operation can be from 10 mm to 20 mm.

Для збільшення ефективності функціонування пропонованого пристрою, за допомогою збільшення контактної /о поверхні між анодом, катодом і піроелектриком, один з електродів виконаний у виді металевого корпуса, здатного пропускати воду і водяні розчини, з розміщеними в ньому піроелектриком і іншим електродом.To increase the efficiency of the proposed device, by increasing the contact surface between the anode, cathode and pyroelectric, one of the electrodes is made in the form of a metal case capable of passing water and aqueous solutions, with a pyroelectric and another electrode placed in it.

Пропонований варіант пристрою на фіг.2 містить анод 1, катод 2, піроелектрик 3, посудина обмеженої ємності 4, ионизуєма рідина 5, область контакту між електродами б, область контакту між анодом і піроелектриком 7, область контакту між катодом і піроелектриком 8, замки 9, кронштейн 10. 15 Збільшення контактної поверхні в області контакту між електродами 6 сприяє посиленню гальванічної пари, тому що більш щільний контакт друг до друга електродів дозволяє значно зменшити опір електроструму між електродами.The proposed version of the device in Fig. 2 contains an anode 1, a cathode 2, a pyroelectric 3, a vessel of limited capacity 4, an ionized liquid 5, a contact area between electrodes b, a contact area between an anode and a pyroelectric 7, a contact area between a cathode and a pyroelectric 8, locks 9 , bracket 10. 15 An increase in the contact surface in the area of contact between the electrodes 6 contributes to the strengthening of the galvanic pair, because a tighter contact between the electrodes makes it possible to significantly reduce the resistance of the electric current between the electrodes.

Збільшення контактної поверхні в області контакту між електродами і піроелектриком 7, 8 підсилює вплив поляризації піроелектрика на поверхні електродів. 20 Для приклада, металевий корпус (катод) 2 може бути виконаний із дротяної сітки з замками 9 і кронштейном ї мати форму конуса, а піроелектрик З і інший електрод (анод) 1 можуть являти собою циліндр і кулька відповідно. При цьому сітка може бути мідної, кулька - скляний і покрита сріблом, а піроелектрик - турмалін.An increase in the contact surface in the area of contact between the electrodes and the pyroelectric 7, 8 strengthens the effect of the polarization of the pyroelectric on the surface of the electrodes. 20 For example, the metal case (cathode) 2 can be made of a wire mesh with locks 9 and a bracket and have the shape of a cone, and the pyroelectric C and another electrode (anode) 1 can be a cylinder and a ball, respectively. At the same time, the grid can be copper, the ball - glass and covered with silver, and the pyroelectric - tourmaline.

Замки 9 на корпусі необхідні для заміни електродів або піроелектрика. На поверхні циліндра з піроелектрика З може бути виконаний осередок або увігнутість для більш повного контакту поверхні кульки електрода.Locks 9 on the case are necessary for replacing electrodes or pyroelectrics. A cell or concavity can be made on the surface of the pyroelectric cylinder for more complete contact of the surface of the electrode ball.

Для використання пропонованого іонатора, аноді, катод 2 і піроелектрик З занурюють у посудину 4, у який заливається рідина 5, призначена для іонізації і уявляє собою електроліт у виді питної води або необхідного - розчину.To use the proposed ionizer, the anode, cathode 2 and pyroelectric C are immersed in a vessel 4, into which a liquid 5 is poured, designed for ionization and representing an electrolyte in the form of drinking water or the necessary solution.

Знаходячись у рідині електроди 1, 2 функціонують як гальванічний елемент і анод 1 виділяє іони металу, з якого він виконаний або котрим він покритий, при цьому, у результаті поляризації піроелектрика З у розчині в о зо приконтактній області між електродами і пірозлектриком З відбувається зміна іонної рівноваги, що сприяє підвищенню величини роботи виходу електронів і власне більш інтенсивної іонізації розчину 5 в одиницю часу. -Being in the liquid, the electrodes 1, 2 function as a galvanic element and the anode 1 emits ions of the metal from which it is made or with which it is covered, at the same time, as a result of the polarization of the pyroelectric З in the solution in the near-contact region between the electrodes and the pyroelectric З, a change in the ionic equilibrium, which contributes to the increase in the amount of work done by the release of electrons and more intense ionization of solution 5 per unit of time. -

Результати іспитів пропонованого пристрою в порівнянні з прототипом представлені в таблиці 1. Геометрія со пропонованого пристрою для іспитів вибиралася така, як і в прототипу, при цьому піроелектрик розміщувався на дні посудини обмеженої ємності і служив підставою для іонатора. о - електродів (піроелектрика компонентів розчину, температури (іонізації виділеного |робочої поверхні з/п концентрація розчину срібла срібла через З місяці « 1 ІППропонований Срібло-мідь турмалин Вода питна (10Омл), -2026 г2а4год 0,00б4мг/л єThe results of tests of the proposed device in comparison with the prototype are presented in Table 1. The geometry of the proposed device for tests was chosen as in the prototype, while the pyroelectric was placed at the bottom of a vessel of limited capacity and served as a base for the ionator. o - electrodes (pyroelectricity of the components of the solution, temperature (ionization of the selected | working surface with/n concentration of the solution of silver silver after 3 months « 1 IPProposed Silver-copper tourmaline Drinking water (10 Oml), -2026 g2a4h 0.00b4mg/l is

СН вшнивний сНЙ ши НИМИ ЩЕ с (О,1г/л) ; а пристрій кислота лимонна (О,1г/л) кислота лимонна шо (О,1г/л) 4 Прототип Срібло-мідь відсутній Вода питна (10Омл), ос 24год 0,000Змг/л єSN вшнывный сНЙ ши НИМ ШЕ s (O.1 g/l) ; a device citric acid (O.1g/l) citric acid sho (O.1g/l) 4 Prototype Silver-copper absent Drinking water (10Oml), os 24h 0.000Zmg/l yes

Ин іо ій со В іо НАННЯ со (О,1г/л) -І 20 Іспити показали більш високу ефективність іонізації пропонованого пристрою в порівнянні з прототипом.In io ii so In io NANNYA so (O.1g/l) -I 20 The tests showed a higher efficiency of ionization of the proposed device in comparison with the prototype.

Виявлено відсутність потьмарення срібного електрода при введенні в пристрій германієвого піроелектрика. В мк інших випадках ефект потьмарення за рахунок сірчистих з'єднань, що містяться в розчині був виявлений візуально.The absence of darkening of the silver electrode was found when a germanium pyroelectric was introduced into the device. In other cases, the darkening effect due to sulfur compounds contained in the solution was detected visually.

Даний ефект германієвого піроелектрика пояснюється високою реакційною здатністю германія до сірки і 22 сірководню. с Джерела інформації: 1. Патент України Моб0961 А, кл. СО2Е1/42, СО2Е1/50, 2003р. 2. Патент РФ Мо2190573, кл. СО2Е1/467, 2002р.This effect of a germanium pyroelectric is explained by the high reactivity of germanium to sulfur and 22 hydrogen sulfide. c Sources of information: 1. Patent of Ukraine Mob0961 A, cl. СО2Е1/42, СО2Е1/50, 2003 2. Patent of the Russian Federation Mo2190573, cl. СО2Е1/467, 2002

Claims (2)

Формула винаходуThe formula of the invention 1. Пристрій для обробки води чи водяних розчинів іонами металу, що містить анод і катод, виконані з металів з різними електрохімічними потенціалами, встановлений в посудині обмеженої ємності, бо який відрізняється тим, що до його складу уведений піроелектрик.1. A device for treating water or aqueous solutions with metal ions, containing an anode and a cathode made of metals with different electrochemical potentials, installed in a vessel of limited capacity, which differs in that a pyroelectric element is included in its composition. 2. Пристрій за п.1, який відрізняється тим, що анод, катод і піроелектрик виконані у вигляді тіл обертання,2. The device according to claim 1, which differs in that the anode, cathode and pyroelectric are made in the form of bodies of rotation, причому зовнішні поверхні електродів виконані з різних металів, що належать до мікроелементів, необхідних організму людини.and the external surfaces of the electrodes are made of various metals belonging to the trace elements necessary for the human body. З. Пристрій за п.1, який відрізняється тим, що один з електродів виконаний у вигляді металевого корпуса, Здатного вільно пропускати воду і водяні розчини, з розміщеними в ньому піроелектриком і іншим електродом. що 2 «в) ча (ее) «в) ьо -C. The device according to claim 1, which differs in that one of the electrodes is made in the form of a metal body, capable of freely passing water and aqueous solutions, with a pyroelectric and another electrode placed in it. that 2 "c) cha (ee) "c) yo - с . и? - («в) (ее) -І (42) с 60 б5with . and? - («c) (ee) -I (42) p 60 b5