способ обеззараживания воды и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ обеззараживания воды, включающий установку в емкость элемента ионации с электродами, по крайней мере один из которых - серебряный, заполнение емкости водой и обогащение воды ионами серебра путем пропускания через электроды рабочего тока ионации, отличающийся тем, что предварительно на электроды подают пробное напряжение для выработки пробного тока, по которому судят о наличии в емкости воды и возможности начала процесса обогащения, после чего через электроды пропускают рабочий ток ионации и обогащают воду дозированным количеством ионов серебра при периодическом пропускании через электроды пробного тока для определения времени окончания процесса обогащения, после чего обработанную воду дополнительно фильтруют.

2. Устройство для обеззараживания воды, содержащее корпус с установленными внутри него сменным патроном с фильтрующим материалом и элементом ионации с электродами, по крайней мере один из которых - серебряный, отличающееся тем, что элемент ионации закреплен на сменном патроне и имеет блок управления и источник тока, при этом блок управления состоит из датчика тока для измерения тока на электродах, соединенных с ним логического блока с таймером, связанных с индикатором и управляемым регулятором тока, выход которого соединен с электродами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к очистке воды, а именно, к способу обеззараживания воды с использованием ее ионации и фильтрации, а также к устройству для его осуществления.

Изобретение может быть использовано как в быту, так и в промышленности.

Известен способ фильтрации воды, который реализован в бытовом фильтре, заключающийся в пропускание через несколько фильтрующих слоев очищаемой воды, причем воду пропускают самотеком (см. патент РФ 2163829, кл. В 01 D 24/18, 2000 г.)

Недостатком известного способа является то, что слой, содержащий катионы серебра, не может обеспечить достаточное поступление ионов серебра для полного обеззараживания воды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ обеззараживания воды, реализованный ионатором "Сильва", включающий установку в емкость ионатора, заполнение ее водой, обогащение воды ионами серебра путем пропускания рабочего тока ионации через электроды, один из которых серебряный (см. патент РФ 2096335, кл. C 02 F 1/46, 1996 г.).

Недостатки известного способа:

- не исключает из готового продукта (питьевой воды) находящиеся в исходной воде загрязняющие компоненты, т.к. не обеспечивает фильтрацию;

- не может автоматически определить окончание тех. процесса ионации. В известном способе для управления ионацией необходим оператор (пользователь), который вручную останавливает процесс;

- возможность передозировки (выше норм Минздрава) воды ионами серебра и, как следствие, перерасход электродов и электроэнергии.

Наиболее близким по технической сущности к устройству, реализующему предлагаемый способ, является устройство для очистки воды, включающее корпус, установленные внутри него сменный патрон с фильтрующим материалом и элементом ионации (см. патент РФ 2038118, B 01 35/06, 1995).

Недостатком известной конструкции является то, что исполнение элемента ионации в виде втулки из металлорезины из посеребренной проволоки не может обеспечить достаточное поступление ионов серебра, что значительно ухудшает условия обеззараживания воды.

Техническими задачами, решаемыми предлагаемым способом и устройством для его осуществления, являются:

- получение высококачественного процесса обеззараживания воды путем совместного способа фильтрации и ионации;

- предотвращение передозировки воды ионами серебра;

- автоматизация работы устройства, позволяющая начинать при наличии воды процесс ионации и вовремя его останавливать.

Технический результат в предлагаемом техническом решении достигают путем создания способа обеззараживания воды, включающего установку в емкость-элемента ионации с электродами, по крайней мере один из которых - серебряный, заполнение емкости водой и обогащение воды ионами серебра путем пропускания через электроды рабочего тока ионации.

Предварительно на электроды подают пробное напряжение для выработки пробного тока, по которому судят о наличии в емкости воды и возможности начала процесса обогащения, после чего через электроды пропускают рабочий ток ионации и обогащают воду дозированным количеством ионов серебра при периодическом пропускании через электроды пробного тока для определения времени окончания процесса обогащения, после чего обработанную воду дополнительно фильтруют.

Технический результат также достигают созданием устройства для обеззараживания воды, включающего корпус, установленные внутри него сменный патрон с фильтрующим материалом и элементом ионации с электродами, по крайней мере один из которых - серебряный. Элемент ионации закреплен на сменном патроне и имеет блок управления и источник тока, при этом блок управления состоит из датчика тока для измерения тока на электродах, соединенных с ним логического блока с таймером, связанных с индикатором и управляемым регулятором тока, выход которого соединен с электродами.

Такое выполнение блока управления позволяет экономично расходовать энергию источника питания, исключить самопроизвольное включение, связанное с естественным загрязнением межэлектродного пространства, и следовательно, появление паразитного тока утечки.

Проведенные патентные исследования показали, что не известны технические решения с указанной совокупностью существенных признаков в аналогичных способах для обеззараживания воды и устройства для его осуществления, т.е. предлагаемое решение соответствует критерию "новизна".

При анализе известных аналогов и прототипа не обнаружено предложение с совокупностью существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, из чего следует, что для специалистов, занимающихся очисткой и обеззараживанием воды, оно явным образом не следует из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень".

Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется нижеследующим описанием способа обеззараживания воды и устройства для его осуществления и чертежами, где

на фиг. 1 - показан продольный разрез устройства для обеззараживания воды;

на фиг.2 - блок управления устройства.

Устройство для обеззараживания воды включает корпус 1, установленные внутри него сменный патрон 2 с фильтрующим материалом, на котором закреплен элемент ионации.

Элемент ионации выполнен в виде корпуса 3, в котором установлены электроды 4, по - крайней мере один из них - серебряный, имеющие контакт с обрабатываемой водой, связанный с ним блок управления и источник тока 5.

Блок управления состоит из датчика тока 6, предназначенного для измерения тока на электродах, соединенных с ним логического блока 7 с таймером 8 и управляемого регулятора тока, выход которого предназначен для подачи тока на электроды.

Управляемый регулятор тока может, например, быть выполнен из двух частей, одна из которых - регулятор рабочего тока ионации 9, а другая часть - регулятор пробного тока 10.

Причем логический блок 7 и таймер 8 соединены с обоими регуляторами 9, 10 и индикатором 11.

Способ обеззараживания воды осуществляют следующим образом.

Заполняют емкость 12 водой 13, устанавливают в нее сменный патрон 2 с фильтрующим материалом и с закрепленным элементом ионации, предварительно перед обогащением воды пропускают через электроды 4 пробное напряжение, предназначенное для выработки пробного тока, определяющего наличие в емкости 12 обрабатываемой воды 13, и при ее наличии начинают работу устройства, пропуская рабочий ток ионации через электроды, обогащая при этом воду ионами серебра.

Обогащение воды проводят дозированным количеством ионов серебра, а затем воду фильтруют, пропуская обогащенную воду через сменный фильтр 2.

При этом для определения наличия воды в емкости, тем самым определения времени окончания обработки воды, пропускают через электроды 4 периодически, через определенное время, пробное напряжение.

Конкретное выполнение способа обеззараживания воды

Предлагаемый способ обеззараживания воды может быть осуществлен с помощью устройства, описанного выше.

Блок управления был реализован программно на базе PIC-контроллера, причем источники рабочего и пробного токов выполнены на входящих в состав контроллеров программируемых ЦАП-ов, а датчик тока на АЦП, также входящих в состав PIC- контроллеров.

В емкость заливают примерно 2 л воды, устанавливают ионатор со сменным патроном. Экспериментально выбирают соотношение между длительностью пробного тока и паузы в отношении 1:2000, а величину этого тока варьируют в диапазоне от 0,1 до 1,5 от рабочего тока ионации.

Время ионации устанавливают так, чтобы в каждой порции воды ее концентрации составляла С=0,05 мг/л.

При таком способе обеззараживания воды устройство для его осуществления потребляет средний ток в режиме холостого хода менее 0,5 мкА. Это позволило без отключения от малогабаритной батареи находится в состоянии готовности к работе (без учета саморазряда) в течение 10-20 лет.

Объем обработанной воды за ресурс прибора - 20000 л;

Время обработки воды при емкости сосуда 1,75 л - 10-12 мин, что обусловлено характеристикой сменного фильтрующего элемента.

Концентрация ионов серебра в готовой питьевой воде - 0.035-0,03 мг/л (это соответствует ГОСТу).

Реальный срок службы прибора при батарейном питании достигает 5 лет.

В сравнении с известным фильтром степень очистки и особенно обеззараживание значительно выше, т.к. часть ионов серебра задерживается в фильтре, то бактерии, находящиеся в нем, практически полностью уничтожают и происходит дополнительное обеззараживание воды.

В сравнении с ионаторами, которые не могут фильтровать воду, устройство для осуществления предлагаемого способа эту проблему решает.

Периодическая проверка наличия обрабатываемой воды в емкости позволила увеличить фактический срок службы до 5 лет без замены миниатюрной батареи для питания устройства даже при значительном межэлектродном токе утечки из-за загрязнения при эксплуатации.