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 повышения надежности удаления шлама, увеличения межрегенерационного периода фильтровального элемента, а также простоты обслуживания как аппарата в целом, так и фильтровального элемента.
Устройство представляет собой цилиндрический реактор с расположенным в нем электродным блоком, в верхней части реактора установлен с возможностью вертикального перемещения по направляющим открытый сверху усеченный обратный конус с вертикальной ручкой.
Внутри фильтровальной емкости установлен фильтровальный элемент тонкой очистки, фиксирующийся к днищу фильтровальной емкости с помощью «грибка», представляющего собой полую трубку, к торцу которой закреплена неподвижно пластина, например, круг, перпендикулярно оси на трубке размещены сквозные отверстия, соединяющие внутреннюю полость трубки с наружным пространством, со второго конца трубка оснащена резьбой со съемной гайкой для фиксации и крепления фильтровального элемента к днищу фильтровальной емкости, реактор размещен в специальном контейнере.
Направляющие в верхней части реактора, пазы, соответствующие этим направляющим на конусе, крепление фильтровального элемента к днищу корпуса внутри фильтровальной емкости и размещение реактора в специальном контейнере реализованы в серийно выпускаемом образце «БСЛ-Мед-1» фирмы ООО «БСЛ-Мед».
Предлагаемая полезная модель относится к области питьевого водоснабжения, конкретно к устройствам электрохимической очистки питьевой воды, и может быть использована 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 устройство 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.
Указанное устройство по патенту №36824 по максимальному количеству сходных существенных признаков (емкость с пакетом электродов с растворимым анодом, емкость с фильтровальным элементом, легкоизвлекаемый обратный конус) принимается за прототип модели.
Недостатком выбранного за прототип устройства является малая эффективность удаления шлама, собирающегося у горловины емкости с пакетом электродов из-за отклонений обратного конуса от вертикали при перемещении его внутри емкости реактора и, как следствие, попадание оставшегося в емкости реактора избытка шлама на фильтровальный элемент и существенное сокращение ресурса фильтровального элемента до регенерации.
Целью настоящего технического решения является повышение эффективности удаления шлама из емкости реактора и, как следствие, существенное уменьшение нагрузки на фильтровальный элемент, т.е. увеличение его ресурса.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в верхней части емкости реактора, содержащей пакет электродов, на внутренней стороне стенок размещены направляющие, а на подвижном конусе симметрично этим направляющим размещены пазы, обеспечивающие устойчивое перемещение конуса по направляющим внутри реактора в вертикальном направлении. Кроме того, вершина подвижного конуса усечена на такую величину, чтобы при перемещении конуса в вертикальном направлении по направляющим во внутрь реактора нижняя точка его перемещения соответствовала упору усеченного конуса в блок пластин электродов.
Введение в качестве заявленных признаков направляющих внутри верхней части реактора и пазов на подвижном конусе обеспечивает устойчивость конуса в вертикальном положении при перемещении его внутри реактора, что, в свою очередь, обеспечивает одновременное по всему периметру заполнение емкости конуса шламом, подъем и удаление шлама без расплескивания. Усечение конуса обеспечивает фиксацию конуса в нижней точке и исключает возможность попадания
вершины конуса между пластин блока электродов, что было бы чревато изменением расстояния между пластин и прекращением работы устройства.
Введение в качестве заявленных признаков конструкции крепления фильтровального элемента внутри фильтровальной емкости просто как в техническом исполнении, так и для обслуживания фильтровального элемента потребителем.
Рассчитанный уровень заливки воды в емкость реактора в сочетании с рассчитанной величиной зазора между основанием обратного подвижного усеченного конуса и внутренней стенкой емкости реактора обеспечивают максимум сбора шлама конусом при удалении шлама из обработанной воды без ее расплескивания из емкости реактора.
Расчеты произведены для различных уровней заливки воды и для зазоров между основанием обратного подвижного усеченного конуса и внутренней стенкой емкости реактора от 2мм до 12мм. Как показали расчеты и последующие эксперименты, наиболее эффективны при удалении шлама конусы с величиной зазора между их основаниями и внутренней стенкой верхней части емкости реактора 5мм-6мм.
Крепление электродов в пакет блока электродов осуществляют специальными защелками, которые фиксируют катодные и анодные пластины на рассчитанном друг от друга расстоянии.
Реактор, с целью удобства его обслуживания и перемещения, установлен в специальный контейнер.
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 - верхняя часть реактора (вид сбоку) с направляющими, на фиг.3 - верхняя часть реактора (вид сверху), на фиг.4 - схема конуса с пазами (вид сбоку), на фиг-5 - схема конуса (вид сверху), на фиг.6 - схема крепления для фиксации фильтровального элемента к днищу фильтровальной емкости (вид сбоку и вид сверху), на фиг.7 - крепление фильтровального элемента к днищу корпуса фильтровальной емкости, на фиг.8 - ксерокопия фотографии серийно выпускаемого устройства при нахождении реактора в контейнере, на фиг.9 - схема катодной пластины, на фиг.10 - схема
анодной пластины, на фиг.11 - схема защелки (вид сверху и вид сбоку), на фиг.12 - схема пакета блока электродов.
Предлагаемое устройство так же, как и прототип (фиг.1), содержит источник питания, 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.
В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве в верхней части емкости реактора 2 (фиг.2 и фиг.3) размещены направляющие 10, а на обратном конусе 6 (фиг.4 и фиг.3) симметрично этим направляющим размещены пазы 11, крепление фильтровального элемента 5 к днищу фильтровальной емкости 4 (фиг.6 и фиг.7) осуществлено с помощью полой трубки 12, к торцу которой закреплена пластина 13, например круг, полая трубка 12 имеет сквозные отверстия 14, с противоположного конца трубка оснащена резьбой 15 с гайкой 16 для фиксации фильтровального элемента 5 к днищу фильтровальной емкости 4, сам реактор размещен в контейнере 17 (фиг.8) с целью удобства обслуживания и перемещения реактора. Крепление электродов в пакет блока электродов (фиг.12) осуществляется защелками 20 (фиг.11). Боковые лепестки 21 защелок 20 (фиг.11) устанавливают в отверстия 22 катодных пластин 18 (фиг.9, фиг.12). Анодная пластина 19 (фиг.10) фиксируется центральным пазом 23 защелок 20 (фиг.11). Получили жестко фиксированный пакет блока электродов (фиг.12) с фиксацией пластин электродов (18 и 19) на рассчитанном друг от друга расстоянии.
Работа предлагаемого устройства полностью аналогична работе прототипа. После экспозиции отстоя, имеющий пазы 11 усеченный обратный конус 6 погружают по направляющим 10 вовнутрь емкости реактора 2 до упора его в блок электродов 3. Шлам с некоторым объемом воды сливается в конус 6. После окончания слива конус 6 извлекают по направляющим 10 из реактора 2. Шлам сливают, промывают конус проточной водой.
Крепление фильтровального элемента 5 к днищу фильтровальной емкости 4 представлено на фиг.7. Фильтровальная емкость 4 устанавливается на накопительную (стеклянную банку, ведро или любую другую емкость). В фильтровальную емкость 4 переливается вода из реактора 2, после фильтрования (фиг.7) фильтровальным элементом 5 через отверстие 14 вода поступает в накопительную емкость, из накопительной емкости (стеклянной банки, ведра и т.п.) вода поступает к потребителю.
Предложенные в формуле (полезная модель)отличительные признаки реализованы авторами в серийном образце устройства доочистки питьевой воды серии «БСЛ-Мед» (модель «БСЛ-Мед-1»), сертификат соответствия №РОСС RU.ME 96. ВО 1901 от 05.02.2007 г.(Госстандарт России), и позволяет сделать выводы о высокой эффективности качества сбора и удаления шлама с поверхности емкости реактора. При этом потребителю нет необходимости задумываться о глубине погружения конуса в каждой конкретной ситуации. Предложенное крепление фильтровального элемента способствует плотной фиксации его к днищу фильтровальной емкости, что, в свою очередь, способствует не только качественному процессу фильтрования, но и последующей простоте обслуживания фильтровального элемента потребителем. Размещение реактора в специальном контейнере способствует простоте обслуживания и перемещения его потребителем.
1. Устройство для электрохимической очистки питьевой воды, 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, отличающееся тем, что 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.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к торцу трубки внутри фильтровальной емкости над фильтровальным элементом перпендикулярно трубке закреплен неподвижно круг, перекрывающий по площади внутреннюю поверхность отверстия тора фильтровального элемента.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что 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 рассчитанном друг от друга расстоянии, центральный паз защелок фиксирует анодную (центральную) пластину на рассчитанном от катодных (боковых) пластин расстоянии.
