Способ обработки жидкости

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для обработки жидкостей, преимущественно воды и водных растворов, ультразвуковым и магнитным полями. Способ обработки жидкости заключается в воздействии поочередно ультразвуковым и магнитным полем с частотой переключения от 10 до 160 Гц, причем интенсивность ультразвукового поля устанавливают ниже порога кавитации, при частоте ультразвуковых колебаний, равной частоте акустической релаксации жидкости, а индукцию магнитного поля устанавливают в пределах от 30 до 50 мТл. Использование способа позволяет повысить эффективность активации жидкости и снизить энергоемкость ее обработки. 1 ил.

 

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для обработки жидкостей, преимущественно воды и водных растворов, ультразвуковьм и магнитным полями.

Известен способ получения биологически активной жидкости (Патент РФ №2137500, МПК 6 А 61 К 41/00, А 61 N 5/02, публ. 20.09.99), в котором воду или водные растворы подвергают обработке электромагнитным излучением миллиметрового диапазона длин волн в течение 3-40 мин с суммарной мощностью источника электромагнитного излучения, равной 5,0 мВт на 1 л жидкости. С существенными признаками заявляемого изобретения совпадает то, что жидкость подвергают обработке с помощью внешнего источника энергии.

Недостатком известного способа является его дороговизна, так как его техническая реализация невозможна без использования дорогостоящих материалов (включающих драгоценные металлы), применяемых в технике крайне высоких частот (КВЧ). Кроме того, слой воды толщиной 1 мм ослабляет КВЧ-излучение в тысячи раз, и, таким образом, активация жидкости во всем объеме невозможна без активного перемешивания облучаемой жидкости.

Известен способ обработки жидкости в магнитном поле (Патент РФ №2104065, МПК 6 А 61 N 2/06, С 02 F 1/48, публ. 10.02.98), в котором обработку жидкости проводят путем круговых вращений емкости в плоскости, параллельной силовым линиям постоянного магнитного поля, в течение 0,5-1 мин.

Недостатком известного способа является неоптимальность движений жидкости, образующихся за счет кругового вращения емкости при высоких затратах энергии. Основная энергия этого процесса совершенно бесполезно переходит в тепловую энергию, которая не порождает биологической активности обрабатываемой жидкости.

Известен способ совместного воздействия магнитным и ультразвуковым полями на жидкие среды (Патент РФ №2135044, МПК 6 А 23 L 3/26, А 23 L 3/30, публ. 27.08.99), выбранный в качестве прототипа, в котором, так же как и в заявляемом способе, жидкие среды подвергают обработке с помощью внешних источников ультразвукового и магнитного полей.

Обработка жидкости происходит при высокой энергоемкости процесса, и при этом не учитываются возможности оптимизации частотных и энергетических параметров полей для получения биологически активных свойств облучаемой среды.

Задачей изобретения является расширение арсенала технических средств аналогичного назначения за счет создания эффективного экономичного, обладающего низкой энергоемкостью способа обработки жидкостей.

Поставленная задача достигается за счет того, что способ обработки жидкости, преимущественно воды и водных растворов, так же как в прототипе, заключается в обработке жидкости магнитным и ультразвуковым полями.

Новым является то, что обработку проводят поочередно ультразвуковым и магнитным полем с частотой переключения от 10 до 160 Гц. Интенсивность ультразвукового поля устанавливают ниже порога кавитации, при частоте ультразвуковых колебаний, равной частоте акустической релаксации жидкости, а индукцию магнитного поля устанавливают в пределах от 30 до 50 мТл.

Поочередное переключение ультразвукового и магнитного поля, воздействующих на жидкость, обеспечивает, с одной стороны, возбуждение в ней упругих колебаний, создавая так называемый “ультразвуковой ветер”, вызывающий перемещение среды и образование акустических потоков различного характера, а с другой стороны, создаются условия для магнитогидродинамических процессов, играющих важнейшую роль в молекулярно-структурных преобразованиях водных сред.

Для усиления молекулярно-структурных преобразований использован еще один ресурс - акустическая релаксация (внутренние процессы восстановления термодинамического равновесия среды, нарушаемого сжатиями и разрежениями среды в ультразвуковой волне), при которой звуковая энергия расходуется на возбуждение соответственно колебательных и вращательных степеней свободы молекул среды. Кроме того, происходит электронная релаксация, при которой возбуждаются электронные уровни; а также структурная релаксация, при которой под действием ультразвука происходит перестройка внутренней структуры жидкости; химическая релаксация и т. п. (Ультразвук. Под ред. И.П.Голямина. М.: Изд. “Сов.энциклопедия”, 1979, с.304-306).

Экспериментально установлено, что низкочастотная релаксация водных сред лежит в области от 10 до 160 Гц, что позволяет осуществлять эффективную активацию жидкости путем последовательного переключения ультразвукового магнитного и полей с частотой переключения в указанном диапазоне, т.к. каждый раз после окончания воздействия ультразвукового поля релаксационные процессы продолжают возбуждать молекулярно-структурную систему жидкой среды на ее собственных частотах, и это значительно усиливает магнитобиологический эффект действующего в это время магнитного поля.

В заявляемом способе интенсивность ультразвукового поля не должна превышать порог кавитации, так как разрушительные кавитационные процессы нарушают естественное течение релаксационных процессов, определяемых молекулярно-структурной организацией среды.

Известно, что под действием магнитного поля происходит возрастание поверхностного натяжения, вязкости и электропроводности воды. Кроме того, обнаружена слабая генерация резонансных крайне высокочастотных (КВЧ) радиоволн водой в магнитном поле. Важно и то, что вода после кратковременного магнитного воздействия сохраняет радиоизлучение в течение длительного времени до нескольких суток. А система “вода-резонансные миллиметровые волны” представляется наиболее глубинной и универсальной системой гомеостаза на молекулярно-полевом уровне (Улащик B.C. Вода - ключевая молекула в действии лечебных физических факторов. Вопросы курортологии. 2003, №1, с.3-9). Таким образом, возникает “эффект биологической памяти”, экспериментально установленной для индукции магнитного поля от 30 до 50 мТл.

Экспериментальным путем установлено, вода и водные растворы, как минеральных веществ, так и органических соединений, подвергнутые обработке по заявляемому способу, приобретают биологически активные свойства, сопоставимые по своему лечебному эффекту непосредственному воздействию на организм лечебных физических факторов. В частности, указанный лечебный эффект выражается в нормализующем действии у больных, страдающих заболеваниями печени, желчного пузыря, поджелудочной железы, почек, желудочно-кишечного тракта и другими.

На чертеже представлено устройство, используемое для реализации способа, которое содержит источник постоянного тока 1 (Источник), подключенный к блоку коммутации 2 (БК), который электрически связан с генератором электрических колебаний 3 (Генератор), подключенным к пьезопреобразователю 4. Блок коммутации 2 (БК) соединен с соленоидом 5. Пьезопреобразователь 4 и соленоид 5 закреплены неподвижно с внешней стороны емкости для жидкости 6 на ее боковой стороне и под днищем соответственно.

Для получения обработанной жидкости в соответствии с заявленным способом емкость для жидкости 6 наполняют водой или водным раствором и включают источник постоянного тока 1. От источника постоянного тока 1 (Источник) питание поочередно подается через блок коммутации 2 (БК) к генератору электрических колебаний 3 (Генератор) и к соленоиду 5. Блок коммутации 2 (БК) переключает питание генератора и соленоида с частотой, например, 50 Гц, которая находится в области низкочастотной релаксации практически всех водосодержащих сред. Генератор электрических колебаний 3 (Генератор) в момент подачи на него питания возбуждает ультразвуковые колебания в пьезопреобразователе 4, которые передаются в водную среду, создавая в ней упругие ультразвуковые колебания с плотностью потока мощности 0,2 Вт/см², приводящие к перемещениям жидкости за счет ультразвукового давления и ультразвукового ветра. Эффекты перемещения и релаксации обладают инерционностью, так что после выключения генератора 3 и включения тока в соленоиде 5 магнитное поле соленоида с индукцией от 30 до 50 мТл обеспечивает магнитную обработку потоков жидкости, пересекающих магнитные силовые линии, в условиях продолжающейся и естественно протекающей акустической релаксации жидкости. Частоту генератора электрических колебаний 3 устанавливают равной частоте акустической релаксации раствора. Например, для часто используемых при лечении желудочно-кишечного тракта растворов, содержащих соли магния, эта частота составляет 120 кГц.

Экспериментально установлено, что оптимальная продолжительность обработки жидкости (дистиллированная вода, вода минеральная, жидкие лекарственные средства, в том числе травяные отвары и настои) объемом 0,5 л составляет 30-40 мин и мало зависит от объема обрабатываемой жидкости, так как в водных средах ультразвук затухает слабо, а для магнитных полей такие среды практически прозрачны.

Электронная часть устройства выполнена в корпусе размером 70×50×40 мм, конструктивно совмещена со штепсельной вилкой для электрической сети и электрически связана с пьезопреобразователем и соленоидом, расположенными на емкости для жидкости, гибким влагозащищенным четырехпроводным кабелем. Это обеспечивает мобильность устройства и возможность его использования, как в промышленности, так и в лечебных стационарах или в домашних условиях. Устройство электрически безопасно и экологично. Ультразвуковые колебания в жидкости полностью отражаются от стенок емкости, изготовленной из ударопрочного полистирола, а также от границ жидкость-воздух и, полностью распределяясь в объеме жидкости, не попадают во внешнюю среду. Пространство внутри герметичной камеры с пьезопреобразователем заполнено звукопоглощающим герметиком, а пьезопреобразователь приклеен к стенке емкости.

Устройство отличает высокая экономичность, так как его потребляемая мощность не превышает 6 Вт, а его масса - не более 0,4 кг. Его легко воспроизвести конструктивно, оно удобно и безопасно в эксплуатации и эффективно для получения заданных порционных объемов

Результат воздействия на организм человека жидкости, предварительно обработанной по предложенному способу, может быть проиллюстрирован следующими примерами.

1. Больной С., возраст 65 лет, диагноз: желчнокаменная болезнь, панкреатит хронический, сахарный диабет вторичный. Лечение: наряду с обычной компенсацией секреторной недостаточности и соблюдением режима питания больной принимал за 30 мин до еды по 150 мл жидкости на основе воды слабой минерализации в течение 28 дней. Терапевтическое воздействие проявилось в нормализации показателей биохимического исследования капиллярной крови.

2. Больной З., возраст 31 год, диагноз: язвенная болезнь ДПК. Лечение: в остром периоде вместе с механически и химически щадящей диетой и дробным питанием (5 раз в день) больной выпивал за 20 мин до еды по 100 мл теплой свежеприготовленной жидкости на основе воды слабой минерализации. После курса лечения в течение четырех недель исчезли боли натощак и ночные боли. При гастродуоденоскопии на месте локализации язвы “ниша” не обнаружена.

Таким образом, обработанная по предложенному способу жидкость (питьевая вода, вода минерализованная, другие водные растворы) повышает свою активность, приобретая при этом лечебные свойства, и обладает при приеме внутрь терапевтически значимым положительным эффектом.

Заявляемое изобретение позволяет проводить эффективную обработку любых объемов жидкости экономичным путем, так как технически он реализован простыми устройствами, не содержащими дорогостоящих материалов и комплектующих изделий. Способ обладает низкой энергоемкостью, экологически чист. Может быть осуществлен как в промышленных, так и в домашних условиях.

Способ обработки жидкости, преимущественно воды и водных растворов, путем обработки магнитным и ультразвуковыми полями, отличающийся тем, что обработку проводят поочередно ультразвуковым и магнитным полем с частотой переключения от 10 до 160 Гц, причем интенсивность ультразвукового поля устанавливают ниже порога кавитации, при частоте ультразвуковых колебаний, равной частоте акустической релаксации жидкости, а индукцию магнитного поля устанавливают в пределах от 30 до 50 мТл.