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).

Недостатками известного водоочистителя являются 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, примеси удаляются самотеком (под действием веса воды с примесями), что снижает производительность и не обеспечивает возможности принудительного регулирования процессом размораживания.

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 неподвижной трубы с расположенным внутри нее шнеком с приводом вращения, при этом шнек имеет на входе режущую часть, а на выходе оборудован выходным патрубком для удаления примесей в виде рассола. Кроме того, привод вращения шнека выполнен в виде зубчатой передачи с электродвигателем.

Выполнение конструкции разобщающего устройства в виде неподвижной трубы с расположенным внутри нее шнеком с приводом вращения, когда шнек на входе имеет режущую часть, а на выходе оборудован выходным патрубком для удаления примесей в виде рассола, 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 смещения льда в результате выкручивания шнеком стержня замороженной воды изнутри). Использование в качестве привода вращения шнека зубчатой передачи с электродвигателем обеспечивает процесс регулирования скорости вырезания льда с примесями (за счет изменения значения величины электрического питания), что повышает производительность.

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 неподвижной трубы 6 с расположенным внутри нее шнеком 7 с приводом вращения, при этом шнек 7 имеет на входе режущую часть 8, а на выходе оборудован выходным патрубком 9 для удаления примесей в виде рассола. Привод вращения шнека выполнен в виде зубчатой передачи 10 с электродвигателем 11.

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. Под выходным патрубком 9 расположена емкость 14 для сбора отходов.

Для подачи воды в водоочиститель используют конструкции устройств с регуляторами 15.

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 межкристаллических промежутков и сосредоточиться в центральной части замороженного стержня 3. При этом замороженный стержень 3 посредством роликов 4 непрерывно надвигается на неподвижную трубу 6. Внутри трубы 6 посредством режущей части 8 шнека 7 с приводом вращения от зубчатой передачи 10 с электродвигателем 11 происходит отделение примесей в виде рассола (типа утрамбованного снега) от чистого льда за счет механического разрушения посредством режущей части 8 внутренней части замороженного стержня 3. Измельченные примеси посредством вращения шнека 7 поступают в емкость 14 и утилизируются. Скорость удаления примесей из трубы 6 зависит от числа оборотов шнека 7, которую устанавливают путем регулирования электрических характеристик электродвигателя 11. 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 15.

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 и удаления шнеком принудительно, а не под действием веса примесей, 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 для получения талой питьевой воды 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 неподвижной трубы с расположенным внутри нее шнеком с приводом вращения, выполненным в виде зубчатой передачи с электродвигателем. Шнек имеет на входе режущую часть, а на выходе оборудован выходным патрубком для удаления примесей в виде рассола. 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, 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, отличающийся тем, что водоочиститель дополнительно снабжен размещенным по центру стержня замороженной воды разобщающим устройством, выполненным в виде неподвижной трубы с расположенным внутри нее шнеком с приводом вращения, при этом шнек имеет на входе режущую часть, а на выходе оборудован выходным патрубком для удаления примесей в виде рассола.

2. Водоочиститель по п.1, отличающийся тем, что привод вращения шнека выполнен в виде зубчатой передачи с электродвигателем.