RU2383496C1 - Device to treat water-containing fluid media - Google Patents
Device to treat water-containing fluid media Download PDFInfo
- Publication number
- RU2383496C1 RU2383496C1 RU2008127896/15A RU2008127896A RU2383496C1 RU 2383496 C1 RU2383496 C1 RU 2383496C1 RU 2008127896/15 A RU2008127896/15 A RU 2008127896/15A RU 2008127896 A RU2008127896 A RU 2008127896A RU 2383496 C1 RU2383496 C1 RU 2383496C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- diode
- semiconductor device
- semiconductor
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Gloves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке водосодержащих жидких сред электромагнитным излучением и может найти применение для активации питьевой воды и различных напитков, а также для повышения активности водных растворов веществ, применяемых в различных отраслях промышленности, например для повышения активности биоцидных препаратов, предназначенных для подавления патогенных микроорганизмов и микроорганизмов, вызывающих деструкцию промышленных объектов.The invention relates to the treatment of aqueous liquids with electromagnetic radiation and can be used to activate drinking water and various drinks, as well as to increase the activity of aqueous solutions of substances used in various industries, for example, to increase the activity of biocidal preparations designed to suppress pathogenic microorganisms and microorganisms causing the destruction of industrial facilities.
В настоящее время большое внимание уделяется обработке воды для удаления содержащихся в ней механических и биологических загрязнений, а также для изменения физико-химических характеристик жидких сред и регулирования в них растворимости различных веществ.Currently, much attention is paid to water treatment to remove the mechanical and biological contaminants contained in it, as well as to change the physicochemical characteristics of liquid media and control the solubility of various substances in them.
Известно использование для этих целей электромагнитного излучения с частотой от 1 Гц до 300 ГГц.It is known to use electromagnetic radiation with a frequency from 1 Hz to 300 GHz for these purposes.
Известные устройства для обработки жидких сред отличаются элементами конструкции для формирования высокочастотного электромагнитного излучения и введения последнего в объем обрабатываемой жидкой среды.Known devices for processing liquid media differ in structural elements for the formation of high-frequency electromagnetic radiation and the introduction of the latter into the volume of the processed liquid medium.
Известна обработка проточной воды путем помещения в водопровод плазменных генераторов, формирующих плазменное излучение с частотой, лежащей в интервале от 0,44 МГц до 40,68 МГц, модулированное сигналом радиочастотного диапазона 10 КГц - 34 КГц (например, RU 2272787, 2005.02.10; US 7163664, 2007.01.16). Эти устройства громоздки, требуют стационарной установки и больших энергозатрат.It is known to treat running water by placing plasma generators in the water supply, which generate plasma radiation with a frequency lying in the range from 0.44 MHz to 40.68 MHz, modulated by a radio frequency signal from 10 KHz to 34 KHz (for example, RU 2272787, 2005.02.10; US 7163664, 2007.01.16). These devices are bulky, require stationary installation and high energy costs.
Известна обработка жидких сред электромагнитным полем частотой 750 Гц - 12,5 КГц, для формирования которого используют электромагнитные системы, включающие источник электрического сигнала радиочастотного диапазона, подключенный к электрообмотке, расположенной на внешней поверхности сосуда с жидкой средой или вблизи ее (например, WO 2006072125, 2006.07.13). Эти устройства предназначены только для очистки воды от различных механических включений. К тому же они имеют низкий частотный диапазон генерируемого поля, достаточно большие размеры и требуют временных затрат на монтаж. Эти недостатки ограничивают область применения этих устройств.It is known to process liquid media with an electromagnetic field with a frequency of 750 Hz - 12.5 KHz, for the formation of which electromagnetic systems are used, including a source of an electrical signal of the radio frequency range, connected to an electrical coil located on the outer surface of the vessel with the liquid medium or near it (for example, WO 2006072125, 2006.07.13). These devices are intended only for water purification from various mechanical impurities. In addition, they have a low frequency range of the generated field, quite large sizes and require installation time. These disadvantages limit the scope of these devices.
Известно устройство, содержащее генератор, подключенный к электродам, погруженным в обрабатываемую воду (US 5326446, 1994.07.04). Схема генератора позволяет одновременно формировать статическое электромагнитное, радиочастотное и низкочастотное электромагнитные поля (до 20 КГц). Генератор содержит повышающий и понижающий трансформаторы и мощный транзистор, подключенный к обмотке повышающего трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к первому электроду. Корпус емкости выполнен из стали и выполняет функцию второго электрода. Недостатками этого устройства являются громоздкость, использование высоковольтного оборудования, нецелесообразность его применения для обработки воды в небольших емкостях.A device is known comprising a generator connected to electrodes immersed in treated water (US 5326446, 1994.07.04). The generator circuit allows you to simultaneously form a static electromagnetic, radio-frequency and low-frequency electromagnetic fields (up to 20 KHz). The generator contains step-up and step-down transformers and a powerful transistor connected to the winding of the step-up transformer, the secondary winding of which is connected to the first electrode. The container body is made of steel and serves as a second electrode. The disadvantages of this device are cumbersome, the use of high-voltage equipment, the inappropriateness of its use for water treatment in small containers.
Настоящее изобретение направлено на разработку устройства для обработки жидких сред в небольших емкостях, которые предварительно заполняют водой или водным раствором веществ со свойствами, соответствующими их назначению.The present invention is directed to the development of a device for processing liquid media in small containers, which are pre-filled with water or an aqueous solution of substances with properties corresponding to their purpose.
Известно устройство, применимое для обработки электромагнитным излучением жидких сред в сравнительно небольших емкостях.A device is known that is applicable for processing electromagnetic radiation of liquid media in relatively small containers.
Устройство содержит излучатель, помещенный в объем обрабатываемой жидкой среды и подключенный к выходу высокочастотного генератора, формирующему сигнал с широким спектром частот от 1 Гц до 300 ГГц (WO 2004004887, 2004.01.15). Генератор устройства содержит четыре блока, первый из которых предназначен для генерации модулирующего модулированного сигнала, используемого для формирования во втором блоке напряжения, подаваемого на вход третьего блока, генерирующего высокочастотный сигнал. Четвертый блок представляет собой высокочастотный усилитель, который позволяет получить на выходе сигнал мощностью до 20 Вт.The device comprises an emitter placed in the volume of the processed liquid medium and connected to the output of a high-frequency generator that generates a signal with a wide spectrum of frequencies from 1 Hz to 300 GHz (WO 2004004887, 2004.01.15). The device generator contains four blocks, the first of which is designed to generate a modulating modulated signal used to generate a voltage in the second block that is supplied to the input of the third block generating a high-frequency signal. The fourth block is a high-frequency amplifier, which allows you to get a signal output of up to 20 watts.
Недостатком этого устройства является сложная схема генератора и сравнительно высокая потребляемая мощность, что ограничивает возможности его использования в качестве малогабаритного портативного устройства для обработки жидких сред. Кроме того, в этом устройстве излучатель незащищен от обрабатываемой среды, следствием чего является невозможность использования одного и того же излучателя для обработки жидких сред, отличающихся назначением (например, пищевой продукт и раствор биоцида), химическим составом, агрессивностью в отношении материала из которого изготовлен излучатель, и т.п.The disadvantage of this device is the complex circuit of the generator and the relatively high power consumption, which limits the possibility of its use as a small portable device for processing liquid media. In addition, in this device, the emitter is unprotected from the medium being processed, which results in the inability to use the same emitter for processing liquid media that differ in purpose (for example, food product and biocide solution), chemical composition, aggressiveness with respect to the material of which the emitter is made , etc.
Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в создании малогабаритного портативного низковольтного устройства для обработки различных водосодержащих сред (воды, напитков, растворов), обладающего высокой эффективностью при активации воды и водосодержащих напитков.The technical result achieved by the present invention is to create a small-sized portable low-voltage device for the treatment of various water-containing media (water, drinks, solutions), which is highly effective in the activation of water and water-containing drinks.
Устройство может быть применено для обработки жидких сред, отличающихся назначением, химическим составом, агрессивностью в отношении материала, из которого изготовлены элементы устройства, находящиеся в контакте с жидкостью, и т.п.The device can be used to process liquid media that differ in purpose, chemical composition, aggressiveness with respect to the material from which the elements of the device in contact with the liquid are made, etc.
Устройство, как и известное, содержит генератор высокочастотного сигнала, а отличается от известного тем, что генератор высокочастотного сигнала выполнен в виде подключенного к источнику питания полупроводникового прибора, активный слой которого содержит полупроводниковую структуру на основе соединения А3В5, при этом полупроводниковый прибор расположен в корпусе из диэлектрического материала.The device, like the known one, contains a high-frequency signal generator, and differs from the known one in that the high-frequency signal generator is made in the form of a semiconductor device connected to a power source, the active layer of which contains a semiconductor structure based on compound A 3 B 5 , while the semiconductor device is located in a housing made of dielectric material.
Можно выполнить полупроводниковый прибор в виде диода Ганна, или в виде туннельного диода, или в виде BARRIT диода, или в виде транзистора.You can make a semiconductor device in the form of a Gunn diode, or in the form of a tunnel diode, or in the form of a BARRIT diode, or in the form of a transistor.
Корпус целесообразно выполнить разъемным и содержащим стыкующиеся нижнюю и верхнюю детали, каждая из которых имеет дно и боковую поверхность, при этом в плоскости стыка верхняя деталь выполнена с меньшим поперечным сечением, чем поперечное сечение нижней детали.It is advisable to make the casing detachable and containing joined lower and upper parts, each of which has a bottom and a side surface, while in the joint plane the upper part is made with a smaller cross section than the cross section of the lower part.
Для крепления полупроводникового прибора в корпусе целесообразно внутреннюю поверхность дна одной из деталей снабдить, по меньшей мере, одним карманом.To mount the semiconductor device in the housing, it is advisable to provide at least one pocket with the inner surface of the bottom of one of the parts.
Целесообразно боковую поверхность верхней детали выполнить фигурной в виде желоба, содержащего состыкованный с дном первый участок, имеющий сечение в виде дуги второй участок и третий участок.It is advisable to make the lateral surface of the upper part curly in the form of a gutter containing a first section docked with the bottom, having a second section and a third section in the form of an arc.
Для удобства отделения частей корпуса друг от друга в боковой поверхности части нижней детали можно выполнить паз.For the convenience of separating the housing parts from each other, a groove can be made in the lateral surface of the lower part.
Можно выполнить паз в боковой поверхности верхней детали.You can make a groove in the side surface of the upper part.
При этом паз в верхней детали желательно выполнить с дном, лежащим в плоскости дна второй детали.In this case, the groove in the upper part is preferably performed with the bottom lying in the plane of the bottom of the second part.
В основе изобретения лежит предложение использовать для обработки жидких сред низкоинтенсивное электромагнитное излучение частотой 30 ГГц - 70 ГГц, которое оказывает активирующее действие на воду и водосодержащие напитки и способствует повышению активности водорастворимых веществ с биологически активными свойствами. Для формирования низкоинтенсивного электромагнитного излучения в вышеприведенном диапазоне предлагается использовать генератор излучения, содержащий подключенный к источнику питания полупроводниковый прибор с активным слоем в виде полупроводниковой структуры на основе соединения А3В5, к которым относятся арсенид галлия (GaAs) и фосфид индия (InP). Эти структуры генерируют электромагнитное излучение в активном режиме при подачи на них рабочего напряжения, а также являются источниками фонового излучения в холодном состоянии (при отключении их от источника напряжения) вследствие преобразования внешнего излучения в собственное, формируемое посредством поляритонного механизма (Е.А.Виноградов. Поляритоны полупроводниковой микрополости. УФН, 2002, т.172, №12, стр.1371). Характеристики фонового излучения определяются дипольно-активными состояниями объема кристалла. Полупроводниковый прибор можно выполнить в виде диода Ганна, или в виде туннельного диода, или в виде BARRIT диода, или в виде транзистора. Для расширения частотного диапазона полупроводниковую структуру можно выполнить, по меньшей мере, с двумя рабочими объемами, при этом рабочие объемы полупроводниковой структуры могут быть выполнены с разными геометрическими размерами и из одного или разных соединений A3B5.The invention is based on the proposal to use low-intensity electromagnetic radiation with a frequency of 30 GHz - 70 GHz for processing liquid media, which has an activating effect on water and water-containing drinks and helps to increase the activity of water-soluble substances with biologically active properties. To generate low-intensity electromagnetic radiation in the above range, it is proposed to use a radiation generator containing a semiconductor device connected to a power source with an active layer in the form of a semiconductor structure based on compound A 3 B 5 , which include gallium arsenide (GaAs) and indium phosphide (InP). These structures generate electromagnetic radiation in the active mode when a working voltage is applied to them, and they are also sources of background radiation in the cold state (when they are disconnected from the voltage source) due to the conversion of external radiation into its own, formed by the polariton mechanism (E.A. Vinogradov. Polaritons of a semiconductor microcavity. UFN, 2002, vol. 172, No. 12, p. 1371). The characteristics of background radiation are determined by dipole-active states of the crystal volume. The semiconductor device can be made in the form of a Gunn diode, or in the form of a tunnel diode, or in the form of a BARRIT diode, or in the form of a transistor. To expand the frequency range, the semiconductor structure can be performed with at least two working volumes, while the working volumes of the semiconductor structure can be made with different geometric dimensions and from one or different compounds A 3 B 5 .
Выбор для обработки водосодержащих жидких сред генератора высокочастотного сигнала, формирующего низкоинтенсивное электромагнитное излучение в диапазоне 30 ГГц - 70 ГГц, связан с тем, что электромагнитное излучение этого диапазона резонансно взаимодействует с водой и растворами на ее основе. Экспериментально установлено эффективное изменение активности водорастворимых веществ с биологически активными свойствами при облучении их электромагнитным излучением, формируемым приборами с полупроводниковой структурой на основе соединений A3B5.The choice for processing aqueous liquids of a high-frequency signal generator that generates low-intensity electromagnetic radiation in the range 30 GHz - 70 GHz is associated with the fact that electromagnetic radiation of this range resonantly interacts with water and solutions based on it. An effective change in the activity of water-soluble substances with biologically active properties was established experimentally when irradiated with electromagnetic radiation formed by devices with a semiconductor structure based on A 3 B 5 compounds.
Полупроводниковый прибор на полупроводниковой структуре на основе соединений А3В5 и низковольтный источник питания имеют малые габариты и вес. A semiconductor device on a semiconductor structure based on A 3 V 5 compounds and a low-voltage power supply have small dimensions and weight.
Корпус прибора может быть выполнен любой формы: на основе цилиндра, параллелепипеда, конуса и любой другой сложной фигуры. Основное требование к корпусу заключается в выполнении его из диэлектрического материала, прозрачного для электромагнитного излучения и позволяющего поддерживать устройство на поверхности водосодержащих жидких сред. В качестве такого материала может быть использована пластмасса, применяемая для изготовления емкостей для воды и напитков.The body of the device can be made of any shape: on the basis of a cylinder, parallelepiped, cone and any other complex figure. The main requirement for the housing is to make it of a dielectric material that is transparent to electromagnetic radiation and allows you to maintain the device on the surface of aqueous liquids. As such material, plastic used for the manufacture of containers for water and drinks can be used.
Изобретение поясняется чертежами одного из возможных вариантов выполнения устройства, корпус которого выполнен на основе осесимметричной фигуры.The invention is illustrated by drawings of one of the possible embodiments of the device, the housing of which is made on the basis of an axisymmetric figure.
На фиг.1 изображена нижняя деталь корпуса устройства в плане, на фиг.2 - ее разрез по линии АА, на фиг.3 представлена верхняя деталь корпуса устройства в плане, на фиг.4 - ее разрез по линии ВВ.Figure 1 shows the lower part of the device case in plan, figure 2 - its section along the line AA, figure 3 - shows the upper part of the body of the device in plan, figure 4 - its section along the line BB.
Корпус устройства содержит две детали в виде чаш: нижнюю деталь 1 и верхнюю деталь 2, каждая из которых имеет дно 3 и 4 соответственно. Деталь 1 имеет боковую поверхность 5, а боковая поверхность детали 2 выполнена фигурной в виде замкнутого кольцевого желоба и имеет состыкованный с дном 4 первый участок 6 - одна стенка желоба, второй участок 7, имеющий сечение в виде дуги и являющийся дном желоба, и наружный третий участок 8 - другая стенка желоба. Боковая поверхность участка 8 имеет меньшее поперечное сечение, чем боковая поверхность 5 нижней детали 1, что позволяет при наложении детали 2 на деталь 1 обеспечить их стыковку в плоскости поперечного сечения, проходящей через участок 7 детали 2. При стыковке деталей 1 и 2 внутренняя поверхность дна 4 детали 2 обращена к внутренней поверхности дна 3 детали 1.The housing of the device contains two parts in the form of bowls: the
На дне 3 детали укреплена панель 9 с формованными в ней полостями, образующими карманы 10, предназначенные для установки, по меньшей мере, в одном из них полупроводникового прибора (на фиг.1 не приведен), а полость 11 предназначена для источника питания генератора (на фиг.1 не приведен).At the
Для удобства разъема деталей корпуса для пальцев руки пользователя в деталях 1 и 2 выполнены пазы 12 и 13 соответственно, причем паз 12 выполнен не доходящим до дна 3.For convenience, the connector parts of the housing for the fingers of the user's hand in the
При использование в качестве материала для корпуса пластмассы, обладающей упругой деформацией, пазы 12 и 13 позволяют при стыковке деталей 1 и 2 достаточно плотно подогнать их друг к другу.When using plastic with elastic deformation as a material for the housing, the
Для того чтобы избежать в процессе эксплуатации устройства натекания жидкости в корпус через паз 12, желательно, чтобы дно паза 12 перекрывалось участком 8 боковой поверхности детали 2, т.е. плоскость стыки деталей 1 и 2 должна быть расположена ниже дна паза 12. Это позволяет, повернув вокруг оси деталь 2, защитить генератор от попадания в него жидкости, при этом при выполнении паза 13 с дном 14, лежащим в плоскости дна 4 детали 2, боковые стенки 15 паза 13 служат при повороте детали 2 упором для руки пользователя, что обеспечивает дополнительное удобство использования устройства.In order to avoid during the operation of the device the leakage of liquid into the housing through the
Устройство имеет малые габариты, обусловленные используемой схемой генератора, и относится к категории низковольтных приборов, что делает его безопасным в применении.The device has small dimensions, due to the used generator circuit, and belongs to the category of low-voltage devices, which makes it safe to use.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008127896/15A RU2383496C1 (en) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | Device to treat water-containing fluid media |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008127896/15A RU2383496C1 (en) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | Device to treat water-containing fluid media |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008127896A RU2008127896A (en) | 2010-01-20 |
| RU2383496C1 true RU2383496C1 (en) | 2010-03-10 |
Family
ID=42120182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008127896/15A RU2383496C1 (en) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | Device to treat water-containing fluid media |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2383496C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2055604C1 (en) * | 1993-09-13 | 1996-03-10 | Сергей Иванович Петренко | Device for changing activity of biological cell |
| RU2137500C1 (en) * | 1998-06-08 | 1999-09-20 | Зао "Мта-Квч" | Method and apparatus for preparing biologically- active liquid |
| US6122550A (en) * | 1998-02-06 | 2000-09-19 | Kozhemiakin; Alexander | Device for therapeutic action on human organism |
| WO2002064704A1 (en) * | 2001-02-14 | 2002-08-22 | Athanasios Nikolaou | A method for a qualitative upgrade of crude oil with electromagnetic waves |
-
2008
- 2008-07-08 RU RU2008127896/15A patent/RU2383496C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2055604C1 (en) * | 1993-09-13 | 1996-03-10 | Сергей Иванович Петренко | Device for changing activity of biological cell |
| US6122550A (en) * | 1998-02-06 | 2000-09-19 | Kozhemiakin; Alexander | Device for therapeutic action on human organism |
| RU2137500C1 (en) * | 1998-06-08 | 1999-09-20 | Зао "Мта-Квч" | Method and apparatus for preparing biologically- active liquid |
| WO2002064704A1 (en) * | 2001-02-14 | 2002-08-22 | Athanasios Nikolaou | A method for a qualitative upgrade of crude oil with electromagnetic waves |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008127896A (en) | 2010-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230292413A1 (en) | Up and down conversion systems for production of emitted light from various energy sources including radio frequency, microwave energy and magnetic induction sources for upconversion | |
| CN101888860B (en) | Hydroxyl radical producing plasma sterilization apparatus | |
| Rong et al. | Degradation of sulfadiazine antibiotics by water falling film dielectric barrier discharge | |
| Neppolian et al. | Sonophotocatalytic degradation of 4-chlorophenol using Bi2O3/TiZrO4 as a visible light responsive photocatalyst | |
| JP2017500687A5 (en) | ||
| CN103584752A (en) | Multifunctional ultrasonic cleaning sterilizer | |
| RU2383496C1 (en) | Device to treat water-containing fluid media | |
| Shainsky et al. | Non-equilibrium plasma treatment of liquids, formation of plasma acid | |
| RU77605U1 (en) | DEVICE FOR PROCESSING WATER-CONTAINING LIQUID MEDIA | |
| CA3216870A1 (en) | System containing ingestible ultrasound device for delivery of therapeutic agents | |
| RU81491U1 (en) | DEVICE FOR PROCESSING WATER-CONTAINING LIQUID MEDIA | |
| CN114788879A (en) | Plasma activated water mist disinfection device and method | |
| Chen et al. | Ultrasound-assisted plasma: a novel technique for inactivation of aquatic microorganisms | |
| CN101085683B (en) | Power supply device for electrochemical water treatment system | |
| CN207748969U (en) | Ultrasonic ozone combined disinfection sink machine | |
| KR102076957B1 (en) | Ultrasonic oxidation reactor using oxygen and argon | |
| KR101535402B1 (en) | Apparatus for plasma processing of liquid | |
| EP3057622B1 (en) | Plasma treatment system for rigid containers | |
| ITPI20060018A1 (en) | METHOD FOR THE ACTIVATION OF CHEMICAL OR CHEMICAL-PHYSICAL PROCESSES BY SIMUILTANEOUS USE OF MICROWAVE AND ULTRASOUND AND CHEMICAL REACTOR THAT ACTIVES THIS METHOD. | |
| ES2332858B1 (en) | PROCEDURE AND APPARATUS TO ELIMINATE PARASITES FROM WASTE DISPOSED TO THE SEA. | |
| CN104944515A (en) | Efficient continuous frequency mixing ultrasonic cell disruption treatment device | |
| RU98996U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROMAGNETIC INFLUENCE ON LIQUID AND WATER-CONTAINING MEDIA | |
| Takaki et al. | Industrial applications of pulsed power technology | |
| CN102328968A (en) | Cleaning treatment device for low-temperature plasma organic waste liquid | |
| RU156243U1 (en) | DEVICE FOR CLEANING CONTAMINATED WATER |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -BZ1A- IN JOURNAL: 2-2010 FOR TAG: (57) |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180709 |