Технічні науки / 3. Галузеве машинобудування

 К.т.н. Гордєєв А.І., к.т.н. Урбанюк Є.А.,  Сорока І.І.

Хмельницький національний  університет

 

ВІБРАЦІЙНИЙ СТРУМЕНЕВИЙ ПРИСТРИЙ ДЛЯ БІОЛОГІЧНОЇ АКТИВАЦІЇ ВОДИ

 

              

Відомо, що структуру звичайної води як фізич­ного тіла утворюють в основному не окремі її мо­лекули, а асоціації молекул - мікрокластери, тобто багатоядерні комплексні сполучення, основу молекулярної структури яких становить об'ємний каркас - комірка з атомів - безпосередньо зв'язаних між собою (рис.1). Цими атомами найчастіше є перехідні метали, потім - неперехідні, а також такі неметали як вуглець, бор, кремній, сірка, азот, фосфор.

 

 

 

 

 

Рис. 1 - Моделі кластерних структур води

Де­які з цих елементів присутні у воді найчастіше у формі хімічних сполук. Саме ці атоми й виконують функцію центрів утворення вказаних комірок і, крім того, їх сполуки є шкідливими для живого організ­му. Молекули води та деякі інші складові її частин­ки мають по два електричних різнойменних рівних за величиною точкових зарядів, які знаходяться на деякій відстані один від одного, тобто вони є диполями води. Вищевказані атоми та диполі є основ­ною причиною утворення мікрокластерної структури води. Молекули питної води зазнають в організмі структурно-орієнтаційну впорядкованість, тобто перетворення її в так звану «живу воду», на що ви­трачається близько 70% енергії її засвоєння орга­нізмом. Близькою до «живої води» за структурою є тала вода.  Обладнання яке запропоновано відноситься до установок одержання біологічно активної води, а саме до малогабаритних мобільних пристроїв активації води, що використовуються  в медицині та рослинництві.

Відомий пристрій для біологічної активації во­ди, що містить скляну ємкість і активуючі елементи із природного активного мінералу кременю. Акти­вуючі елементи розміщені в ємкості, наповненої водою [1]. Основною ва­дою даного пристрою є велика тривалість процесу активації води (2-3 доби).

Відомий  пристрій для біоло­гічної активації води [2], що містить скляну ємкість для води, установлену на основу з активуючими елементами із природного активного мінералу, при цьому співвідношення площі основи з активуючи­ми елементами до площі основи ємкості для води дорівнює або більш 1,0 . У цьому пристрої активу­ючі елементи закріплені на основі і кожний акти­вуючий елемент виконаний з вапняку понтичного у вигляді тіла, утвореного двома рівнобіжними пря­мими, що утворюють площини з кутом 90° до умо­вної лінії геологічного горизонту мінералу. Процес активації води в даному пристрої складає 6 годин і більш, у залежності від об'єму води, яка активується, тобто проводити активацію води по приско­реному режиму неможливо. Крім того, відкрите розміщення активуючих елементів не практично в експлуатації, тому що вони швидко забруднюються і руйнуються.

До вад відомого пристрою варто також віднес­ти і безальтернативність вибору активного мінера­лу - тільки вапняк понтичний.

Відомий пристрій для біоло­гічної активації води [3],  що містить скляну ємкість для води, установлену на основу з активуючими елементами із природного активного мінералу, а основа виконана у вигляді неметалічного корпусу з кришкою, усередині якого розміщена посудина із сумішшю активуючих елементів. До вад відомого пристрою відноситься то, що процес активації води в даному пристрої складає біля 5,5 годин.

Завданням пропонованої розробки  є вдосконалення пристрою для біологічної активації води з метою прискорення процесу її активації шляхом зміни його конструкції і введення додаткового ак­тивуючого елементу (гідрокавітатора), що дозволяє здійснити багатократне проходження води крізь активуючі мінерали.

Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для біологічної активації води, що містить неметалічну ємкість для води в якій біля дна установлено між сітками активуючи елементи із природного активного мінералу - кременю, при цьому ємкість ущільнена відносно основи,  а основа виконана у вигляді неметалічного корпусу з кришкою, усередині на дні якого роз­міщена перегородка з отвором, який має гострі крайки та рухома мембрана, з’єднана штоком з віброприводом (гідрокавітатор).

 

Рис. 2 – Конструктивна схема вібраційного пристрою

 

Конструкція вібраційного пристрою для біологічної активації води показана на рис.2. Він складається із  корпуса 1, в якому на дні виконана перегородка 2 з отвором 3, який має гострі крайки та рухома мембрана 4 з’єднана штоком 5 з віброприводом 6 (у сукупності елементи 2,3,4,5,6 складають гідрокавітатор). Вібропривод 6 встановлено на плиті 7 для гасіння паразитних коливань. В корпус 1 встановлена неметалічна ємкість 8 яка містить верхню 9 та нижню 10 сітки, між якими розміщено активуючі елементи  із природного активного мінералу кременю 11. Ємкість 8 ущільнена гумовим кільцем 12 відносно корпуса 1 та закривається кришкою 13. В корпусі 1 встановлено кран 14 для зливу води 15 після процесу її активації.

          Працює устаткування наступним чином: вода 15 заливається у ємкість 8, проходить крізь  щілини  між активуючими елементами 12 які утворюються  завдяки їх розмірам (до 10 мм), протікає крізь отвір 3 та заповнює ємність між перегородкою 2 та рухомою мембраною 4. При зворотно-поступальному руху віброприводу 6 коливання через шток 5 передаються рухомій мембрані 4. В отворі 3  починає багатократно циркулювати рідина 15 створюючи струмінь рідини який протікає також багатократно крізь активуючий елемент 11.

При  проходженні рідини через отвір 3, завдяки певному співвідношенню діаметра рухомої мембрани D до діаметра d отвору  (D/d = 12), підібраним відповідно амплітуді та частоті коливань віброприводу в отворі 3 періодично утворюються кавітаційні порожнини, тобто, виникає гідрокавітація, яка також енергетично впливає на структуру води.

Досліди [4,5] по активації біологічної активності води, проведені на вібраційному пристрої, показали  зміну її основних параметрів за 30 хвилин: зменшення поверхневого натягу та збільшення Рн від 7 рН до 8,2 рН, що говорить про розрив водневих зв’язків та збільшення біологічної активності води.

Таким чином, запропонована конструкція пристрою,  дозволяє суттєво скоротити тривалість активації води в домашніх умовах без зниження її біоенергетичної активності завдяки одночасному застосуванню гідрокавітації та  природних активуючих мінералів.

Джерела інформації:

1.  Гросман Л.З. Живая вода/  Сост. Л.З. Гросман //. - Минск: Парадокс. – 1998. - С. 79-80

2. Патент України №28318, МПК7 С02Р 1/00, 1/30, Опуб.16.10.2000, Бюл.№5-11

3.  Деклараційний патент  України  на корисну модель. № 4338 U  Кірія Г.Ш., Шляпіна О.Г. Пристрій для біологічної активації води. Від 17.01.2005, опубл. в Бюл. №1. 2005.

4.  Сілін Р.І.  Вібраційне обладнання для зміни властивостей води / Р.І. Сілін, А.І. Гордєєв.  // Машинознавство. –  2005. – №4. –  С. 32– 36.

5. Сілін Р.І. Вібраційне обладнання для гідрокавітаційного впливу на склад та властивості води / Р.І. Сілін, А.І. Гордєєв // Cб.тр.YI міжн.н-т. конф. «Повышение качества, надежности и долговечности технических систем и технологических процессов» 2-9 грудня 2007. г. Хургада, Єгипет. С.33-35.