Устройство для получения воды из снега и(или) льда

Изобретение относится к средствам водообеспечения, в частности к средствам получения воды из снега и/или льда. Устройство для получения воды из снега и/или льда включает загрузочный бункер, камеру таяния, системы подачи топлива, воздуха и удаления отработанных газов. В загрузочном бункере расположены кулачковые горизонтальные вальцы. В камере таяния расположены вертикальный шнек и кольцевой трубопровод с форсунками в ее верхней части. В средней части камеры таяния находятся наклонные и вертикальные регистры – теплообменники. В нагревательной камере находятся наклонные и вертикальные регистры и насос подачи нагретой воды в кольцевой трубопровод. Достигаемый технический результат заключается в повышении производительности устройства не менее чем в полтора раза, сокращении расхода топлива на единицу получаемой воды, а также повышении надежности и безопасности при эксплуатации устройства. 4 ил.

 

Изобретение относится к средствам водообеспечения, а более конкретно - к средствам получения воды из снега и (или) льда.

Известна установка для получения питьевой воды и охлажденного воздуха изо льда (см. патент РФ №2177526) от 28.04.2000 г. по кл. Е03В 3/30, включающая камеру таяния с трубопроводом для загрузки в камеру кусков льда, систему решеток, выполненных из полых трубок с отверстиями для подачи горячего воздуха, сеток для калибровки кусков льда и трубопроводов для подачи горячего воздуха и отвода воды, а также фильтра для очистки воды.

Недостатком известной установки является то, что исходным материалом получения воды служит только лед.

Известна также передвижная установка для получения воды из снега и льда (прототип - см. а.с. СССР №1388524, регистрационный номер заявки СССР 3986765 от 6.12.1985 г.), включающая загрузочный бункер, паровой котел, камеру таяния, внутри которой размещены трубки с форсунками для подачи пара, получаемого в паровом котле, а также система подачи топлива, воздуха в паровой котел и удаления отработанных газов.

Основным недостатком установки является применение парового котла, что требует постоянного планового освидетельствования на его использование. Кроме того, при воздействии пара на загрязняющие агенты, находящиеся в исходном материале, особенно в снеге, происходит образование желеобразной массы, которая в значительной степени усложняет процесс очистки талой воды. Размещение парового котла требует определенной дополнительной площади и грузоподъемности при монтаже технологического оборудования установки на транспортном средстве.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи получения воды из снега и (или) льда нормированного качества для хозяйственно-питьевых нужд, повышения удельной производительности устройства, снижения затрат энергоносителя.

Решение указанной задачи достигается тем, что получение воды из снега и (или) льда происходит в камере таяния за счет сгорания жидкого или газообразного топлива, преимущественно дизельного, в регистрах, расположенных непосредственно в камере таяния.

Кроме того, интенсивность таяния снега и (или) льда повышается за счет теплой воды, подаваемой в верхнюю часть камеры таяния из накопительной емкости, нагретыми горячим газом из регистров и стенок камеры таяния.

Использование заявленного технического решения позволит повысить производительность устройства, не менее чем в 1,5 раза, сократить удельный расход топлива и уменьшить геометрические и весовые характеристики технологического оборудования устройства на единицу получаемой воды, а также повысить степень надежности и безопасности при эксплуатации данного устройства по сравнению с прототипом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено: на фиг. 1 - устройство для получения воды из снега и (или) льда; на фиг. 2 - устройство для получения воды из снега и (или) льда в разрезе; на фиг. 3 - вид сверху; на фиг. 4 - разрез А-А.

Устройство для получения воды из снега и (или) льда включает загрузочный бункер 2 (фиг. 1), кулачковые вальцы 10 (фиг. 2), оси которых расположены в горизонтальной плоскости. Направление вращения кулачковых вальцов показано на фиг. 1. В верхней части камеры таяния 3 (фиг. 2) расположен кольцевой трубопровод 11 с форсунками 12. Кольцевой трубопровод 11 соединен с насосом 25 подачи нагретой воды трубопроводом 26. Ниже кольцевого трубопровода 11 по центру камеры таяния 3 расположен вертикальный шнек 13. Привод кулачковых вальцов 10 (фиг. 3) и вертикального шнека 13 (фиг. 2) осуществляется электродвигателем 28 (фиг. 3) через редуктор 27. В средней части камеры таяния 3 (фиг. 2) расположены наклонные регистры 14, переходящие в вертикальные регистры 17. Верхние части наклонных регистров 14 соединены с внутренней полостью 16 стенок камеры таяния 3 и нагревательной камеры 8. Нижние части вертикальных регистров 17 соединены с верхним рядом горизонтальных регистров 18 посредством устройств, позволяющих равномерно распределять газовые потоки по вертикальным и наклонным регистрам. Горизонтальные регистры 18 соединены с внутренней полостью 16 стенок камеры таяния 3 и нагревательной камеры 8. В начале горизонтальных регистров помещены специальные устройства (горелки) подачи топлива с воздухом и устройства для первоначального воспламенения энергоносителя (смесь топлива с воздухом). Количество подаваемого топлива в регистры зависит от их длины, включая вертикальные и наклонные регистры. В нижней части камеры таяния 3 установлен горизонтальный шнек 19, приводимый электродвигателем 21 для периодического удаления через трубопровод 4 частиц мусора, задерживаемых на сетке 20. Ниже сетки расположена накопительная емкость для талой воды 22, соединенная трубопроводом 24 с нагревательной камерой 8. Камера таяния 3 установлена на раме 5, в верхней части которой расположен топливный модуль, включающий топливоподкачивающий насос 30 (фиг. 4), насос высокого давления 31 и компрессор подачи сжатого воздуха 29. В верхней части камеры таяния 3 (фиг. 1) установлены выпускные телескопические трубы 1, на которых смонтированы вытяжные вентиляторы 9. Выхлопные газы нагревательной камеры 8 также отводятся в атмосферу через выпускные телескопические трубы.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Снег и (или) лед транспортером, погрузчиком или вручную подается в загрузочный бункер 2 (фиг. 2) и проходит через кулачковые вальцы 10, где происходит измельчение крупных частиц снега и (или) льда. Далее снег и (или) лед за счет гравитации и вращающегося шнека 13 попадает в верхнюю часть камеры таяния 3, где за счет теплой воды из форсунок 12 происходит частичное таяние снега и (или) льда. Вращающийся вертикальный шнек 13 исключает образование свода из обводненного снега. Обводненная масса снега и (или) льда попадает на разогретые наклонные 14 и вертикальные 17 регистры (теплообменники), а затем на горизонтальные регистры 18, где происходит окончательное превращение обводненной массы в воду. Далее вода через сетку 20 попадает в накопительную емкость 22, из которой насосом 23 вода перекачивается в нагревательную камеру 8, где происходит ее подогрев за счет разогретых вертикальных и наклонных регистров. Из верхней части нагревательной камеры 8 насосом 25 через трубопровод 26 вода подается в кольцевой трубопровод 11. Насосом 6 (фиг. 1) через трубопровод 7 вода из нагревательной камеры 8 подается на очистку или технические нужды.

Нагрев регистров (теплообменников), а также стенок устройства происходит за счет тепла, полученного от сгорания жидкого или газообразного энергоносителя, распыленного через форсунки до состояния «тумана» в начале горизонтальных регистров. Топливо к форсункам подается насосом высокого давления 31 (фиг. 4). Одновременно в горизонтальные регистры подается сжатый воздух компрессором 29 в соотношении топлива к воздуху 1: 20/25.

Сгорание топлива происходит полностью в регистрах (теплообменниках), так как подается избыточное количество воздуха.

Разогретые газы нагревают регистры, а затем и корпуса камеры таяния и нагревательной камеры за счет прохождения горячих газов через перфорированные перегородки 15 (фиг. 2) по внутренней полости 16 камеры таяния и нагревательной камеры. Охлажденные газы выбрасываются в атмосферу через телескопические трубы 1 (фиг. 1) посредством вытяжных вентиляторов 9. Использование принудительной системы удаления остывших газов позволяет повысить КПД устройства в целом. Сочетание наклонных, вертикальных, горизонтально-вертикальных и горизонтальных регистров, нагрев боковых стенок устройства, а также применение орошения нагретой водой снега и (или) льда и непрерывное перекачивание воды из накопительной емкости 22 (фиг. 2) в нагревательную камеру 8 позволяет ускорить процесс получения талой воды, что влечет за собой увеличение удельной производительности предлагаемого устройства. Использование нагревательной камеры в качестве дополнительной емкости для талой воды позволяет выдавать воду на очистку в непрерывном режиме.

Устройство для получения воды из снега и/или льда, включающее загрузочный бункер, камеру таяния, системы подачи топлива, воздуха и удаления отработанных газов, отличающееся тем, что в загрузочном бункере расположены кулачковые горизонтальные вальцы, в камере таяния расположены вертикальный шнек, кольцевой трубопровод с форсунками в ее верхней части, в средней части камеры таяния находятся наклонные и вертикальные регистры - теплообменники, в нагревательной камере находятся наклонные и вертикальные регистры и насос подачи нагретой воды в кольцевой трубопровод.