Устройство для очистки воды замораживанием

Полезная модель относится к устройствам для очистки питьевой воды замораживанием в морозильных камерах бытовых холодильников. Устройство содержит сосуд с верхним и нижним днищами, осевой трубчатый нагреватель, рабочая поверхность которого выполнена в виде перфорированной цилиндрической оболочки с глухим дном. Трубчатый нагреватель снабжен теплоизолятором, которым опирается на верхнее днище сосуда и который защищает его от теплового воздействия, что позволяет использовать в качестве сосуда широко используемые в быту пластиковые бутылки. Такая конструкция обеспечивает высокое качество питьевой воды за счет более полной очистки льда от вредных примесей в процессе замораживания воды, извлечения из центра сосуда вредных примесей в виде ледяного столбика и последующего оттаивания очищенного от примесей льда. 3 п.ф., 1 илл.

Полезная модель относится к устройствам для очистки питьевой воды, а более конкретно к устройствам для очистки питьевой воды путем ее замораживания в морозильных камерах бытовых холодильников и последующего оттаивания.

Известно устройство для очистки воды путем ее замораживания, включающее емкость для размещения воды с крышкой и дном, при этом емкость в вертикальном сечении имеет форму перевернутого усеченного конуса. На верхнюю крышку нанесено термоизоляционное покрытие, а дно емкости опирается на съемный стакан с размещенным внутри него термоизоляционным покрытием (см. патент России №2142914 с приоритетом от 24.04.98 г.). К недостаткам указанной конструкции относится:

- сложность удаления полученных продуктов замораживания воды;

- необходимость слива рассола;

- невозможность использования в качестве емкости для размещения воды удобных в обращении и широко распространенных пластиковых бутылок.

Известна также конструкция (см. патент России №2186034 с приоритетом от 27.07.02 г.) для обессоливания воды замораживанием и последующим оттаиванием, содержащая сосуд и размещенным в нем осевым нагревателем для расплавления ˜15% льда и получения концентрата, который сливают через специально проделанное отверстие. Несмотря на очевидные преимущества по сравнению с предыдущим изобретением, указанная конструкция обладает следующими недостатками:

- необходимость проделывания в центре дна отверстия после замораживания воды;

- необходимость расплавления ˜15% льда для получения рассола и его последующего слива через проделанное отверстие.

Несмотря на указанные недостатки, устройство, приведенное в описании к патенту №2186034, может быть принято в качестве прототипа.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является устранение приведенных выше недостатков и создание конструкции, позволяющей оперативно и без проделывания дополнительного отверстия в дне сосуда извлекать скопившиеся в центре сосуда вредные примеси.

Этот технический результат достигается тем, что рабочая поверхность осевого нагревателя выполнена перфорированной, что позволяет в процессе замораживания воды собирать вредные примеси в центре сосуда, а после окончательного замораживания воды оперативно извлекать их из центра сосуда в виде столбика льда.

Предложенное техническое решение обеспечивает повышение качества питьевой воды за счет очистки льда от вредных примесей в процессе замораживания воды в морозильной камере бытового холодильника, извлечения из центра сосуда вредных примесей в виде ледяного столба и последующего оттаивания очищенного льда.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где на фиг.1 показан общий вид устройства в разрезе. Устройство для очистки воды состоит из сосуда 1 для воды, имеющего нижнее 2 и верхнее 3 днища. В верхнем днище выполнено отверстие 4, предназначенное для заполнения сосуда водой и слива талой воды, а также для установки и извлечения осевого трубчатого нагревателя 5. На нижнем днище 2 сосуда 1 установлена теплозащита 6, выполненная, например, в виде стакана из пенопласта. К осевому трубчатому нагревателю 5 подключен блок питания 7 (на чертеже не показан), обеспечивающий заданные режимы работы осевого нагревателя 5.

Рабочая поверхность (поверхность, контактирующая с водой) осевого нагревателя 5 выполнена в виде перфорированной цилиндрической оболочки 8 с глухим дном 9. Количество элементов перфорации, их взаимное расположение по высоте оболочки 8 и формы (окно, щель, отверстие) выполнены исходя из условий свободного прохода охлаждаемой воды во внутреннюю полость оболочки 8 в любом сечении по высоте перфорированной оболочки 8. В районе соприкосновения осевого трубчатого нагревателя 5 и верхнего днища 3 установлен, смонтированный на нагревателе 5, теплоизолятор 10, который защищает верхнее днище 3 от нагрева в районе отверстия 4. Установка теплоизолятора 10 позволяет использовать в качестве сосуда пластиковые бутылки, выполненные из полиэтилентерефтората. Установленный в сосуд 1 осевой трубчатый нагреватель 5 фиксируется в сосуде 1 элементом крепления 11, например гайкой.

Устройство для очистки воды работает следующим образом. В сосуд 1 через отверстие 4 заливается подлежащая очистке питьевая вода. По оси сосуда 1 в отверстие 4 устанавливается осевой трубчатый нагреватель 5 (при этом блок питания не подключен), который фиксируется элементом крепления 11. Заполненный водой сосуд 1 с установленным нагревателем 5 помещают в морозильную камеру бытового холодильника в вертикальном положении и оставляют его на 5-12 часов до полного замораживания воды. В связи с тем, что на нижнем днище 2 установлена теплозащита 6, а над поверхностью воды оставлена воздушная подушка, процесс замерзания воды начинается от внешнего контура сосуда 1 и продвигается к центру. Замерзая, вода образует лед, очищенный от растворенных в ней вредных примесей, солей, веществ и газов. Незамерзшая вода с находящимися в ней примесями через отверстия перфорированной цилиндрической оболочки 8 поступает в ее внутреннюю полость. После окончательного замерзания воды устройство достают из холодильника, подсоединяют блок питания 7 и в импульсном режиме нагревают перфорированную цилиндрическую оболочку 8. По обе

стороны оболочки 8 лед тает и образует водяную пленку вдоль всей рабочей поверхности оболочки 8, что позволяет извлечь из сосуда 1 осевой нагреватель 5 с перфорированной оболочкой 8 и находящийся в нем столб «грязного льда». Оставшийся в сосуде 1 очищенный лед подвергают естественному оттаиванию, и получают очищенную от примесей и газов талую воду. Удаление ледяного столба из оболочки 8 производят горячей водой.

Патентуемое устройство позволяет получить в бытовых условиях (без применения специальных фильтров) очищенную от вредных веществ, примесей и растворенных газов питьевую воду с хорошо известными свойствами талой воды.

Источники информации:

1. Патент России №2221201, кл. F 25 C 1/12. Устройство для замораживания жидкости. 2004 г.

2. Свидетельство на полезную модель России №33371, кл. C 02 F 1/22. Устройство для получения протиевой воды методом криогенной сепарации. 2003 г.

3. Патент России №2186033, кл. C 02 F 1/22. Способ улучшения качества питьевой воды замораживанием и оттаиванием. 2002 г.

4. Патент России №2186034, кл. C 02 F 1/22. Способ обессоливания воды или растворов солей замораживанием и оттаиванием. 2002 г.

5. Патент России №2142914, кл. C 02 F 1/22. Способ очистки воды путем ее замораживания и устройство для его осуществления. 1999 г.

6. Патент России №2111924, кл. C 02 F 1/22. Способ получения талой воды и генератор талой воды. 1998 г.

7. Патент России №2077160, кл. C 02 F 1/22. Способ улучшения качества питьевой воды вымораживанием. 1997 г.

8. Заявка на изобретение RU №94024383, кл. C 02 F 1/22. Устройство для очистки воды. 1996 г.

9. Патент России №2225847, кл. C 02 F 5/00, C 02 F 1/22. Способ умягчения воды замораживанием. 2003 г.

10. Патент России №2208597, кл. C 02 F 9/08. Установка для получения очищенной питьевой воды. 2003 г.

11. Патент России №2128144, кл. C 02 F 1/22. Установка для очистки питьевой воды. 1999 г.

12. Патент России №2058262, кл. C 02 F 262. Устройство для очистки путем ее замораживания. 1996 г.

1. Устройство для очистки воды замораживанием, содержащее сосуд с верхним и нижним днищами, осевой трубчатый нагреватель и блок питания, отличающееся тем, что рабочая поверхность нагревателя выполнена в виде перфорированной цилиндрической оболочки с глухим дном и теплоизолятором, кинематически связанным с верхним днищем.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на нижнем днище сосуда установлена теплозащита.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве сосуда использована тонкостенная, эластичная, полиэтилентерефторатовая бутылка.