Устройство для обработки воды
Изобретение относится к ультразвуковой дезинтеграции жидких сред, в частности воды и водных растворов, и может быть использовано в жилищно-коммунальном хозяйстве на водозаборах и водостоках, а также в пищевой, фармацевтической, химической и парфюмерной промышленности для получения чистой воды. Устройство для обработки воды содержит рабочую камеру в форме прямого параллелепипеда с подводящим и отводящим патрубками, на боковых гранях которого закреплены плоские ультразвуковые преобразователи. Механизм подачи воды под давлением закреплен в верхней части рабочей камеры и выполнен в виде центробежного насоса, ротор и статор которого имеют отверстия, совмещаемые при вращении ротора. Статор относительно боковых граней рабочей камеры подпружинен, а нижнее основание рабочей камеры выполнено в виде плоского экрана из материала, отражающего ультразвук. Технический результат состоит в обеспечении высокой интенсивности ультразвукового поля при значительном снижении энергоемкости процесса. 1 ил.
Изобретение относится к ультразвуковой дезинтеграции жидких сред, в частности воды и водных растворов, и может быть использовано в жилищно-коммунальном хозяйстве на водозаборах и водостоках, а также в пищевой, фармацевтической, химической и парфюмерной промышленности для получения чистой воды.
Известно устройство для обработки воды, содержащее рабочую камеру с подводящим и отводящим патрубками, в которой закреплены ультразвуковые преобразователи и механизм подачи воды в рабочую камеру под давлением, причем рабочая камеры выполнена цилиндрической, ультразвуковые преобразователи выполнены твердотельными и закреплены в основаниях рабочей камеры (см. описание изобретения к патенту РФ №2254912, заявл. 16.06.2004, опубл. 27.06.2005, по кл. B01J 19/10).
Недостатком данного устройства является то, что размещение твердотельных ультразвуковых преобразователей в основаниях цилиндрической рабочей камеры требует значительного количества энергии для интенсификации процесса обработки воды в потоке и эффективной ее очистки.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому (прототипом) является устройство для обработки воды, содержащее рабочую камеру в форме прямого параллелепипеда с подводящим и отводящим патрубками, на боковых гранях которого закреплены плоские ультразвуковые преобразователи и механизм подачи воды в рабочую камеру под давлением (см. описание изобретения к патенту РФ №2221634, заявл. 01.04.2002, опубл. 20.01.2004, по кл. B01F 11/02).
Недостатком данного устройства является то, что обработка воды в потоке ультразвуковыми преобразователями, закрепленными на боковых гранях прямого параллелепипеда также требует значительного количества энергии для интенсификации процесса и эффективной обработки воды.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в том, чтобы создать такое устройство для обработки воды, которое бы позволило обеспечить высокую интенсивность ультразвукового поля при значительном снижении энергоемкости процесса.
Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для обработки воды, содержащем рабочую камеру в форме прямого параллелепипеда с подводящим и отводящим патрубками, на боковых гранях которого закреплены плоские ультразвуковые преобразователи и механизм подачи воды в рабочую камеру под давлением, согласно изобретению механизм подачи воды под давлением закреплен в верхней части рабочей камеры и выполнен в виде центробежного насоса, ротор и статор которого имеют отверстия, совмещаемые при вращении ротора, причем статор относительно боковых граней рабочей камеры подпружинен, а нижнее основание рабочей камеры выполнено в виде плоского экрана из материала, отражающего ультразвук.
Выполнение механизма подачи воды в рабочую камеру под давлением в виде центробежного насоса, ротор и статор которого имеют отверстия, совмещаемые при вращении ротора, позволяет распылить подаваемую в рабочую камеру воду, создать пульсирующий поток водовоздушной смеси и распределить его по всему объему рабочей камеры, а установка статора относительно боковых граней рабочей камеры подпружиненным и выполнение нижнего основания рабочей камеры в виде плоского экрана из материала, отражающего ультразвук, позволяет дополнительно получить мощные ультразвуковые колебания во внутренней полости рабочей камеры.
Сущность изобретения поясняется описанием его конструкции и чертежом, где, схематично изображено устройство для обработки воды.
Устройство для обработки воды содержит рабочую камеру 1 в форме прямого параллелепипеда с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками. На боковых гранях правильного параллелепипеда закреплены плоские ультразвуковые преобразователи 4, в частности пьезоэлектрические. В верхней части рабочей камеры установлен механизм подачи воды под давлением, выполненный в виде центробежного насоса, ротор 5 и статор 6 которого имеют отверстия 7, совмещаемые при вращении ротора 5. Ротор 5 снабжен приводом (не показан), а статор 6 относительно боковых граней рабочей камеры 1 подпружинен. Нижнее основание 8 рабочей камеры 1 выполнено в виде плоского экрана из материала, отражающего ультразвук, например из нержавеющей стали.
Устройство работает следующим образом.
Включают привод вращения ротора 5 центробежного насоса и через подводящий 2 патрубок под высоким давлением подают воду в рабочую камеру 1. При вращении ротора 5 его отверстия 7 или совмещаются с отверстиями 7 статора 6, или перекрываются статором 6. Создается пульсирующий поток. Подпружиненный относительно боковых граней камеры 1 статор 6 под воздействием пульсирующего потока совершает колебательные движения. Изменяя количество отверстий, их диаметр и расположение, а также скорость вращения ротора, возбуждают мощные ультразвуковые колебания, перпендикулярно направленные потоку ультразвуковых колебаний, создаваемых плоскими ультразвуковыми преобразователями 4, закрепленными на боковых гранях рабочей камеры 1.
В рабочей камере 1 достигается максимальная интенсивность ультразвукового поля за счет наложения волн при многократном отражении от нижнего основания 8 рабочей камеры 1 и боковых граней прямого параллелепипеда. При наложении ультразвукового поля высокой интенсивности на водовоздушную смесь происходит ее полное обеззараживание.
Ультразвуковая обработка воды позволяет обеззаразить ее путем механического разрушения оболочек находящихся в воде микробных тел энергией ультразвука. А воздействие ультразвука на воду, находящуюся в распыленном состоянии, значительно снижает энергоемкость процесса. Кроме того, совмещение в устройстве излучателей механического возбуждения ультразвуковых колебаний за счет прерывания струй жидкости и электрических ультразвуковых преобразователей, в частности пьезоэлектрических, также снижает энергоемкость процесса обработки воды.
Полученная в процессе ультразвуковой очистки водовоздушная смесь отводится из устройства через отводящий 3 патрубок. Далее обработанная вода поступает в систему фильтрации для осветления (не показано).
Заявляемое устройство для очистки воды по сравнению с прототипом позволяет обеспечить высокую интенсивность ультразвукового поля при значительном снижении энергоемкости процесса.
Устройство для обработки воды, содержащее рабочую камеру в форме прямого параллелепипеда с подводящим и отводящим патрубками, на боковых гранях которого закреплены плоские ультразвуковые преобразователи, и механизм подачи воды в рабочую камеру под давлением, отличающееся тем, что механизм подачи воды под давлением закреплен в верхней части рабочей камеры и выполнен в виде центробежного насоса, ротор и статор которого имеют отверстия, совмещаемые при вращении ротора, причем статор относительно боковых граней рабочей камеры подпружинен, а нижнее основание рабочей камеры выполнено в виде плоского экрана из материала, отражающего ультразвук.
