Устройство аппарата и технологический процесс получения кремниевой воды способом фильтрации

Изобретение относится к способу и устройству для обогащения природной и водопроводной воды кремнием. Способ включает фильтрование водопроводной или природной воды последовательно сверху вниз через три слоя камней природного черного кремня размером от 0,5 до 3 см³. Подачу и сток воды регулируют в пределах от 5 до 15 л воды за 6 сек. Аппарат для получения кремниевой воды содержит три одинаковые по размерам прямоугольные емкости, установленные одна под другой, каждая из которых выполнена из биологически инертного материала - пищевого пластика или нержавеющей стали размером 60×30×30 см (2:1:1), при этом соотношение объема емкости, заполненного камнями кремня, и объема емкости для воды составляет 1:1,5. Для стока воды в центре дна каждой емкости, в квадрате 20×20 см расположены отверстия диаметром 4 мм из расчета 1 отверстие на 1 см², дно каждой емкости снабжено воронкой. Каждая емкость снабжена съемной крышкой, состоящей из двух половинок с отверстием в центре диаметром 2,5 см, при этом на одной внутренней стороне каждой емкости расположены два выступа, один из которых выполнен на расстоянии 20 см от дна и служит для обозначения границы закладки камней кремня, а второй выступ выполнен на расстоянии 50 см от дна и служит для обозначения границы залива воды, дно каждой емкости снабжено закрывающейся крышкой воронкой, выполненной из инертного материала. Изобретение позволяет получить кремниевую воду с содержанием кремния 2,5-5 мг/л. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Описание изобретения

Изобретение относится к способам очистки природной воды с одновременным обогащением ее кремнием.

Кремний - важный полупроводниковый минерал, используется для изготовления микросхем, в производстве солнечных батарей - превращает солнечную энергию в электрическую.

В книге «Литотерапия» под редакцией В.В.Кривенко и др. (Издательство «Педагогика-Пресс», Москва, 1994 год) в главе IV «Лечебное значение глин, грязей и некоторых других минеральных веществ» приведены сведения о научных исследованиях российских ученых в области изучения кремниевых минералов, в том числе и кремня, и о влиянии кремния на здоровье человека, о естественных путях пополнения кремния в организме.

Кремний в организме человека - элемент, определяющий свойства гибких структур, в том числе соединительной ткани сухожилий, стенок сосудов, желудочно-кишечного тракта, надкостницы, хрящей, синовиальной жидкости суставов.

Особенно чувствительны к недостаткам кремния в организме различные клапаны, сфинктеры желудочно-кишечного тракта, обратные клапаны на стенках вен, сердечно-сосудистая система.

Более всего кремния содержат ногти, волосы, кожа человека. Практически все болезни названных органов возникают при дефиците кремния.

Черный кремень - минерал, в основе которого двуокись кремня.

Воду, насыщенную микроскопическими дозами двуокиси кремня, называют кремниевой.

Органические остатки в кремне - это уникальные биокатализаторы. Эти биологические вещества являются основой для построения сложных органических соединений - основ живого организма - хлорофилла и гемоглобина.

Согласно выводам некоторых биохимиков, кремний используется в организме человека восьмикратно, участвуя в различных реакциях как катализатор, обеспечивая жизнь. После восьмикратного использования кремний выводится из организма. Недостаток кремния в пище и в воде ведет к серьезным заболеваниям и в первую очередь к болезням сосудов, к атеросклерозу.

Кремниевая вода существует в Природе. Она отличается сбалансированным качественным и количественным составом. Оптимальное содержание кремния в питьевой воде по данным Сибирского отделения АН СССР (1984 год) составляет 2,5-3 мг/л.

В кремниевой воде происходит образование структурной водной системы с электрической решеткой жидких кристаллов SiO₂ так, что в ней нет места патогенным микроорганизмам и чужеродным химическим элементам. Эти чужеродные примеси вытесняются из воды и выпадают в осадок.

Кремниевая вода сочетает в себе вкус и свежесть родниковой воды, чистоту и структуру талой воды, бактерицидные свойства серебряной.

В настоящее время получение кремниевой воды в домашних условиях осуществляется путем обычного настаивания кремня в различных хозяйственных емкостях с водой для использования в быту. Такую воду никто не проверяет на качество и ее состав не контролируется.

В научно-технической и патентной литературе заявителем не обнаружены источники информации, описывающие способ получения кремниевой воды сбалансированного состава путем фильтрации и устройство для осуществления такого способа, но обнаружена информация, описывающая способ очистки воды путем фильтрации воды через несколько слоев различных материалов, одним из которых является кремень.

Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в разработке способа и аппарата для получения кремниевой воды контролируемого состава, которую можно использовать в быту.

Сущность изобретения заключается в достижении указанного технического результата заявленным способом получения кремниевой воды, включающем фильтрование водопроводной или природной воды через загрузку, содержащую природный черный кремень, причем воду фильтруют последовательно сверху вниз через три слоя камней черного кремня размером от 0,5 до 3 см³, размещенных в трех одинаковых по размеру прямоугольных емкостях, установленных одна под другой, выполненных из инертного материала - пищевого пластика или нержавеющей стали высотой 60 см, длиной 30 см, шириной 30 см (2:1:1), т.е. объемом 54000 см³ или 54 литра, при этом соотношение объема емкости, заполненного камнями кремня, и объема емкости для воды составляет 1:1,5, границы объемов обозначаются двумя контрольными выступами на одной внутренней стороне каждой емкости: первый на высоте 20 см от дна соответствует границе закладки камней кремня, второй - границе залива воды, для стока воды в центре дна каждой емкости, в квадрате 20×20 см расположены отверстия диаметром 4 мм из расчета 1 отверстие на 1 см², дно каждой емкости снабжено воронкой, подачу и сток воды регулируют в пределах от 5 до 15 л воды за 6 с. В случае нахождения в воде взвешенных веществ и посторонних примесей воду предварительно фильтруют через слой инертного пористого материала.

Тот же технический результат достигается использованием аппарата для получения кремниевой воды, который содержит три одинаковые по размерам прямоугольные емкости, установленные одна под другой, каждая из которых выполнена из биологически инертного материала - пищевого пластика или нержавеющей стали высотой 60 см, длиной 30 см и шириной 30 см, 2:1:1 (объемом 54000 см³ или 54 литра) и снабжена съемной крышкой, состоящей из двух половинок с отверстием в центре диаметром 2,5 см, а в центре дна каждой емкости в квадрате 20×20 см расположены отверстия диаметром 4 мм из расчета отверстие на 1 см, при этом на одной внутренней стороне каждой емкости расположены два выступа, один из которых выполнен на расстоянии 20 см от дна и служит для обозначения границы закладки камней кремня, а второй выступ выполнен на расстоянии 50 см от дна и служит для обозначения границы залива воды, дно каждой емкости снабжено закрывающейся крышкой воронкой, выполненной из инертного материала.

Предпочтительно, в верхней емкости с внутренней стороны установить противоположно расположенные выступы на 5 см выше первого выступа, обозначающего границу закладки камней кремня, для установки решетки, выполненной из инертного материала, на которой размещают слой инертного пористого фильтрующего материала. Этот дополнительный фильтрующий слой необходим в случае нахождения в исходной воде взвешенных веществ и посторонних примесей. В качестве инертного пористого фильтрующего материала можно использовать синтепон.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 показаны схемы одной из емкостей аппарата.

Емкость прямоугольной формы - 1 (60 см × 30 см × 30 см) выполнена из биологически инертного материала (нержавеющей стали или пищевого пластика) со съемной крышкой - 2, состоящей из двух половинок, с отверстием диаметром 2,5 см - 3, расположенным в центре крышки. Для создания стока воды в центре дна емкости в квадрате 20 см × 20 см - 7, 11 расположены отверстия диаметром 4 мм из расчета 1 отверстие на 1 см². На одной внутренней стороне емкости расположены по два контрольных выступа - 5, 6. Первый - 5 на высоте 20 см от дна (1/3 высоты) служит для обозначения границы закладки камней черного кремня - 8. Второй контрольный выступ - 6 находится на высоте 50 см от дна (5/6 высоты) и служит для обозначения границы залива воды - 9. Выше второго контрольного выступа воду не заливают. Верхняя емкость аппарата с двух внутренних сторон на 5 см выше первого контрольного выступа, отмечающего верхнюю границу закладки камней кремня, снабжена противоположно расположенными выступами для установки решетки - 4, выполненной также из инертного материала. На решетке может быть размещен слой инертного пористого фильтрующего материала, типа синтепона, для сбора взвешенных частиц, песка или ржавчины. Для стока воды дно емкости снабжено закрывающейся крышкой воронкой, выполненной из инертного материала - 10, 12, с размером у основания 30×30 см, с размером у основания конусной части 20×20 см, высотой 15 см, длиной трубки 5 см и диаметром трубки 1,5 см.

При работе аппарата воронки остаются открытыми или для регулировки стока закрываются глухими крышками или крышками с отверстиями.

Три одинаковые по размеру емкости с одинаковыми воронками устанавливают одна под другой. Емкость с решеткой устанавливают самой верхней. В нее закладывают камни черного кремня размером в 2-3 см³. Под верхней устанавливают вторую емкость, в которую закладывают камни кремня размером от 1 до 2,5 см³. Под второй емкостью устанавливают третью, в которую закладывают камни черного кремня размером от 0,5 до 1,5 см³. Под третьей емкостью устанавливают большую емкость для сбора кремниевой воды.

Кремниевую воду с помощью предложенного аппарата согласно изобретению получают путем фильтрации водопроводной или природной воды из рек и озер последовательно в трех емкостях следующим образом.

Сначала камни черного кремня, емкости, решетку и воронки хорошо промывают теплой проточной водой с добавлением пищевой соды, ополаскивают теплой проточной водой. Затем камни черного кремня укладывают в емкости до первого контрольного выступа, в верхнюю емкость - камни размером в 2-3 см³, в среднюю емкость - камни размером от 1 до 2,5 см³ и в нижнюю емкость - камни размером от 0,5 до 1,5 см³. В верхней емкости на 5 см выше первого контрольного выступа устанавливают решетку, на которой размещают слой инертного пористого материала (типа синтепона) для сбора взвешенных частиц.

В верхнюю емкость постоянно подают холодную воду таким образом, чтобы регулировать расход воды в пределах от 5 до 15 литров за 6 с.

При запуске аппарата все отверстия воронок емкостей должны быть закрыты глухими крышками.

При заполнении верхней емкости водой до второго контрольного выступа крышку с воронки снимают, и вода начинает заполнять вторую емкость. При заполнении второй емкости водой до второго контрольного выступа, крышку с воронки снимают, и вода начинает заполнять третью нижнюю емкость. При заполнении третьей емкости водой до второго контрольного выступа, крышку с воронки снимают, и вода начинает поступать в емкость сбора кремниевой воды.

При фильтрации воды через слои кремневых камней следят за тем, чтобы уровень воды во всех трех емкостях находился на уровне второго контрольного выступа, для этого можно уменьшать или увеличивать подачу воды или пользоваться крышками с отверстиями, которые закрывают воронки, но при этом в 50 см соотношение объема емкости, заполненного камнями кремня, и объема емкости для воды должно составлять 1:1,5.

При фильтрации в верхней емкости вода очищается от тяжелых примесей типа песка, ржавчины и других. Во второй емкости вода интенсивно очищается от патогенных микроорганизмов и чужеродных элементов, частично происходит обогащение воды двуокисью кремния. В третьей - нижней емкости вода полностью очищается и, обогащаясь двуокисью кремня, приобретает вкус и свежесть чистой родниковой воды, структуру талой воды, бактерицидные свойства серебряной.

При выходе кремниевая вода содержит SiO₂ от 2,5 мг/л до 5 мг/л. Такую воду можно пить и готовить на ней пищу.

Содержание SiO₂ в получаемой кремниевой воде зависит от объема воды, поступающей в верхнюю емкость.

Аппарат работает непрерывно одну неделю, его производительность составляет от 7 до 20 тонн кремниевой воды в сутки. После чего аппарат останавливают, кремневые камни и всю конструкцию тщательно промывают теплой проточной водой. Затем емкости заполняют в том же порядке, как описано выше и аппарат запускают в работу.

При запуске аппарата в работу кремниевую воду проверяют лабораторно по всем показателям, в том числе и по показателям SiO₂, только после этого кремниевая вода готова для расфасовки и для последующей реализации. Срок хранения кремниевой воды в закрытой таре не ограничен.

1. Способ получения кремниевой воды, включающий фильтрование водопроводной или природной воды через загрузку, содержащую природный черный кремень, отличающийся тем, что воду фильтруют последовательно сверху вниз через три слоя камней черного кремня размером от 0,5 до 3 см³, размещенных в трех одинаковых по размеру прямоугольных емкостях, установленных одна под другой, выполненных из инертного материала - пищевого пластика или нержавеющей стали высотой 60 см, длиной 30 см, шириной 30 см (2:1:1), при этом соотношение объема емкости, заполненного камнями кремня, и объема емкости для воды составляет 1:1,5, границы объемов обозначаются двумя контрольными выступами на одной внутренней стороне каждой емкости: первый на высоте 20 см от дна соответствует границе закладки камней кремня, второй - границе залива воды, для стока воды в центре дна каждой емкости в квадрате 20×20 см расположены отверстия диаметром 4 мм из расчета 1 отверстие на 1 см², дно каждой емкости снабжено воронкой, подачу и сток воды регулируют в пределах от 5 до 15 л воды за 6 с.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воду предварительно фильтруют через слой инертного пористого материала.

3. Аппарат для получения кремниевой воды, характеризующийся тем, что содержит три одинаковые по размерам прямоугольные емкости, установленные одна под другой, каждая из которых выполнена из биологически инертного материала - пищевого пластика или нержавеющей стали высотой 60 см, длиной 30 см и шириной 30 см (2:1:1) и снабжена съемной крышкой, состоящей из двух половинок с отверстием в центре диаметром 2,5 см, а в центре дна каждой емкости в квадрате 20×20 см расположены отверстия диаметром 4 мм из расчета 1 отверстие на 1 см², при этом на одной внутренней стороне каждой емкости расположены два выступа, один из которых выполнен на расстоянии 20 см от дна и служит для обозначения границы закладки камней кремня, а второй выступ выполнен на расстоянии 50 см от дна и служит для обозначения границы залива воды, дно каждой емкости снабжено закрывающейся крышкой воронкой, выполненной из инертного материала.

4. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что его верхняя емкость с внутренней стороны снабжена противоположно расположенными выступами на 5 см выше первого выступа, обозначающего границу закладки камней кремня, для установки решетки, выполненной из инертного материала, на которой размещен слой инертного пористого фильтрующего материала.

5. Аппарат по п.4, отличающийся тем, что в качестве инертного пористого фильтрующего материала используют синтепон.