Установка для импульсной обработки воды


 


Владельцы патента RU 2531814:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) (RU)

Изобретение относится к средствам обработки водосодержащих сред и может использоваться для очистки загрязненных и в том числе радиоактивных вод. Установка для импульсной обработки воды содержит источник импульсных сигналов, соединенный выходом с элементом воздействия на элемент с водой. Элемент с водой представляет собой диэлектрическую трубку 5. В качестве источника импульсных сигналов использован генератор 1 наносекундных несинусоидальных электромагнитных импульсов мощностью более 1 МВт и длительностью не менее 1 нс. Элементом 2 воздействия на воду служат два металлических коаксиальных цилиндра 3 и 4. Диэлектрическая трубка 5 с водой представляет собой спираль, намотанную на внутренний металлический цилиндр 3. Каждый из цилиндров 3, 4 соединен с одним из выходов генератора 1. Изобретение позволяет повысить эффективность обработки воды. 1 ил.

 

Изобретение относится к средствам обработки водосодержащих сред и может использоваться для очистки загрязненных, в т.ч. радиоактивных вод.

Известны способ очистки жидких углеводородов от серы и установка для его осуществления (патент РФ №2235114, МПК C10G 32/02, В03С 1/005, заявл. 14.04.2003, опубл. 27.08.2004 г.).

Установка содержит емкость для обработки жидких углеводородов (элемент с жидкой средой), источник электромагнитных импульсов в виде генератора однополярных импульсов мощностью 1 МВт, длительностью менее 1 нс и частотой повторения не менее 1 кГц, элемент воздействия с излучателем, размещенным внутри емкости для обработки вдоль ее продольной оси и выполненным в виде длинного металлического стержня, обвитого цилиндрической спиралью, при этом устройство подогрева представляет собой установленный между системой подвода и входом емкости для обработки регулируемый теплообменник, соединенный с емкостью для обработки через насос, а система отвода жидких углеводородов из емкости соединена с отстойником обработанных жидких углеводородов.

Недостатками известного способа и установки являются малая производительность и сложность реализации обработки жидких углеводородов в непрерывном режиме, так как в конце каждого цикла очистки необходим период отстаивания обработанных углеводородов.

Известна установка (патент РФ №2301252, МПК C10G 32/02, з. 09.07.05, oп. 20.06.07).

Известная установка для очистки жидких углеводородов от серы содержит элемент с жидкой средой в виде емкости для обработки жидких углеводородов с системами их подвода и отвода, источник электромагнитных импульсов в виде генератора однополярных импульсов мощностью 1 МВт, длительностью менее 1 нс и частотой повторения не менее 1 кГц, элемент воздействия - излучатель, выполненный в виде длинного металлического стержня.

Недостаток известной установки заключается в том, что для устойчивой работы форсунок требуется высокая степень очистки жидкости от примесей.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому техническому решению является установка для обработки воды, представленная в п. США №8382992 (з. №US 2010/0193359) и выбранная в качестве прототипа.

Известная установка содержит низкочастотный генератор периодических электрических импульсов, представляющий собой емкостной узел напряжением около 90 вольт, который создает электрическое поле с переменными электрическими импульсами, длительностью несколько микросекунд и током около 3, 3 ампер с постоянной частотой 5 кГц. Выход емкостного узла связан с анодом устройства обработки, который выполнен в виде металлического стержня или трубы, размещенной в центре изолированного катода - металлической трубы.

Это поле воздействует на расположенные в пластиковом корпусе два электрически связанных между собой и расположенных коаксиально электрода. Внутри изолированного сверху катода в его центре размещен анод в виде металлического стержня или металлической трубы, при этом катод занимает примерно треть пространства, а анод длиннее катода. Имеется схема управления, выполненная на микроконтроллере.

Устройство обработки имеет неметаллический корпус (из ПВХ) и обрабатываемый поток воды течет снаружи изолированного катода - между пластиковым корпусом и катодом.

Недостаток - сложная система управления, недостаточная эффективность обработки из-за малой мощности: (90 вольт × 3 ампера = 270 Вт). Кроме того, при такой обработке происходит взаимодействие водного раствора с электродом и его растворение, что приводит к изменению химического состава воды.

Техническая задача изобретения направлена на повышение эффективности обработки воды.

Поставленная задача решается тем, что в установке для импульсной обработки воды, содержащей источник импульсных сигналов, соединенный выходом с элементом воздействия на элемент с водой, а элемент с водой представляет собой диэлектрическую трубку, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, в качестве источника импульсных сигналов использован генератор наносекундных несинусоидальных электромагнитных импульсов мощностью более 1МВт, и длительностью менее 1 нс, элементом воздействия на воду служат два металлических коаксиальных цилиндра, а диэлектрическая трубка с водой представляет собой спираль, намотанную на внутренний металлический цилиндр, при этом каждый из цилиндров соединен с одним из выходов генератора.

Использование в качестве источника импульсных сигналов очень коротких импульсов большой мощности в совокупности с выполнением диэлектрической трубки с водой в виде гибкой спирали, намотанной на внутренний электропроводящий цилиндр, помещенный внутрь электропроводящего цилиндра большего диаметра, обеспечивает достижение заданного результата - повышения эффективности обработки за счет большой мощности излучения и исключения непосредственного взаимодействия воды с электродом.

Высокая эффективность воздействия объясняется радиолизом - процессами, происходящими в водосодержащей среде под действием электромагнитного излучения.

В итоге в обрабатываемой среде, где образуются химические вещества, содержащие кислород и водород (Н+, ОН-, Н2, Н2О2), резко увеличивается концентрация гидратированных электронов, обладающих значительным окислительно-восстановительным потенциалом (примерно - 2,77 В) и повышающих реакционную способность аквакомплекса, каковым является обрабатываемая водосодержащая среда.

Активация в процессе обработки водосодержащей среды заключается в изменении ее физико-химических свойств, которые можно контролировать через ряд параметров обрабатываемой водосодержащей среды, поэтому контроль в течение процесса таких параметров водосодержащей среды, как ее рН, электропроводность и диэлектрическая проницаемость, дает возможность уточнить время окончания процесса обработки с гарантией получения стабильных заданных свойств.

Достигаемый технический результат - повышение эффективности обработки.

Заявляемая установка обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками, как использование в качестве источника импульсных сигналов генератора наносекундных несинусоидальных электромагнитных импульсов мощностью более 1МВт, и длительностью менее 1 нс, использованием в качестве элемента воздействия на воду двух металлических коаксиальных цилиндров, а диэлектрическая трубка с водой представляет собой спираль, намотанную на внутренний металлический цилиндр, при этом каждый из цилиндров соединен с одним из выходов генератора, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.

Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными отличительными признаками, обеспечивающим в совокупности достижение указанного результата, поэтому он считает, что заявляемая установка соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемая установка может найти широкое применение в химической промышленности, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».

Изобретение иллюстрируется чертежом, где приведена функциональная схема установки.

Установка для импульсной обработки воды содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, элемент 2 воздействия на жидкость, представляющий собой два проводящих коаксиальных цилиндра 3 и 4, а также спиральный элемент 5 с жидкостью, намотанный на внутренний цилиндр 3. Спиральный элемент 5 представляет собой диэлектрическую трубку, в который с помощью насоса 6 подается обрабатываемая жидкость. Каждый из цилиндров 3 и 4 элемента 2 представляет собой электрод и соединен с выводами генератора, выполненными в виде кабеля в оплетке: внутренний цилиндр 3 с центральной жилой кабеля, а внешний с его оплеткой.

В качестве генератора наносекундных несинусоидальных мощных импульсов может быть использован, в частности, генератор, описанный в п. РФ №2004064 по кл. Н03К 3/33, з. 05.06.91, oп. 30.11.93 «Формирователь наносекундных импульсов». Генератор излучает импульсы мощностью более 1 МВт, длительностью менее 1 нс и частотой повторения не менее 1 кГц.

При включении генератора 1 между цилиндрами 3 и 4 возникает мощное электромагнитное поле, которое воздействует на протекающую по спирали 5 жидкость.

При протекании жидкости по спиральной трубке 5 увеличивается время ее обработки в электромагнитном поле между цилиндрами 3 и 4, что повышает эффективность обработки.

В сравнении с прототипом заявляемая установка является более эффективной при весьма простой конструкции.

Установка для импульсной обработки воды, содержащая источник импульсных сигналов, соединенный выходом с элементом воздействия на элемент с водой, а элемент с водой представляет собой диэлектрическую трубку, отличающаяся тем, что в качестве источника импульсных сигналов использован генератор наносекундных несинусоидальных электромагнитных импульсов мощностью более 1 МВт и длительностью менее 1 нс, элементом воздействия на воду служат два металлических коаксиальных цилиндра, а диэлектрическая трубка с водой представляет собой спираль, намотанную на внутренний металлический цилиндр, при этом каждый из цилиндров соединен с одним из выходов генератора.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложен способ селективного извлечения фосфора в форме биомассы из твердых материалов, содержащих тяжелые металлы и фосфаты.

Изобретение может быть использовано для подготовки водопроводной воды предприятиями пищевых производств, в частности при производстве безалкогольных напитков. Способ включает очищение воды от механических примесей путем фильтрации, обработку воды импульсным ультразвуковым полем с частотой 22±1,65 кГц, мощностью ультразвукового колебания 120-200 Вт, интенсивностью порядка 10-20 Вт/см2 и экспозицией 3-5 мин.

Группа изобретений может быть использована для переработки осадков, образующихся при очистке городских и промышленных сточных вод, с получением негниющего осадка и электрической энергии.

Изобретение относится к очистным сооружениям, используемым на моечных станциях автотранспорта. Флотационно-фильтрационная установка содержит заборный фильтр, всасывающий трубопровод, обратный клапан, насосный агрегат, эжектор, соединенный с байпасным трубопроводом и установленный на входе насосного агрегата, камеру флотации с фильтром и слоем фильтрующей загрузки, а на входе в эжектор установлена защитная сетка, служащая для предотвращения засорения сопла эжектора, при этом эжектор имеет два штуцера, один из которых служит для ввода раствора реагента и соединяется трубкой с насосом-дозатором, а другой служит для подсоса атмосферного воздуха, при этом в обоих штуцерах встроены обратные клапаны, при этом эжектор связан с двухступенчатым сатуратором, вторая ступень которого содержит манометр и выходную магистраль, соединенную с единым трубопроводом, при этом вторая ступень сатуратора через обратный клапан связана с распределительным коллектором через сопла, расположенные в нижней части камеры флотации, содержащей скребковый механизм, лоток и переливную трубку, связанную с верхней частью фильтра, имеющего слой адсорбирующей фильтрующей загрузки, которая удерживается поддерживающей и прижимной рамками, каждое из сопел распределительного коллектора состоит из корпуса сопла со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса сопла, и расположенный в верхней части корпуса штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, шнек запрессован в корпус с образованием цилиндрической камеры, расположенной над шнеком, соосно диффузору, и соединенной с ним последовательно, причем шнек выполнен с центральным дроссельным отверстием, а внешняя поверхность шнека представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку и расположена внутри корпуса, причем выход винтовой канавки соединен с выходной конической камерой, к торцу которой прикреплен пластинчатый распылитель, который состоит из перпендикулярных оси шнека и параллельных между собой, по крайней мере, двух пластин, одна из которых, первая пластина, имеет центральное отверстие, диаметр которого равен диаметру большего из отверстий выходной конической камеры, а вторая пластина выполнена сплошной и крепится к первой посредством, по крайней мере, трех крепежных элементов, включающих в себя винт, гайку и простановочную калиброванную шайбу, устанавливаемую между пластинами и выполняющую функцию регулирующего звена, управляющего зазором.

Изобретение относится к очистному оборудованию для загрязненной текучей среды газопромывных устройств и использованию дискового центробежного сепаратора и может быть использовано в судостроительной промышленности.

Переносная система обработки воды включает по меньшей мере одну подсистему для обработки воды, включающую систему флокуляции, систему хлорирования и систему биопесочной фильтрации.

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки воды и может быть использовано в медицинской, косметической и пищевой промышленности. Устройство содержит корпус, источник питания, анод и катод.

Изобретения могут быть использованы при очистке жидкостей и газов от органических загрязнений. Для осуществления способа загрязненные жидкость или газ подают в очистной резервуар, содержащий адсорбент на основе углерода в форме слоя, опирающегося на плиту на дне резервуара.

Изобретение относится к способу очистки отработанной щелочи (L) из устройства для получения углеводородов посредством крекинга содержащего углеводороды исходного сырья.

Изобретение может быть использовано водоочистке. Исходная сточная вода по трубопроводу 1 поступает в первичный отстойник 2, где происходит ее осветление.

Изобретение относится к способу и установке для предварительной обработки неочищенной воды и может найти применение для бытовых, сельскохозяйственных и промышленных нужд. Предварительная обработка неочищенной воды заключается в том, что частицы железа вводят в металлический приемник, содержащийся в резервуаре, снабженном электродом, не соприкасающимся с этим металлическим приемником, и водный раствор вводят в указанный резервуар так, чтобы он по меньшей мере частично покрывал частицы железа и контактировал с электродом, постоянный ток подводят к металлическому приемнику и электроду, причем металлический приемник, содержащий частицы железа, является анодом, а электрод является катодом. Водный раствор, вводимый в резервуар, является водным раствором гипохлорита натрия, концентрация которого составляет по меньшей мере 1 г/л. Продукт электролиза извлекают из резервуара и вводят в неочищенную воду, подвергаемую предварительной обработке, после чего ее дополнительно подвергают аэробному, а затем анаэробному биологическому фильтрованию. Предварительная обработка неочищенной воды позволяет получить воду, которая может быть затем легко обработана для получения питьевой воды или так называемой технической воды. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод, содержащих вещества органической природы, на предприятиях пищевой и рыбной промышленности с утилизацией выделенного продукта. При осуществлении способа в качестве коагулянта используют избыточный активный ил, сконцентрированный до содержания сухого вещества 7-10 г/л. Затем активный ил подвергают акустической кавитационной обработке. Режим жесткости акустической кавитационной обработки составляет 2,5-3,5 кГц·час. Жесткость режима определяют по формуле O = τ × ∫ , где τ - продолжительность обработки, час, ƒ - частота ультразвуковых колебаний пьезоэлектрического генератора, кГц. Обработанный ил вводят в сточные воды в соотношении 1:2 и проводят осаждение. Отделяют осадок и утилизируют его. Способ обеспечивает существенное упрощение технологии очистки при сохранении его эффективности. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 пр.

Изобретение относится к устройству для привода клапана, который находится в выпускном отверстии емкости для жидкости устройства для обработки жидкости. Изобретение относится также к емкости для жидкости, а также к устройству для обработки жидкости и его применению. Емкость для жидкости устройства для обработки жидкости имеет выпускное отверстие и расположенный в выпускном отверстии клапан. Клапан находится в емкости для жидкости, встроенной в устройство для обработки фильтрацией, в закрытом положении. Устройство для приведения в действие клапана образовано для открытия при установке на находящемся в закрытом положении клапане. Описываются также устройство для приведения в действие клапана и устройство для обработки жидкости. Техническим результатом изобретения является создание емкости для жидкости с клапаном, которая в собранном положении и, в частности, без установленного патрона для обработки имеет закрытое выпускное отверстие, в которой нефильтрованная вода не может попасть в сборник для отфильтрованной воды. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 35 ил.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к устройствам для очистки воды от наносов, и предназначено для предотвращения попадания донных и взвешенных наносов с фракцией более 0,2 мм в трубопроводы и аванкамеры насосных станций. Пескогравиеловка включает основную приемную цилиндрическую емкость 1, установленную в дополнительной емкости 2 большего объема. В основной приемной емкости 1 размещен пустотелый цилиндр 10, сопряженный с подводящим водоводом 12. Цилиндр 10 разделен горизонтальной перегородкой 13 на две полости 15 и 16. Горизонтальная перегородка 13 имеет отверстие в средней части. Выше перегородки 13 в стенках цилиндра 10 выполнены водовыпускные окна 20. В стенках наклонного дна 5 основной емкости 1 относительно друг друга выполнены водовыпускные отверстия 6. Водовыпускные отверстия 6 снабжены наносоотбойными элементами в виде затворов 7 с возможностью вертикального перемещения в сторону пустотелого цилиндра со стороны полости основной емкости 1. Дно основной 1 и дополнительной 2 емкостей имеет наклон под различным углом к горизонтальной оси устройства, закрепленного в основании фундамента 28. В центре дополнительной емкости 2 выполнен промывной трубопровод 24. Емкость 2 в верхней части ее стенки сообщена с отводящим трубопроводом 25 чистой воды. В таком ступенчатом гидравлическом режиме воды с наносами через цилиндр 10, емкость 1 в дополнительную емкость 2, в виде сужающихся и расширяющихся участков, наносы будут поступать в сбросной коллектор за счет их смыва с наклонных стенок дна, а чистая вода будет поступать из верхних слоев дополнительной емкости 2 в отводящий трубопровод 25 и далее к потребителю. Повышается эффективность и надежность работы в условиях изменения энергетических параметров падающего потока с донными и взвешенными наносами и уменьшается гидродинамическое воздействие на дно дополнительной емкости. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от красителей. Способ очистки сточных вод от кислотных и основных красителей заключается в обработке вод сорбентом с каркасной структурой. Сорбент представляет собой титансодержащее металлоорганическое каркасное соединение формулы Ti8O8(OH)4[O2C-C6H4CO2]6, содержащее в качестве линкера остатки 1,4-дикарбоновой кислоты бензола, а в узлах решетки кластеры в виде оксометаллатных многогранников, содержащих ионы титана. Технический результат заключается в повышении степени адсорбции кислотных красителей при сохранении эффективности адсорбции основных красителей. 1 табл.

Изобретение относится к конструкциям установок для облучения текущих сред и может быть применено в установках, предназначенных для стерилизации текущих жидкостей, активации химических реакций в текущих растворах, ядерного превращения текущих радиоактивных отходов, используемых, в частности, в медицине, пищевой, химической и атомной промышленностях. Камера для облучения текущих сред содержит камеру с патрубками для подвода и отвода текущей среды, при этом патрубки разнесены по высоте один относительно другого, камера выполнена в виде двух коаксиальных труб переменного диаметра, внутренняя труба образует полость, открытую со стороны выходного патрубка, диаметр которой в любом сечении превышает диаметр излучателя. Техническим результатом изобретения является обеспечение обслуживания и замены излучателя без прекращения потока текущей среды. 3 ил.

Изобретение относится к способу получения поликарбоната на границе раздела фаз и последующего электролиза содержащей хлорид натрия технологической отработанной воды, который включает следующие стадии: a) получение фосгена взаимодействием хлора с монооксидом углерода, b) взаимодействие полученного на стадии а) фосгена, по меньшей мере, с одним бисфенолом в присутствии, по меньшей мере, одного основания, по меньшей мере, одного катализатора с основным характером и, по меньшей мере, одного органического растворителя с образованием поликарбоната и раствора, содержащего хлорид щелочного металла, c) выделение и переработку полученного на стадии b) поликарбоната, d) отделение остающегося на стадии с) раствора, содержащего хлорид щелочного металла, от остатков растворителя и остатков катализатора прежде всего путем отгонки с водяным паром и обработки адсорбентами, прежде всего активированным углем, e) электрохимическое окисление, по меньшей мере, части содержащего хлорид щелочного металла раствора стадии d) с образованием хлора, щелочи и при необходимости водорода, отличающемуся тем, что при отделении раствора, реализуемом на стадии d) перед его обработкой адсорбентами, показатель рН раствора устанавливают на уровне 8 или ниже и f) по меньшей мере, часть полученного на стадии е) хлора возвращают на стадию а) и/или, g) по меньшей мере, часть полученной на стадии е) щелочи возвращают на стадию b) синтеза поликарбоната. Технический результат - упрощение технологии, связанное с возможностью подачи раствора на электролиз без очистки, возможностью использовать выделенные из отходов компоненты в процессе. 13 з.п. ф-лы, 4 пр.

Деаэратор // 2532956
Изобретение относится к термической деаэрации жидкости и может быть использовано для удаления неконденсирующихся газов, главным образом кислорода и свободной углекислоты из питательной воды паротурбоустановки. Деаэратор для питательной воды турбоустановки содержит бак-аккумулятор 1 с патрубком отсоса неконденсирующихся газов, колонку 2 в виде водоструйного эжектора, водоподающее устройство, выполненное в виде центробежных форсунок 3, закрепленных на трубопроводах 4, и пароподводящий коллектор 5. В баке-аккумуляторе 1 на выходе из колонки 2 установлен конусообразный каплеотбойник 7. Каждая из центробежных форсунок 3 содержит полый корпус с соплом и центральным сердечником. Корпус форсунки содержит соосную жестко связанную с ним втулку с закрепленным в ее нижней части соплом. Изобретение позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление и повысить степень распыла жидкости. 2 ил.

Изобретение относится к установке для обработки текучей среды для очистки загрязненных жидкостей, например воды. Установка содержит, по меньшей мере, одну вертикальную камеру первичной обработки продолговатой формы (11), содержащую впускное отверстие (14) для текучей среды, подлежащей обработке, расположенное в верхней части камеры (11) так, что текучая среда течет вниз через камеру (11), и устройство (20 или 24) для введения стерилизующего средства, например озона или воздуха, обогащенного озоном, в нижнюю часть камеры (11) и его последующего перемещения вверх в виде пузырьков через жидкость, текущую вниз через камеру (11), устройство (16) для удаления отходов, расположенное в верхней части камеры (11), и ультрафиолетовую лампу (29) для УФ обработки жидкости, при этом ультрафиолетовая лампа (29) расположена в отдельной камере (12), соединенной с камерой первичной обработки (11), или внутри камеры первичной обработки (11). Для многоуровневой обработки жидкости может быть представлено несколько камер (11) и (12). Изобретение позволяет эффективно очищать текучую среду с возможностью ее повторного использования. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 90 ил.

Изобретение относится к очистным сооружениям. Устройство содержит цилиндрический корпус (1) с крышкой (5) и днищем (6), в котором расположен активатор процесса (4). В верхней части корпуса выполнены патрубки для ввода сточной воды и вывода загрязненного экстрагента, а в нижней части корпуса - патрубки для вывода очищенной воды и ввода чистого экстрагента. Активатор процесса выполнен в виде инертной насадки, представляющей собой цилиндрическое кольцо, к боковой поверхности которого оппозитно друг другу прикреплены две полусферические поверхности таким образом, что диаметральные плоскости полусфер совпадают соответственно с верхним и нижним основаниями цилиндрического кольца, а вершины полусферических поверхностей находятся на оси кольца и направлены навстречу друг другу. Изобретение позволяет повысить степень очистки воды. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх