Устройство для электрохимической очистки питьевой воды

Устройство относится к электрохимическим технологиям очистки воды и может быть использовано в бытовых условиях для доочистки водопроводной воды и для получения питьевой воды из природных вод. Решается задача удобства обслуживания устройства потребителем, уменьшения для его сборки количества покупных комплектующих и материалов, исключение из процесса сборки устройства необходимости изготовления и использования различных приспособлений и, следовательно, уменьшение в этом процессе доли ручного труда и, как следствие, снижение себестоимости устройства. Устройство представляет собой цилиндрический реактор с расположенным в нем электродном блоке, в верхней части реактора установлен с возможностью вертикального перемещения открытый сверху усеченный обратный конус с вертикальной ручкой, на реактор надета крышка-воронка с кольцевым магнитом размещенным вокруг сливного отверстия, расположенного по центру воронки и являющегося направляющей для вертикального перемещения при размещении внутри нее вертикальной ручки обратного конуса для устойчивого его вертикального перемещения при сборе шлама. Внутри реактора на рассчитанном от поверхности расстоянии размещена метка визуального определения уровня заливаемой воды, например, в виде резкого ступенчатого изменения в этом месте толщины стенки реактора. В процессе изготовления корпуса реактора в его днище конструктивно выполнены сквозные отверстия с посадочными местами для установки и фиксации в эти отверстия контактов блока электродов. Контакты с внешней стороны днища реактора оснащены резьбой для плотной фиксации электродного блока к днищу и для крепления к ним контактов проводов блока питания и управления. Контакты блока электродов и проводов блока питания и управления защищены от повреждения специально установленной пластиной. Устройство в целом, включающее реактор с блоком электродов, блок питания и управления, крышку-воронку с кольцевым магнитом, обратный конус, фильтровальную емкость с фильтровальным элементом, для удобства покупателя размещено в контейнере. Введенные технические решения реализованы в серийном образце устройства электрохимической очистки питьевой воды «БСЛ-МЕД-1»

Предлагаемая полезная модель относится к области питьевого водоснабжения, конкретно к устройствам электрохимической очистки питьевой воды и может быть использовано в бытовых условиях для доочистки водопроводной воды, а также для очистки природных вод и доведения физико-химических и органолептических свойств до соответствия требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

Электрохимические методы позволяют наиболее эффективно очищать воду от антропогенных примесей (Миклашевский Н.В., Королькова С.В. Чистая вода. Системы очистки и бытовые фильтры. СПб.: ВХВ-Санкт-Петербург, издат. группа «Арлит», 2000, с.154).

Известно устройство, реализующее способ электрохимической очистки питьевой воды по патенту RV 2043308, содержащее емкость, в которой размещен пакет электродов с растворимым анодом, а также емкость с фильтровальным элементом. Устройство содержит также источник питания и управления с понижающим трансформатором и выпрямителем, подсоединенным к сети переменного тока и к электродам устройства.

Известно, также устройств для электрохимической очистки питьевой воды (полезная модель) по патенту 36824 содержащее источник питания, емкость реактора с расположенным в ней пакетом растворимых электродов и емкость фильтра с фильтровальным элементом, в верхней части емкости реактора установлен с возможностью вертикального перемещения обладающий плавучестью открытый сверху легко извлекаемый обратный конус с вертикальной ручкой, емкость фильтра оснащена легкосъемным фильтровальным элементом тонкого фильтрования, а над емкостью реактора установлена воронка с кольцевым магнитом, закрепленным на сливной трубке.

Известно, также устройство для электрохимической очистки питьевой воды (полезная модель) по патенту 74910 содержащее источник питания, емкость реактора с расположенным в ней пакетом растворимых электродов, емкость фильтра с фильтровальным элементом, в верхней части емкости реактора установлен с возможностью вертикального перемещения обладающий плавучестью открытый сверху легкоизвлекаемый обратный конус с вертикальной ручкой, емкость фильтра оснащена легкосъемным элементом тонкого фильтрования в виде тора, над емкостью реактора установлена воронка с кольцевым магнитом, закрепленным на сливной трубе, в верхней части емкости реактора, на внутренней стороне его стенок, размещены направляющие, на подвижном легкоизвлекаемом обратном конусе с вертикальной ручкой симметрично этим направляющим размещены пазы для устойчивого перемещения конуса по размещенным в верхней части емкости реактора направляющим, вершина обратного конуса усечена на такую величину, чтобы при перемещении конуса по направляющим вовнутрь реактора нижняя точка его перемещения соответствовала упору усеченного конуса в блок пакета электродов, уровень заливки воды в емкость реактора и величина зазора между основанием обратного подвижного усеченного конуса и внутренней стенкой емкости реактора рассчитаны так, чтобы после завершения процесса очистки воды, установки и последующего перемещения внутри емкости реактора подвижного обратного усеченного конуса вертикально вниз до упора в пакет блока электродов, вода не выплескивалась из емкости реактора при максимуме попадания удаляемого шлама в емкость обратного подвижного усеченного конуса, крепление фильтровального элемента, размещенного внутри фильтровальной емкости осуществлено с помощью полой трубки одновременно проходящей через отверстие внутренней поверхности тора фильтровального элемента вдоль его оси и через отверстие в днище фильтровальной емкости с выходом наружу емкости, к торцу трубки внутри фильтровальной емкости над фильтровальным элементом перпендикулярно трубке закреплена неподвижно пластина, перекрывающая по площади внутреннюю поверхность отверстия тора фильтровального элемента, часть трубки с внешней стороны фильтровальной емкости снабжена резьбой со съемной гайкой для плотной фиксации фильтровального элемента к днищу фильтровальной емкости, а на отрезке трубки, расположенном в области отверстия внутренней поверхности тора, перпендикулярно оси трубки размещены сквозные отверстия для стока воды после фильтрования во внутреннюю полость трубки и далее к потребителю, реактор размещают с целью удобства его обслуживания и перемещения в специальном контейнере, крепление электродов в пакет блока электродов осуществлено защелками, боковые лепестки защелок установлены в отверстия, проштампованные в катодных (боковых) пластинах, чем жестко фиксируют катодные пластины на расчитанном друг от друга расстоянии, центральный паз защелок фиксирует анодную (центральную) пластину на расчитанном от катодных (боковых) пластин расстоянии.

Указанное устройство по патенту 74910 по максимальному количеству сходных существенных признаков (емкость с пакетом электродов с растворимым анодом, легкоизвлекаемый обратный конус, воронка с кольцевым магнитом, крепление электродов в пакет блока электродов) принимается за прототип модели.

Недостатком выбранного за прототип устройства является:

- отсутствие меток фиксации уровня заливаемой в емкость реактора воды,

- необходимость изготовления и использования дополнительных приспособлений для сборки,

- большое количество деталей и комплектующих,

- большая доля ручного труда процесса подготовительных работ, сборки комплектующих элементов и устройства в целом, влекущее значительное повышение себестоимости устройства.

Целью настоящего технического решения является резкое снижение количества деталей и комплектующих, исключение покупных материалов для изготовления меток определения уровня заливаемой воды, что влечет исключение из процесса подготовительных к сборке устройств работ изготовления различных конструкций, приспособлений и приобретения ряда покупных изделий и материалов и, как следствие, существенное снижение при сборке доли ручного труда и, следовательно себестоимости устройства.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что на стадии изготовления емкости реактора внутри этой емкости конструктивно размещена метка определения уровня заливаемой в реактор воды, в днище емкости реактора на расстоянии друг от друга выполнены сквозные отверстия с посадочными местами для фиксации проходящих через отверстия с выходом наружу емкости контактов пластин электродов электродного блока, с внешней стороны днища контакты пластин оснащены резьбой со съемной гайкой для плотной фиксации электродов к днищу, а также для крепления к этим контактам проводов подачи напряжения от источника питания и управления, пластина под днищем реактора установлена для предохранения контактов и проводов от повреждения, сливная трубка воронки с кольцевым магнитом размещена по центру воронки для залива воды при заполнении емкости реактора и как направляющая для устойчивого вертикального перемещения размещенной внутри нее вертикальной ручки обратного конуса, емкость реактора с блоком электродов, воронка с кольцевым магнитом, обратный конус, и комплектующие устройство детали размещены в переносном контейнере.

Конструктивная возможность оформления сквозных отверстий в днище емкости реактора и размещения метки внутри корпуса реактора в виде литьевого выступа позволяют перейти при изготовлении емкости реактора на метод литья под давлением (Фиг.5), а возможность совмещения при таком способе изготовления реактора сквозных отверстий в его днище с посадочными местами для контактов пластин электродов электродного блока, оснащенных резьбой для их крепления и крепления к ним контактов проводов подачи напряжения от источника питания и управления, обеспечивают снижение объема ручных операций при сборке устройства, так как исключаются необходимость изготовления дополнительных приспособлений для определения мест фиксации и сверление сквозных отверстий в днище реактора, а также устраняется необходимость определения места, изготовление, размещение и крепление метки внутри емкости реактора.

Оформление в конструкции воронки с кольцевым магнитом сливной трубки по центру воронки кроме функции залива воды играет и роль направляющей для размещения и устойчивого перемещения внутри нее вертикальной ручки обратного конуса, что по сравнению с прототипом, не предусматривает размещение направляющих в реакторе и пазов на обратном конусе, что упрощает конструкцию реактора и обратного конуса и способствует простоте обслуживания устройства потребителем (отсутствует необходимость для потребителя задумываться об установке и совмещении пазов обратного конуса с направляющими на реакторе).

Крепление пластины под днищем реактора предохраняет контакты блока электродов и проводов подачи напряжения от источника питания и управления от повреждения.

Размеры корпуса реактора позволяют удобное размещение в нем и снаружи его при транспортировке и хранении комплектующих устройство элементов: блока электродов, воронки с кольцевым магнитом, обратного конуса, источника питания и управления и других входящих в устройство деталей, что позволяет компактно разместить устройство в переносном контейнере, чем, в свою очередь, достигается простота его обслуживания потребителем.

Из уровня техники не выявлено решений, имеющих признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого технического решения. Поэтому можно считать, что предложенное техническое решение соответствует уровню полезной модели.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется графическими материалами, где на фиг.1 представлена схема устройства прототипа, на фиг.2 - представлена схема предлагаемого устройства в сборе, на фиг.3 - схема емкости реактора (вид сверху), на фиг.4 - схема пакета блока электродов, на фиг.5 - рисунок емкости реактора предлагаемого устройства в сборе.

Предлагаемое устройство (фиг.2), также как и прототип (фиг.1) содержит источник питания 1, емкость реактора 2 с пакетом электродов 3, фильтровальную емкость 4 с фильтровальным элементом 5, установленным в реакторе с возможностью вертикального перемещения обладающим плавучестью открытым сверху легко извлекаемым обратным конусом 6 с вертикальной ручкой 7, крышку-воронку 8 с кольцевым магнитом 9.

В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве в верхней части емкости реактора 2 (фиг.2 и фиг.3) размещена метка определения уровня заливаемой в реактор воды 12, в днище емкости реактора (фиг.2 и фиг.3) размещены сквозные отверстия с посадочными местами 13 для контактов 10 пластин блока электродов 3 (фиг.2 и фиг.4), контакты 10 пластин электродов оснащены резьбой 11 (фиг.2 и фиг.4) со съемной гайкой 14 (фиг.2) для фиксации электродов к днищу реактора и для крепления к этим контактам 10 проводов 15 (фиг.2)подачи напряжения от источника питания и управления 1 (фиг.2), пластина 16 предохраняет контакты 10 и провода 15 от повреждения, вертикальная ручка 7 обратного конуса 6 размещена по центру отверстия 17 воронки 8 с кольцевым магнитом 9.

При сборке устройства (фиг.2) контакты 10 с уплотнительными прокладками 18 (фиг.2, фиг.4) блока электродов 3 устанавливают в отверстия с посадочными местами 13 (фиг.2, фиг.3), размещенные в днище реактора 2. С обратной стороны днища устройства (фиг.2) на контакты 10 электродов одевают провода 15 источника питания 1. Блок электродов 3 с одетыми на контакты 10 проводами 15 закрепляют гайкой 14 по резьбе 11 (фиг.4). Пластину 16 (фиг.2) устанавливают для предохранения контактов 10 и мест крепления к ним проводов 15.

Исходная вода заливается в емкость реактора 2 до метки 12 через крышку-воронку 8, установленную на реактор в перевернутом состоянии. Снимаем и переворачиваем крышку-воронку 8, устанавливаем вертикальную ручку 7 конуса 6 в отверстие 17. Устанавливаем крышку -воронку 8 вместе с обладающим плавучестью конусом 6 на емкость реактора 2 (фиг.2). Подаем напряжения от источника питания 1 на контакты 10 блока электродов 3 через провода 15 (фиг.2). После обработки воды и экспозиции отстоя, усеченный обратный конус 6 погружают путем нажатия на шток 7 при этом центральное отверстие 17 в крышке-воронке 8 является направляющей для вертикального перемещения конуса 6 до упора в блок электродов 3. Шлам с некоторым объемом воды сливается в конус 6. После окончания слива конус 6 извлекают из емкости реактора вместе с крышкой-воронкой 8. Шлам сливают, промывают конус 6 и крышку-воронку 8 проточной водой.

Обработанную воду сливают через фильтровальную емкость 4 в накопительную.

Устройство в целом, включающее реактор с блоком электродов, блок питания и управления, крышку-воронку с кольцевым магнитом, обратный конус, фильтровальную емкость с фильтровальным элементом и другие комплектующие для удобства покупателя размещено в контейнере.

Предложенные в формуле (полезная модель) отличительные признаки реализованы авторами в образце устройства доочистки питьевой воды серии «ПВВК» (фиг.5), и позволяют сделать вывод об отказе от использования дополнительных приспособлений, материалов и комплектующих деталей, а, следовательно, об уменьшении количества ручных операций при сборке. Размещение устройства в сборе в специальном контейнере способствует простоте его обслуживания потребителем и удобство при транспортировке.

Устройство для электрохимической очистки питьевой воды, содержащее источник питания, емкость реактора с расположенным в ней пакетом растворимых электродов, установленный в верхней части емкости реактора с возможностью вертикального перемещения обладающий плавучестью открытый сверху легко извлекаемый обратный конус с вертикальной ручкой, крышку, воронку с кольцевым магнитом, установленную над емкостью реактора, отличающееся тем, что в верхней части емкости реактора выполнена метка определения уровня заливаемой в реактор воды, в днище емкости реактора на расстоянии друг от друга размещены сквозные отверстия с посадочными местами для фиксации проходящих через отверстия с выходом наружу емкости контактов пластин электродов электродного блока, с внешней стороны днища контакты пластин оснащены резьбой со съемной гайкой для плотной фиксации электродов к днищу, а также для крепления к этим контактам проводов подачи напряжения от источника питания и управления, пластина под днищем реактора закреплена для предохранения контактов и проводов от повреждения, по центру крышки-воронки выполнено отверстие для залива воды при заполнении емкости реактора, являющееся направляющим для устойчивого вертикального перемещения размещенной внутри него вертикальной ручки обратного конуса, при этом емкость реактора с блоком электродов, воронка с кольцевым магнитом, обратный конус, емкость с фильтровальным элементом, емкость для чистой воды и блок питания и управления размещены в переносном контейнере.