Облегченная модульная система очистки воды с возможностью выбора привода для насоса

Изобретение относится к развертываемой в полевых условиях системе очистки воды. Система очистки воды включает несколько модулей, соединяемых водопроводными линиями. Модули содержат, по меньшей мере, один элемент фильтрации воды и, по меньшей мере, один водяной насос, соединенный указанными линиями с элементом фильтрации воды, электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания, причем модули включают фильтрационный модуль и, по меньшей мере, два модуля привода насоса, включающие один модуль, несущий указанный электродвигатель, и другой модуль, несущий указанный двигатель внутреннего сгорания. Насос выполнен с возможностью выборочного соединения с электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания посредством сцепления водяного насоса с модулем, несущим электродвигатель, или с модулем, несущим двигатель внутреннего сгорания, при этом электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания выполнены с возможностью альтернативного соединения с насосом и запитки насоса. Гибкость и вес модульной системы очистки воды оптимизированы с использованием насосного компонента, который может быть смонтирован с помощью стандартизованных фитингов в альтернативных модулях первичных движителей, способных принять и запитать насос. Технический результат - легкая транспортировка, установка и эксплуатация системы с целью производства очищенной питьевой воды, добытой из непитьевых источников. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к развертываемой в полевых условиях системе очистки воды, в особенности, для использования в войсках, для помощи пережившим бедствия и в иных ситуациях, требующих комплекта элементов, размеры которых подходят для данного конкретного применения, допуская легкую транспортировку, установку и эксплуатацию с целью производства очищенной питьевой воды, добытой из непитьевых источников. Раскрыта структура таких систем, причем съемный и вновь устанавливаемый водяной насос приводится, альтернативно, с использованием привода, выбранного из двух или большего числа альтернативных первичных движителей, таких, например, как дизельный двигатель или электродвигатель, а эти первичные движители установлены в соответствующих различных модульных элементах системы. Такая структура обладает преимуществами для системы, в которой съемный насос представляет собой тяжелый нагнетательный насос высокого давления, служащий приводом фильтровального блока обратного осмоса.

Уровень техники

Развертывание модульной системы очистки воды, включающей насосные элементы, фильтровальные элементы, емкости для хранения и т.п., известно, например, из патентов США 5972216 и 5788858, которые включены в настоящее описание посредством ссылки. Модульные элементы могут быть полностью или частично установлены на грузовиках или трейлерах или могут быть автономными блоками, привозимыми как грузы на место, где необходимо производство питьевой воды. Питьевая вода может быть получена очисткой воды из любых, самых разных источников, например, из естественных водных потоков, таких, например, как ручей или река. Морская вода это источник, из которого вода может быть опреснена с помощью соответствующей фильтрационной технологии. Вода также может быть извлечена - с очисткой - из источников, которые сочтены приемлемыми, но загрязнены или могут быть загрязнены, например из таких, как затопленная система городского водоснабжения или плавательные бассейны. Вода также может подвергаться фильтрации по причине ее происхождения из источника, в который могут попадать посторонние материалы, например, патогенные микроорганизмы.

Обработка воды в таких случаях включает несколько шагов фильтрации. Твердый материал, например, взвешенный ил и водоросли, отделяется просеиванием, осаждением, центрифугированием и т.д. Химические фракции, которые могут быть в растворе или во взвешенном состоянии, абсорбируются, например, с помощью химической реакции, приводящей к выпадению осадка, который затем отделяется, или путем контакта с химически активной поверхностью, на которой данная химическая фракция связывается. Вода может быть подвергнута обработке ионовыделяющими материалами, такими, например, как медь, серебро и другие биоцидные материалы. Вода может быть пропущена сквозь обратный осмотический фильтр, чтобы удалить ионы, микробы и частицы вплоть до частиц очень малого размера. Готовый продукт хлорируется и может идти в раздачу или сохраняться, например, в резервуарах или расширяющихся емкостях, из которых очищенная и хлорированная вода идет в раздачу., Различные шаги фильтрации и обработки предпочтительно осуществляются прокачкой воды, полученной из источника, сквозь последовательные стадии обработки, которые осуществляются в модулях прокачки с фильтрацией, обработки и хранения.

Модули могут осуществлять стадии обработки в неразделимой системе обработки воды, но более гибкой и легче обслуживаемой является система, в которой эти стадии существенно разделены на отдельные модульные части, которые могут, по мере надобности, использоваться или не использоваться и соединяться в различных компоновках для различных целей. Например, для увеличения производительности может потребоваться создать параллельные линии из трубопроводов, насосов и фильтрующих агентов, чтобы увеличить достижимый расход воды, в сравнении с тем, какой мог быть получен с одиночной линией. Различным нуждам могут соответствовать различные компоновки и шаги фильтрации. Например, обработка грязной пресной воды может потребовать отделения частиц более, чем других шагов. Обработка чистой морской воды может потребовать опреснения более, чем отделения частиц. Целесообразно снабжать модули соединительными элементами, допускающими различные расположения и компоновки.

Фильтрующие агенты могут быть размещены в фильтровальных картриджах, которые используются для обработки некоторого номинального объема прокачки, зависящего от характеристик обрабатываемой сырой воды, после чего картриджи должны заменяться. Для сборки установок с различными контурами потока и обеспечения возможности включения и отключения на соответствующих стадиях отдельных элементов, расположенных в альтернативных линиях и в целом скомпонованных для конкретных нужд, вышеупомянутые патенты США 5972216 и 5788858 предлагают модульные конструкции, в которых функциональные элементы, например, насосы, сепараторы, резервуары и фильтры, соединяются на месте соответственно тем или иным функциональным потребностям.

Системы фильтрации, в которых применяются, например для опреснения, водоочистные элементы с обратным осмосом, требуют давлений прокачки, которые, как правило, выше тех, что могут требоваться просто для прогона воды от источника сырой воды сквозь сепаратор в резервуар. Начальный забор сырой воды, отсев твердых примесей и пропуск воды сквозь фильтрующий агент выполняются при сравнительно низком давлении воды. Насос, который прогоняет воду сквозь обратный осмотический фильтр, должен создавать на мембране обратного осмоса перепад давлений, достаточный для того, чтобы преодолеть стремление воды диффундировать сквозь мембрану в сторону большей плотности ионов. Этот перепад давлений для опреснения позволяет чистой воде диффундировать в сторону меньшего давления, при этом более соленый рассол остается на стороне высокого давления и затем смывается. Принимая, что заранее заданная площадь поверхности мембраны обеспечивает определенную величину расхода, можно увеличить расход путем добавления параллельных узлов обратных осмотических фильтров.

Среди различных альтернативных исполнений обладают преимуществами такие, которые обеспечивают быстрые соединения разъемов. Требуется возможность использовать несколько насосных модулей, которые работают, соответственно, при высоком или низком давлении. Должны иметься в наличии трубопроводы и фитинги высокого и низкого давления. Полезно иметь соответствующие коллекторы и различные клапаны для переключений и разводки линий по мере необходимости.

Развернутые в полевых условиях источники питьевой воды более эффективны, чем транспортировка очищенной воды на место, где в ней есть потребность, когда потребность в воде выходит за рамки кратковременной. Полевые установки очистки воды нужны для развертывания войсковых частей, для помощи пережившим бедствия и в других ситуациях, когда возникает временная потребность в воде, а городские источники недоступны. Средства обработки воды могут быть привезены на грузовиках или трейлерах и могут использоваться для наполнения резервуаров, привезенных на грузовиках или трейлерах, но пока эти средства необходимы в определенном месте, их мобильности не требуется. Полевое развертывание может быть осуществлено с использованием модульных элементов, упакованных для транспортировки и разгрузки на месте. Размеры модульных элементов определяются весовыми характеристиками, допускающими перемещение элементов усилиями нескольких солдат или других работников. Например, если собранный комплект модулей для обработки воды сгружен около источника сырой воды и ни один модуль не весит более чем примерно 200 фунтов (около ста килограмм), двое солдат, работая совместно, могут в тот же день собрать установку обработки воды, производящей достаточно питьевой воды для нужд роты солдат.

Система обработки воды, разделенная на сравнительно малые элементы, потенциально имеет то преимущество, что каждый отдельный элемент может быть сделан легким по весу и более удобным в обращении или требующим меньшего персонала, чем более тяжелый элемент. Если имеется большое количество модулей, которые могут быть соединены и скомпонованы, причем могут соединяться в различных схемах, такая система обработки воды может быть более гибкой, но компоновка и соединение модульных частей сложны. Было бы выгодно максимально увеличить гибкость, минимизировать вес отдельного модуля и сделать структуру и соединения готовой к эксплуатации системы несложными.

Настоящее изобретение затрагивает характер и исполнение источников энергии, используемых для работы системы очистки воды, т.е. водяных насосов. Для забора сырой воды, установления перепада давлений на фильтровальном агенте и создания гидростатического напора и/или подъема уровня предназначенной к раздаче воды требуются всасывающий и нагнетательный трубопроводы. Необходимые насосы могут приводиться от электродвигателей, если имеется источник электроэнергии, предпочтительно бесшумный. Насосы могут приводиться непосредственно от двигателей внутреннего сгорания. Насосы могут приводиться от электродвигателей, которые запитываются от генератора с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Возможны как эти, так и другие компоновки.

Для военных применений может быть желателен двигатель внутреннего сгорания, обеспечивающий независимую работу, но электродвигатель легче, меньше шумит и сравнительно более пригоден для бесперебойной работы, если имеется источник электроэнергии. Некоторые военные автомобили обеспечивают подачу электроэнергии от генератора, соединенного с автомобильной силовой установкой. Согласно одной из особенностей настоящего изобретения обеспечивается возможность использования в модульной системе очистки воды электродвигателей и двигателей внутреннего сгорания по отдельности или вместе, причем таким способом, который минимизирует вес модульных компонентов, при одновременном упрощении подсоединения и отсоединения определенных водяных насосов.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить оптимизированное в отношении гибкости и функционирования устройство, скомпонованное из облегченных модулей посредством установки одного или нескольких насосных компонентов, в особенности тяжелого насоса высокого давления стадии очистки воды обратным осмосом, в альтернативные взаимозаменяемые модули первичных движителей, включающие монтажные боксы насосов. Насос снабжен монтажной конструкцией. Каждый из модулей первичных движителей, который может быть использован, включает ответную монтажную конструкцию, в которую вдвигается монтажная конструкция насоса. Когда насос установлен, приводной вал насоса с помощью монтажных конструкций вводится в зацепление с приводящим валом модуля первичного движителя, такого, например, как модуль двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающий механическую энергию независимым образом, модуль электродвигателя, обеспечивающий механическую энергию в сочетании с генератором или имеющимся подключением к энергосети, гидравлический насос и т.п. Необходимое механическое соединение насоса с источником крутящего момента осуществляется просто вдвиганием корпуса насоса в монтажный бокс и фиксацией корпуса насоса в установленном положении.

При осуществлении описанной конструкции предусматривается стандартизованная плита основания в каждом из альтернативных модулей первичных движителей, в каждом случае несущих двигатель/электродвигатель первичного движителя и монтажный бокс, который позиционирует насос для точного сцепления с первичным движителем. Для этой цели могут использоваться муфты сцепления валов с осевым зацеплением. Муфта соединения валов может включать некруглые вставные и охватывающие конструкции, которые сцепляются и расцепляются по оси, причем в сцепленном состоянии фиксируются от вращения относительно друг друга. Примером такого соединения служит кулачковая муфта, имеющая распределенные по периферии выступающие в осевом направлении пальцы, которые зацепляются друг за друга, и виброгасящую втулку. Другой пример включает на одном валу муфту с выступающими в осевом направлении радиально разнесенными пальцами, который входят в ответные гнезда в муфте на другом валу.

Корпус насоса предпочтительно установлен в узел, образующий единый каркас, в частности, клетку, закрепленную вокруг корпуса насоса и включающую концевые пластины, которые прикреплены друг к другу и к корпусу насоса у плиты основания, и удлиненные прутки, которые удобны в качестве ручек при ручной установке и креплении насоса в позиции сцепления с первичным движителем. Установка и крепление насоса включают вдвигание опорной подушки узла насоса в приемную направляющую на опорной плите модуля первичного движителя и фиксацию подушки относительно опорной плиты посредством затяжки болтов на приемной направляющей.

Конкретнее, предлагается система очистки воды с несколькими функциональными модулями, которые могут быть соединены одной или более водопроводными линиями, включающими элемент фильтрации воды, и одной или более линиями, включающими водяной насос. Насос для прокачки воды может быть отсоединен и снят с приводных узлов, к которым насос может быть подсоединен выборочно, например, к одному или более приводным узлам, включающим в качестве первичного движителя электродвигатель, и к другому приводному узлу, включающему двигатель внутреннего сгорания. Система скомпонована для удобной переустановки насоса в различные модули с однотипными или различающимися по типу приводными узлами, к которым может быть подсоединен нсос. Электродвигатель и двигатели внутреннего сгорания предпочтительно образуют собственные модули, которые могут присутствовать по отдельности или вместе в данной компоновке системы очистки воды, допускающей подсоединение соответствующего электродвигателя, или двигателя внутреннего сгорания, или другого первичного движителя, например, узла гидравлического привода. Насос устанавливается в любой модуль первичного движителя и приводится от него как от источника энергии.

Несколько функциональных элементов могут быть скомпонованы так, что отдельные модули ограничены конкретными функциями. В дополнение к модулям, обеспечивающим механическую энергию в виде крутящего момента, передаваемого на вал насоса, модули могут включать модуль отделения твердых примесей, один или несколько дополнительных модулей, которые могут быть или не быть отсоединяемыми, как например водяной насос, резервуары или емкости для сбора сырой или обработанной воды, элементы, содержащие фильтрующий агент, и хлораторы. Предпочтительно, система включает обратный осмотический фильтр и съемный насос, включающий насос высокого давления, который развивает достаточный гидростатический напор для очистки воды в условиях предъявления повышенных требований, например, при опреснении морской воды. Резервуары, емкости для хранения, всасывающие элементы и выпускные патрубки включены в комплект, и вся система предпочтительно упаковывается в виде комплекта снабженных каркасами модульных элементов, которые могут быть уложены в общий штабель, и, опционно, контейнера шлангов, инструментов и элементов подвода, чтобы их было легче разгрузить на месте и манипулировать ими там, используя поставленные элементы для обеспечения подачи питьевой воды.

В состав модулей системы очистки воды предпочтительно входит, по меньшей мере, один фильтрационный модуль и, по меньшей мере, два модуля привода насоса. По меньшей мере, один насосный привод используется в каждый момент времени для привода насоса, который может быть съемно установлен в модуль привода насоса и точно так же взаимозаменяемо может быть демонтирован и взаимозаменяемо вновь установлен в другой модуль привода насоса. Поставленная система также может быть снабжена одним или несколькими дополнительными съемными насосами, что позволяет по желанию устанавливать и эксплуатировать насосы в обоих модулях привода насоса, используя несколько насосов. Поскольку насосы согласно стандартной компоновке могут приводиться взаимозаменяемыми модулями первичных движителей, которые могут включать, соответственно, электродвигатель, двигатель внутреннего сгорания, другой источник энергии или исполнительный механизм - или их сочетание, система может приводиться независимо или от источника электроэнергии, например, от энергосети, или от генератора в другом модуле, или электроэнергией от автомобильной силовой установки, например, бортового генератора на военном автомобиле. Альтернативно или в дополнение к подключению насоса к наиболее желательному из нескольких имеющихся первичных движителей, для увеличения производительности могут быть подсоединены дополнительные насосы, и могут быть использованы любые сочетания насосов и первичных движителей.

Предпочтительно иметь два модуля привода насоса (хотя не всегда может быть нужно развертывать в данном месте оба). В число имеющихся модулей входят альтернативные модули первичных движителей, предпочтительно модуль, несущий электродвигатель, и модуль, несущий двигатель внутреннего сгорания. Каждый такой модуль привода насоса включает постоянно установленный первичный движитель (электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания) с отсоединяемой съемной обоймой, в которую может быть установлен водяной насос, что позволяет сменно и взаимозаменяемо подключать насос к приводу от двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя (или подключать один из двух взаимозаменяемых модулей, каждый из которых включает электродвигатель, или один из двух модулей, каждый из которых включает двигатель внутреннего сгорания). Все, что требуется, это установить насос, поместив и закрепив его стандартизованную отсоединяемую монтажную конструкцию в ответной приемной конструкции модуля, несущего соответствующий электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания.

Модули в особенности полезны в соединении с модульной системой очистки воды, включающей один или несколько фильтрующих элементов с фильтрующими мембранами обратного осмоса. В этом случае необходим насос высокого давления, чтобы создать рабочее давление для поддержания потока сквозь мембрану. Нагнетательный насос высокого давления подходящей производительности может быть тяжелым, например, весить 160 фунтов (73 кг). Первичный движитель, такой, например, как двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель, мощностью пять или десять лошадиных сил также сравнительно тяжел, например, весит 200 фунтов (91 кг). При постоянной комплектации насосного модуля, включающего насос и электродвигатель/двигатель внутреннего сгорания, такой насосный модуль для своего перемещения и развертывания потребует усилий двух человек. Обеспечение отсоединяемого и вновь устанавливаемого насоса высокого давления не только снижает вес модуля до более удобного уровня, но и существенно повышает гибкость системы.

Насос выполнен в виде узла с клеткой или каркасом, который закрывает и защищает насос. Насосный узел это единая конструкция, позволяющая вставлять насос в модуль первичного движителя и вытаскивать насос из модуля первичного движителя. В одном из вариантов осуществления насосный узел включает корпус насоса, концевые пластины, которые прикреплены болтами к корпусу насоса и отходят от корпуса насоса, прутки, служащие в качестве ручек и идущие между концевыми пластинами, и скользящую подушку, прикрепленную к корпусу насоса. Скользящая подушка размещена под корпусом насоса и имеет боковые фланцы, которые сопрягаются с направляющей обоймой модуля насосного привода, включающего первичный движитель. Концевые пластины и каркас защищают корпус насоса, позволяют манипулировать им вручную, стандартизуют монтажную конструкцию и рассеивают тепло, которое может выделяться при работе насоса. Скользящая подушка входит в направляющую обойму приводного модуля и фиксируется в месте установки зажимами, зацепляющимися за боковые фланцы скользящей подушки.

Насосный узел и первичный движитель привода насоса в смонтированном положении опираются на опорную плиту в модуле привода насоса. Скользящая подушка узла насоса скользит в направлении, параллельном оси вала насоса, в приемной направляющей, прикрепленной к опорной плите. Приемная направляющая может иметь разнесенные фланцы, выполненные в такой форме, чтобы накрывать боковые края или фланцы скользящей подушки. Зажимная конструкция механически фиксирует скользящую подушку на опорной плите в продвинутом по оси положении, в котором муфты валов насоса и двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя функционально сцепляются. Конечное положение может быть установлено с использованием фиксаторных штифтов или упоров - или, как в варианте осуществления, показанном на чертежах, с помощью концевой колодки. В приведенном для примера варианте осуществления разнесенные фланцы на опорной плите могут быть зажаты на подушке, но возможно также предусмотреть устройство, в котором имеются другие конкретные средства, например, для зажимаемых и зажимающих частей используется штыревой разъем, или подушка может быть прикреплена болтами непосредственно к опорной плите.

Ряд дополнительных задач и особенностей системы вытекают из нижеследующего описания конкретных примеров устройств, обладающих преимуществами в силу причин, которые объясняются или будут очевидны.

Краткое описание графических материалов

Настоящее описание и чертежи представляют определенные примеры, связанные с раскрытием общих особенностей, а также конкретных вариантов осуществления изобретения. Предмет изобретения не должен считаться ограниченным альтернативными вариантами и вариантами осуществления, использованными в качестве примеров. Напротив, для оценки объема предмета изобретения следует обратиться к прилагаемой формуле изобретения. На чертежах представлены:

Фиг.1 - это схематическое изображение системы обработки воды согласно одному из вариантов осуществления, включающей приводной блок с электродвигателем и приводной блок с двигателем внутреннего сгорания, причем каждый из блоков может альтернативно принять насос.

Фиг.2 - это аксонометрическая проекция системы обработки воды с модулями, которые имеют размеры, допускающие укладку в виде груза на поддоне в транспорт с обычным прямоугольным кузовом.

Фиг.3 - это вид с разнесением частей, показывающий монтажное устройство и устройство сцепления, которые подсоединяются к корпусу насоса для монтажа насоса в выбранный приводной узел.

Фиг.4 - это аксонометрическая проекция при взгляде с одного конца насосного узла в исполнении для съемного монтажа в выбранный приводной узел.

Фиг.5a-5d - это аксонометрические проекции, показывающие насосный узел с другого конца, а также схематические изображения, показывающие, как насосный узел взаимодействует с приемной конструкцией, смонтированной на опорной плите приводного блока.

Фиг.6 - это аксонометрическая проекция, показывающая насосный узел и приводной блок в стадии сборки, при которой насосный узел вручную перемещается в установочное положение или из установочного положения.

Фиг.7 - это аксонометрическая проекция, как и на Фиг.6, с насосным узлом около его установочного положения.

Фиг.8 - это частичная аксонометрическая проекция, показывающая связь между каркасной частью насосного узла (без самого корпуса насоса) и зажимным приемником скользящей части на опорной плите; не показан также электродвигатель/двигатель первичного движителя.

Фиг.9 - это частичная аксонометрическая проекция, показывающая насосный узел, зажимаемый в установочном положении в приводном блоке.

Фиг.10 - это аксонометрическая проекция, показывающая механическое соединение валов на примере соединения вала насоса и приводящего вала первичного движителя, представленного, например, дизельным двигателем.

Осуществление изобретения

Фиг.1 показывает систему очистки воды согласно одному из вариантов осуществления, включающую несколько функциональных модулей, которые могут быть соединены водопроводными линиями; модули содержат, по меньшей мере, один элемент фильтрации воды и, по меньшей мере, один водяной насос, соединенный трубопроводами с элементом фильтрации воды. Один из водяных насосов, а именно насос высокого давления 30, выполнен в этом варианте осуществления так, чтобы можно было соединить водяной насос 30 с приводным блоком, выбранным из, по меньшей мере, двух альтернативных приводных блоков 22, 24, представленных в изображенном примере приводным блоком 24 с электродвигателем 25 и одним или несколькими приводными блоками 22 с двигателями внутреннего сгорания 23.

Первичные движители приводных блоков, а именно электродвигатель 25 и двигатель внутреннего сгорания 23, постоянно установлены в рамных конструкциях, сконструированных как опоры соответствующего приводного блока. Так, например, приводной блок 22 с двигателем внутреннего сгорания может включать дизельный двигатель 23 и те приспособления или комплектующие, которые могут использоваться с дизельным двигателем, например, топливный бак, аккумулятор, обогреватель и т.д. Точно так же, приводной блок с электродвигателем 24 включает, в дополнение к электродвигателю 25, необходимые соединительные элементы для подсоединения электродвигателя к источнику электроэнергии и может содержать переключатели и выключатели, облегчающие подсоединение. В представленном варианте осуществления, для ясности изображения примера соединения, электродвигатель показан со стандартной вилкой переменного тока, которая может использоваться для соединения с энергосистемой общего пользования или с генератором (не показан).

Соответствующие рамы модулей предпочтительно являются частями блока 11, которые могут быть уложены в виде груза на поддоне, как показано на Фиг.2, где каждая рама занимает часть стандартного объема и может быть обвязана как отдельный блок для удобства отправки, перемещения вилочным автопогрузчиком или другим погрузчиком, развертывания посредством сброса на парашюте или других соответствующих операций.

Одна из особенностей системы заключается в том, что, по меньшей мере, один имеющийся водяной насос 30 альтернативно соединяется с приводным блоком, выбранным из двух или нескольких приводных блоков 22, 24, которые выполнены взаимозаменяемыми для приема насоса 30, вместо установки насоса в приводной блок в качестве постоянного элемента приводного блока. Для того чтобы облегчить реализацию этой особенности, водяной насос 30 является частью узла, который выполнен для ручных манипуляций, а именно для выемки водяного насоса из одного приводного блока и установки этого водяного насоса в другой приводной блок, который может включать первичный движитель того же или иного типа. Части насосного узла показаны отдельно на Фиг.3 и в сборе с корпусом насоса - на Фиг.4.

Насосный узел включает подушку 13, к которой корпус 31 насоса прикреплен болтами или иным способом. Подушка 13 образует для насосного узла опору с выступающими вбок фланцами, которые входят в направляющую 15 на опорной плите 17, имеющейся в приводных блоках. Направляющая на опорной плите 17 может быть образована параллельными уголками, имеющими в поперечном сечении прямой угол. Предпочтительно направляющая 15 образована, как показано, непрерывными уголками, ведущими к концевому в осевом направлении упору 19, но может включать набор отдельных разнесенных прижимных планок. Уголки в показанном варианте осуществления параллельны и разнесены друг от друга, образуя свободные края 16, которые расположены на достаточном расстоянии над поверхностью опорной плиты 17, когда не притянуты к ней болтами, чтобы пропустить боковые края подушки 13 и остаться над ними. Уголки образуют фиксирующую направляющую и располагаются над краями подушки 13 так, что когда уголки плотно притянуты болтами к монтажной плите 17, насосный узел надежно и жестко фиксируется на опорной плите 17 в надлежащем положении прижимом опорной подушки к монтажной плите этими притянутыми болтами уголками. Между параллельными уголками на монтажной плите предусмотрен упор 19, который определяет ту точку максимального продвижения в направляющей, в которой осуществляется функциональное сцепление муфт валов: приводящего вала первичного движителя и приводимого вала насоса.

Первичный движитель, например, дизельный двигатель внутреннего сгорания, электродвигатель, гидравлический двигатель и т.п., также фиксируется относительно монтажной плиты 17, и его приводящий вал с соединительной муфтой располагается для сцепления с ответной соединительной муфтой на валу насоса. Таким образом, соответственно конкретной ситуации, водяной насос может быть установлен в тот или иной каркасный блок и может приводиться от того или иного источника энергии. Неиспользуемые альтернативные силовые блоки первичного движителя, в которые в данный момент не установлен насос, менее тяжелы, чем блоки с постоянно установленными насосами. Перестановка насоса от одного первичного движителя к другому и выполнение необходимых водопроводных подсоединений менее сложны, чем доставка целиком нового насосного блока, который постоянно установлен на раму первичного движителя, и затем выполнение необходимых водопроводных подсоединений.

Фиг.1 схематически изображает развернутую систему очистки воды, оснащенную, как подробно описано в настоящем документе, каркасными блоками 22 альтернативных источников энергии с приводными двигателями внутреннего сгорания 23 и каркасным блоком 24 источника энергии с приводным электродвигателем 25. Подсоединенный водяной насос 30 показан установленным на один из имеющихся блоков 22 с двигателем внутреннего сгорания, но легко может быть снят с этого блока для альтернативной установки в блок 24 с электроприводом или в другой, аналогичный первому, блок 22 с двигателем внутреннего сгорания.

Предпочтительно водяной насос 30, который приводится, по выбору, от одного или другого силового блока 22, 24, представляет собой водяной насос высокого давления, который соединен с фильтровальным элементом 35 обратного осмоса. Соответствующие элементы системы очистки воды включают один или несколько входных узлов 42, соединенных с насосом 44 низкого давления, который подает сырую воду в сепаратор 46 твердых примесей, опционно - через резервуар или емкость 48 для хранения сырой воды. Отсепарированные твердые примеси смываются. Вода пропускается сквозь один или несколько фильтрующих блоков, снабженных картриджами, содержащими фильтрующий агент, на который вода подается известным способом.

Затем вода проходит сквозь насос высокого давления 30 к фильтру 35 обратного осмоса. Чтобы противодействовать осмотическому давлению, которое естественным образом заставляет воду диффундировать в сторону большей концентрации ионов, например, большей солености, необходим достаточный гидростатический напор или перепад давлений на мембране. Насос высокого давления работает для поддержания достаточного давления, чтобы противодействовать осмотическому давлению и заставить воду диффундировать сквозь мембрану в сторону с меньшей концентрацией ионов, оставляя ионы на так называемой стороне рассола. Насос высокого давления создает также давление и поток для прогона все более насыщенной солью воды на стороне рассола по пути сквозь фильтровальный элемент при все возрастающей солености или концентрации других ионов, пока на стороне рассола не будет слита вода, например, смыта или возвращена в источник сырой воды. Вода, профильтрованная сквозь обратный осмотический фильтр, опционно хлорируется в блоке хлоратора 54 и сохраняется в резервуаре или емкости 56 питьевой воды. Опционный выходной насос 58 низкого давления подает эту воду через разгрузочные клапаны 62, и очищенная вода вытекает через подсоединенные распределительные патрубки или другие арматурные элементы.

Описанная система очистки воды включает несколько элементов, например, один или несколько насосов и один или несколько фильтров, которые должны быть соединены друг с другом для забора воды из источника, для прогона воды сквозь фильтр, для закачки очищенной воды в резервуар и т.д. В зависимости от ситуации, может быть предпочтителен обратный осмотический фильтр, например для опреснения. Может потребоваться прокачка большего или меньшего объема воды в единицу времени. Хотя элементы фильтровальной установки могут быть постоянно скомпонованы и установлены на грузовике или трейлере, образуя единый блок, предпочтительно выполнять систему в виде ряда функциональных модулей, которые могут быть соединены в выбранных компоновках. В показанном варианте осуществления несколько сосудов с осмотической мембраной смонтированы в виде батареи на частично закрытой раме и снабжены концевыми фитингами, или коллекторами, для параллельного или последовательного подсоединения каких-либо устройств и/или линий отфильтрованной воды или рассола. Бывает предпочтительно также укладывать в стойку два или несколько блоков таких мембранных элементов и аналогично выполнять необходимые параллельные и последовательные соединения сосудов с мембраной обратного осмоса и/или блоков или стоек элементов.

Может быть осуществлено сочетание функциональных элементов и их соединение друг с другом, соответствующие конкретной схеме развертывания для достижения требуемых значений давления и расхода. Так, если требуется увеличение производительности, такие элементы, как, например, фильтровальные элементы обратного осмоса на одной или нескольких рамах или стойках могут быть расположены в компоновках с параллельными потоками или перекомпонованы из последовательных в параллельные компоновки. Если имеются затруднения, связанные с расстоянием или перепадом высот между источником и пользователями, элементы могут быть расположены на соответствующих расстояниях и соединены последовательно размещенными насосами. Легко можно произвести различные изменения компоновки. Модульная структура делает систему гибкой.

Каждый модуль водяного насоса, используемый с целью создания давления или разрежения, требует водяного насоса, приводимого от первичного движителя - такого, как двигатель внутреннего сгорания 23, например работающего на бензине или на другом топливе, или такого, как электрический или гидравлический двигатель 25, подсоединенный к соответствующему источнику энергии. Традиционно первичный движитель в виде двигателя или электродвигателя постоянно установлен в том же модуле, что и насос, и механически соединен с насосом так, что энергия, вырабатываемая первичным движителем, в особенности крутящий момент для вращения приводящего вала, передается на насос и движет воду. Традиционно водоводы соединения функциональных модулей могут быть расположены различным образом, но насосные модули постоянно укомплектованы насосами, соединенными с электродвигателями или двигателями внутреннего сгорания.

В варианте осуществления, показанном на Фиг.1, соответствующие модули включают модуль сепаратора 46, два модуля фильтрации 52 для ионообмена, отделения летучих веществ и т.п., рамную батарею обратного осмоса в составе нескольких сосудов с осмотической мембраной и несколько насосных модулей 44, 22 или 24 и 58, которые прокачивают воду. Каждый работающий насосный модуль требует первичного движителя в качестве источника механической энергии, а также насоса, который использует эту энергию для создания давления и/или потока воды, но согласно раскрытым вариантам осуществления, по меньшей мере, один насосный модуль 22 или 24 скомпонован так, что насосный узел насосного модуля может быть легко снят и легко установлен на альтернативный насосный модуль, включающий первичный движитель того же или другого типа.

Согласно одной из особенностей настоящего изобретения на рамах имеется, по меньшей мере, два взаимозаменяемых в использовании насосных модуля. Один модуль 24 включает электродвигатель как первичный движитель 25. Другой модуль 22 (показаны два таких модуля) включает двигатель внутреннего сгорания 23. Каждый из модулей: несущий электродвигатель модуль 24 и модуль(модули) 22 двигателя внутреннего сгорания - включает подробно объясняемые ниже приемные конструкции, в которых может быть установлен и функционально соединен с первичным движителем стандартно выполненный узел насоса 30.

Каждый из, по меньшей мере, двух модулей с альтернативными первичными движителями (таких, например, как модули электродвигателей, модули двигателей внутреннего сгорания и/или комбинации различных типов модулей) включает постоянную опору на соответствующей раме модуля для соответствующего, одного из упомянутых, электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания. Электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания включает отсоединяемую муфту вала для подсоединения насоса. Конструкция модуля включает приемное устройство, в котором может быть установлен сменный насос и обеспечено сцепление вала насоса и вала электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания посредством жесткой фиксации насосного узла в рабочем положении в модуле. Насос приводится от альтернативных и взаимозаменяемых электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания посредством установки насоса на отсоединяемую опору в модуль, несущий соответствующий, один из упомянутых, электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания.

Изобретение предпочтительно применяется к насосному модулю, который развивает достаточное давление для прогона воды сквозь мембрану обратного осмотического фильтра 35, преодолевая естественное стремление воды диффундировать в противоположном направлении, и насос включает насос высокого давления, развивающий рабочее давление для поддержания потока сквозь мембрану. Для удовлетворения потребности в питьевой воде небольшого контингента, например, из расчета по 20 галлонов (75 литров) в день на каждого члена роты численностью от 150 до 200 солдат, путем опреснения морской воды с использованием обратного осмотического фильтра, работающего с достаточной производительностью, необходим довольно большой и тяжелый насос высокого давления, способный развивать высокое давление, которое может составлять 1000 фунт/дюйм2 (70 кг/см2). В одном из вариантов осуществления в качестве насоса может быть использован нагнетательный насос Wanner Engineering Hydra-Cell модели D/G-10E, который может работать на скорости 1750 об/мин, прокачивая 8,0 гал/мин (30 л/мин). Насос весит примерно 66 фунтов (30 кг).

Система очистки воды согласно показанному варианту осуществления, если она скомпонована для описанной роты солдат, может потребовать использования первичного движителя мощностью пять-десять лошадиных сил. Подходящим электродвигателем является Baldor CP 3770T (эквивалентный электродвигателю Siemens ESH6415), это трехфазный электродвигатель мощностью 7,5 л.с. (5,5 кВт) с номинальной скоростью 1765 об/мин при частоте сети 60 Гц. Паспортный вес электродвигателя 166 фунтов (75 кг). Мощность двигателя предпочтительно составляет от пяти до десяти лошадиных сил. Пример соответствующего бензинового двигателя мощностью 7,5 л.с. - горизонтальный двигатель Briggs & Stratton Vanguard, модель №138432-0035. Пример соответствующего дизельного двигателя - Yanmar модели L70 V мощностью 5,8 л.с. (4,3 кВт). Возможно также применение других моделей и других типов первичных движителей аналогичной выходной мощности.

Первичные движители, которые взаимозаменяемо принимают насос, постоянно установлены в свои соответствующие рамы модулей в положении установки приводящего вала первичного движителя (электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания) соосно с валом насоса, который сцепляется с их валами, когда насосный узел установлен в раму посредством вдвигания опорной подушки 13 насосного узла в приемную направляющую на опорной плите и фиксации планок 16 (см, например, Фиг.5). Приводящий вал постоянно установленного первичного движителя и вал насоса оснащены ответными муфтами вала, показанными на Фиг.10, причем первичный движитель механически подсоединен так, чтобы вращать вал насоса. Предпочтительно, вал первичного движителя и вал насоса соединяются непосредственно, с использованием соосных сцепляемых по оси некруглых конструкций, которые могут перемещаться вместе или по отдельности в осевом направлении, причем сцепляются для передачи вращения, когда стыкуются в осевом направлении, и расцепляются, когда расходятся в осевом направлении. Возможно также соединение муфт валов через приводную передачу с дополнительными муфтами и элементами между валом первичного движителя и приводным валом насоса. Например, в приводной передаче между приводящим валом и валом насоса может быть размещен узел шестеренчатого редуктора (показан на Фиг.10), в этом случае вал насоса располагается соосно с выходным валом узла шестеренчатого редуктора.

Подходящей муфтой вала, которую легко стыковать, перемещая насос по линии, параллельной валу насоса, является муфта кулачкового типа, имеющая на одной из соединяемых частей разнесенные от оси вращения и выступающие параллельно оси вращения пальцевые или кулачковые элементы, которые входят в соответствующие углубления в ответной соединяемой части. Примером такой муфты служит муфта кулачкового типа для передачи вращения, например муфта, поставляемая Lovejoy Inc., имеющая соединенный с одним из валов вставляющийся диск с идущими параллельно оси пальцами, разнесенными от оси вращения. Эти пальцы могут быть вставлены в соответствующие углубления в ответном охватывающем диске, соединенном с другим валом, расположенным соосно с первым валом. Подходящей муфтой является торсионная муфта Lovejoy серии LJ. В любом случае, муфта вала сцепляется и расцепляется перемещением вручную насосного узла вдоль продольной оси. В сцепленном состоянии муфта передает крутящий момент от первичного движителя к насосу.

В предпочтительном варианте осуществления торсионная муфта включает на одном валу диск с тремя радиально разнесенными от оси, расположенными с интервалом 120 градусов пальцами, которые входят в три соответствующих отверстия в соединительном диске на втором валу. Соединительный диск на втором валу может включать три отверстия в жестком эластомере, что обеспечивает передачу вращения с некоторой степенью амортизации. Муфта может быть помещена в защитный кожух, предотвращающий контакт внешних объектов с муфтой или валами.

Согласно одной из особенностей раскрытого варианта осуществления предусматривается опорная монтажная конструкция для съемного, с возможностью замены, монтажа насоса в модуль, несущий электродвигатель, или в модуль, несущий двигатель внутреннего сгорания (или, альтернативно, в аналогично оснащенный модуль другого первичного движителя). Для этой цели монтажная опора включает ответные конструкции, крепящиеся к корпусу насоса и к раме модуля первичного движителя. Эти конструкции выполнены так, чтобы корпус насоса мог быть вдвинут в приемник на рамной конструкции в такое положение, в котором муфты на валу насоса и на валу электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания стыкуются по оси и зацепляются для передачи вращения, чтобы передать крутящий момент от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания насосу. Точно так же приемное устройство позволяет извлечь насос и отсоединить его посредством выдвигания насоса в направлении, параллельном осям валов насоса и электродвигателя.

Для рассмотрения особенностей приемных устройств, имеющихся на каждом из альтернативных модулей первичных движителей и позволяющих устанавливать с возможностью замены корпус насоса для привода от альтернативных модулей первичных движителей 22, 24, можно обратиться к Фиг.3-8. Каждый модуль первичного движителя включает раму 72, предпочтительно из сваренных стержневых элементов, например, железных уголков, труб из нержавеющей стали и/или прямоугольных алюминиевых трубчатых элементов. Монтажная опора, или опорная плита 17, показанная отдельно от рамы на Фиг.3 справа, прикреплена к раме 72 болтами, предпочтительно с упругими виброгасящими прокладками 73, размещенными между рамой 72 и опорной плитой 17 (см. Фиг.6 и 8). Опорная плита 17 может включать алюминиевую или изготовленную из нержавеющей стали плиту толщиной 3/8 дюйма (9,5 мм) с монтажными отверстиями или аналогичными элементами для установки первичного движителя, например, двигателя внутреннего сгорания 23 или другого первичного движителя, в заранее заданном положении на той же опорной плите 17. Узел, включающий корпус 31 насоса, также установлен на опорной плите 17 в ответном положении с помощью приемника скользящего элемента насосного узла, входящего в зацепление с первичным движителем для работы насоса.

На Фиг.3 все части, кроме насоса и двигателя или электродвигателя, показаны с разнесением. Опорная плита 17, включающая фиксирующую направляющую 15, устанавливается на раме 72, которая, как показано, имеет на каждом краю поворотные ручки для переноски. Насосный узел 75 в полностью собранном состоянии включающий корпус 31 насоса, показан на Фиг.4 при взгляде со стороны муфты вала. Фиг.5а показывает узел корпуса насоса при взгляде с противоположной стороны, где расположены трубопроводные соединительные элементы насоса, и схематически изображает монтаж узла 75 корпуса насоса на опорной плите 17, именно - перемещением насосного узла в показанном направлении, так что фланцы опорной подушки 13 входят под зажимающие фланцы 16. Подушка 13 вдвигается до упора 19, и болты на зажимающих фланцах 16 затягиваются, чтобы зафиксировать насосный узел в нужном положении.

Опорная подушка 13 может быть прикреплена болтами к нижней стороне корпуса 31 насоса, например, с использованием отверстий под болты в опорной подушке 13, показанных на Фиг.5b. В варианте осуществления Фиг.5b зажимающие фланцы 16 отодвинуты опорами с винтовыми пружинами от опорной плиты 17. Зажимные болты установлены в раззенкованных отверстиях, а пружины надеты на болты и зажаты между верхом опорной плиты 17 и концами зенковок отверстий в зажимающих фланцах 16. При ослаблении болтов фланцы поднимаются от плиты 17, обеспечивая зазор для перемещения насосного узла 75 на опорной подушке 13 в положение установки и из него, как показано на Фиг.5с. Затяжка болтов прижимает выступающие вбок фланцы опорной подушки 13 к опорной плите 17. Опорная плита 17 прикреплена болтами к нижним рейкам и поперечным элементам рамы 72 модуля (см. также Фиг.6-8). На нижней стороне плиты 17 рядом с головками болтов могут располагаться показанные на Фиг.5d дополнительные фиксаторные штифты или шпеньки для лучшей фиксации в боковом направлении зажимающих фланцев 16, которые располагаются над боковыми краями опорной подушки 13, когда насос вдвигается в рабочее положение. Опорная подушка 13 может быть продвинута по оси до упора 19 на опорной плите 17. Альтернативно, осевое положение насосного узла 75 относительно электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания 23 можно зафиксировать, перемещая насосный узел 75 в направлении осевого зацепления муфт на валу насоса и на валу электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания, соответственно, пока муфты валов не сойдутся. После того как опорная подушка 13 узла 75 корпуса насоса заняла нужное положение, опорная подушка 13 прижимается к опорной панели 17 с помощью болтов, тем самым жестко фиксируется корпус 31 насоса на опорной плите 17 и обеспечиваются функциональные условия для привода насоса от электродвигателя/двигателя 23.

Фиг.3 и 4 показывают, что насосный узел включает две концевые пластины 82, которые прикреплены болтами на осевых концах корпуса 31 насоса, две продольные прутковые ручки 83, которые соединяют концевые пластины и прикреплены к ним болтами, и одну боковую прутковую ручку 84, которая доступна со стороны трубопроводных соединений корпуса насоса. (См. также Фиг.8, которая показывает части насосного узла; сам насос для ясности изображения не показан.) Боковая прутковая ручка 84 может включать вваренный между концевыми шпеньками боковой элемент с глухими отверстиями под болты (не показано), которые завинчиваются в резьбовые отверстия на концах продольных прутковых ручек. Фиг.3 дополнительно показывает муфту 85 вала и защитное ограждение 87, предпочтительно располагаемое так, чтобы закрывать осевую зону, которую в смонтированном положении занимает муфта 85.

Концевые пластины 82 насосного узла и прутковые ручки 83, 84 обеспечивают места захвата корпуса насоса для перемещения его в одиночку или вдвоем, как показано на Фиг.6 и 7. Это предпочтительно, так как насос сравнительно тяжел (номинальный вес 66 фунтов или примерно 30 кг). Кроме того, концевые пластины 82 прикреплены болтами к корпусу 31 насоса и находятся с ним в теплопроводящем контакте. Концевые пластины 82 обеспечивают открытые поверхности, через которые выделяемое насосом тепло трения может быть рассеяно посредством конвекции в воздухе. При штатной работе тепловая энергия трения, выделяемая насосом, уносится потоком воды сквозь насос. Однако концевые пластины, рассеивающие тепло, обладают тем преимуществом, что максимальная температура насоса ограничивается рассеиванием тепловой энергии. Таким образом ограничивается или задерживается возможное тепловое повреждение насоса, даже если насос некоторое время работает без воды.

Прутковые ручки 83, 84, имеющиеся на насосном узле, крепятся, как показано, скорее к концевым пластинам 83, чем непосредственно к корпусу 31 насоса. В результате прутковые ручки нагреваются меньше, чем корпус насоса и концевые пластины. Такое устройство позволяет захватывать насосный узел 75 за ручки и перемещать насосный узел при горячем корпусе насоса, т.е. не ожидая остывания корпуса насоса.

В показанном варианте осуществления подушка 13 образует скользящую конструкцию на узла 75 корпуса насоса, которая входит между фланцевыми планками 16 в зажимную направляющую обойму на опорной плите 17. Следует понимать, что эти элементы вставного соединения можно поменять местами, при этом аналогичное первому приемное устройство может быть выполнено с элементом для вставки, установленным на некотором расстоянии над опорной плитой 17 и принимаемым в зажимной направляющей на узле 75 корпуса насоса. Согласно этим вариантам осуществления скользящая подушка 13 фиксируется или относительно рамы 72 модуля - либо опорной плиты 17 на ней - или относительно корпуса 31 насоса. Ответная приемная направляющая для приема скользящей подушки фиксируется относительно другой рамы 72 модуля или относительно корпуса 31 насоса. Соответственно, как показано на Фиг.6 и 7, можно вдвинуть узел 75 корпуса насоса в установочное положение или выдвинуть из установочного положения на опорной плите 17, ухватившись за продольные прутковые ручки 83, чтобы толкать или тянуть узел 75 корпуса насоса в направлении, параллельном оси вращения насоса, или ухватившись за боковую прутковую ручку 84, - вообще, перемещая корпус 31 насоса в его конечное рабочее положение зацепления с двигателем/электродвигателем 23 или из этого положения. Когда насос находится в его конечном положении, элементы крепления узла 75 корпуса насоса направляющими фланцами 16 и скользящей подушкой 13 затягиваются или освобождаются с использованием ключа, как показано на Фиг.9.

Особенности зажимного устройства проиллюстрированы, далее, на Фиг.8 и 9. На Фиг.8 корпус 31 насоса для упрощения чертежа не показан, однако видно, как подушка 13, которая является частью узла корпуса насоса, вдвигается сквозь зазор между приемными фланцами 16 до концевого упора 19, который фиксирует конечное осевое положение насосного узла 75. Для затяжки приемных фланцев 16 над подушкой 13 и прижима подушки к монтажной плите 17 предусмотрены болты. Для облегчения вставки подушки 13 при установке узла 75 корпуса насоса, в раззенкованных отверстиях фланцевых планок могут быть предусмотрены надетые на болты винтовые пружины сжатия, которые отжимают приемные фланцы 16 вверх от опорной плиты, насколько позволяют болты, и тем самым открывают зазор для подушки 13. Болты затягиваются, как показано на Фиг.9, сжимая пружины при зажиме приемных фланцев 16 на подушке 13 и жестко прижимая узел 75 корпуса насоса к опорной плите 17. Таким образом, насос удерживается в том положении, в котором муфта 85 вала осуществляет сцепление между валами насоса и двигателя/электродвигателя, как показано на Фиг.10. Обратная процедура осуществляется посредством ослабления болтов (но не полного снятия болтов), при этом сжатые пружины поднимают зажимные приемные фланцы 16. После этого насосный узел выдвигается в направлении, параллельном оси вращения насоса, тем самым разъединяется сцепление вала насоса с валом двигателя/электродвигателя, осуществлявшее передачу вращения.

Соответственно описанию, в представленных конструкциях насос системы очистки воды включает корпус насоса с вращающийся валом насоса и, далее, включает насосный узел, содержащий корпус насоса, включающий, по меньшей мере, опорную конструкцию для съемного монтажа насоса в один или другой из взаимозаменяемых модулей первичных движителей, несущих электродвигатель, или двигатель внутреннего сгорания, или другой первичный движитель. Описанная опорная конструкция может включать скользящий элемент, прикрепленный к модулю или насосному узлу, и приемную направляющую для приема скользящего элемента, прикрепленную к другому модулю или насосному узлу. Предпочтительно скользящий элемент расположен на корпусе насоса, а приемник - на опорной плите, прикрепленной к раме модуля первичного движителя.

Насосный узел включает, по меньшей мере, одну концевую пластину насоса, прикрепленную к корпусу насоса, и, по меньшей мере, один удлиненный пруток, отходящий от концевой пластины насоса со стороны насоса, противоположной опорной конструкции, и на расстоянии от опорной плиты, образуя ручку для перемещения насосного узла. Предпочтительно, каркас насосного узла образуют две концевые пластины насоса, крепящиеся к противоположным сторонам корпуса насоса в теплопроводящем контакте с корпусом насоса, и, по меньшей мере, один удлиненный пруток, идущий между концевыми пластинами насоса со стороны насоса, противоположной опорной конструкции, и на расстоянии от опорной плиты на раме модуля двигателя/электродвигателя, образуя ручку для перемещения насосного узла. Ручка в отношении теплопередачи отделена от корпуса насоса, по меньшей мере, концевой пластиной насоса.

Как показано на Фиг.4, вал насоса проходит сквозь одну из концевых пластин и несет муфту для передачи вращения, которая сопрягается с приводящим валом соответствующего электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания. Двигатель/электродвигатель предпочтительно постоянно установлен на опорной плите, которая несет приемную направляющую подушки насоса. Альтернативно, двигатель/электродвигатель может также быть съемным элементом, который может быть заменен первичным движителем того же или иного типа.

Вернемся вновь к Фиг, 1 и 2; система очистки воды включает ряд прямолинейных рам, образующих функциональные модули, причем каждая рама несет элементы системы очистки воды для последовательного и параллельного подсоединения с использованием шлангов или других трубопроводов, которые предпочтительно легко прикрепляются быстросоединяемыми фитингами. По меньшей мере, две рамы несут, соответственно, один или несколько фильтрационных элементов различных типов, и, по меньшей мере, одна рама это рама модуля первичного движителя, несущая электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания для привода устанавливаемого съемного водяного насоса. Фиг.2 показывает, что рамы предпочтительно имеют такие относительные размеры, которые допускают укладку рам друг на друга и с упором одной в другую так, чтобы комплект рам образовывал работоспособную систему для очистки, полностью заполняющую прямоугольный объем для погрузки или хранения.

Предпочтительно, отдельные рамы несут, соответственно, отдельные функциональные водоочистные элементы, включающие, по меньшей мере, один насос низкого давления, элемент отделения твердых примесей, химический фильтрационный элемент, первичный движитель насоса высокого давления и фильтрационный элемент обратного осмоса. Система отгружается на поддоне, соответствующем прямоугольному блоку уложенных рам, как показано на Фиг 2. Поскольку водяной насос выполнен для выборочной рабочей установки с возможностью съема в один из, по меньшей мере, двух модулей первичных движителей, имеется возможность отгружать две рамы первичных движителей, сконструированных для альтернативного приема и эксплуатации насоса, который установлен в одну из них. Альтернативно, в конкретное место развертывания выборочно отгружается одна или другая из рам первичного движителя, которые внешне не отличаются по размеру.

Настоящее изобретение описано и раскрыто на частных вариантах осуществления, которые представлены как неограничивающие примеры. Изобретение не ограничивается вариантами его осуществления, раскрытыми в качестве примеров. Для определения объема изобретения, на который заявляются исключительные права, следует обратиться не к раскрытым примерам вариантов осуществления, а к прилагаемой формуле изобретения.

1. Система очистки воды, включающая несколько модулей, соединяемых водопроводными линиями, причем модули содержат, по меньшей мере, один элемент фильтрации воды и, по меньшей мере, один водяной насос, соединенный указанными линиями с элементом фильтрации воды; электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания, причем модули включают фильтрационный модуль и, по меньшей мере, два модуля привода насоса, включающие один модуль, несущий указанный электродвигатель, и другой модуль, несущий указанный двигатель внутреннего сгорания, при этом указанный насос выполнен с возможностью выборочного соединения с электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания посредством сцепления водяного насоса с модулем, несущим электродвигатель, или с модулем, несущим двигатель внутреннего сгорания, при этом электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания выполнены с возможностью альтернативного соединения с насосом и запитки насоса.

2. Система очистки воды, включающая несколько модулей, соединяемых водопроводными линиями и несущих, по меньшей мере, один фильтрующий элемент для фильтрации воды и, по меньшей мере, один водяной насос, соединенный указанными линиями с фильтрующим элементом, при этом модули включают фильтрационный модуль, несущий указанный фильтрующий элемент, и насосный модуль, несущий указанный водяной насос; первый блок вращающего привода, соединенный с электродвигателем; второй блок вращающего привода, соединенный с двигателем внутреннего сгорания, причем водяной насос содержит муфту вращающего привода, выполненную с возможностью сцепления, взаимозаменяемым образом, с выбранным одним из указанных первого и второго блоков вращающего привода, каждый из которых включает муфту, ответную к муфте вращающего привода водяного насоса.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый из, по меньшей мере, двух модулей привода насоса, включающих модуль, несущий электродвигатель, и модуль, несущий двигатель внутреннего сгорания, включает постоянную опору для одного из указанных электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания и отсоединяемую опору для насоса, причем насос приводится альтернативно от взаимозаменяемых электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания посредством установки насоса на отсоединяемую опору модуля, несущего соответствующий один из указанных электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что фильтрующий элемент включает мембрану обратного осмотического фильтра, а насос включает насос высокого давления, развивающий рабочее давление для поддержания потока сквозь мембрану.

5. Система по п.4, отличающаяся тем, что электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания, зафиксированный постоянной опорой, включает вращающийся приводящий вал, причем насос включает приводимый во вращение вал насоса, соединяемый через приводную передачу с приводящим валом.

6. Система по п.5, отличающаяся тем, что включает узел шестеренчатого редуктора в приводной передаче между приводящим валом и валом насоса.

7. Система по п.5, отличающаяся тем, что включает муфту в приводной передаче между приводящим валом и валом насоса, причем муфта выполнена с возможностью закрепления для вращения с приводящим валом или с валом насоса, и с возможностью сцепления и расцепления перемещением вручную вдоль продольной оси.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что включает опорную конструкцию для съемного монтажа насоса в один из взаимозаменяемых модулей привода насоса, содержащих соответственно электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания, причем опорная конструкция включает скользящий элемент, прикрепленный к одному из модулей или корпусу насоса, и приемную направляющую для приема скользящего элемента, прикрепленную к другому модулю или корпусу насоса.

9. Система по п.8, отличающаяся тем, что включает, по меньшей мере, один механический зажим для фиксации скользящего элемента на опорной конструкции в положении сцепления муфты.

10. Система по п.3, отличающаяся тем, что насос включает корпус насоса и вращающийся вал насоса, а система содержит насосный узел, включающий корпус насоса, причем насосный узел включает опорную конструкцию для съемного монтажа насоса в один из взаимозаменяемых модулей привода насоса, содержащих соответственно электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания, при этом опорная конструкция включает скользящий элемент, прикрепленный к одному из модулей или насосному узлу, и приемную направляющую для приема скользящего элемента, прикрепленную к другому модулю или насосному узлу.

11. Система по п.10, отличающаяся тем, что насосный узел включает, по меньшей мере, одну концевую пластину насоса, прикрепленную к корпусу насоса, и, по меньшей мере, один удлиненный пруток, отходящий от концевой пластины насоса со стороны насоса, противоположной опорной конструкции, и на расстоянии от опорной плиты, с образованием ручки для перемещения насосного узла как отдельного блока.

12. Система по п.10, отличающаяся тем, что насосный узел включает две концевые пластины насоса, прикрепленные с противоположных сторон к корпусу насоса, и, по меньшей мере, один удлиненный пруток, проходящий между концевыми пластинами насоса со стороны насоса, противоположной опорной конструкции, и на расстоянии от опорной плиты, с образованием ручки для перемещения насосного узла как отдельного блока.

13. Система по п.12, отличающаяся тем, что вал насоса проходит сквозь одну из концевых пластин и несет муфту для передачи вращения, которая сопрягается с приводящим валом электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания.

14. Система по п.13, отличающаяся тем, что включает, по меньшей мере, один фитинг для подсоединения водопровода к насосу, смонтированный на той из концевых пластин, которая противоположна муфте передачи вращения.

15. Система по п.13, отличающаяся тем, что каркас включает разнесенные концевые пластины насоса, прикрепленные друг к другу с одной стороны насоса с помощью опорной конструкции, предусмотренной для крепления к одному из модулей соответственно электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания, причем концевые пластины прикреплены друг к другу со стороны насоса, противоположной опорной конструкции, двумя разнесенными удлиненными прутками, образующими ручки для перемещения насоса при монтаже и демонтаже с указанных модулей.

16. Система по п.1, отличающаяся тем, что модули включают прямолинейные рамы, каждая из которых несет отдельные функциональные водоочистные элементы, причем, по меньшей мере, две рамы несут соответственно, по меньшей мере, один элемент фильтрации воды и, по меньшей мере, один водяной насос, причем рамы имеют такие относительные размеры, которые допускают укладку рам друг на друга и с упором одной в другую так, чтобы комплект рам образовывал работоспособную систему для очистки воды, полностью заполняющую прямоугольный объем для погрузки или хранения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано для очистки промышленных и бытовых сточных вод от широкого спектра растворенных и взвешенных органических соединений, в том числе в водоемах с большим диапазоном колебаний уровня сточных вод.

Изобретение относится к устройству для очистки ливнесточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ и может использоваться при очистке ливневых и технологических сточных вод.
Изобретение относится к способам очистки воды для хозяйственно-бытового водоснабжения и может найти применение в области хозяйственно-бытового водоснабжения, а также для очистки природных, поверхностных и подземных вод от взвешенных веществ.

Изобретение относится к химическим и сельскохозяйственным производствам и очистке бытовых жидких стоков, содержащих органические загрязнения. .

Изобретение относится к очистке подземных вод от растворенных в ней газов, в частности сероводорода и примесей, и может быть использовано в водоподготовке, например, изобретение может найти применение при подготовке экологически чистой воды в коммунальных, промышленных и оборотных системах хозяйственно-питьевого водоснабжения городов, населенных пунктов, отдельных объектов и сельскохозяйственных комплексов, а также при подготовке воды для санаторно-курортных комплексов.

Изобретение относится к устройствам для обработки воды, в частности к устройствам для флокулирования при очистке природных поверхностных вод для хозяйственных и питьевых целей, промышленных, сточных вод и для других аналогичных технологических процессов.

Изобретение относится к очистке воды и может быть использовано в системах хозяйственно-бытового назначения. .

Изобретение относится к области очистки загрязненных природных вод для питьевого водоснабжения, в частности к передвижным и стационарным водоочистным станциям. .

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при биологической очистке сточных вод гальванических цехов от солей тяжелых металлов. Способ предусматривает внесение в сточную воду биомассы дрожжей в виде отходов пивоваренных производств, содержащих ассоциацию дрожжей различных штаммов Saccharomyces cerevisiae с жизнеспособностью 90-95% в заданном количестве.

Изобретение относится к водоснабжению, а именно к очистке воды из поверхностных источников путем обработки ее озоном, и может быть использовано, в частности, для обеззараживания питьевой воды в системах водоснабжения городов и населенных пунктов.
Изобретение относится к способу снижения концентрации йодидного соединения в жидкости с применением ионообменной смолы. Способ включает контактирование жидкости со смолой, где смола включает сильнокислотную макропористую смолу, имеющую, по меньшей мере, 1% кислотных функциональных групп, обмененных на серебро, емкость сухой массы, равную, по меньшей мере, 5,0 экв/кг, средний диаметр пор (D50), равный приблизительно 400-800 Å, объем пор, равный приблизительно 0,4-0,6 мл/г, и удельную площадь поверхности, равную приблизительно 20-40 м2/г.

Изобретение относится к способу и устройству для непрерывного термического гидролиза шлама, включающего биологический материал. Способ включает непрерывное осуществление стадий подачи биологического материала в зону подачи трубчатого реактора, чтобы повысить давление и обеспечить температуру в диапазоне 100-200°C без кипения биологического материала; подачи пара в реактор в зоне подачи пара, чтобы повысить температуру до температуры в диапазоне 100-200°C; поддерживания давления в реакторе в течение заданного периода времени, такого как 0-5 часов; подачи воды в реактор в зоне охлаждения, чтобы снизить температуру до температуры ниже 100°C, и введения биологического материала в зоне выпуска.
Изобретение относится к области очистки промышленных сточных или оборотных вод со слабощелочной реакцией от ионов тяжелых металлов путем перевода их в труднорастворимые в воде соединения, подвижность которых в природных средах сильно ограничена, а именно к получению реагентов для очистки данных вод на основе торфа.

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 каплеобразующую систему фильтрации жидкости (46).

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.
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.
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.

Изобретение относится к нефтеотделителю-отстойнику может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, нефтехимической, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для очистки воды по принципу обратного осмоса и может быть использовано для приготовления диализирующей жидкости. Устройство для выработки высокочистой воды по принципу обратного осмоса содержит фильтр обратного осмоса, который посредством мембраны обратного осмоса разделен на первичную камеру и вторичную камеру, и насос, который прокачивает жидкость через первичную камеру, а также расположенное выше по потоку от мембраны обратного осмоса, необходимое для создания давления в первичной камере гидравлическое сопротивление.

Изобретение относится к развертываемой в полевых условиях системе очистки воды. Система очистки воды включает несколько модулей, соединяемых водопроводными линиями. Модули содержат, по меньшей мере, один элемент фильтрации воды и, по меньшей мере, один водяной насос, соединенный указанными линиями с элементом фильтрации воды, электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания, причем модули включают фильтрационный модуль и, по меньшей мере, два модуля привода насоса, включающие один модуль, несущий указанный электродвигатель, и другой модуль, несущий указанный двигатель внутреннего сгорания. Насос выполнен с возможностью выборочного соединения с электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания посредством сцепления водяного насоса с модулем, несущим электродвигатель, или с модулем, несущим двигатель внутреннего сгорания, при этом электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания выполнены с возможностью альтернативного соединения с насосом и запитки насоса. Гибкость и вес модульной системы очистки воды оптимизированы с использованием насосного компонента, который может быть смонтирован с помощью стандартизованных фитингов в альтернативных модулях первичных движителей, способных принять и запитать насос. Технический результат - легкая транспортировка, установка и эксплуатация системы с целью производства очищенной питьевой воды, добытой из непитьевых источников. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

Наверх