Устройство для обеззараживания воды

 

Использование: при обеззараживании воды от патогенных микроорганизмов в процессах водоподготовки в коммунальных службах, очистке промышленных и бытовых сточных вод, в биотехнологии, медицине и др. отраслях. Сущность изобретения: устройство включает электроизолированный цилиндрический корпус-катод с гофрированной внутренней поверхностью, полый анод, установленный коаксиально корпусу, имеющий гофрированную наружную поверхность. Выступы и впадины гофр катода и анода совпадают. Внутри полого анода расположена перфорированная трубка, подводящая пар по радиальным каналами в аноде к его выступам. 1 ил.

Изобретение относится к технике обеззараживания воды от патогенных организмов и может найти применение в процессах водоподготовки в коммунальных службах, очистки промышленных и бытовых стоков, а также биотехнологии, медицине и др.

Наиболее близким к изобретению является устройство для электрохимической очистки сточных вод, электрокоагуляционная камера которого содержит коаксиальные катод и анод, причем катод установлен на трубе из диэлектрика, снабженной перфорациями для подачи воздуха.

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции (двухкамерная), а также трудность качественного выделения в электрофлотационной камере тонкодисперсных гидроокисных шламов, образующихся при растворении алюминия в электрокоагуляторе.

Задачей изобретения является повышение качества обеззараживания вод.

Техническим результатом является создание простой конструкции устройства, реализующего гидравлический удар и электрическое поле переменной напряженности в кольцевом канале корпуса, губительно действующих на патогенные организмы.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве для обеззараживания воды, включающем электроизолированный корпус, цилиндрические коаксиально установленные катод и анод, перфорированную трубку, контактные поверхности электродов выполнены в виде гофр, совпадающих относительно друг друга выступами и впадинами, причем к выступам гофр подведены радиальные каналы для подачи пара от перфорированной трубки, расположенной по центральной оси полого анода, попеременное сужение и расширение кольцевого канала, по которому движется жидкость, достигаемое гофрированной поверхностью электродов, формирует чередование зон с высоким и низким давлением и вызывает кавитационный эффект в расширенной зоне, т.е. "схлопывание" пузырьков насыщенного пара, выбрасываемого через радиальные каналы анода, в результате чего в жидкости создается гидравлический удар, губительно действующий на патогенные микроорганизмы.

Кроме того, положительным является создание переменной напряженности Е в кольцевом гофрированном канале вследствие изменения его сечения (диаметра) по длине E U/d где U напряжение на электродах; d расстояние между электродами. Поскольку это расстояние переменное, величина напряженности Е при постоянном напряжении на электродах U однозначно определяется величиной d и изменяется с ее изменением, создавая в жидкости по длине ее канала переменные электрические поля, оказывающие разрушительное воздействие на микроорганизмы.

Дополнительные градиенты напряженности, усиливающие эффект обеззараживания создают, благодаря барботированию пузырьков насыщенного пара в жидкость, изменяющих сопротивление ее слоя в зазоре между электродами (что равносильно изменению d) при насыщении ими канала и последующем "схлопывании", а также при подаче пузырьков в жидкость в пульсационном режиме.

Проведенный анализ техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах предлагаемого изобретения, позволил установить, что не обнаружен аналог, характеризующийся признаками предлагаемого, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в предлагаемом объекте, следовательно, изобретение соответствует требованию "новизна".

Для проверки соответствия предлагаемого изобретения требованию изобретательского уровня проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками предлагаемого изобретения, результаты которого показывают, что предлагаемое не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками предлагаемого изобретения преобразований на достижение технического результата. Следовательно, изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

На чертеже изображено устройство для обеззараживания воды.

Устройство состоит из электроизолированного корпуса-катода 1 с гофрированной внутренней поверхностью, полого анода 2, установленного коаксиально корпусу, имеющего гофрированную наружную поверхность, причем выступы и впадины гофр анода и катода совпадают, перфорированной трубки 3, расположенной внутри полого анода и подводящей пар по радиальным каналам 4 в аноде к его выступам в кольцевой зазор между электродами.

Устройство работает следующим образом.

Жидкость, подлежащая обеззараживанию, подается в кольцевой канал переменного сечения, образованного катодом 1 и анодом 2. Пар подается по перфорированной трубке 3 и выбрасывается в жидкость в виде пузырьков через радиальные каналы 4 в зону большой скорости движения жидкости (вследствие сужения кольцевого канала в этом месте) и малого давления. Попадая затем вместе с жидкостью в зону расширения, т. е. в зону высокого давления, пузырьки "схлопываются", создавая гидравлический удар. Этот процесс повторяется в каждой зоне сужения канала (вершины гофр) и расширения (впадины гофр), разрушая патогенные организмы.

Переменное сечение кольцевого канала по его длине способствует образованию переменных электрических полей, губительно воздействующих на жидкость.

Таким образом, выполнение контактных поверхностей электродов в виде гофр, совпадающих относительно друг друга вершинами и впадинами, образующих кольцевой канал переменного сечения, обеспечивает двойной эффект воздействия на обеззараживаемую жидкость: гидравлический удар, вызываемый схлопыванием пузырьков при перепаде давлений в зонах сужения и расширения и переменное электрическое поле, образуемое градиентом напряжений по длине канала, благодаря изменяющемуся расстоянию между электродами. Совместное воздействие этих факторов обеспечивает высокое качество обеззараживания вод от патогенных микроорганизмов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ, включающее электроизолированный корпус, цилиндрические коаксиально установленные электроды, причем внутри центрального электрода размещена трубка с радиальными каналами, отличающееся тем, что контактные поверхности электродов выполнены в виде гофр, совпадающих относительно друг друга выступами и впадинами, в центральном электроде выполнены радиальные каналы, соединенные с каналами трубки и направленные к выступам гофр, причем трубка снабжена средством для подвода пара.

РИСУНКИ

Рисунок 1