СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ Российский патент 2006 года по МПК C02F1/48 

Изобретение относится к подготовке воды (обработки) воды с дальнейшим использованием ее в различных областях, в частности для предупреждения солевых отложений (накипи) на рабочих поверхностях нагрева теплообменной аппаратуры: паровых котлов, бойлеров, теплообменников, а также для поения различных сельскохозяйственных животных.

Известно изобретение см. авт. свид. СССР №346232, кл. С 02 В 9/00, 1970, в котором с целью повышения активности воды поток пропускают со скоростью 0,0018-0,0036 см/с через высокочастотное импульсное поле с частотой следования импульсов 200-250 кГц и с частотой заполнения 2-5 мГГц. Известный способ обработки воды позволяет существенно снизить ее способность к отложению накипеобразующих солей, в частности кальция, магния и других, на рабочих поверхностях нагрева теплообменной аппаратуры.

Однако эффективность известного способа неодинакова для воды с различной жесткостью и щелочностью. Способ эффективен при невысокой жесткости и щелочности, при более высоких значениях, порядка 4,5 мгэкв/кг и РН>7, положительный эффект не достигается. Кроме того, для реализации известного способа требуется сложная электронная аппаратура, что не обеспечивает высокую надежность при существенных экономических затратах.

В качестве прототипа выбрано изобретение см. авт. свид. СССР №835075, М. кл. С 02 F 1/48, 1981, в котором воду подвергают воздействию электрического поля, затем озонируют в специальном баке-отстойнике, после чего она поступает в теплообменную аппаратуру. Известный способ, как показал опыт его практического применения, наряду с достоинствами имеет и существенные недостатки, заключающееся в следующем. Первое - не установлены параметры электрического поля по напряженности и частоте, что не позволяет получить оптимальные режимы обработки для воды с разным физико-химическим составом. Второе - дополнительная обработка озоном действительно позволяет усилить противонакипный эффект, однако требуются существенные экономические затраты не только на озонаторную установку, но и на электроэнергию, что во многих случаях делает использование известного изобретения экономически неприемлемым.

Техническим решением предлагаемого изобретения является повышение эффективности обработки воды и расширение области применения. В частности обработанная предложенным способом вода исключительно бактерицидная, насыщена кислородом и с большим экономическим эффектом, может применяться для поения животных и птиц (см. Л.Я.Попилов. Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов. Изд. "Машиностроение", Л., 1971 г. стр.338 раздел "Электровзрывная обработка"; см. Лившиц А.Л., Волков Ю.С. Некоторые вопросы теории процессов при электроэрозионной обработке, ЭФЭХ, 1968, №1).

Применение воды, обработанной предложенным способом и используемой для поения животных и птиц, позволяет не только существенно повысить надои, привесы, яйценоскость, но и значительно уменьшить вероятность заболевания животных и птиц. При использовании такой воды в теплообменной аппаратуре достигается значительно более высокий противонакипный эффект, чем в ранее известных способах, включая выбранный прототип. Это связано с тем, что при огромных давлениях, возникающих в воде, происходит дробление кальциевых и магниевых солей, вплоть до молекулярного уровня.

Предлагаемое изобретение позволяет избавиться от недостатков ранее известных способов, имеет более высокие характеристики и позволяет существенно расширить область возможного использования в различных технологических процессах.

Задача достигается тем, что способ подготовки воды, включающий воздействие на нее электрического поля, отличающийся тем, что вода обрабатывается переменным электрическим полем частотой 50 Гц и напряженностью 10 кВ/см и подвергается воздействию электрогидравлического эффекта (часто применяют термин - удара) с энергией разряда конденсатора 2500 Дж.

Отметим, что энергия разрядного конденсатора установки электрогидравлического эффекта подсчитывается как:

где С - емкость конденсатора, 200·10^-6 Ф;

U - напряжение, до которого заряжается конденсатор, 5000 В;

Емкость конденсатора и напряжение заряда выбраны в результате проведения поисковых экспериментов, проводимых на водах с различным солесодержанием от 1,00 до 22 мгэкв/кг.

Новизна предложенного технического устройства усматривается в том, что после электрической обработки воды - точнее солей кальция и магния (CaCO₃, CaSO₄, MgCO₃, MgSO₄, Ca⁺⁺, CO₃ ^--, SO₄ ^-- и т.д.), находящихся в ней, она (вода) подвергается воздействию ЭГЭ (электрогидравлического эффекта), вследствие чего происходит дробление солей на более мелкодисперсные частицы (вплоть до атомов и молекул), что и обеспечивает достижение положительного эффекта. Одновременно уничтожаются болезнетворные микроорганизмы, что делает воду практически стерильной при сохранении комплекса солей, как отмечалось ранее, а это имеет важное значение при использовании такой воды в животноводческой отрасли.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена заявляемая совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предложенного способа обработки воды.

Подлежащую обработке воду подают по трубопроводу 1 из немагнитного материала (например, мягкий пластик, резиновый шланг и т.д.) в бак 2, где она подвергается воздействию ЭГЭ с использованием электродов 3 и самой установки ЭГЭ 4. С внешней стороны трубопровода 1 размещены электроды подключенные к высоковольтному источнику переменного (50 Гц) напряжения 6, а напряженность электрического поля, создаваемого между пластинами 5, регулируется посредством изменения расстояния между ними, осуществляемая штоками из диэлектрика 7. Вода подготовленная для применения в теплообменной аппаратуре (или других целей) подается через кран 8.

Способ осуществляется следующим образом. При подаче воды в трубопровод 1 она подвергается воздействию переменного тока высокого напряжения, которое создается между пластинами и далее поступает в бак 2. При заполнении бака включается установка ЭГЭ 4 и вода подвергается воздействию высоковольтного электрического разряда создаваемого между электродами 3.

Приготовленная предложенным способом вода из бака 2 поступает через вентиль 8 для использования в теплообменной аппаратуре или других технологических процессах промышленного и сельскохозяйственного назначения. Следует особо отметить, что затраты на аппаратуру и электроэнергию существенно ниже известных способов приготовления воды.

Изобретение относится к подготовке воды с дальнейшим использованием ее в тепломассообменной аппаратуре предприятий агропромышленного комплекса, а также для поения сельскохозяйственных животных и в других технологических процессах. Способ включает воздействие электрическим полем. Воду обрабатывают переменным электрическим полем частотой 50 Гц, напряженностью 10 кВ/см и подвергают воздействию электрогидравлического эффекта с энергией разряда конденсатора 2500 Дж. Технический результат состоит в повышении эффективности обработки воды и расширении области применения. 1 ил.

Способ подготовки воды, включающий воздействие на нее электрического поля, отличающийся тем, что вода обрабатывается переменным электрическим полем частотой 50 Гц, напряженностью 10 кВ/см и подвергается воздействию электрогидравлического эффекта с энергией разряда конденсатора 2500 Дж.