УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ Российский патент 2002 года по МПК C02F1/32 C02F103/02 

Изобретение относится к устройствам для обработки бытовых, промышленных и сточных вод с помощью ультрафиолетового излучения и может быть использовано для обработки природных и сточных вод, в коммунальном хозяйстве, медицине, в химической промышленности, сельском хозяйстве и т.п.

Известно, что обеззараживание воды ультрафиолетовыми (бактерицидными) лучами относится к числу физических, так называемых безреагентных методов. Эти методы имеют ряд существенных преимуществ перед химическими реагентными методами, главным из которых является отсутствие изменений состава и свойств воды.

В практике обеззараживания питьевой воды применяют установки с непогруженными и с погруженными источниками бактерицидного излучения. Установки с непогруженными источниками имеют некоторые преимущества (размещение источников над свободной поверхностью воды, без чехлов и относительно простая их конструкция), но не лишены недостатков (меньший коэффициент использования потока бактерицидного излучения, так как имеющийся в них отражатель частично поглощает его). В установках для обеззараживания воды бактерицидными лучами с погруженными источниками достигается более высокое использование бактерицидного излучения. Лампы в таких установках размещают в специальных кварцевых чехлах, прозрачных для бактерицидных лучей [Соколов В.Ф. Обеззараживание воды бактерицидными лучами. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1964, с. 166-185; Руководство по гигиене водоснабжения. Под ред. Черкинского С.Н. - М.: Медицина, 1975. с. 173-177].

Основной целью создаваемых новых технических решений является повышение эффективности обработки воды. Однако достижение этой цели сопровождается, как правило, усложнением конструкции, увеличением эксплуатационных затрат.

Известно устройство для обеззараживания воды, содержащее корпус с подводящими и отводящими патрубками, бактерицидную лампу ультрафиолетового излучения, вставленную в защитный чехол из кварцевого стекла и крышку [Описание к авт. св. 1225819, М.кл. С 02 F 1/32, от 11.01.85], которое снабжено эжектором, установленным на подводящем патрубке, и двумя трубками, опущенными на разные уровни в чехол, причем одна из трубок соединена с атмосферой, а другая - с вакуумной полостью эжектора.

Усложнение конструкции установки за счет установки эжектора и трубок выполнено для того, чтобы получить дополнительно к ультрафиолетовому излучению озон и использовать его обеззараживающие свойства. И хотя отмечено отсутствие озона в закрытом помещении через 12 ч непрерывной работы, но установка требует дополнительных мер безопасности при ее обслуживании.

Известна также установка для обеззараживания воды, включающая корпус с патрубками для подвода исходной воды и отвода обработанной воды, бактерицидную лампу ультрафиолетового излучения с защитным кварцевым чехлом [Описание к авт. св. 1798317, М.кл. С 02 F 1/32, 1/78, от 26.07.90], в которой установлен эжектор на патрубке подвода воды, полость чехла соединена с источником воздуха и вакуумной полостью эжектора, снабжена деаэратором, установленным на патрубке отвода обработанной воды, полость деаэратора соединена с эжектором, чехол лампы снабжен установленным вокруг него и с возможностью вращения приспособлением для его очистки, включающем щетки, выполненные из светопроницаемого материала, пропускающего свет различной длины волны.

В рассмотренной установке повышается эффективность обеззараживания воды за счет одновременного воздействия на обрабатываемую воду озона и импульсного потока УФ-лучей с различной длиной волны. Однако, как и в предыдущем случае, использование озона ведет к усложнению конструкции установки и дополнительным затратам при ее обслуживании. Кроме того, конструкция установки не позволяет создавать значительное избыточное давление, что существенно ограничивает ее производительность.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению по назначению, технической сущности и достигаемому результату при использовании является установка для обеззараживания воды, включающая корпус с патрубками для подвода исходной воды и отвода обработанной воды, бактерицидную лампу ультрафиолетового излучения с защитным кварцевым чехлом и спираль [Соколов В. Ф. Обеззараживание воды бактерицидными лучами. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1964, с. 166-185] с резиновой обкладкой, которая служит для создания турбулентного режима потока воды во время облучения, а также для очистки наружной поверхности кварцевого чехла от осадка. Верхняя обойма спирали соединена двумя штоками, выходящими наружу верхней крышки камеры через уплотняющие штуцеры с резиновыми кольцами.

С целью повышения эффективности облучения она снабжена дополнительными приспособлениями, что существенно усложняет ее.

Однако, как показывает практика, такое усложнение установки не дает соответствующего вклада в повышение эффективности обеззараживания.

Поэтому целью предлагаемого технического решения является упрощение конструкции и снижение затрат на обслуживание при сохранении эффективности обеззараживания воды.

Поставленная цель достигается тем, что в известной установке для обеззараживания воды, включающей корпус с патрубками для подвода исходной воды и отвода обработанной воды, бактерицидную лампу ультрафиолетового излучения с защитным кварцевым чехлом и спираль, согласно изобретению в корпусе дополнительно установлен отражатель, при этом отражатель установлен против входного патрубка, а спираль выполнена с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру корпуса, и с шагом, образующим проходное сечение не менее проходного сечения входного патрубка, и смонтирована на направляющей, установленной на съемном фланце, при этом внутренний диаметр спирали в 1,5-1,7 раза больше наружного диаметра кварцевого чехла.

Отражатель, установленный в камере над входным патрубком, изменяет направление входного потока воды, направляет его непосредственно в спираль и на стенку камеры, защищая тем самым кварцевый чехол от удара. Равенство проходных сечений входного патрубка и сечения, образованного спиралью, позволяет снизить потери напора в установке. При этом зазор между кварцевым чехлом и спиралью допускает образование меньшего потока воды непосредственно вдоль кварцевого чехла. Этот поток воды, взаимодействуя с основным потоком, проходящим вдоль спирали, создает необходимую турбулентность в основном потоке, что приводит к увеличению экспозиции и, соответственно, к увеличению эффективности обеззараживания.

Как видно из изложения сущности заявляемого технического решения, оно отличается от прототипа и, следовательно, является новым.

Решение также обладает изобретательским уровнем. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования установки для обеззараживания воды, в которой вследствие того, что в корпусе дополнительно установлен отражатель, при этом отражатель установлен над входным патрубком, а спираль выполнена с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру корпуса, и с шагом, образующим проходное сечение не менее проходного сечения входного патрубка, смонтирована на направляющей, установленной на съемном фланце, при этом внутренний диаметр спирали в 1,5-1,7 раза больше наружного диаметра кварцевого чехла, обеспечивается защита кварцевого чехла от динамических ударов струи воды и направление потока воды в спираль и к стенкам камеры, создание дополнительной турбулентности в потоке воды, так как обеспечивается взаимодействие потока, проходящего по спирали, и потока воды вдоль кварцевого чехла, и за счет этого увеличивают время экспозиции, т.е. реализуют более длительное комбинированное воздействие бактерицидного УФ-излучения и образующихся в воде под его воздействием окислителей, отрицательных ионов, гидроксильных групп и т.п., повышается эффективность обработки воды.

Известно использование спирали для направления воды [Соколов В.Ф. Обеззараживание воды бактерицидными лучами. - М. : Изд-во литературы по строительству, 1964, с. 166-185; 187-189]. Однако спирали в известных случаях служат только для увеличения пути циркуляции потока воды, но не создают турбулентности, которая желательна для более эффективного обеззараживания воды. В другом техническом решении турбулентность потока обеспечивают дополнительной специальной турбинкой, которая вращает спираль, что существенно усложняет устройство, снижает его надежность. Как показывает практика, очистку кварцевого чехла достаточно производить периодически, а не непрерывно, тем более, что постоянно вращающиеся щетки или спирали существенно экранируют УФ-излучение.

В предлагаемом техническом решении турбулентность потока осуществляется принципиально иным образом и реализуется на всей длине спирали за счет взаимодействия двух потоков жидкости. Один поток направлен по спирали вдоль стенок корпуса, другой меньший по величине направлен вдоль кварцевого чехла. Повышение турбулентности потока на всей длине кварцевого чехла снижает скорость образования осадка и позволяет увеличить период его эффективной работы.

Предлагаемое техническое решение находит применение для обработки бытовых, промышленных и сточных вод, для обработки природных и сточных вод, в коммунальном хозяйстве, медицине, в химической промышленности, сельском хозяйстве и т.п.

Установка для обеззараживания воды показана на чертеже.

Установка для обеззараживания воды содержит корпус 1 с патрубками 2 для подвода исходной воды и 3 для отвода обработанной воды, бактерицидную лампу 4 ультрафиолетового излучения с защитным кварцевым чехлом 5 и спираль 6. В корпусе 1 дополнительно установлен отражатель 7, при этом отражатель установлен над входным патрубком 2, а спираль 6 выполнена с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру корпуса, и с шагом, образующим проходное сечение не менее проходного сечения входного патрубка 2. Спираль 6 смонтирована на направляющих 8 (три штуки - не показаны), установленных на съемном фланце 9, при этом внутренний диаметр спирали в 1,5-1,7 раза больше наружного диаметра кварцевого чехла. На съемном фланге 9 размещен уплотнитель 10. Такой же уплотнитель 11 установлен на противоположном торце корпуса 1. Гайками 12 и 13 создают необходимое уплотнение кварцевого чехла. На гайке 12 установлена клемная колодка 14. Над клемной колодкой 14 расположен колпак 15, смонтированный на съемном фланце 9. На колпаке 15 установлен электрический разъем 16. Установка также снабжена датчиками температуры 17, наличия воды 18 и УФ-излучения 19.

Установка работает следующим образом. Вода поступает в установку через входной патрубок 2 и, отразившись от отражателя 7, вращаясь по спирали 6 вокруг кварцевого чехла 5, перемешиваясь, подвергается равномерному интенсивному облучению. Обеззараженная вода выходит из установки по выходному патрубку 3 в трубопровод для непосредственного потребления в системах хозяйственно-питьевых водопроводов. Контроль за качеством обработки осуществляют на первом этапе по показанию датчика УФ-излучения, а контроль за работой установки осуществляют с помощью датчиков наличия воды 18 и температуры 17.

Как видно из описания примера конкретного осуществления установки ее конструкция существенно проще в сравнении с известными устройствами и не требует дополнительных затрат на ее обслуживание.

На основе предложенного технического решения разработана серия аппаратов "ВОДОГРАЙ", которые успешно использует ряд организаций. Аппараты серии "ВОДОГРАЙ" изготовляют с производительностью от 0,7 до 100 м³/ч. Они гарантированно обеспечивают 100%-ное уничтожение Escherschia Coli (кишечной палочки) и других бактерий.

Изобретение относится к устройствам для обработки бытовых, промышленных и сточных вод с помощью ультрафиолетового излучения и может быть использовано для обработки природных и сточных вод, в коммунальном хозяйстве, медицине, в химической промышленности, сельском хозяйстве. Установка содержит корпус, в котором установлена бактерицидная лампа УФ-излучения и спираль. Против входного патрубка установлен отражатель. Наружный диаметр спирали равен внутреннему диаметру корпуса. Шаг спирали образует проходное сечение, не меньшее проходного сечения входного патрубка. Спираль смонтирована на направляющих, установленных на съемном фланце. Технический результат состоит в повышении эффективности за счет дополнительной турбулентности потока и долговечности установки. 1 ил.

Установка для обеззараживания воды, включающая корпус с патрубками для подвода исходной воды и отвода обработанной воды, бактерицидную лампу ультрафиолетового излучения с защитным кварцевым чехлом и спираль, отличающаяся тем, что в корпусе дополнительно установлен отражатель против входного патрубка, а спираль выполнена так, что ее наружный диаметр равен внутреннему диаметру корпуса и с шагом, образующим проходное сечение не менее проходного сечения входного патрубка, и смонтирована на направляющих, установленных на съемном фланце, при этом внутренний диаметр спирали в 1,5-1,7 раза больше наружного диаметра кварцевого чехла.