Водоочиститель


 


Владельцы патента RU 2424191:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды. Устройство включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде 1 зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой 2, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом 11, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола 9 и талой питьевой воды 12, расположенные в нижней части сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды 3 в виде кольца 4 с резьбой на внутренней поверхности и с зубчатым приводом вращения 6 на наружной поверхности, а также разобщающее устройство 7 в виде трубы с кольцевой режущей частью. В зоне замораживания воды стенки продольного сосуда 1 выполнены на конус с увеличением диаметра по мере приближения к разобщающему устройству 7. Кроме того, конус составляет от 2 до 5 мм на 100 мм длины сосуда. Технический результат - повышение производительности и степени чистоты воды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды.

Известно устройство для очистки воды, включающее расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда (FR 2858607 А1, 11.02.2005).

Недостатком таких устройств является недостаточно качественная очистка воды, связанная с технологической сложностью осуществления процесса охлаждения и нагрева.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является водоочиститель для получения талой питьевой воды, включающий расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды в виде кольца с резьбой на внутренней поверхности и с зубчатым приводом вращения на наружной поверхности, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью (патент RU №2368571, C02F 1/22, Б.И. №27, 2009)

Недостатком известного водоочистителя является низкая производительность из-за конструктивного несовершенства зоны замораживания. У известного устройства стенки сосуда в зоне замораживания имеют цилиндрическую форму, что создает дополнительное сопротивление о стенки при смещении замороженного стержня, так как при замораживании происходит расширение его диаметра по мере надвижения на разобщающее устройство, что снижает производительность и степень очистки известного водоочистителя.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности и степени чистоты воды.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом техническом решении, включающем расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды в виде кольца с резьбой на внутренней поверхности и с зубчатым приводом вращения на наружной поверхности, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью, согласно изобретению в зоне замораживания воды стенки продольного сосуда выполнены на конус с увеличением диаметра по мере приближения к разобщающему устройству. Кроме того, конус составляет от 2 до 5 мм на 100 мм длины сосуда.

Выполнение стенок продольного сосуда в зоне замораживания воды на конус с увеличением диаметра по мере приближения к разобщающему устройству снижает силы сопротивления, возникающие между стенками продольного сосуда и перемещающегося замораживаемого непрерывно стержня из-за его природного расширения при низкой температуре. Размеры конуса от 2 до 5 мм на 100 мм длины сосуда обеспечивают оптимальную работу приводного устройства и наименьшую силу трения между стенками продольного сосуда и окончательно замороженным стержнем, что повышает качество очистки и производительность.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором

приведена схема работы водоочистителя с основными элементами конструкции устройства.

Водоочиститель содержит продольный сосуд 1 из нержавеющего материала, в зоне замораживания воды которого установлена кольцевая морозильная камера 2, за ней смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня 3, выполненное в виде кольца 4 с резьбой 5 на внутренней поверхности, входящей в зацепление с замороженным стержнем 3 в продольном сосуде 1. Наружная поверхность кольца 4 имеет зубчатый привод вращения 6 (например, посредством понижающего редуктора с электродвигателем). В зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня 3 разобщающее устройство в виде трубы 7, которая на входе имеет режущую часть в виде зубчатого венца 8, а на выходе - расширяющийся профиль, образующий выходной патрубок 9 для удаления примесей в виде рассола в канализацию 10. В зоне перехода воды из твердого состояния в жидкое расположен кольцевой нагревательный элемент 11. Для вывода талой воды имеется патрубок 12, напротив которого расположены емкости 13 для сбора готового продукта. В зоне замораживания воды внутренняя стенка продольного сосуда 1 выполнена на конус 14 с увеличением диаметра по мере приближения к разобщающему устройству. Размер конуса составляет от 2 до 5 мм на 100 мм длины сосуда.

Для подачи воды в водоочиститель используют конструкции устройств с регуляторами 15.

Принцип работы устройства заключается в непрерывном производстве талой воды по временной и температурной схеме, повторяющей процесс образования талой воды в природе. Слишком быстрое замораживание не позволит очистить воду от вредных примесей, а слишком быстрое размораживание приводит к нарушению структурирования талой воды, в результате чего свойство биологической активности будет сведено к нулю.

Вода, например, водопроводная подается в сосуд 1, где посредством кольцевой морозильной камеры 2 замораживается в медленном темпе, при котором промежутки между ледяными кристаллами заполняются новыми кристаллами, а раствор солей и других вредных веществ в воде (то есть рассол) успевает вытечь из межкристаллических промежутков и сосредоточиться в центральной части замороженного стержня 3. При этом замороженный стержень 3 посредством резьбы 5 на вращающемся вокруг своей оси (от зубчатого привода вращения 6) кольце 4 непрерывно надвигается на режущую часть 8 трубы 7, за счет чего происходит механическое отделение примесей в виде рассола (типа утрамбованного снега) от чистого льда. Отделенные примеси по выходному патрубку 9 поступают в канализацию 9. По мере замораживания воды происходит формирование замороженного стержня 3, диаметр которого по мере понижения температуры увеличивается согласно природным законам. Наличие конуса на внутренней части продольного сосуда 1 компенсирует при этом изменение размеров стержня 3 и снижает тем самым сопротивление от трения его наружной поверхности о стенки сосуда. Замороженный стержень 3 надвигают на кольцевой нагревательный элемент 11, что позволяет производить размораживание льда с образованием активной питьевой воды, имеющей упорядоченную структуру, сходную со строением талой воды. По патрубку 12 талая вода поступает в емкости 13.

Для подачи необходимого количества воды в водоочиститель используют регулятор 15.

Температурный режим работы морозильной камеры 2 и кольцевого нагревательного элемента 11 устанавливают экспериментально, в зависимости от габаритных размеров водоочистителя. При правильном выборе температурного режима замораживание воды происходит с образованием белой окраски в центральной части стержня 3, что является основным контрольным параметром правильной работы водоочистителя.

Процентное соотношение массы получаемой талой воды к общей массы воды составляет 50-70%, а весь процесс от начала загрузки сырой воды и выхода этой воды в виде талой занимает не менее 12-18 часов. Производительность предлагаемого водоочистителя зависит от его габаритных размеров и составляет для объема 2-4 л 12 часов, для объема 5-8 л - 24 часа.

Предлагаемая конструкция водоочистителя позволяет повысить производительность за счет снижения сопротивления от трения замороженного стержня о стенки продольного сосуда, увеличить степень очистки (в 2-4 раза) из-за исключения возможности смешивания талой воды с примесями (рассолом).

1. Водоочиститель для получения талой питьевой воды, включающий расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды в виде кольца с резьбой на внутренней поверхности и с зубчатым приводом вращения на наружной поверхности, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью, отличающийся тем, что в зоне замораживания воды стенки продольного сосуда выполнены на конус с увеличением диаметра по мере приближения к разобщающему устройству.

2. Водоочиститель по п.1, отличающийся тем, что конус составляет от 2 до 5 мм на 100 мм длины сосуда.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения сорбента для очистки воды подземных источников от избыточного содержания фтора. .

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено в качестве запорного вентиля для открытия, закрытия и регулирования потока газообразного хлора в хлоропроводе хлоратора, используемого для обеззараживания воды газообразным хлором.

Изобретение относится к дезинфекции жидкостей посредством облучения. .

Изобретение относится к комплексной, многостадийной очистке промышленных или сточных вод для получения на выходе воды заданного потребителем качества. .

Изобретение относится к комплексной, многостадийной очистке промышленных или сточных вод для получения на выходе воды заданного потребителем качества. .

Изобретение относится к комплексной, многостадийной очистке промышленных или сточных вод для получения на выходе воды заданного потребителем качества. .

Изобретение относится к комплексной, многостадийной очистке промышленных или сточных вод для получения на выходе воды заданного потребителем качества. .

Изобретение относится к комплексной, многостадийной очистке промышленных или сточных вод для получения на выходе воды заданного потребителем качества. .

Изобретение относится к комплексной, многостадийной очистке промышленных или сточных вод для получения на выходе воды заданного потребителем качества. .

Изобретение относится к области очистки промышленных, питьевых и сточных вод от вредных примесей, в том числе от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и органических загрязнений методом сорбции.
Изобретение относится к способам очистки сточных вод от ионов хрома (III) и может быть использовано в электротехнической, приборостроительной, машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности, где применяют соединения хрома для нанесения покрытий; в кожевенном производстве, имеющем хромсодержащие стоки, а также при решении проблем окружающей среды
Изобретение относится к способам очистки сточных вод от ионов хрома (III) и может быть использовано в электротехнической, приборостроительной, машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности, где применяют соединения хрома для нанесения покрытий; в кожевенном производстве, имеющем хромсодержащие стоки, а также при решении проблем окружающей среды

Изобретение относится к технологии сорбционной очистки сточных вод, может быть использовано для очистки сточных вод от фенолов в коксохимической, нефтеперерабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности

Изобретение относится к технологии сорбционной очистки сточных вод, может быть использовано для очистки сточных вод от фенолов в коксохимической, нефтеперерабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности

Изобретение относится к технологии сорбционной очистки сточных вод, может быть использовано для очистки сточных вод от фенолов в коксохимической, нефтеперерабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности

Изобретение относится к области очистки и обеззараживания воды
Изобретение относится к способу получения железосодержащего коагулянта из отработанных солянокислых и сернокислых травильных растворов сталепрокатных заводов и может быть применено в промышленной экологии и водоочистке

Изобретение относится к способу коагуляции примесей с их последующим осаждением, предназначенному для обработки воды, в котором неорганический коагулянт вводят в воду, такую как речная вода, дождевая вода и сточная вода технологических установок, подлежащую обработке на стадии микрофлоккуляции с целью укрупнения содержащихся в подлежащей обработке воде тонкодисперсных взвешенных частиц с образованием микрохлопьев и на стадии флоккуляции, на которой микрохлопья, контактируя с имеющимися хлопьями, объединяются с ними, вследствие чего хлопья, образовавшиеся на этих стадиях флоккуляции, осаждаются и отделяются в отстойнике с получением воды, обработанной способом осаждения

Изобретение относится к способу коагуляции примесей с их последующим осаждением, предназначенному для обработки воды, в котором неорганический коагулянт вводят в воду, такую как речная вода, дождевая вода и сточная вода технологических установок, подлежащую обработке на стадии микрофлоккуляции с целью укрупнения содержащихся в подлежащей обработке воде тонкодисперсных взвешенных частиц с образованием микрохлопьев и на стадии флоккуляции, на которой микрохлопья, контактируя с имеющимися хлопьями, объединяются с ними, вследствие чего хлопья, образовавшиеся на этих стадиях флоккуляции, осаждаются и отделяются в отстойнике с получением воды, обработанной способом осаждения
Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к способам детоксикации водоемов от загрязнений ароматическими углеводородами, в частности нитробензолом
Наверх