Ионатор сетчатый - RU202654U1

Чертежи

Описание

Полезная модель относится к устройствам для введения в водные растворы как одновременно ионов меди и серебра, так для приготовления растворов, содержащих только ионы серебра или только ионы меди. Полезная модель может быть использована в быту, в различных областях медицины, в фармакологии, в косметологии, в ветеринарии, в системах очистки воды, в защитных бактерицидных масках.

В настоящее время самая актуальная проблема - борьба с коронавирусом и другими инфекционными болезнями. Для этого очень важно повышать иммунитет, пользоваться в быту эффективными обеззараживающими растворами, пить дезинфицированную воду и напитки, уметь приготавливать в домашних условиях некоторые лекарственные препарат. В решении этих проблем может помочь сетчатый ионатор, позволяющий создавать растворы содержащие ионы меди и серебра. Медь, являясь совершенно незаменимым микроэлементом, кроме антимикробного действия обладает иммуностимулирующими, антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Так снижение числа исходных бактерий на 99% происходило за 10 часов при концентрации ионов меди 0.01 мг/л. за 3 часа при концентрации ионов меди 0.1 мг/л и через 1 час при содержании ионов меди 1 мг/л (Гутенев В.В., Хасанов М.Б., Монтвила О.И., Ажгиревич А.И., 2001, Бактерицидные свойства меди и влияние на них различных факторов. // Вода и экология: проблемы и решения. №3, с 21-27; Ажгеревич А.И., 2011, Применение в химико-бактерицидных технологиях дезинфектантов, содержащих медь и цинк. // Экология урбанизированных территорий. №4. с. 45-51). Серебро в ионном виде обладает иммуномодулирующим, бактерицидным. бактериостатическим, противовирусным, противогрибковым и антисептическим действием в отношении более чем 500 патогенных микроорганизмов. При этом ионы серебра обладают более сильным антимикробным эффектом, чем пенициллин, биомицин и другие антибиотики. Один миллиграмм ионов серебра в 1 литре воды в течении получаса вызывает инактивацию вирусов гриппа «А», «В», «Митре» и «Сендай» (Букина Ю.А., Сергеева Е.А. 2012, Антибактериальные свойства и механизм бактерицидного действия наночастиц и ионов серебра. // Вестник Казанского технологического университета, Т 15. №14. С. 170-172.; Иванов В.Н., Ларионов Г.М, Кулиш Н.И., Лутцева М.А. и др., 1995, Некоторые экспериментальные и клинические результаты применения катионов серебра в борьбе с лекарственно-устойчивыми микроорганизмами. // Серебро в медицине, биологии и технике. Сиб. отд. РАМН, №4. с. 53-62).

Однако серебро не является катализатором биохимических реакций без участия меди, а значит не имеет самостоятельного значения для генерации биологической ткани. Наилучшие результаты достигаются при совместном присутствии в воде ионов меди и серебра при отношении ионов серебра к меди не менее 1/5000. (RU №2264220, A61K 33/38, 2005.11.20, авторы: Родимин Е.М., Родимин В.Е.).

Известна полезная модель «Ионатор для обеззараживания питьевой воды ионами серебра или меди и приготовления серебряных или медных водных растворов заданной концентрации» (Абдульмеиов Ф.Ф., RU 48530, МПК C02F 1/46, 2005.10.27). Ионатор содержит сетевое электродозирующее устройство, где предусмотрена развязка по току, стабилизация тока и смена полярности. Ионатор имеет таймер, стабилизатор концентрации ионов и электроды из химически чистого серебра или меди. Электроды выполнены преимущественно треугольной формы и перфорированы круглыми отверстиями, заключены в диэлектрическую кассету аналогичной формы и перфорации, при этом кассета снабжена ручкой, имеющей форму ложки, для принудительного отделения ионов серебра или меди с электродов путем помешивания воды. Ионатор снабжен автономным источником питания, а в «ложку» вмонтирован электронный прибор (тестер) визуального контроля за количеством растворенного серебра или меди. С помощью этого ионатора можно получать растворы, содержащие ионы меди и серебра любой необходимой концентрации. Однако этот известный ионатор является сложным устройством, имеет более высокую стоимость, по сравнению с предлагаемым решением. В этом известном ионаторе для выделения ионов в раствор используются внешние источники электропитания. Поэтому, использование ионатора в полевых условиях затруднено, его неудобно использовать в быту, требуется перелив употребляемой жидкости из рабочей емкости в необходимую для употребления посуду. Известный ионатор требует больше времени для очистки и для ухода за ним.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является изобретение «Медно-серебряный ионатор и лечебное средство с антимикробным действием» (RU № 2264220, A61K 33/38, 2005.11.20). Ионатор для приготовления лечебного средства антимикробного действия состоит из двух короткозамкнутых электродов, где один электрод выполнен из меди, а другой - из серебра (или посеребренной меди), при соотношении площади поверхности медного электрода к площади поверхности серебряного электрода в пределах от 1:0,8 до 1:1. При этом витки спирали одного электрода расположены между витками спирали другого электрода с площадями поверхностей каждого электрода 10,5 см² (±1,0 см²). В ионаторе с соотношением площадей их электродов Cu/Ag: 1/0,8; 1/0,9; 1/1 были получены растворы, которые использовались во время утреннего и вечернего туалета: промывания полости носа и полоскания носоглотки. Испытания показали повышение резистентности к простудным заболеваниям и уменьшение частоты обострении хронических ЛОР-заболеваний. При этом по лечебному действию они не уступают раствору антибиотика, но выгодно отличается тем, что не оказывает угнетающего действия на реснитчатый эпителий. Никаких побочных явлений от применения раствора не отмечено. Растворы, содержащие ионы меди и серебра, полученные авторами известного патента, позволили существенно снижать концентрацию золотистого стафилококка, кишечной палочки, синегнойной палочки, кандидаальбиканса, вируса полиомиелита. Физиологический раствор, содержащий медь - 1,0 мг/л, серебро - 0,0002 мг/л и лимонную кислоту - 100 мг/л, даже спустя год оказывал антимикробное действие на тест-микроорганизмы в их количестве 10⁶ кл/мл. Это основные достоинства известного ионатора, которые могут быть реализованы и с помощью предлагаемого устройства.

Однако известный ионатор имеет и недостатки. В известном ионаторе площадь одного электрода 10,5 см². В предлагаемом ионаторе площадь электродов на единицу объема, значительно больше. Для получения растворов одинакового объема и с одинаковой концентрацией ионов металлов, при использовании предлагаемой полезной модели, понадобится в 20 раза меньше времени. Известный ионатор, в отличие от предлагаемого, не обладает универсальностью. Универсальность предлагаемого ионатора состоит в том, что он позволяет получать различные растворы. Растворы с отношением ионов серебра к меди не менее 1/5000, а также растворы, содержащие только ионы меди или только ионы серебра.

Задача предлагаемой полезной модели - создание растворов, содержащих только ионы меди или только ионы серебра, а также растворов с отношением ионов серебра к меди не менее 1/5000; повышение производительности ионатора.

Технический результат - возможность создания растворов, содержащих только ионы меди или только ионы серебра, а также растворов с отношением ионов серебра к меди не менее 1/5000 и повышение производительности ионатора.

Поставленная задача достигается тем, что ионатор сетчатый, содержащий медный анод и серебряный катод при соотношении площадей их поверхностей от 1:0,8 до 1:1, выполнен в виде металлической (стальной, латунной, никелевой, медной и т.д.) сетки, на всю поверхность которой нанесено медное шероховатое с порошкообразным налетом покрытие, которое служит анодом, а на часть общей площади поверхности сетки, предварительно покрытой медью, нанесено серебряное покрытие с соблюдением вышеуказанного отношения поверхности меди к серебряному покрытию, при этом серебряное покрытие служит катодом.

Шероховатое с порошкообразным налетом покрытие создается для повышения истинной поверхности ионатора и соответственно его производительности.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого ионатора (I - вид сбоку, II - вид спереди), где:

а - металлическая сетка,

б - медное шероховатое с порошкообразным налетом покрытие,

в - серебряное шероховатое с порошкообразным налетом покрытие,

г - тканевый чехол.

На фиг. 2 - увеличенный фрагмент сетки с медным покрытием;

На фиг. 3 - увеличенный фрагмент сетки с медным, и серебряным покрытиями;

На фиг. 4 изображено получение раствора, одновременно содержащего ионы меди и серебра (I - вид сбоку, II - вид спереди);

На фиг. 5 изображено получение раствора, содержащего ионы серебра (I - вид сбоку, II - вид спереди);

На фиг. 6 изображено получение раствора, содержащего ионы меди (1 - вид сбоку, II - вид спереди):

На изображениях приняты следующие обозначения:

1 - ионатор,

2 - диэлектрическая емкость (например, керамическая или стеклянная),

3 - раствор, содержащий ионы меди и серебра,

4 - раствор, содержащий ионы серебра,

5 - раствор, содержащий ионы меди.

Предлагаемый ионатор 1 - это металлическая сетка с размером ячеек не более 1 мм (а) различных размеров, полностью покрытая шероховатым с порошкообразным налетом медным покрытием (б), а затем на половину металлической сетки с медным покрытием наносится покрытие серебра (в), чтобы отношение медного и серебряного покрытия были от 1:0,8 до 1:1. Затем ионатор помещают в чехол (г) для предотвращения попадания порошинок с покрытий в жидкость-электролит, так как покрытия создаются шероховатыми с порошкообразным налетом.

Ионатор сетчатый представляет из себя гальванический элемент, состоящий из контактирующих друг с другом покрытий меди и серебра, смачиваемых электролитом. В качестве электролита может использоваться низко концентрированный раствор лимонной кислоты (достаточно 100 мг/л) в дистиллированной воде, минеральная или питьевая вода, физиологический раствор с добавкой лимонной кислоты, молочная сыворотка, томатный сок и другие электролиты в зависимости от цели приготовления раствора. В этой паре покрытий серебряное покрытие, имеющее стандартный потенциал +0,8В, является катодным, а медное покрытие, имеющее стандартный потенциал +0,34В, является анодным. В реально использующихся растворах потенциалы покрытий естественно будут отличаться от стандартных. Однако в любых из приготавливаемых растворов потенциал меди будет более отрицательным, по сравнению с потенциалом серебра. Соответственно медное покрытие будет анодом и будет растворяться быстрее, чем серебряное покрытие за счет протекания реакции (1):

При этом на поверхности серебряного покрытия образуется оксид серебра, который, медленно растворяясь, также переходит в раствор. Совокупность процессов можно выразить формулами:

Таким образом, для приготовления растворов, содержащих одновременно ионы меди и серебра 3, необходимо, чтобы сетчатый ионатор был полностью погружен в жидкость-электролит, как это показано на фиг. 4.

Для приготовления профилактических растворов, содержащих только ионы серебра 5, необходимо поместить ионатор сетчатый в диэлектрическую (стеклянную или керамическую) емкость 2 и налить жидкость-электролит, чтобы она смачивала только серебряную поверхность, как это показано на фиг. 5.

Для приготовления профилактических растворов, содержащих только ионы меди 5, надо перевернуть ионатор сетчатый, чтобы серебряное покрытие находилось вверху ионатора, а медное покрытие внизу. Налить жидкость в диэлектрическую емкость 2, чтобы она смачивала медное покрытие, но не касался серебряного покрытия, как показано на фиг. 6. При приготовлении профилактических растворов, содержащих только медь или только серебро, время экспозиции следует существенно увеличить от нескольких часов до суток, так как в этих случаях растворение меди или серебра происходит значительно медленнее, не за счет работы гальванического элемента, а за счет контактного выделения. Это связано с тем, что растворимость меди и серебра очень низкая. Так растворимость серебра в воде 0,04 мкг/л при этом ионы серебра Ag+ образуют долго сохраняющие стабильность гидратированные ионы:

Пример.

На медную сетку размером 55×90 мм с размером ячеек 0,8 мм наносили медное покрытие с целью получения шероховатого с порошковым налетом покрытия. Для этого использовали сернокислый электролит меднения следующего состава: медь сернокислая безводная 20-25 г/л, серная кислота 130-135 г/л. Электроосаждение вели в режиме скачкообразного повышения катодной плотности тока (А/дм²): 10, 20, 30, 40, 50 с выдержкой при каждой плотности тока 10 минут. Затем сетку, покрытую шероховатым с порошкообразным покрытием, промывали в растворе едкого натрия с рН 8,0-8,5 и в дистиллированной воде. После этого на часть сетки наносили серебреное покрытие, соблюдая отношение медного покрытия к серебряному покрытию 1:1. Гальваническое серебрение выполняли в железистосинеродисто-роданистых электролитах. Вначале в электролите предварительного серебрения, в котором для предотвращения контактного выделения серебра на медном покрытии концентрация серебра была уменьшена до 1-2 г/л. При этом время электролиза в ванне предварительного серебрения составило 5 минут. В качестве основного электролита серебрения также использовали железистосиродисто-роданистый электролит с концентрацией серебра 25-30 г/л. Время основного серебрения 30 минут при катодной плотности тока 0,5 А/дм². Составы электролитов и режимы электролиза даны в книге Буркат Г. К. (Электроосаждение драгоценных металлов / Г.К. Буркат. - СПб.: Политехника, 2009. - 188 с.) Известный ионатор (прототип) с площадью каждого электрода 10,5 см² в 200 мл физиологического раствора с добавлением 200 мг лимонной кислоты, при температуре жидкости 18-20°С в течение часа выделяет 0,4 мг меди и 0,00008 мг серебра. Предлагаемый ионатор сетчатый, в таком же растворе объемом 200 мл при отношении покрытий Cu/Ag 1:1 и при температуре 18-20°С за час выделил 9,4 мг меди и 0,0021 мг серебра. Таким образом, скорость растворения меди и серебра увеличилась более чем в 23 раза по сравнению с прототипом. При этом отношение ионов серебра к меди составило 1/4476.

Реферат

Полезная модель может использоваться в быту, в системах очистки воды, в защитных бактерицидных масках, в фармакологии, в медицине и в частности в борьбе с коронавирусом. Так как для этого важно повышать иммунитет, пользоваться в быту эффективными обеззараживающими растворами, пить дезинфицированную воду и напитки, готовить в домашних условиях некоторые лекарственные препараты. В этом может помочь ионатор сетчатый, позволяющий создавать растворы с ионами меди и серебра в соотношении, обеспечивающем максимальное антимикробное и регенеративное действие. Для этого на металлической сетке поверхности медного покрытия (анода) по отношению к площади поверхности серебряного покрытия (катода) должны быть в пределах от 1:0,8 до 1:1. В качестве электролитов можно использовать: раствор лимонной кислоты (100 мг/л) в дистиллированной воде, минеральную или питьевую воду, физиологический раствор с добавкой лимонной кислоты, раствор глицина, молочную сыворотку, томатный сок и т.д. Технический результат - возможность создания растворов, содержащих только ионы меди или только ионы серебра, а также растворов с отношением ионов серебра к меди не менее 1/5000 и повышение производительности новатора.

Формула