Водоочиститель

Авторы патента:

C02F1/22 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

Полезная модель относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение производительности и степени чистоты воды.

Указанная задача достигается тем, что в предлагаемом техническом решении, включающем водоочиститель для получения талой питьевой воды, который включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью, согласно полезной модели, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды выполнено в виде поршня со штоком с возвратно поступательным приводом, при этом в поршне расположены отверстия для подачи воды в зону замораживания. Кроме того, продольный сосуд имеет крышку, в центре которой находится винтовое соединение со штоком поршня. Кроме того, на крышке выполнена воронка подачи воды в водоочиститель. Кроме того, продольный сосуд имеет дно, в центре которого закреплена труба с кольцевой режущей частью, а патрубки для вывода талой питьевой воды расположены в стенках продольного сосуда в нижней части. Достигаемый технический результат совпадает с задачей.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является водоочиститель для получения талой питьевой воды, включающий расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью (патент RU 2312817, C02F 1/22, Б.И. 35, 2007)

Недостатком известного водоочистителя является низкая производительность из-за конструктивного несовершенства приводного устройства перемещения стержня замороженной воды выполненного в виде роликов с зубчатыми поверхностями (зубья имеют точечный контакт, в связи с чем происходит скалывание льда при его сдвиге роликом и стержень не смещается), что снижает производительность известного водоочистителя. Кроме того, патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды расположены в одной зоне, что не гарантирует не смешивание талой питьевой воды с примесями, что снижает степень очистки воды.

Достигаемый технический результат совпадает с задачей

Сущность полезной модели поясняется чертежом.

На нем приведена схема работы водоочистителя с основными элементами конструкции устройства.

Водоочиститель содержит продольный сосуд 1 из нержавеющего материала, например стали, бронзы, меди, полимера (полиэтилена, фторопласта и др.) с поверхностью контактирующей со льдом, а также высокой чистоты шероховатости (гладкой относительно наружной поверхности стенок), в зоне замораживания воды которого установлена кольцевая морозильная камера 2, перед ней смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня 3, выполненное в виде поршня 4 со штоком 5 с возвратно поступательным приводом, при этом в поршне 4 расположены отверстия 6 для подачи воды в зону замораживания, а продольный сосуд 1 имеет крышку 7, в центре которой находится винтовое соединение 8 со штоком 5 поршня 4. На крышке 7 выполнена воронка 9 подачи воды в водоочиститель. Продольный сосуд 1 имеет дно 10, в центре которого закреплена труба 11 с кольцевой режущей частью, а патрубки 12 для вывода талой питьевой воды расположены в стенках продольного сосуда 1 в нижней части.

Крышка 7 имеет привод вращения (например, посредством понижающего редуктора с электродвигателем, не показан). В зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня 3 разобщающее устройство в виде трубы 11, которая на входе имеет режущую часть в виде зубчатого венца, а на выходе - профиль, образующий выходной патрубок для удаления примесей в виде рассола в канализацию. В зоне перехода воды из твердого состояния в жидкое расположен кольцевой нагревательный элемент 13.

Для подачи воды в водоочиститель используют конструкции устройств с регуляторами, которые подают воду в воронку 9.

Принцип работы устройства заключается в производстве талой воды по временной и температурной схеме повторяющей процесс образования талой воды в природе. Слишком быстрое замораживание не позволит очистить воду от вредных примесей, а слишком быстрое размораживание приводит к нарушению структурирования талой воды, в результате чего свойство биологической активности будет сведено к нулю.

Вода, например, водопроводная, подается в сосуд 1 посредством воронки 9, проходит под поршень 4 через отверстия 6 в зону замораживания, где посредством кольцевой морозильной камеры 2 замораживается в медленном темпе, при котором промежутки между ледяными кристаллами заполняются новыми кристаллами, а раствор солей и других вредных веществ в воде (то есть рассол) успевает вытечь из межктисталлических промежутков и сосредоточиться в центральной части замороженного стержня 3. При этом замороженный стержень 3 (после превращения в твердое состояние) посредством поршня 4 надвигают на режущую часть трубы 11, за счет чего происходит механическое отделение примесей в виде рассола (типа утрамбованного снега) от чистого льда. При достижении нижней точки поршень 4 возвращают в исходное верхнее положение и заполняют освободившееся пространство под поршнем 4 водой через воронку 9 и отверстия 6 и процесс повторяют. Поршень 4 обеспечивает надежное смещение замороженного стержня 3 вдоль оси сосуда 1, что повышает производительность водоочистителя. При движении поршня 4 вниз и вверх вода в продольный сосуд 1 не подается. Отделенные примеси по трубе 11 поступают в канализацию. После освобождения замороженного стержня 3 от центральной части он надвигается на кольцевой нагревательный элемент 13 что позволяет производить размораживание льда. По патрубку 12 талая вода поступает в емкости. Для подачи необходимого количества воды в водоочиститель используют регулятор.

Температурный режим работы морозильной камеры 2 и кольцевого нагревательного элемента 13 устанавливают экспериментально, в зависимости от габаритных размеров водоочистителя. При правильном выборе температурного режима замораживание воды происходит с образованием белой окраски в центральной части стержня 3, что является основным контрольным параметром за правильной работой водоочистителя. В связи с тем, что стенки продольного сосуда 1 выполнены из нержавеющего материала с высокой чистотой шероховатости поверхности контактирующей со льдом, снижается сопротивление от трения замороженного стержня 3 при движении по сосуду 1, коррозия в процессе эксплуатации и обеспечивается заданный стабильный температурный режим в зоне замораживания воды и в зоне перехода воды из твердого состояния в жидкое.

Процентное соотношение массы получаемой талой воды к общей массы воды составляет 50-70%, а весь процесс от начала загрузки сырой воды и выхода этой воды в виде талой занимает не менее 3-5 часов. Производительность предлагаемого водоочистителя зависит от его габаритных размеров и составляет для объема 2-4 л 4 часа, для объема 5-8 л - 5 часов.

Предлагаемая конструкция водоочистителя позволяет повысить производительность за счет непрерывности процесса получения талой воды, увеличить степень очистки (в 2-4 раза) из-за исключения возможности смешивания талой воды с примесями (рассолом). Кроме того, при использовании водоочистителя технологический процесс полностью становится контролируемый и в случае необходимости может регулироваться температурным режимом.

1. Водоочиститель для получения талой питьевой воды, включающий расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью, отличающийся тем, что приводное устройство перемещения стержня замороженной воды выполнено в виде поршня со штоком с возвратно-поступательным приводом, при этом в поршне расположены отверстия для подачи воды в зону замораживания.

2. Водоочиститель по п. 1, отличающийся тем, что продольный сосуд имеет крышку, в центре которой находится винтовое соединение со штоком поршня.

3. Водоочиститель по п. 1, отличающийся тем, что на крышке выполнена воронка подачи воды в водоочиститель.

4. Водоочиститель по п. 2, отличающийся тем, что продольный сосуд имеет дно, в центре которого закреплена труба с кольцевой режущей частью, а патрубки для вывода талой питьевой воды расположены в стенках продольного сосуда в нижней части.

РИСУНКИ

Установка для подготовки питьевой воды относится к области водоподготовки и может быть использована для подготовки воды питьевого качества из попутно добываемых из скважин пластовых вод с применением мембранных технологий с целью улучшения состояния и сохранения здоровья человека и охраны окружающей среды, что относит ее к разряду технологий приоритетного стратегического направления развития в России «Здоровье нации».

Индукционная электрохимическая установка // 95329

Индукционная электрохимическая установка содержит устройство для индуцирования переменной составляющей напряжения (тока), выполненное в виде трансформатора, первичная обмотка которого подключена к сети переменного тока, а вторичные обмотки выполнены из диэлектрических трубок, намотанных попарно бифилярно и соединенных соответственно с входными и выходными патрубками смесителя.

Коагулятор-флотатор для реагентной очистки сточных вод коагуляцией // 132066

Коагулятор-флотатор для реагентной очистки относится к устройствам обработки воды коагуляцией и флотацией и предназначен для удаления примесей из сточных вод в различных отраслях промышленности и транспорта, где требуются компактные установки.

Флотатор с отстойником (система глубокой биологической отчистки бытовых и промышленных сточных вод) // 132434

Флотатор с отстойником (Система глубокой биологической отчистки бытовых и промышленных сточных вод) относится к устройствам для очистки сточных вод.

Установка переработки и утилизации нефтешламов и кислых гудронов для получения гранулированной добавки в асфальтобетонные смеси разных марок и типов // 132435

Установка переработки и утилизации нефтешламов и кислых гудронов относится к области нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использована для комплексной переработки нефтешламов и кислых гудронов - нефтесодержащих отходов производства для получения товарных продуктов, например гранулированной добавки в разные типы и марки асфальто-бетонных смесей.

Комплекс водоподготовки и станция подготовки питьевой воды // 132436

Комплекс водоподготовки и станция подготовки питьевой воды относится к водоподготовке, а именно, к производству обогащенной питьевой воды, которая может быть использована в пищевых, лечебно-профилактических и др. целях.

Система обезжелезивания и умягчения воды с установкой фильтра обезжелезивания воды // 132792

Система обезжелезивания и умягчения воды относится к области очистки природных вод от железа, а также для аэрации и очистки от грубодисперсных примесей. Технический результат - получение очищенной воды с извлеченными ионами железа путем интенсификации процессов аэрации и каталитического окисления органических соединений в исходной воде, снижение эксплуатационных затрат, исключение перемешивания слоев загрузки во время промывки, повышение производительности станции обезжелезивания и умягчения воды при высоких концентрациях железа и углекислоты в подземных водах.