Способ получения очищенной жидкости
Изобретение относится к области обработки воды и может быть использовано для получения очищенной воды с более высокой интенсивностью процесса ее получения. Способ получения очищенной жидкости включает вакуумирование испарительной камеры, подачу очищаемой жидкости в кавитатор, в котором создают кавитационные пузырьки в очищаемой жидкости, и подачу очищаемой жидкости с кавитационными пузырьками в вакуумируемую испарительную камеру отдельными порциями. При подаче отдельной порции происходят мгновенные взрывы кавитационных пузырьков в вакуумируемой испарительной камере и мгновенное распыление жидкости в виде мельчайших капель, которые мгновенно с высокой интенсивностью превращаются в пар, пар подают в охладитель, где получают очищенную жидкость. Изобретение обеспечивает высокую интенсивность испарения и интенсифицирует процесс получения очищенной жидкости. 2 ил.
Предлагаемое техническое решение относится к области обработки воды и может быть использовано для получения очищенной воды с более высокой интенсивностью процесса ее получения.
Аналогичные технические решения известны, см., например, авторское свидетельство СССР №946573, в котором описан способ получения очищенной жидкости, техническая сущность которого заключается в следующем:
- подают очищаемую жидкость в кавитатор;
- создают кавитационные пузырьки в очищаемой жидкости;
- подают очищаемую жидкость с кавитационными пузырьками в испарительную камеру непрерывным потоком;
- преобразуют очищаемую жидкость в пар;
- подают пар в охладитель;
- преобразуют пар в жидкость;
- получают очищенную жидкость.
Общими признаками предлагаемого технического решения и вышеохарактеризованного технического решения являются следующие признаки:
- подают очищаемую жидкость в кавитатор;
- создают кавитационные пузырьки в очищаемой жидкости;
- подают очищаемую жидкость с кавитационными пузырьками в испарительную камеру;
- преобразуют очищаемую жидкость в пар;
- подают пар в охладитель;
- преобразуют пар в жидкость;
- получают очищенную жидкость.
Известно также аналогичное техническое решение, см. авторское свидетельство СССР №1111778, в котором описан способ получения очищенной жидкости, который выбран в качестве прототипа, техническая сущность которого заключается в следующем:
- подают очищаемую жидкость в кавитатор;
- создают кавитационные пузырьки в очищаемой жидкости;
- подают очищаемую жидкость с кавитационными пузырьками в испарительную камеру непрерывным потоком;
- преобразуют очищаемую жидкость в пар;
- подают пар в охладитель;
- преобразуют пар в жидкость;
- получают очищенную жидкость.
Общими признаками предлагаемого технического решения и прототипа являются следующие признаки:
- подают очищаемую жидкость в кавитатор;
- создают кавитационные пузырьки в очищаемой жидкости;
- подают очищаемую жидкость с кавитационными пузырьками в испарительную камеру;
- преобразуют очищаемую жидкость в пар;
- подают пар в охладитель;
- преобразуют пар в жидкость;
- получают очищенную жидкость.
Технический результат, который невозможно достичь ни одним из вышеохарактеризованных технических решений, заключается в исключении непрерывной подачи жидкости во внутреннюю полость испарительной камеры.
Причиной невозможности достижения технического результата, указанного выше, является то, что подача жидкости с кавитационными пузырьками в испарительную камеру осуществляется непрерывным потоком, что приводит к увеличению времени испарения жидкости (преобразования жидкости в пар), так как непрерывный поток такой жидкости «заливает» поверхность теплонагревателя и замедляет процесс испарения жидкости (преобразования жидкости в пар), что, в свою очередь, не обеспечивает интенсифицирование процесса испарения жидкости.
Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что задача по созданию средств для получения очищаемой жидкости, позволяющих интенсифицировать процесс получения очищенной жидкости, является актуальной на сегодняшний день.
Технический результат, указанный выше, достигается способом получения очищаемой жидкости, заключающимся в том, что подают очищаемую жидкость в кавитатор, создают кавитационные пузырьки в очищаемой жидкости, подают очищаемую жидкость с кавитационными пузырьками в испарительную камеру, преобразуют очищаемую жидкость в пар, подают пар в охладитель, преобразуют пар в жидкость и получают очищенную жидкость, при этом осуществляют вакуумирование испарительной камеры и подают очищаемую жидкость с кавитационными пузырьками в вакуумируемую испарительную камеру порциями.
Вакуумирование испарительной камеры и подача в нее очищаемой жидкости с кавитационными пузырьками отдельными порциями позволяет, в процессе подачи очищаемой жидкости в кавитатор, создания в очищаемой жидкости кавитационных пузырьков и подачи очищаемой жидкости с кавитационными пузырьками в вакуумируемую испарительную камеру отдельными порциями, осуществлять мгновенные взрывы кавитационных пузырьков в вакуумной среде вакуумируемой испарительной камере и мгновенное распыление жидкости, которая попадая на внешнюю поверхность теплонагревателя вакуумируемой испарительной камеры в виде мельчайших капель, мгновенно с более высокой интенсивностью испаряется (преобразуется очищаемая жидкость в пар) и превращается в пар, который после охлаждения в охладителе преобразуется в жидкость. В результате чего с выхода охладителя получают очищенную жидкость и, тем самым, достигают получение вышеуказанного технического результата.
Проведенный анализ известных технических решений показал, что ни одно из них не содержит как всей совокупности существенных признаков, так и отличительных признаков предлагаемого технического решения, что позволило сделать вывод о наличии критериев патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».
Техническая сущность предлагаемого способа получения очищаемой жидкости заключается в следующем:
- осуществляют вакуумирование испарительной камеры;
- подают очищаемую жидкость в кавитатор;
- создают кавитационные пузырьки в очищаемой жидкости;
- подают очищаемую жидкость с кавитационными пузырьками в вакуумируемую испарительную камеру порциями;
- преобразуют очищаемую жидкость в пар;
- подают пар в охладитель;
- преобразуют пар в жидкость;
- получают очищенную жидкость.
Предлагаемый способ получения очищенной жидкости поясняется нижеследующим описанием и чертежами, где на фиг.1 представлено устройство для получения очищенной жидкости, а на фиг.2 - регулирующий клапан.
Предлагаемое устройство получения очищенной жидкости содержит:
- вакуумируемую испарительную камеру - 1, выполненную в виде вертикального цилиндрического корпуса с конусообразной нижней частью и крышки - 2, закрепленный на верхнем конце вертикального цилиндрического корпуса;
- теплонагреватель - 3, расположенный внутри вакуумируемой испарительной камеры - 1 и подсоединенный к источнику тепловой энергии (источник тепловой энергии и его подсоединение на чертеже не представлены);
- патрубок - 4 для создания вакуума во внутренней полости вакуумируемой испарительной камеры - 1 и одновременно являющийся патрубком для отвода пара из внутренней полости вакуумируемой испарительной камеры - 1, закрепленный своим корпусом в отверстии, выполненном в корпусе крышки - 2 вакуумируемой испарительной камеры - 1, расположенный своим входом во внутренней полости вакуумируемой испарительной камеры - 1 и подсоединенный своим выходом к входу вакуумного насоса - 5, подсоединенного своим выходом к входу охладителя - 6, который, в свою очередь, подсоединен своим выходом к входу водосборника - 7;
- патрубок - 8 для подачи очищаемой жидкости во внутреннюю полость вакуумируемой испарительной камеры - 1, закрепленный своим корпусом в отверстии, выполненном в корпусе крышки - 2 вакуумируемой испарительной камеры - 1, и расположенный своим выходом во внутренней полости вакуумируемой испарительной камеры - 1;
- регулирующий клапан - 9, подсоединенный своим выходом к входу патрубка - 8 для подачи очищаемой жидкости во внутреннюю полость вакуумируемой испарительной камеры - 1;
- схему управления, выполненную в виде электромагнита - 10, подсоединенного одним из концов своего якоря к концу (первый вход регулирующего клапана - 9), подпружиненного пружиной - 21 запорного органа - 20 регулирующего клапана - 9 относительно внутренней поверхности корпуса регулирующего клапана - 9 (см. фиг.2), электронного ключа - 11, подсоединенного своим информационным входом к одному из выводов обмотки (катушки) электромагнита - 10, подсоединенного, в свою очередь, другим своим выводом обмотки (катушки) электромагнита - 10 к другому выводу сети переменного напряжения и формирователя - 12 управляющих импульсов, подсоединенного своим выходом к управляющему входу электронного ключа - 11;
- кавитатор - 13, подсоединенный своим выходом ко второму входу регулирующего клапана - 9;
- насос - 14 высокого давления, подсоединенный своим выходом к входу кавитатора - 13, а входом к емкости - 15, заполненной, например, технической водой;
- патрубок - 16 для удаления примесей из внутренней полости вакуумируемой испарительной камеры - 1, закрепленный своим корпусом в отверстии, выполненном в корпусе нижней конусообразной части вакуумируемой испарительной камеры - 1, расположенный своим входом во внутренней полости вакуумируемой испарительной камеры - 1 и подсоединенный своим выходом через клапан - 17 к входу емкости для сбора примесей (емкость для сбора примесей на чертеже не представлена).
Регулирующий клапан - 9 (см. фиг.2) содержит:
- корпус - 18 регулирующего клапана - 9;
- входной патрубок - 19 для подачи жидкости во внутреннюю полость корпуса - 18 регулирующего клапана - 9, закрепленный своим корпусом в отверстии, выполненном в корпусе - 18 регулирующего клапана - 9, расположенный своим выходом во внутренней полости корпуса - 18 регулирующего клапана - 9 и подсоединенный своим входом к выходу кавитатора - 13 - второй вход регулирующего клапана - 9;
- патрубок - 8 для подачи жидкости во внутреннюю полость вакуумируемой испарительной камеры - 1, закрепленный своим корпусом в отверстии, выполненном в корпусе - 18 регулирующего клапана - 9, расположенный своим входом во внутренней полости корпуса - 18 регулирующего клапана - 9 и подсоединенный таким образом своим входом к выходу регулирующего клапана - 9;
- запорный орган - 20, расположенный внутри корпуса регулирующего клапана - 9, подпружиненный пружиной - 21 относительно внутренней поверхности корпуса - 18 регулирующего клапана - 9 и подсоединенный своим свободным концом к одному из концов якоря электромагнита - 10 (первый вход регулирующего клапана - 9).
В качестве электромагнита - 10 может быть использован электромагнит, опубликованный в «Политехническом справочнике», издательство «Советская энциклопедия», Москва, 1980 г., стр.613.
В качестве формирователя - 12 управляющих импульсов может быть использован формирователь, опубликованный в книге «Импульсные и цифровые устройства», Я.С.Ицхоки и Н.И.Овчинников, М., «Советское радио», 1972 г. стр.153.
В качестве электронного ключа - 11 может быть использован электронный ключ, опубликованный в книге «Интегральная электроника в измерительный устройствах», автор B.C.Гутников, издательство Ленинград «Энергоатомиздат», 1988 г. стр.157.
Предлагаемый способ получения очищенной жидкости можно пояснить, рассмотрев работу устройства для получения очищенной жидкости, приведенного на фиг.1.
В исходном состоянии регулирующий клапан - 9 и клапан - 17 находятся в закрытом состоянии.
Из внутренней полости вакуумируемой испарительной камеры - 1 посредством вакуумного насоса - 5 откачивают воздух, создавая таким образом вакуумную среду во внутренней полости вакуумируемой испарительной камеры - 1.
Подключают к теплонагревателю - 3 источник тепловой энергии и осуществляют нагрев теплонагревателя - 3.
Посредством насоса - 14 высокого давления на вход кавитатора - 13 подают, например, техническую воду и за счет зон высокого и низкого давления создают кавитационные пузырьки в поступившей в кавитатор - 13 технической воде.
Одновременно с этим подают напряжение питания на схему управления, в которой с помощью формирователя - 12 управляющих импульсов путем преобразования напряжения сети формируются управляющие импульсы с необходимой частотой следования, поступление которых на управляющий вход электронного ключа - 11 приводит к его срабатыванию и подаче сети переменного напряжения к выводам обмотки (катушки) электромагнита - 10. Электромагнит - 10 срабатывает и втягивает свой якорь внутрь обмотки (катушки), который, будучи подсоединенным одним из своих концов к концу подпружиненного пружиной - 21 запорного органа - 20 регулирующего клапана - 9 относительно внутренней поверхности регулирующего клапана - 9, увлекает за собой запорный орган - 20 регулирующего клапана - 9, сжимает пружину - 21 и открывает поступление первой порции очищаемой жидкости с кавитационными пузырьками во внутреннюю полость вакуумируемой испарительной камеры - 1, с выхода кавитатора - 13 через входной патрубок - 19, внутреннюю полость корпуса - 18 регулирующего клапана - 9 и через патрубок - 8 для подачи жидкости во внутреннюю полость вакуумируемой испарительной камеры - 1.
При отсутствии на управляющем входе электронного ключа - 11 управляющего импульса с выхода формирователя - 12 управляющих импульсов электронный ключ - 11 выключается, обесточивая обмотку (катушку) электромагнита - 10, якорь которого под действием пружины - 21 запорного органа - 20 регулирующего клапана - 9 возвращается в исходное состояние, а запорный орган - 20 регулирующего клапана - 9 перекрывает поступление очищаемой жидкости с кавитационными пузырьками во внутреннюю полость вакуумируемой испарительной камеры - 1. Поступившая порция очищаемой жидкости с кавитационными пузырьками в вакуумную среду внутренней полости вакуумируемой испарительной камеры - 1 приводит к мгновенному взрыву кавитационных пузырьков и мгновенному распылению очищаемой жидкости, которая, попадая в виде мельчайших капелек на нагретую внешнюю поверхность теплонагревателя - 3, мгновенно с более высокой интенсивностью испаряется и превращается в пар, который «отсасывается» вакуумным насосом - 5, одновременно создавая вакуумную среду в вакуумируемой испарительной камере - 1. С выхода вакуумного насоса - 5 пар поступает в охладитель - 6, где охлаждается и в виде очищенной жидкости поступает в водосборник - 7.
При поступлении с выхода формирователя - 12 управляющих импульсов следующего импульса на управляющий вход электронного ключа - 11 весь процесс повторяется.
По истечению определенного времени устройство для получения очищаемой жидкости выключают, открывают клапан - 17 и через патрубок - 16 для удаления примесей из внутренней полости вакуумируемой испарительной камеры - 1 удаляют примеси, которые были выделены из технической воды.
Таким образом, предлагаемый способ получения очищенной жидкости за счет подачи порций жидкости с кавитационными пузырьками в вакуумную среду внутренней полости вакуумируемой испарительной камеры, приводящей к мгновенному взрыву кавитационных пузырьков и мгновенному распылению жидкости в виде мельчайших капелек, поступающих на нагретую поверхность теплонагревателя, позволяет мгновенно с более высокой интенсивностью превратить мельчайшие капельки в пар, охлаждение которого обеспечивает получение очищенной жидкости с более высокой интенсивностью процесса ее получения.
Способ получения очищенной жидкости, заключающийся в том, что подают очищаемую жидкость в кавитатор, создают кавитационные пузырьки в очищаемой жидкости, подают очищаемую жидкость с кавитационными пузырьками в испарительную камеру, преобразуют очищаемую жидкость в пар, подают пар в охладитель, преобразуют пар в жидкость и получают очищенную жидкость, отличающийся тем, что осуществляют вакуумирование испарительной камеры, и подают очищаемую жидкость с кавитационными пузырьками в вакуумируемую испарительную камеру порциями.
