УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ Российский патент 1997 года по МПК C02F1/30 

Изобретение относится к средствам для обработки воды электрическими полями и может быть использовано для обеззараживания воды в коммунальном хозяйстве, химической промышленности, медицине, при очистке промышленных стоков и т.п.

Известно устройство для обеззараживания воды [1]
Известное устройство содержит камеру обработки, средства для измерения расхода воды и средства генерации электрических импульсов, частота следования которых пропорциональна измеряемому расходу воды, средства для измерения температуры воды и средства для модуляции длительности импульсов в зависимости от температуры.

Недостаток известного устройства заключается в сложности его электрической схемы.

Известно также устройство для обеззараживания воды [2]
Известное устройство содержит канал L- образной формы с верхним входным и нижним выходным отверстиями, расположенное в зоне выходного отверстия приспособление для трансформации потока воды в пленку, выполненное в виде резко сужающегося кверху патрубка, облучатель пленки воды в виде генератора электронного пучка, расположенного рядом с приспособлением для трансформации, и распределительное устройство, установленное над горизонтальной частью канала для приема продезинфицированной воды.

Недостатком известного устройства является его малая пропускная способность и низкая производительность, обусловленная конструкцией.

Наиболее близким по конструкции к заявляемому является устройство для обеззараживания воды [3]
Известное устройство содержит вертикальную цилиндрическую камеру с полированной внутренней поверхностью, с патрубком подвода в нижней части камеры, патрубком отвода воды в верхней части камеры и сливным патрубком с вентилем в дне камеры, облучатель внутри камеры в виде лампы ультрафиолетового излучения в защитном кварцевом чехле, закрепленном в крышке камеры, установленном коаксиально в полости камеры и соединенном с установленным вне камеры источником сигнала, при этом в нижней части полости между камерой и чехлом установлен дроссель в виде сетки, а в верхней части полости расположен трубопровод для утилизации образующегося озона, разделенный посредством переключателя на две ветви, одна из которых снабжена дросселем в виде сетки, а другая фильтром-поглотителем озона, причем ячейки сеток имеют размер порядка 0,5 мм.

Недостатком известного устройства является его небольшая производительность. Это объясняется следующим. В качестве источника ультрафиолетовых (УФ) лучей обычно используют ртутные лампы высокого или низкого давления. Лампы высокого давления дают относительно небольшой бактерицидный эффект, который приходится компенсировать большой мощностью ламп (1000 Вт), что увеличивает энергоемкость устройства. Лампы низкого давления обладают примерно в два раза большим бактерицидным эффектом, чем лампы высокого давления, но их электрическая мощность не превышает 30 Вт, что позволяет применять их только в небольших установках, что также является неэкономичным. При этом поверхность камеры выполняется полированной для увеличения пробега УФ-излучения и усиления бактерицидного действия.

Кроме того, конструкция устройства усложнена приспособлением для утилизации озона в виде трубопровода из двух ветвей и выполнения внутренней поверхности камеры полированной.

Целью заявляемого изобретения является повышение производительности устройства при обеспечении небольшой энергоемкости и простоты конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обеззараживания воды, содержащем вертикальную камеру с патрубком подвода воды в нижней части, патрубком отвода в верхней части камеры и сливным патрубком с вентилем в дне камеры, расположенный внутри камеры закрепленный в ее крышке облучатель, соединенный с установленным вне камеры источником сигнала, согласно изобретению облучатель представляет собой антенну, источником сигнала является генератор мощных наносекундных несинусоидальных импульсов, а патрубок подвода воды соединен с источником давления.

Выполнение облучателя в виде антенны и использование в качестве источника сигнала генератора мощных наносекундных несинусоидальных импульсов позволяет в совокупности с подсоединением патрубка подвода воды к источнику давления подвергать подаваемый под напором поток воды воздействию мощного импульсного сигнала, губительно действующего на бактерии и вирусы как за счет мощности самого несинусоидального сигнала, так и за счет того, что при этом в воде образуются такие активные окислители, как перекись водорода и атомарный кислород, также стерилизующие воду и реагирующие с присутствующими в воде примесями, вызывая их осаждение.

За счет того, что сигналы представляют собой наносекундные импульсы, воздействующие кратковременно, даже при мощности импульсов 1 МВт, потребляемая мощность составляет примерно 30 Вт, т.е. процесс является экономичным.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где показано конструктивное выполнение устройства.

Устройство для обеззараживания воды содержит вертикальную цилиндрическую сужающуюся книзу конусом проточную камеру 1 с патрубком 2 подвода воды, патрубком 3 отвода и сливным патрубком 4 с вентилем 5. Патрубок 2 подвода расположен в нижней части камеры 1, патрубок 3 отвода в верхней части камеры 1 с противоположной стороны, а сливной патрубок 4 с вентилем 5 в днище камеры 1, сужающейся книзу конусом. В крышке 6 камеры 1 сделано отверстие, в котором закреплена опущенная в камеру 1 антенна 7, соединенная кабелем 8 с генератором 9 наносекундных несинусоидальных импульсов. Патрубок 2 подвода воды соединен с источником 10 давления. Камера 1 выполнена из нержавеющей стали. Облучатель 7 представляет собой рупорную антенну. В качестве генератора 9 использован генератор наносекундных импульсов, описанный в патенте РФ N 2004064 по кл. Н ОЗ К З/ЗЗ 05.06.91, оп. 30.11.93 "Формирователь наносекундных импульсов". Источник 10 давления представляет собой насос.

Устройство работает следующим образом.

Оператор включает генератор 9 наносекундных несинусоидальных импульсов и одновременно через патрубок 2 подвода с помощью насоса (источника 10 давления) начинает подавать воду в камеру 1. Вода начинает подниматься вверх, подвергаясь в течение 2-4 мин облучению излучаемыми антенной 7 поступающими на нее через кабель 8 сверхвысокочастотными несинусоидальными импульсами мощностью 1 МВт с генератора 9. При этом воздействие таких мощных электромагнитных несинусоидальных импульсов на воду губительно влияет на присутствующие в ней вирусы и бактерии и вызывает образование в ней таких активных окислителей как перекись водорода H₂O₂, атомарный кислород O⁺ и реакцию их с присутствующими в воде примесями, что также является гибельным для вирусов и бактерий, находящихся в воде. Очищенная вода выводится из камеры 1 через патрубок 3 отвода для дальнейшей обработки или использования. Образующийся осадок периодически сливают из камеры через сливной патрубок в дне камеры 1, открывая для этого вентиль 5. Мощность потребления генератора 9 составляет 30 Вт.

В сравнении с прототипом заявляемое устройство для обеззараживания воды позволяет более быстро обрабатывать значительные объемы воды при небольших затратах энергии и достаточно простой конструкции, т.е. является более производительным, менее энергоемким и более простым.

Использование: для обработки воды электрическими полями, для обеззараживания воды в коммунальном хозяйстве, химии, медицине, при очистке промышленных стоков и т.п. Сущность: устройство содержит вертикальную цилиндрическую сужающуюся книзу конусом проточную камеру с патрубком подвода воды, патрубком отвода воды и сливным патрубком с вентилем. В крышке камеры сделано отверстие, в котором закреплен опущенный в камеру облучатель в виде антенны, соединенной кабелем с источником сигнала - генератором мощных наносекундных несинусоидальных импульсов. Патрубок подвода воды соединен с источником давления. Подаваемый под напором поток воды подвергается воздействию мощного импульсного сигнала, губительно действующего на бактерии и вирусы как за счет мощности самого сигнала, так и за счет того, что при этом в воде образуются активные окислители, такие как перекись водорода и атомарный кислород. 1 ил.

Устройство для обеззараживания воды, содержащее вертикальную камеру с патрубком подвода воды в нижней части, патрубком отвода воды в верхней части камеры и сливным патрубком с вентилем в дне камеры, расположенный внутри камеры закрепленный в ее крышке облучатель, соединенный с установленным вне камеры источником сигнала, отличающееся тем, что облучатель представляет собой антенну, источником сигнала является генератор мощных наносекундных несинусоидальных импульсов, а патрубок подвода соединен с источником давления.