ВОДООЧИСТИТЕЛЬ Российский патент 2007 года по МПК C02F1/22 

Изобретение относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды.

Известно устройство для очистки воды, включающее резервуар для размещения воды и технические средства для охлаждения и нагрева (Любарский В.М. Осадки природных вод и методы их обработки. - М.: Стройиздат, 1980, с.98-99).

Недостатком таких устройств является не достаточно качественная очистка воды, связанная с технологической сложностью осуществления процесса охлаждения и нагрева.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является водоочиститель для получения талой питьевой воды, который включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда (FR 2858607 А1, 11.02.2005).

Недостатком известного водоочистителя является низкая производительность из-за конструктивного несовершенства, вызванного цикличностью процесса получения талой питьевой воды, и необходимость применять дополнительные устройства для удаления концентраций примесей в виде рассола, что не позволяет получать высокую степень чистоты воды.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности и степени чистоты воды.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом техническом решении, включающем водоочиститель для получения талой питьевой воды, который включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, водоочиститель дополнительно снабжен приводным устройством перемещения стержня замороженной воды, смонтированным за морозильной камерой, а также размещенным по центру стержня замороженной воды разобщающим устройством, выполненным в виде трубы, которое имеет на входе кольцевую режущую часть, а на выходе - расширяющийся профиль, образующий выходной патрубок для вытеснения рассола. Кроме того, приводное устройство продольного перемещения стержня замороженной воды выполнено в виде роликов с зубчатыми поверхностями, входящими в зацепление со стержнем замороженной воды через прорези в сосуде и расположенными по периметру продольного сосуда. Кроме того, стенки продольного сосуда выполнены из фторопластового материала.

Размещение всех зон последовательно в одном продольном сосуде позволяет сделать технологический процесс получения талой питьевой воды непрерывным (исключить цикличность), а следовательно, повысить производительность устройства. Установка в зоне замораживания кольцевой морозильной камеры, за которой смонтировано приводное устройство продольного перемещения стержня замороженной воды, позволяет эффективно с заданным режимом замораживать воду с вытеснением примесей из фронта образования льда к центру стержня воды, который непрерывно посредством приводного устройства надвигается на разобщающее устройство, вырезающее среднюю часть стержня с наибольшей концентрацией примесей. Применение кольцевого нагревательного элемента обеспечивает переход воды из твердого состояния в жидкое, что позволяет получить питьевую воду с упорядоченной структурой, имеющей уникальные особенности воздействия на живые клетки организма. Использование в нижней части продольного сосуда раздельных патрубков исключает смешивание талой воды и рассола с примесями.

Выполнение приводного устройства продольного перемещения замороженного стержня воды в виде роликов с зубчатыми поверхностями, входящими в зацепление с замороженным стержнем через прорези в сосуде и расположенными по периметру продольного сосуда, позволяет с наименьшими энергетическими затратами обеспечивать надвижение замороженного стержня воды на разобщающее устройство. Конструкция разобщающего устройства в виде трубы, которая на входе имеет режущую часть, а на выходе - расширяющийся профиль, образующий выходной патрубок для удаления примесей в рассоле, обеспечивает работоспособность установки в заданном режиме. Использование фторопластового материала для стенок продольного сосуда снижает сопротивление от трения замороженного стержня при движении по сосуду и обеспечивает стабильность температурного режима в зоне замораживания воды и в зоне перехода воды из твердого состояния в жидкое, что повышает качество очистки.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На нем приведена схема работы водоочистителя с основными элементами конструкции устройства.

Водоочиститель содержит продольный сосуд 1 из фторопластового материала, в зоне замораживания воды которого установлена кольцевая морозильная камера 2, за ней смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня 3, выполненное в виде роликов 4 с зубчатыми поверхностями, входящими в зацепление с замороженным стержнем 3 через прорези 5 в продольном сосуде 1, которые расположены по периметру продольного сосуда 1. В зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня 3 разобщающее устройство в виде трубы 6, которая на входе имеет режущую часть 7, а на выходе - расширяющийся профиль, образующий выходной патрубок 8 для удаления примесей в виде рассола в канализацию 9. В зоне перехода воды из твердого состояния в жидкое расположен кольцевой нагревательный элемент 10. Для вывода талой воды имеется патрубок 11, напротив которого расположены емкости 12 для сбора готового продукта.

Для подачи воды в водоочиститель используют конструкции устройств с регуляторами 13.

Принцип работы устройства заключается в непрерывном производстве талой воды по временной и температурной схеме, повторяющей процесс образования талой воды в природе. Слишком быстрое замораживание не позволит очистить воду от вредных примесей, а слишком быстрое размораживание приводит к нарушению структурирования талой воды, в результате чего свойство биологической активности будет сведено к нулю.

Вода, например водопроводная, подается в сосуд 1, где посредством кольцевой морозильной камеры 2 замораживается в медленном темпе, при котором промежутки между ледяными кристаллами заполняются новыми кристаллами, а раствор солей и других вредных веществ в воде (то есть рассол) успевает вытечь из межктисталлических промежутков и сосредотачиться в центральной части замороженного стержня 3. При этом замороженный стержень 3 посредством роликов 4 непрерывно надвигается на режущую часть 7 трубы 6, за счет чего происходит механическое отделение примесей в виде рассола (типа утрамбованного снега) от чистого льда. Отделенные примеси по выходному патрубку 8 поступают в канализацию 9. После освобождения замороженного стержня 3 от центральной части он надвигается на кольцевой нагревательный элемент 10, что позволяет производить размораживание льда с образованием активной питьевой воды, имеющей упорядоченную структуру, сходную со строением талой воды. По патрубку 11 талая вода поступает в емкости 12. Для подачи необходимого количества воды в водоочиститель используют регулятор 13.

Температурный режим работы морозильной камеры 2 и кольцевого нагревательного элемента 10 устанавливают экспериментально, в зависимости от габаритных размеров водоочистителя. При правильном выборе температурного режима замораживание воды происходит с образованием белой окраски в центральной части стержня 3, что является основным контрольным параметром за правильной работой водоочистителя. В связи с тем, что стенки продольного сосуда 1 выполнены из фторопластового материала (имеющего низкий коэффициент трения и низкую теплопроводность), снижается сопротивление от трения замороженного стержня 3 при движении по сосуду 1 и обеспечивается заданный стабильный температурный режим в зоне замораживания воды и в зоне перехода воды из твердого состояния в жидкое.

Процентное соотношение массы получаемой талой воды к общей массы воды составляет 50-70%, а весь процесс от начала загрузки сырой воды и выхода этой воды в виде талой занимает не менее 12-18 часов. Производительность предлагаемого водоочистителя зависит от его габаритных размеров и составляет для объема 2-4 л 12 часов, для объема 5-8 л - 24 часа.

Предлагаемая конструкция водоочистителя позволяет повысить производительность за счет непрерывности процесса получения талой воды, увеличить степень очистки (в 2-4 раза) из-за исключения возможности смешивания талой воды с примесями (рассолом), что происходит при циклическом производстве талой воды. Кроме того, при использовании водоочистителя технологический процесс полностью становится контролируемый и в случае необходимости может регулироваться температурным режимом.

Изобретение относится к устройствам для получения талой питьевой воды и может использоваться для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды. Устройство включает зону замораживания воды, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое. Все зоны расположены последовательно в одном продольном сосуде. В зоне замораживания установлена кольцевая морозильная камера, за которой смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня воды. В зоне вытеснения примесей по центру замороженного стержня размещено разобщающее устройство, за которым расположен кольцевой нагревательный элемент. Разобщающее устройство выполнено в виде трубы, имеющей на входе кольцевую режущую часть, а на выходе - расширяющийся профиль, образующий выходной патрубок для удаления примесей в виде рассола. Раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой воды расположены в нижней части сосуда. Технический результат - повышение производительности установки и степени очистки воды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Водоочиститель для получения талой питьевой воды, который включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен приводным устройством перемещения стержня замороженной воды, смонтированным за морозильной камерой, а также размещенным по центру стержня замороженной воды разобщающим устройством, выполненным в виде трубы, которое имеет на входе кольцевую режущую часть, а на выходе - расширяющийся профиль, образующий выходной патрубок для удаления примесей в виде рассола.2. Водоочиститель по п.1, отличающийся тем, что приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня воды выполнено в виде роликов с зубчатыми поверхностями, входящими в зацепление с замороженным стержнем через прорези в сосуде и расположенными по периметру продольного сосуда.3. Водоочиститель по п.2, отличающийся тем, что стенки продольного сосуда выполнены из фторопластового материала.