Устройство для обеззараживания воды
Техническое решение относится к комбинированным устройствам для обеззараживания природных и сточных вод без применения химических реагентов и может найти применение при водоподготовке, в системах коммунальных служб, при очистке сточных вод на очистных сооружениях дачных участков, лагерей, ското- и звероферм, птицефабрик, мясокомбинатов, для локальных и общих стоков воды, загрязненной патогенными микробами.
Техническим результатом предлагаемого устройства для обеззараживания воды является увеличение эффективности обеззараживания воды за счет комбинированного воздействия кавитационных потоков, акустического возбуждения и электрического поля.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройстве для обеззараживания воды, включающем связанный с насосом кавитатор, втулку, установленную внутри корпуса кавитатора и имеющую восемь продольных каналов с размещенными в них закручивающими устройствами в виде винтовых формователей потока, обеспечивающих закручивание и ускорение потоков, акустическую пульсационную камеру, размещенную на выходе из каналов для создания акустического резонансного возбуждения при взаимодействии кавитирующихся потоков, при этом на торце корпуса кавитотора закреплен изолятор, на котором внутри пульсационной камеры и осесимметрично с ней установлен электрод, присоединенный к положительному полюсу постоянного тока, а корпус заземлен.
Предлагаемое техническое решение относится к комбинированным устройствам для обеззараживания природных и сточных вод без применения химических реагентов и может найти применение при водоподготовке, в системах коммунальных служб, при очистке сточных вод на очистных сооружениях дачных участков, лагерей, ското- и звероферм, птицефабрик, мясокомбинатов, для локальных и общих стоков воды, загрязненной патогенными микробами.
Известно устройство для обеззараживания воды, описанное в патенте «Технологическая линия для обеззараживания сточных и природных вод, содержащая связанный с насосом кавитатор с закручивающими элементами, размещенными в корпусе и обеспечивающими образование кавитационных паровых пузырьков». (Патент 
2328450 РФ, C02F/36, 2007).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточность только кавитационной обработки воды, что уменьшает эффективность обеззараживания.
Известна установка для обеззараживания сточных вод, которая снабжена на всасывающем трубопроводе насоса задвижкой и блочным кавитационным генератором, а на напорном трубопроводе насоса - последовательно установленными задвижкой, теплообменником и кавитационным генератором типа трубы Вентури, состоящей из диффузора и конфузора. (Патент 2057079 РФ, C02F 3/18, 1996)
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная эффективность обеззараживания воды только в кавитационных генераторах.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип является устройство для обеззараживания воды, включающее связанный с насосом кавитатор с закручивающими устройствами, размещенными в корпусе с возможностью создания кавитации, втулку с восемью продольными каналами с размещенными в них закручивающими устройствами в виде винтовых формователей потока, обеспечивающих закручивание и ускорение потоков, акустическую пульсационную камеру с возможностью возникновения акустического резонансного возбуждения при взаимодействии кавитационных потоков, колеблющихся с одинаковой частотой. (Патент 2396216 РФ C02F 1/34, 2008)
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная эффективность обеззараживания воды за счет кавитации и акустического возбуждения.
Техническим результатом предлагаемого устройства для обеззараживания воды является увеличение эффективности обеззараживания воды за счет комбинированного воздействия кавитационных потоков, акустического возбуждения и электрического поля.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройстве для обеззараживания воды, включающем связанный с насосом кавитатор, втулку, установленную внутри корпуса кавитатора и имеющую восемь продольных каналов с размещенными в них закручивающими устройствами в виде винтовых формователей потока, обеспечивающих закручивание и ускорение потоков, акустическую пульсационную камеру, размещенную на выходе из каналов для создания акустического резонансного возбуждения при взаимодействии кавитирующихся потоков, при этом на торце корпуса кавитотора закреплен изолятор, на котором внутри пульсационной камеры и осесимметрично с ней установлен электрод, присоединенный к положительному полюсу постоянного тока, а корпус заземлен.
Закрепление на торце корпуса изолятора в виде диска, пробки, шайбы или гайки, выполненного из диэлектрического материала (резины, фарфора, пластмассы, керамики), позволяет предотвратить короткое замыкание и разделить электрод, на который подают напряжение от источника постоянного тока, от корпуса кавитатора.
Осесимметричная установка электрода внутри кавитационной камеры на изоляторе и его присоединение к положительному полюсу источника постоянного тока, а также заземление корпуса позволяет создать равномерный токовый режим в кольцевом зазоре между электродом и кавитационной камерой, под действием которого происходит дополнительное обеззараживание воды в электрическом поле помимо обеззараживания, связанного с кавитацией потока воды и акустического резонансного возбуждения в акустической пульсационной камере. Кроме того, микропузырьки электролитических газов, образующихся при электролизе воды
создают дополнительные центры кавитации во всем объеме воды, находящейся в акустической пульсационной камере, что еще больше повышает эффективность обеззараживания воды.
Таким образом, комбинированное воздействие электрического поля с кавитацией и акустическим резонансным воздействием, охватывающее весь объем воды в акустической пульсационной камере, позволяет усилить эффект обеззараживания воды по сравнению с отдельным воздействием на воду кавитацией и акустического резонансного возбуждения или только электрическим полем.
На фиг. представлена схема устройства для обеззараживания воды в разрезе.
Она состоит из корпуса 1 кавитатора, втулки 2, установленной внутри корпуса 1 и имеющей восемь продольных каналов с размещенными в них закручивающими устройствами в виде винтовых формователей 3 потока, держателя 4 для закрепления винтовых формователей 3 потока во втулке 2 с помощью крепежного элемента - винта 5, акустической пульсационной камеры 6, размещенной на выходе из каналов. На торце корпуса 1 кавитатора закреплен изолятор 7 в виде пробки, диска, шайбы или гайки, выполненный из диэлектрического материала (резины, фарфора, пластмассы, керамики). На изоляторе 7 осесимметричного с корпусом 1 установлен электрод 8, присоединенный к клемме 9 положительного полюса 8 источника постоянного тока, а сам корпус 1 присоединен к заземлению 10.
Устройство работает следующим образом. На клемму 9 подают положительный потенциал от источника постоянного тока. Жидкость (вода) под давлением подают во втулку 2 с восемью продольными каналами и размещенными в них соответственно восемью винтовыми формователями 3 потока. Жидкость, огибая держатель 4, входит в продольные каналы винтовых формователей 3 потока, где происходит формирование вихревых (закругленных) потоков жидкости и ускорение их движения за счет сужения диаметра винтовых формователей 3 потока в сравнении с входным диаметром втулки 2. Из-за увеличения вихревой скорости потока давление его резко падает с образованием паровых кавитационных пузырьков и последующего их схлопывания, что вызывает первоначальный эффект обеззараживания воды. Выходя из каналов в акустическую пульсационную камеру 6 кавитационные потоки объединяются в ней в режиме акустического резонансного возбуждения. При взаимодействии кавитационных потоков, колеблющихся с одинаковой частотой, возникает акустическое резонансное возбуждение. Одновременно с вышеописанными процессами, происходящими с кавитационными потоками в акустической пульсационной камере 6 под действием электрического тока, идущего от электрода 8 к стенке этой камеры, происходит дополнительное обеззараживание воды, разрушающего патогенные микроорганизмы, а электролиз воды, проходящий по уравнению (1) с образованием микропузырьков электролитических газов, вызывает дополнительную кавитацию потоков в пульсационной камере 6.
Таким образом, одновременное комплексное воздействие кавитации с гидроударами, акустического резонансного возбуждения и электрического поля позволяет повысить эффективность обеззараживания воды без применения химических реагентов - хлора или озона и повышения температуры.
Устройство для обеззараживания воды, включающее связанный с насосом кавитатор, втулку, установленную внутри корпуса кавитатора и имеющую восемь продольных каналов с размещенными в них закручивающими устройствами в виде винтовых формователей потока, обеспечивающих закручивание и ускорение потоков, акустическую пульсационную камеру, размещенную на выходе из каналов для создания акустического резонансного возбуждения при взаимодействии кавитационных потоков, отличающееся тем, что на торце корпуса кавитатора закреплен изолятор, на котором внутри пульсационной камеры и осесимметрично с ней установлен электрод, присоединенный к положительному полюсу постоянного тока, а корпус заземлен.
