Способ получения питьевой воды и охлажденного воздуха из льда

 

Способ заключается в том, что первоначально размещают брус льда в стационарном ледоприемнике, где осуществляют его разделку на куски льда, которые затем транспортируют и размещают в устройстве с системой решеток, размещенных в следующем порядке: верхняя решетка, на которую поступают куски льда, - с самыми большими ячейками, и следующие - с уменьшением ячеек, где потоки горячего воздуха, подаваемого под давлением, проходят сквозь куски льда, расположенные на решетках, растапливая лед, а полученные при этом воду и охлажденный воздух выводят из устройства. Решетки выполнены из полых труб с отверстиями, через которые в камеру подается горячий воздух. Для дальнейшего охлаждения воздуха используют, по крайней мере, два устройства, где полученный охлажденный воздух первого устройства вводят во второе устройство для растапливания кусков льда. Техническим результатом является создание способа получения пресной воды и охлажденного воздуха из больших массивов льда с минимальными трудовыми и энергетическими затратами. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам получения пресной воды из льда и попутного охлажденного воздуха.

Известен способ получения пресной воды из льда (заявка FR 2384071), предусматривающий отделение льда из общего массива и нагрев его до перехода в жидкую фазу.

Недостатками способа являются его низкая производительность и большие расходы трудовых и энергетических затрат.

Наиболее близким к заявленному устройству является способ получения питьевой воды и охлажденного воздуха из льда, включающий растапливание льда путем обдува горячим воздухом ("Достижения и современные проблемы развития науки в Дагестане: тезисы докладов Международной научной конференции, посвященной 275-летию РАН и 50-летию ДНЦ РАН", 21-25 мая 1999 г. (Естественные науки), Махачкала, РАН ДНЦ, 14.05.1999, с. 86).

Целью настоящего изобретения является создание способа получения пресной воды из больших массивов льда с минимальными трудовыми и энергетическими затратами.

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения питьевой воды и охлажденного воздуха из массива льда, включающему растапливание льда путем обдува горячим воздухом, первоначально размещают брус льда в стационарном ледоприемнике, где осуществляют его разделку на куски льда, которые затем транспортируют и размещают в устройстве с системой решеток, размещенных в следующем порядке: верхняя решетка, на которую поступают куски льда, - с самыми большими ячейками, и следующие - с уменьшением ячеек, где потоки горячего воздуха, подаваемого под давлением, проходят сквозь куски льда, расположенные на решетках, растапливая лед, а полученные при этом воду и охлажденный воздух выводят из устройства. Решетки выполнены из полых труб с отверстиями, через которые в камеру подается горячий воздух. Для дальнейшего охлаждения воздуха используют, по крайней мере, два устройства, где полученный охлажденный воздух первого устройства вводят во второе устройство для растапливания кусков льда.

Данный способ предлагается в развитие технологий добычи, транспортировки и доставки льда. После разгрузки многотысячетонных брусьев льда, привезенных судами-ледовозами (патент RU 2145562 и RU 2145290), в порту назначения, через специализированный причал, они поступают на обработку в специальные сооружения, называемые стационарными ледоприемниками.

Способ является заключительным этапом технологии доставки многотысячетонных брусов льда из высоких широт земного шара. Данная технология не имеет аналогов, так как человечество никогда не использовало созданный природой в высоких широтах лед крупногабаритных размеров для промышленного получения воды и охлажденного воздуха. Нами введено понятие "стационарный ледоприемник" (Вестник ДНЦ РАН, N 6, 2000): "Вытащенный из воды брус льда попадает в специальный желоб, по которому направляется в расположенный поблизости от берега "стадион-ледоприемник" с прозрачной крышей... Здесь возможны различные конструкции стационарных ледоприемников в зависимости от планируемой пропускной способности и варианты получения охлажденного воздуха и воды".

Поскольку речь идет о многотысячетонных брусах льда с габаритными размерами в десятки и сотни метров, то и помещение для их размещения перед обработкой по размерам и формам соответствует сооружению-стадиону. То есть это сооружение с высокими стенами, с прозрачной крышей, с входами и выходами. Новое и взятое в кавычки словосочетание "стадион-ледоприемник" или "стационарный ледоприемник", введено нами как новое понятие, означающее новое функциональное назначение сооружения, которое только по внешним формам и размерам ассоциируются с уже известной конструкцией стадиона с прозрачной крышей. Крыша в "стадионе-ледоприемнике" выполняет две главные функции. Во-первых, она изолирует брусы льда от наружного горячего воздуха, тем самым предотвращая образование линии соприкосновения наружного горячего воздуха и уже охлажденного воздуха, образовавшегося вокруг брусов льда. Как известно, такое соприкосновение рождает смерчи, атмосферные фронты и изменение погоды. Это вполне реально, так как возможны ситуации, когда в одном месте могут накапливаться для дальнейшей переработки сотни тысяч и миллионы тонн льда. Исходя из вышесказанного, понятно требование экологов об обязательной изоляции брусов льда от наружного воздуха. Этим требованиям соответствует предлагаемая нами конструкция "стадиона-ледоприемника" - стационарного ледоприемника. Крыша ледоприемника предохраняет брусы льда от атмосферных осадков, пыли и т.д. Во-вторых, крыша позволяет использовать по назначению образовавшийся во всем объеме стационарного ледоприемника охлажденный воздух. А выполнение крыши прозрачной позволяет использовать дополнительно тепло солнечных лучей для растапливания льда.

Одним из главных требований данной технологии получения изо льда воды и охлажденного воздуха является ее приемлемая стоимость. На заключительном этапе это достигается тем, что для растапливания льда используют атмосферный воздух тропиков. То есть стационарные ледоприемники располагают в субтропических, экваториальных и околоэкваториальных районах земного шара, где температура воздуха достигает 30-60oC и его использование для растапливания льда становится эффективным. Подавая этот атмосферный горячий воздух в устройство для растапливания льда, добиваемся требуемого результата с наименьшими затратами. Однако это не исключает возможности предварительного прогрева воздуха перед подачей его в устройство для обдува льда.

Доставленный брус льда подвергается разделке на мелкие куски. Далее они транспортируются в специальные устройства бункерного типа, куда извне поступают потоки горячего воздуха. Проходя сквозь массу льда, они растапливают его. При этом образуется талая вода, а сам воздух охлаждается.

Разделка многотысячетонных брусов льда на мелкие куски осуществляется различными механизмами, используемыми в горнодобывающей промышленности, например, горными комбайнами. При необходимости уменьшить размеры получаемых кусков льда, они подвергаются дроблению уже также известными техническими устройствами, например дробилками.

Для реализации данного способа предлагается следующий вариант устройства. Устройство представляет собой сооружение бункерного типа, в котором происходит растапливание поступающих по трубопроводам кусков льда путем обдува их потоками горячего воздуха, которые поступают под определенным давлением. Устройство содержит систему решеток, размещенных в следующем порядке: самая верхняя решетка, на которую поступают куски льда, - с самыми большими ячейками. Ниже расположена решетка с ячейками меньшего размера и т. д. Куски льда попадают на самую верхнюю решетку, происходит их обдув снизу горячим воздухом. Куски льда тают, при этом их размеры уменьшаются до тех пор, пока они сквозь ячейки решетки не упадут на следующую решетку с ячейками поменьше. Под действием горячего воздуха они уменьшаются снова и падают на следующую решетку с еще более мелкими ячейками и т.д. Система решеток рассчитана так, чтобы куски льда, проходя от верхней решетки до нижней, полностью растаяли и превратились в воду. Решетки могут быть сделаны из полых труб с отверстиями, через которые вдувается горячий воздух. Это позволит оптимизировать процесс таяния льда и добиться более равномерного и глубокого охлаждения воздуха. Далее образовавшаяся вода выводится по назначению. Потоки горячего воздуха, проходя сквозь массу льда, расположенного на решетках, охлаждаются, и полученный охлажденный воздух выводится по назначению.

Формула изобретения

1. Способ получения питьевой воды и охлажденного воздуха из массива льда, включающий растапливание льда путем обдува горячим воздухом, отличающийся тем, что первоначально размещают брус льда в стационарном ледоприемнике, где осуществляют его разделку на куски льда, которые затем транспортируют и размещают в устройстве с системой решеток, размещенных в следующем порядке: верхняя решетка, на которую поступают куски льда, - с самыми большими ячейками, и следующие - с уменьшением ячеек, где потоки горячего воздуха, подаваемого под давлением, проходят сквозь куски льда, расположенные на решетках, растапливая лед, а полученные при этом воду и охлажденный воздух выводят из устройства.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что решетки выполнены из полых труб с отверстиями, через которые в камеру подается горячий воздух.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для дальнейшего охлаждения воздуха используют, по крайней мере, два устройства, где полученный охлажденный воздух первого устройства вводят во второе устройство для растапливания кусков льда.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения пресной воды из льда и попутного охлажденного воздуха

Изобретение относится к водоснабжению

Изобретение относится к способам получения пресной воды из льда

Изобретение относится к водоснабжению и предназначено для получения воды из снега

Изобретение относится к ледотехнике и касается способа растапливания льда в теплообменной камере

Изобретение относится к устройствам для снегозадержания

Изобретение относится к области водоснабжения и касается передвижной установки для получения воды из снега и льда

Изобретение относится к водоснабжению

Изобретение относится к области обеспечения безопасной эксплуатации добычных платформ в арктических морях, а более конкретно к способам и средствам воздействия на айсберги с целью предотвращения их столкновений со стационарными или плавающими добычными комплексами

Изобретение относится к способам и средствам воздействия на айсберги с целью предотвращения их столкновений со стационарными или плавающими добычными комплексами

Изобретение относится к способам получения воды путем таяния снега и (или) льда. Погрузочным устройством осуществляется подача снега и (или) льда в приемный бункер камеры таяния. В бункере снег и (или) лед тщательно измельчают. За счет шнека и сил гравитации измельченная масса продвигается в камеру таяния. По мере движения вниз вдоль подогретых стенок камеры масса частично превращается в воду под воздействием выходящих из регистров газов. Далее снеговодяная смесь попадает на ряды разогретых регистров и окончательно превращается в воду. Регистры расположены, по крайней мере, на трех уровнях, под углом друг к другу и образуют подобие решеток. Талая вода проходит первичную очистку гидроциклонами и глубокую очистку ультрафильтром, микрофильтром, адсорбером и в ультрафиолетовом блоке. Обеспечивается повышение эффективности способа получения воды из снега и (или) льда и совершенствование процесса очистки воды, полученной в камере таяния. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к овощеводству, и может применяться в специализированных и фермерских хозяйствах, также на приусадебных и дачных участках при возделывании овощных и бахчевых культур как в открытом, так и в закрытом грунте. Изобретение осуществляется следующим образом. Из мокрой и тяжелой массы снега, накопившейся вне территории посевного поля, формируют прессованные брикеты 1. Рядом с посевным полем выполняют углубление и застилают его пленкой 2 из влагонепроницаемого материала. Прессованные брикеты 1 укладывают (штабелируют) на пленке 2, образуя бурт круглой или прямоугольной формы. Затем бурт укрывают термоизоляционным материалом 3, чтобы изолировать от действия окружающего воздуха. Меняя толщину или площадь покрытия термоизоляционного материала 3, регулируют скорость таяния брикетов 1. Рядом с буртом, на стороне посевного поля, располагают емкость 4 для накопления талой воды 6, образующейся при постепенном оттаивании брикетов 1. Емкость 4 по уровню расположена ниже дна углубления в почве, чтобы талая вода, собираемая на пленке 2, самотеком стекала в емкость 4. Рядом с емкостью 4 расположен резервуар 9 для хранения талой воды. Резервуар 9 по высоте расположен выше уровня емкости 4 для накопления талой воды 6. Талая вода 6 по мере ее накопления в емкости 4 перекачивается в резервуар 9. Из резервуара 9 талая вода самотеком по временной системе трубопроводов стекает к растениям для орошения. Все элементы системы - бурт, емкость, резервуар - расположены в высшей по уклону точке на краю 8 поля 7, чтобы эффективно использовать естественный уклон для орошения. Технический эффект заключается в расширении зоны возделывания сельскохозяйственных и особенно овощных и бахчевых культур и повышении их урожайности и качества (полезности), снижении себестоимости выращивания за счет регулируемого орошения их талой водой в течение всего вегетационного периода, а также улучшении здоровья потребителей за счет переноса полезных свойств талой воды при потреблении продукции, выращенной путем орошения талой водой. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам водообеспечения, в частности к средствам получения воды из снега и/или льда. Устройство для получения воды из снега и/или льда включает загрузочный бункер, камеру таяния, системы подачи топлива, воздуха и удаления отработанных газов. В загрузочном бункере расположены кулачковые горизонтальные вальцы. В камере таяния расположены вертикальный шнек и кольцевой трубопровод с форсунками в ее верхней части. В средней части камеры таяния находятся наклонные и вертикальные регистры – теплообменники. В нагревательной камере находятся наклонные и вертикальные регистры и насос подачи нагретой воды в кольцевой трубопровод. Достигаемый технический результат заключается в повышении производительности устройства не менее чем в полтора раза, сокращении расхода топлива на единицу получаемой воды, а также повышении надежности и безопасности при эксплуатации устройства. 4 ил.

Изобретение относится к средствам водообеспечения, а более конкретно - к средствам получения воды из снега и (или) льда. Переносная установка для получения воды из снега и (или) льда включает загрузочный бункер и камеру таяния. Во внутренней полости камеры таяния, имеющей теплоизлучающий слой, по центру расположена вертикально вращающаяся жаровая труба. Внутри жаровой трубы размещены горизонтальные и вертикальные перфорированные перегородки. При этом жаровая труба изготовлена как одно целое со шнеком, имеющим полые двухзаходные спирали. Изобретение обеспечивает повышение эффективности получения воды путем совершенствования процесса плавления, позволяет повысить производительность установки, получаемую с единицы объема камеры таяния, в 2 раза и сократить расход топлива на единицу получаемой воды в 3 раза. 3 ил.

Изобретение относится к способам получения пресной воды из льда и попутного охлажденного воздуха

Наверх