ВОДООЧИСТИТЕЛЬ Российский патент 2009 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 недостаточно 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 продольного 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. Кроме того, кольцевой нагревательный элемент расположен снаружи продольного сосуда, что затрудняет разогрев замороженного стержня изнутри и снижает производительность.

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

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом техническом решении, включающем 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 продольного сосуда водоочиститель дополнительно снабжен размещенным по центру стержня замороженной воды разобщающим устройством, выполненным в виде трубы, которая имеет на входе кольцевую режущую часть, а на выходе - выходной патрубок для удаления примесей в виде рассола, при этом труба оборудована нагревательным элементом. Кроме того, нагревательный элемент вмонтирован в кольцевую режущую часть.

Выполнение конструкции разобщающего устройства в виде трубы, которая на входе имеет режущую часть, а на выходе - выходной патрубок для удаления примесей в виде рассола, и оборудована нагревательным элементом, вмонтированным в кольцевую режущую часть, обеспечивает работоспособность установки в заданном режиме за счет более эффективного вырезания изо льда примесей с наименьшими энергозатратами на продольное перемещение стержня замороженной воды, что повышает производительность установки и качество очистки воды (происходит более полное удаление примесей режущей частью за счет подтаивания льда в результате нагрева стержня замороженной воды изнутри).

Сущность изобретения поясняется чертежом.

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

Водоочиститель содержит продольный сосуд 1 из нержавеющего 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. Ролики 4 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 кольцевую режущую часть 7, а на выходе - выходной патрубок 8 для удаления примесей в виде рассола в канализацию 9. Труба 6 оборудована нагревательным элементом 10, который вмонтирован в кольцевую режущую часть 7. В зоне перехода воды из твердого состояния в жидкое расположен кольцевой нагревательный элемент 11. Для вывода талой воды имеется патрубок 12, напротив которого расположены емкости 13 для сбора готового продукта.

Для подачи воды в водоочиститель используют конструкции устройств с регуляторами 14.

Принцип работы устройства заключается в непрерывном производстве талой воды по строго определенной 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. Отделение примесей в виде рассола (типа утрамбованного снега) от чистого льда происходит за счет механического разрушения с подтаиванием посредством нагревательного элемента 10 внутренней части замороженного стержня 3. Отделенные примеси под действием своего веса поступают в канализацию 9. После освобождения замороженного стержня 3 от центральной части он надвигается на кольцевой нагревательный элемент 11, что позволяет производить размораживание льда с образованием активной питьевой воды, имеющей упорядоченную структуру, сходную со строением талой воды. По патрубку 12 талая вода поступает в емкости 13. Для подачи необходимого количества воды в водоочиститель используют регулятор 14.

Температурный режим работы морозильной камеры 2 и кольцевого нагревательного элемента 11 устанавливают экспериментально, в зависимости от габаритных размеров водоочистителя. Например, для объема 2-4 л и при температуре от минус 12 до минус 15°С время замораживания и размораживания стержня 3 составляет 10 часов. Для объема 5-8 л и той же температуре время замораживания и размораживания составляет 20 часов (установлено экспериментально). Диапазон температур от минус 12 до минус 15°С является оптимальным для объемов воды от 1 до 10 л.

Предлагаемая конструкция водоочистителя позволяет повысить производительность за счет сокращения времени процесса получения талой воды путем активного разрушения замороженного стержня изнутри, увеличить степень очистки из-за исключения возможности смешивания талой воды с примесями (рассолом), что происходит при производстве талой воды с помощью известных устройств.

Изобретение относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды. Водоочиститель 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 продольного сосуда. Водоочиститель дополнительно снабжен размещенным по центру стержня замороженной воды разобщающим устройством, выполненным в виде трубы, которая имеет на входе кольцевую режущую часть, а на выходе - выходной патрубок для удаления примесей в виде рассола, при этом труба оборудована нагревательным элементом, вмонтированным в кольцевую режущую часть. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности и степени чистоты воды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Водоочиститель для получения талой питьевой воды, включающий 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 продольного сосуда, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен размещенным по центру стержня замороженной воды разобщающим устройством, выполненным в виде трубы, которая имеет на входе кольцевую режущую часть, а на выходе - выходной патрубок для удаления примесей в виде рассола, при этом труба оборудована нагревательным элементом.2. Водоочиститель по п.1, отличающийся тем, что нагревательный элемент вмонтирован в кольцевую режущую часть.