Устройство для получения талой воды


 


Владельцы патента RU 2507157:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к устройствам для получения талой воды, в частности для получения талой воды из морской методом вымораживания. Устройство включает корпус, в котором размещены термостатированная рабочая емкость с крышкой и отверстием для слива воды, внутри рабочей емкости находится сетка с магнитом с чередующимися полюсами и полой трубкой, ко дну рабочей емкости крепится биметаллическая пластина, контактирующая с фиксатором, шарнирно скрепленным с подпружиненным штоком, на которой крепится магнит с чередующимися полюсами. Средство для замораживания воды и таяния льда содержит несколько термоэлектрических элементов, установленных с наружной стороны рабочей емкости, опорные спаи которых состоят в тепловом контакте с проточным теплообменником. Устройство содержит электронный блок управления термоэлектрическим модулем, блок управления клапанами для слива воды, программный автомат и блок измерения температуры с датчиками температуры, причем программный автомат подключен к блоку управления клапанами, блоку измерения температуры и электронному блоку управления термоэлектрическим модулем. Контур охлаждения теплообменника проходит через емкость для приема очищенной талой воды и емкость для приема воды с примесями. Техническим результатом является снижение времени получения готового продукта, веса и габаритов устройства, а также снижение потребления электроэнергии и увеличение КПД установки путем оптимизации процесса работы термоэлектрических преобразователей. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для получения талой воды, в частности для получения талой воды из морской методом вымораживания.

Прототипом устройства является аппарат для очистки воды, описанный в [1].

Аппарат для очистки воды, включающий корпус, в котором размещены термостатированная рабочая емкость с крышкой и наклонным днищем с отверстием для слива воды, выполненная прямоугольной формы, средство для замораживания воды и таяния льда содержащего несколько термоэлектрических элементов, рабочие спаи которых приведены в тепловой контакт с боковой стенкой рабочей емкости, а опорные с радиатором. Устройство содержит электронный блок управления термоэлектрическим модулем, блок управления клапанами для слива воды, программный автомат и блок измерения температуры с датчиками температуры, причем программный автомат подключен к блоку управления клапанами, блоку измерения температуры и электронному блоку управления термоэлектрическим модулем, потребительскую емкость для приема талой очищенной воды, а также емкость для приема воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия, трубопроводы со средством для управления сливом воды и четыре нормально закрытых клапана, подсоединенных к сливному отверстию днища рабочей емкости, трубопроводы для слива воды дополнительно соединены между собой трубопроводом с фильтром тонкой очистки, также аппарат содержит сливные патрубки, которые установлены, соответственно, над потребительской емкостью и емкостью для приема воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия.

Недостатком данного устройства является громоздкость системы теплоотвода с опорных спаев, малая скорость очистки воды, а также высокое потребление электроэнергии.

Техническим результатом заявляемого изобретения является создание такого устройства для очистки воды, снижающее время получения готового продукта, веса и габаритов устройства, а также снижение потребления электроэнергии и увеличение КПД установки путем оптимизации процесса работы термоэлектрических преобразователей.

На рис. 1 изображена схема заявляемого устройства для получения талой воды.

Устройство включает корпус 1, в котором размещены термостатированная рабочая емкость 2 с крышкой 3 и отверстием 4 для слива воды, внутри рабочей емкости 2 находится сетка 5 с магнитом с чередующимися полюсами 6 и полой трубкой 7. Ко дну рабочей емкости 2 крепится биметаллическая пластина 8, контактирующая с фиксатором 9, шарнирно скрепленным с подпружиненным штоком 10, на котором крепится магнит с чередующимися полюсами 11. Шток 10 выполнен с возможностью горизонтального перемещения в корпусе. Средство для замораживания воды и таяния льда представляет собой термоэлектрический модуль 12 установленный с наружной стороны рабочей емкости 2, термоэлектрический модуль содержит термоэлектрические элементы 13, рабочие спаи которых приведены в тепловой контакт с внешней боковой поверхностью рабочей емкости 2, а опорные спаи состоят в тепловом контакте с проточным теплообменником 14, емкость 15 для приема талой очищенной воды и емкость 16 для приема концентрированного рассола. Трубопроводы 17 и 18 содержат управляемые вентили 19 и 20 и подсоединены к отверстию 4 днища рабочей емкости 2. Сливные патрубки трубопроводов 17 и 18 установлены соответственно над емкостью 15 для приема очищенной талой воды и емкостью 16 для приема концентрированного рассола. Циркуляционный насос 21 предназначен для циркуляции воды в контуре охлаждения. Контур охлаждения проходит через емкость для приема очищенной талой воды и емкость для приема воды с примесями и включает в себя циркуляционный насос 21, теплообменник 14 и радиатор 22 соединенные трубопроводами. Кроме того, устройство имеет блок 23 управления, включающий электронный блок 24 управления питанием термоэлектрических элементов 13 и циркуляционного насоса 21, блок 25 управления клапанами 19, 20, программный автомат 26 и блок 27 измерения температуры с датчиками 28 и 29 температуры, установленными соответственно на дне и боковой стенке рабочей емкости 2. Программный автомат 26 подключен к блоку 25 управления клапанами, блоку 27 измерения температуры и блоку 23 управления питанием термоэлектрических элементов 13 и циркуляционного насоса 21. Теплообменник 14 имеет отверстие с крышкой 30 выведенное на наружную поверхность устройства. Трубопровод 17 имеет в своем составе фильтр тонкой очистки 31. Теплообменник 14 имеет отверстие с крышкой 30 для залива воды в контур охлаждения слив воды при необходимости, из которого можно осуществлять через вентиль 34. Слив воды из емкости 15 для приема талой очищенной воды и емкости 16 для приема концентрированного рассола осуществляется через управляемые вентили 32 и 33 соответственно. В варианте выполнения устройства для бытовых нужд емкости 2, 15 и 16 имеют объем 1,5 литра.

Описание работы устройства

Устройство включают в электрическую сеть. Открывают крышку 3 и в рабочую емкость 2 заливают 1,2 литра морской воды, крышку 3 закрывают. Открывают крышку 30 и заливают воду в теплообменник 14, крышку 30 закрывают.

На пульте управления (на чертеже не показан) включают кнопку «Сеть», соединенную с электронным блоком 23 управления. Загорается индикация сети. Нажимают кнопку «Начать процесс». Программный автомат 26 в электронном блоке управления 23 выполняет следующий алгоритм работы устройства.

Электронный блок 24 управления питанием термоэлектрических элементов 13 и циркуляционного насоса 21 включает насос 21, далее включает термоэлектрические элементы 13 в режим охлаждения. Электронный блок управления 23 включает блок 27 измерения температуры посредством датчиков 28 и 29 температуры, установленных соответственно на дне и боковой стенке емкости 2. При достижении определенной температуры (+1 - 0°С) в емкости 2 биметаллическая пластина 8 нагибается, как показано на рис.1 и выходит из зацепления с фиксатором 9, при этом подпружиненный шток 10 перемещается и магнит 11 перемещается, относительно магнита 6 сетки 5 таким образом, что их одноименные полюса совпадают: в результате этого магнит 6 отталкивается от магнита 11 и сетка 5 всплывает, этому способствует и полая трубка 7. На сетке будут собираться льдинки тяжелой воды образующиеся при общеизвестной температуре 3,8°С. При этом на блоке управления загорится световой индикатор (на чертеже не указан). Сетка из кастрюли вынимается. При дальнейшем понижении температуры в емкости 2 происходит охлаждение воды до температуры кристаллизации. После этого идет контроль фазового перехода - спонтанного повышения температуры на 0,5-1,0°С за 1 минуту, т.е. при резком повышении температуры на 0,5-1,0°С фиксируется фазовый переход. Электронный блок 24 переключает питание термоэлектрических элементов в режим максимального холодильного коэффициента. Далее осуществляется процесс кристаллизации (замораживания воды) - образование льда и охлаждение полученного льда до минус 4-5°С в течение 1,2-2 часов. Процесс льдообразования происходит в направлении от стенок рабочей емкости 2, охлаждаемых термоэлектрическими элементами 14 к центру, отвод тепла от термоэлектрических элементов 13 обеспечивается с помощью проточного теплообменника 14. Растворенные в воде примеси (соли металлов, органические загрязнения и т.д.) в процессе образования льда вытесняются в объем, расположенный по центру рабочей емкости 2, тем самым происходит образование «рассола» - воды с повышенным содержанием солей и различных загрязнителей. Блок 25 управления клапанами открывает клапан 20. Происходит слив «рассола» из рабочей емкости 2 по трубопроводу 18 в емкость 16 в течение нескольких минут. Клапан 20 закрывается. Блок управления 24 переключает термоэлектрические элементы 13 в режим нагрева. Происходит повышение температуры льда в рабочей емкости 2 до температуры 0°С, при которой наступает плавление льда и последующий нагрев полученной очищенной талой воды до температуры +10°С по истечении времени до 40 минут на электронном блоке 23 управления загорается надпись «Процесс окончен. Талая вода готова». После загорания надписи в течение 300 минут может быть реализован слив талой воды и выключение устройства. Нажимают кнопку «Талая вода». Блок 25 управления клапанами открывает клапан 19 (клапан 20 закрыт), происходит слив талой воды по трубопроводу 17 через фильтр 31 в емкость 15 в течение нескольких минут. Если в течение 300 минут после загорания надписи «Процесс окончен. Талая вода готова» не произведен слив талой воды и отключения устройства, то программный автомат 26 поддерживает в рабочей емкости температуру +2°С (для сохранения структуры талой воды) и по истечении указанного выше времени подает сигнал на электронный блок 23 управления, который выдает команду блоку 25 управления клапанами. При этом открывается клапан 19 (клапан 20 закрыт). Происходит слив талой воды в потребительскую емкость 15. Клапан 19 закрывается, отключается блок 25 управления клапанами, отключается блок 24 управления термоэлектрическим модулем 12, отключается блок 27 измерения температуры, отключается программный автомат 26, отключается электронный блок 23 управления. Общее время протекания процесса получения талой воды до 300 минут. Кнопку «Сеть» выключают.

Литература

1. Патент РФ 2393996, МПК C02F 1/22, опубл. 20.04.2006 г.

Устройство для получения талой воды, включающее в себя корпус, в котором размещены термостатированная рабочая емкость с крышкой и с отверстием для слива воды, средство для замораживания воды и таяния льда, содержащее несколько термоэлектрических элементов, потребительская емкость для приема талой очищенной воды и емкость для приема воды с примесями, трубопроводы со средством управления сливом воды, подсоединенные к сливному отверстию днища рабочей емкости, сливные патрубки, которые установлены соответственно над потребительской емкостью и емкостью для приема воды с примесями, отличающееся тем, что внутри рабочей емкости находится сетка, скрепленная с магнитом с чередующимися полюсами и полой трубкой, подпружиненный шток с магнитом с чередующимися полюсами, который шарнирно соединен с фиксатором, контактирующим с биметаллической пластиной, при этом опорные спаи термоэлектрических элементов состоят в тепловом контакте с проточным теплообменником, контур охлаждения которого проходит через емкость для приема очищенной талой воды и емкость для приема воды с примесями.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к системам и средствам контроля безопасности использования объектов промышленного и бытового назначения. Система контроля водоотводов содержит множество объектов, сообщенных отводящим трубопроводом с водоочистителями, каждый из которых расположен на территории объекта и сообщен с магистральным трубопроводом.
Изобретение может быть использовано при электрохимической очистке сточных вод, имеющих сложный состав органического происхождения и ряд неорганических компонентов.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации, в частности для извлечения из пульп полиметаллических руд легкошламующихся минералов совместно с известными способами флотации или самостоятельно, например, для извлечения драгоценных металлов из хвостов гравитационного обогащения, и может быть использовано для обогащения мелко- и тонковкрапленных полиметаллических руд.
Изобретение относится к области средств очистки окружающей среды, а именно средств очистки акватории от загрязнения нефтью и нефтепродуктами, и может быть использовано при попадании в водную среду нефти и нефтепродуктов.

Изобретение относится к технологиям очистки вод природных источников для дальнейшего их использования в качестве исходной воды для получения пара в процессах паровой или парокислородной конверсии углеводородных газов (производство синтез-газа).

Изобретение может быть использовано для приготовления ультрачистой воды, безопасной для употребления человеком, в результате сорбционной очистки питьевой воды от вирусов.
Изобретение относится к способам получения растворов с заранее заданными свойствами, которые могут найти применение в химической технологии, медицине, сельском хозяйстве, в частности в виноградарстве.

Изобретение относится к устройству для очистки нефтесодержащих сточных вод и может быть использовано в области подготовки нефтепромысловых сточных вод, используемых в системе поддержания пластового давления при заводнении нефтяных месторождений.

Изобретение относится к системе очистки сбросового потока, такого как ливневая вода и сточные воды, содержащего твердые частицы и растворенные вещества. Система водоочистки содержит, по меньшей мере, один слой удержания, сконструированный для получения воды, текущей в систему, причем слой удержания содержит среды, имеющие состав, предназначенный для удержания фосфора, содержащие остатки водоочистки; дренажный слой, включающий в себя дренажную систему под слоем удержания, причем слой удержания и дренажный слой сконструированы и размещены так, что, по меньшей мере, часть воды, проходящей через слой удержания, будет приниматься дренажной системой.

Изобретение относится к технике обработки воды озонированием и может быть использовано, в частности, для обеззараживания питьевой воды в системах водоснабжения городов и населенных пунктов, для дезинфекции оборотной воды бассейнов.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам очистки подтоварных вод, формирующихся в пунктах подготовки нефти. Способ очистки подтоварной воды заключается в том, что через расположенный в нижней части флотационного объема эжектор, в который непрерывно поступает осадок из флотационной камеры, вводят очищаемую воду. В резервуаре устанавливают наклонную перегородку, нижнюю часть которой располагают у входа в эжектор, верхнюю часть перегородки - на противоположной эжектору стенке резервуара. Выход эжектора соединяют с расположенной в резервуаре перегородкой формирования потоков, которая направляет поток очищаемой воды асимметрично оси резервуара. Очистка подтоварной воды с одновременным непрерывным удалением осевшего во флотационной камере осадка позволяет обеспечить высокую эффективность и непрерывность процесса очистки подтоварной воды с использованием для флотации широко известных конструкций сосудов и резервуаров, используемых для традиционного технологического процесса очистки подтоварной воды гравитационным отстоем. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для обеззараживания воды. Предложено устройство для обеззараживания воды, содержащее УФ-лампу (50) и, по меньшей мере, один обтекаемый водой, имеющий приток (32) и сток (34) сосуд (30), в котором расположена реакционная камера (35), причем сток (34) сосуда (30) образует свободный слив. УФ-лампа (50) и сосуд (30) сообща расположены в картридже (10), причем картридж (10) содержит, по меньшей мере, крепежные средства (20) для разъемного закрепления на присоединительном устройстве (1) и средства подключения (22, 24) для подвода тока и воды от присоединительного устройства (1). Изобретение обеспечивает замену УФ-лампы простым способом без повреждения ее при монтаже и демонтаже. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение может быть использовано при очистке сточных вод металлургических предприятий. Для очистки солянокислых растворов от ионов меди используют реагент, представляющий собой механически активированную смесь порошков железа и серы, взятую при следующем соотношении компонентов, масс.%: железо 95,0 - 99,5; сера 0,5 - 5,0. В качестве порошка железа может быть использован порошок карбонильного железа. Изобретение позволяет быстро и экологически безопасно достичь низкого остаточного содержания ионов меди в разбавленных солянокислых растворах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение может быть использовано для контролирования роста биопленки или микроорганизмов в водной системе, такой как система изготовления пульпы, бумаги или картона. Способ контролирования роста биопленки или микроорганизмов включает добавление галоидированного гидантоина в часть водной системы, чувствительной к коррозии в газовой фазе, и галоидамина в другие части водной системы. Изобретение позволяет контролировать содержание микробов, сократить расходы и свести к минимуму коррозию стальных компонентов устройства в газовой фазе. 12 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл., 5 пр.

Изобретение может быть использовано в технологии осуществления реакции Фишера-Тропша в промышленности. Способ очистки водного потока, выходящего после реакции Фишера-Тропша, включает обработку неорганическим основанием, имеющим рКа выше или равным 6,5, и подачу его в испаритель, получают два выходящих потока - поток пара из головной части испарителя и водный поток из нижней части испарителя. Поток пара конденсируют, а водный поток подают в дистилляционную колонну. В водный поток, выходящий из головной части колонны, добавляют органическое основание, имеющее рКа выше или равным 7, и объединяют его с водным потоком, полученным после конденсации потока пара. Полученный объединенный водный поток направляют в сатуратор, в который подают также технологический газ. Образующийся при этом газообразный поток, выходящий из головной части сатуратора, подают в установку для получения синтез-газа. Указанный способ позволяет, по меньшей мере, часть водного потока, выходящего после реакции Фишера-Тропша, использовать в качестве технологической воды в установке для получения синтез-газа, в дальнейшем подаваемого в установку Фишера-Тропша для получения углеводородов. 22 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Изобретение относится к области очистки воды. В качестве средства для очистки воды используют объемный материал из стеклянных волокон диаметром от 100 до 400 нм с объемной плотностью 12-26 кг/м3. Очистку воды осуществляют путем ее пропускания через слой данного материала. Предложено экологически безопасное эффективное средство, позволяющее очистить природную воду от растворимых загрязнений. 2 н.п. ф-лы, 4 табл., 6 пр.

Изобретение относится к нефтеотделителю-отстойнику может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, нефтехимической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Нефтеотделитель-отстойник содержит герметичный корпус с патрубками подвода загрязненной и отвода очищенной воды. Также он содержит последовательно расположенные в корпусе приемную камеру с распределительным щитом, распределительную перфорированную перегородку, отстойную камеру. По длине отстойной камеры размещены тонкослойные блоки с установленными под углом пластинами, камера отвода очищенной воды и устройства сбора и удаления всплывших нефтепродуктов и осевших загрязнений и сбора шлама. Также нефтеотделитель-отстойник снабжен камерой фильтрации, размещенной между отстойной камерой и камерой отвода очищенной воды, с фильтрующими элементами, установленными рядами вдоль камеры с перекрытием ее поперечного сечения, и выполненными из фильтрующего наполнителя. Фильтрующий наполнитель представляет собой материал с регенеративной способностью. Фильтрующие элементы установлены с возможностью их продольного перемещения посредством снабжения фильтрующей камеры приспособлением для перемещения фильтрующих элементов, выполненным в виде продольных направляющих и установленных на них с возможностью перемещения съемных подвесок, укрепленных на фильтрующих элементах. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении качества очистки воды. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве сборного железобетона и в монолитном строительстве. Техническим результатом является повышение пластичности смесей, снижение энергозатрат за счет снижения температуры термовлажностной обработки и сокращения времени экзотермической выдержки. Предложен способ приготовления бетонных смесей путем перемешивания цемента, минеральных заполнителей и воды затворения, активированной магнитным полем или одновременным, совместным воздействием магнитного поля и электрического тока. При этом активацию воды затворения производят магнитным полем напряженностью 630÷640 кА/м с временем активации 0,9÷0,11 с. А при увеличении влажности заполнителей увеличивают время активации до 0,16÷0,18 с, или напряженность магнитного поля до 660 кА/м, либо увеличивают как время активации, так и напряженность магнитного поля, ориентируясь на максимальную пластификацию бетонной смеси. В случае активации совместным воздействием магнитным полем и электрическим током, значение тока устанавливают 0,18-0,2 А с увеличением до 0,5 или 20-25 А с увеличением до 250 А, в зависимости от конструкции аппарата.
Изобретение относится к удалению взвешенных твердых частиц в процессах варки бокситовых руд. Предложен способ флоккуляции, включающий взаимное перемешивание кремнийсодержащего полимерного флоккулянта с технологическим потоком процесса варки бокситовой руды в количестве, эффективном для того, чтобы флоккулировать, по меньшей мере, часть взвешенных в нем твердых частиц по меньшей мере, одного типа, выбранных из алюмосиликата кальция, силиката кальция, титаната кальция, диоксида титана и их смесей. Технический результат - увеличение скорости осаждения взвешенных частиц и увеличенное осветление потока по сравнению с использованием известных промышленных флоккулянтов. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 9 табл., 9 пр.

Изобретение может быть использовано в области очистки воды. Устройство для обработки жидкости включает корпус (20), имеющий верхнюю часть (12), включающую верхний резервуар, принимающий нефильтрованную жидкость, нижнюю часть (14), включающую нижний резервуар (18), принимающий отфильтрованную жидкость, и промежуточную часть (38), включающую систему подачи жидкости с эффектом дождя, принимающую жидкость из верхнего резервуара. Система подачи жидкости с эффектом дождя включает множество каплеобразующих элементов, которые обеспечивают наличие множества точек образования дискретных капель. Каждый из множества каплеобразующих элементов содержит боковые стороны, протяженные наружу в направлении нижнего резервуара (18) к вершине каплеобразующего элемента с формированием части поверхности подачи жидкости. Поверхность подачи жидкости множества каплеобразующих элементов имеет поверхностную энергию для накапливания отфильтрованной жидкости с образованием висячей капли. Изобретения позволяют расширить арсенал технических средств фильтрующих изделий. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 15 ил.
Наверх