Эта заявка претендует на приоритет и дает право на преимущество для заявки на патент Соединенных Штатов 60/438986, поданной 10 января 2003 г., и для заявки 60/482519, поданной 26 июня 2003 г., обе из которых включены в этом документе в качестве ссылок.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится, в основном, к системе санитарной обработки, а также к индивидуальным компонентам системы.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Заражение микробами - это основная причина заболевания. Бактерии и вирусы могут находиться в воде, на пище или на поверхностях. В настоящее время существует много технологий, пригодных для устранения и/или уменьшения роста микробов. Тем не менее, эффективность каждого частного метода зависит от вещества, которое обрабатывается, и от типа существующих микробов. Кроме того, реактивы обладают вредными влияниями на здоровье человека как сами по себе, так и за счет побочных продуктов, вырабатываемых в процессе санитарной обработки.
Жесткие химикаты, способные очищать поверхности, могут обладать устойчивыми запахами или разъедающими воздействиями на кожу пользователя, и, конечно, не могут быть приемлемыми для санитарной обработки пищевых продуктов.
В Патенте США N 4173051, выданном Рейду, раскрывается овощемойка, в которой используются лопасти для перемешивания и очистки овощей, но не обеспечивается сокращение бактерий.
В Патенте США N 5927304, выданном Вэну, раскрывается пищевая мойка, в которой используется вибрация для удаления земли, и ультрафиолетовое излучение для уничтожения бактерий.
Существует необходимость в санитарной обработке системы, в которой возможно осуществление санитарной обработки или дезинфекции с множеством применений. Существует также необходимость в безопасном для потребителя методе санитарной обработки и дезинфекции воды, осуществляемом экономно, и автономным агрегатом. В дальнейшем, пищевые продукты, овощи, растения и поверхности, с которыми регулярно соприкасается множество людей, могут быть более пригодны для употребления, благодаря эффективной системе санитарной обработки, в которой не используются опасные химические реактивы.
Термин санитарная обработка, при его использовании в данном документе, относится к удалению, по крайней мере, части нежелательных компонентов с поверхности, такой, как жидкость, например, вода, или с твердой поверхности, например, такого объекта, как пищевой продукт. Термин очистка, при его использовании по отношению к водной, или иной поверхности, здесь используется синонимично с термином санитарная обработка. Термин дезинфекция, при его использовании в данном документе, относится к высокому уровню санитарной обработки как жидкой, так и твердой поверхности. На стадии дезинфекции подавляющее большинство живых бактерий, вирусов и/или других «заразных» агентов удаляется из жидкости или твердого тела. Термин дезинфекция, тем не менее, не используется синонимично с термином стерилизация, которая является высшей формой санитарной обработки, подразумевающей процесс, более совершенный, чем дезинфекция.
Озонирование воды
Озон О3 является сильным окисляющим веществом и широко используется в качестве дезинфицирующего средства для пищи и воды. Примеры содержатся в Патенте США N 6171625, выданном Денвиру и др., в Патенте США N 6200618, выданном Смиту и др., и в Патенте США N 6485769, выданном Ауди и др. Впрочем, эти системы представляют собой большие промышленные комплексы, и не могут предотвратить повторное загрязнение продуктов питания перед отправкой потребителю.
В Патенте США N 6391191, выданном Конраду, раскрывается приспособление для домашней обработки воды, в котором используется озон для дезинфекции воды.
В Патенте США N 5460705 Мерфи и др., Патенте США N 5770003 Мерфи и др., и в Патенте США N 5989407 Эндрюс и др. раскрываются устройства, способные к выделению озона. Озон, полученный таким образом, может быть использован для озонирования воды.
Устройства вихревых трубок Вентури
Документы по известному уровню техники относительно преимущества, определяющего устройства вихревых трубок Вентури, включают Патент США N 4123800, выданный Маццеи, Патент США N 4931225, выданный Ченгу, Патент США N 5061406, выданный Ченгу, Патент США N 5302325, выданный Ченгу, Патент США N 5863128, выданный Маццеи, Патент США N 5880378, выданный Бехрингу, и Патент США N 5893641, выданный Гарсиа.
Дисперсия одного потока в другом является важной особенностью самых разнообразных разработок. Например, газы рассеиваются в жидкостях для осуществления многочисленных реакций растворения газа, газожидкостных взаимодействий, и очистки газа от растворенных добавок. Газы также смешиваются друг с другом. Жидкости также рассеиваются в других жидкостях для разбавления или осуществления реакций жидкость-жидкость.
Многие устройства были разработаны для осуществления дисперсии одного потока дополнительного потока в другом основном потоке. Назначение таких устройств состоит во введении в контакт одного потока в другой в пропорциональном количестве. В дополнение к этой дозировке потока, может быть желательным наличие дополнительного потока, хорошо растворенного и распределенного в основном потоке. Если дополнительные потоки представляют собой газ, то эффективность растворения зависит от размера и характера движения пузырьков. Энергичное движение маленьких пузырьков будет ускорять растворение газа. Энергичное движение также будет способствовать смешиванию жидкостей.
Например, в Патенте США N 4931225, выданном Ченгу, раскрывается метод и аппарат для дисперсии газа в жидкости. Газ вдувается в жидкость выше трубки Вентури по течению потока. После этого, газожидкостная смесь, протекающая через трубку Вентури, ускоряется до сверхзвуковой скорости, а затем замедляется до инфразвуковой скорости. Получающаяся в результате ударная волна разрушает и рассеивает пузырьки газа в жидкости.
В Патенте США N 5061406, выданном Ченгу, раскрывается метод рассеивания газа в жидкости с использованием регулируемого конического смесителя для управления потоком смеси газ/жидкость к устройству Вентури. С помощью конического смесителя в трубке Вентури создается кольцевое отверстие и осуществляется управление размером отверстия. Газ при сверхзвуковой скорости вдувается выше трубки Вентури по течению потока. Смесь газ/жидкость ускоряется до сверхзвуковой скорости, а впоследствии замедляется до инфразвуковой скорости. Получающаяся в результате ударная волна рассеивает газ в жидкости.
В Патенте США N 5302325, выданном Ченгу, раскрывается метод рассеивания газа в жидкости с использованием конического смесителя. Смеситель расположен внутри цилиндрической трубы, что приводит к кольцевому потоку. Газ при сверхзвуковой скорости вдувается в смеситель. Поскольку смесь газ/жидкость проходит через кольцевой зазор, она ускоряется до сверхзвуковой скорости и замедляется до инфразвуковой скорости, приводя в результате к ударной волне, рассеивающей газ. Кольцевой поток является причиной того, что большая доля потока является сверхзвуковой.
Проблема этих устройств состоит в том, что во время рассеивания газа они требуют дополнительную энергию для того, чтобы вдувать газ.
Устройство Вентури основано на инжекторе-смесителе, который также известен. В Патенте США N 4123800, выданном Маззеи, раскрывается устройство Вентури, включающее сужающийся участок, горловинный участок и расширяющийся участок. Множество каналов кольцеобразно группируются вокруг внутренней части горловинного участка и соединяются с кольцевой камерой вокруг горловинного участка.
В Патенте США N 5863128, выданном Маззеи, раскрывается инжектор-смеситель типа Вентури с сужающимся участком, горловинным участком и расширяющимся участком. Многочисленные закрученные направляющие устройства в сужающейся части создает водовороты во внешней части потока, а многочисленные прямые направляющие устройства в расширяющейся части устраняют некоторые водовороты для улучшенного перемешивания.
В Патенте США N 5893641, выданном Гарсиа, раскрывается управляемый инжектор Вентури, включающий сходящуюся часть, горловинную часть и расширяющуюся часть. Второй дополнительный поток вдувается через множество каналов, расположенных радиально в желобке около выхода из расширяющейся части. Второй поток вдувается перпендикулярно течению основного потока.
Газожидкостной сепаратор
Присутствие увлеченных газов в жидкостях встречается часто, и в большинстве случаев это мало желательно. Эти случаи касаются систем котлов и гидравлических систем, где включенные газы могут вызвать помехи или повреждения деталей. Существуют также системы, в которых газы вводятся в жидкости специально. Эти системы включают случаи добавления в жидкости азота, чтобы вытеснить кислород. В этих системах необходимо, чтобы затем удалялся как увлеченный газ, так и вытесняемый газ, и, таким образом, обеспечивалась бы дегазация жидкости.
Другое применение газожидкостного сепаратора состоит в удалении нерастворенного кислорода или озона после того, как эти газы были увлечены водой. Озон используется для дезинфекции воды. Вода способна растворять некоторое количество озона, но процесс усиленного озонирования приводит к определенному количеству нерастворенного газообразного озона. Нерастворенный озон опасен для выпуска непосредственно в атмосферу. Метод требует удаления и переработки нерастворенного газообразного озона, образованного в результате такого процесса.
Датчики окислительно-восстановительного потенциала ОВП.
Датчики окислительно-восстановительного процесса ОВП известны из уровня техники, например, из Патента США N 5218304, выданного Кинлену и др., и из Заявки N 2003/0112012 на Патент США Мослей и др.
В Патенте США N 5218304, выданном Кинлену и др., описывается датчик, который может быть погружен в поток для определения рН и ОВП потока. В описываемом датчике используется электрод сравнения серебро/ хлорид серебра и электрод, измеряющий ОВП, из благородного металла, такого как золото, или, предпочтительно, платина. Недостатки использования такого электрода сравнения заключаются в стоимости, с учетом факторов пригодности при изготовлении бытовой техники для потребителя.
В Заявке N 2003/0112012 Мослей и др. на Патент США описывается гальванический зонд, включающий сенсорный электрод и электрод сравнения. В зонде используется электрод сравнения из благородного металла, или сурьмы или висмута, или их оксидов или гидроксидов, и электрод для измерения окислительно-восстановительного потенциала ОВП из цинка или магния, или их оксидов или гидроксидов. Недостаток использования такого измерительного электрода заключается в стоимости, с учетом факторов пригодности при изготовлении бытовой техники для потребителя.
Устройства и процессы санитарной обработки.
С процессами дезинфекции и/или санитарной обработки связаны следующие патенты США: Патент США N 5851375, выданный Боджеру и др., Патент США N 6379628, выданный Джонгу и др., Патент США N 6019031, выданный Кину и др., Патент США N 5048404, выданный Бушнеллу и др., Патент США N 5690978, выданный Йину и др., Патент США N 6093432, выданный Митталу и др., и Патент США N 6086932, выданный Гупта.
Популярное бытовое устройство для фильтрации воды имеет вид кувшина со сквозными порами для протекания воды. Обычно неотфильтрованная вода наливается в верхнюю миску до верха устройства. Под действием силы тяжести вода просачивается сквозь фильтрующую среду, обычно состоящую из гранулированного активированного угля, находящегося между верхней миской и коллекторным резервуаром. Фильтрованная вода затем распределяется из коллекторного резервуара для питья. Для широкой публики система фильтрации воды на основе управления силой тяжести наиболее приемлема по затратам. Однако несмотря на то, что таким образом получена очищенная вода, метод фильтрации на основе гравитации не позволяет включать дезинфицирующие газы, такие как озон, в очищенную воду. В дальнейшем полученная таким образом очищенная вода сможет обладать небольшим обеззараживающим воздействием на поверхность, с которой она контактирует иначе, чем путем мобилизации или смыва бактерий, вирусов или других нежелательных компонентов.
С помощью устройства, работающего по типу сквозных пор, невозможно отфильтровать или уничтожить мельчайшие организмы или микробы. Чтобы облегчить протекание потока воды, необходимо, чтобы фильтрующая среда, через которую пропускают воду, обладала пористой природой. Вследствие этой необходимости, такие устройства не могут очищать или обеззараживать воду так эффективно, как другие средства обработки воды. Отчасти эта неэффективность объясняется отсутствием дополнительных стадий очистки и надеждой исключительно только на сам фильтр. Кроме того, фильтрующая среда или патрон, используемые в этой кувшинообразной конструкции, работающей благодаря наличию сквозных пор, обычно простираются вовнутрь коллекторного резервуара, контактирующего с отфильтрованной водой. В некоторых случаях, это может быть неблагоприятным, если не используются другие методы очистки или санитарной обработки жидкости. Пористость фильтрующей среды может даже способствовать просачиванию, накоплению и росту микроорганизмов. Таким образом, существует повышенная вероятность загрязнения фильтрованной воды, когда фильтрующая среда входит вовнутрь коллекторного резервуара.
В Патенте США N 5222078, выданном Поляски и др., описывается кувшинообразный безнапорный фильтр со сквозными порами.
В Патенте США N 6103114, выданном Таннеру и др., приводится устройство, в котором осуществляется попытка избежать загрязнения путем оптимизации конструкции горлышка, пористой области и уплотнения между внутренним резервуаром и резервуаром для фильтрованной воды. Тем не менее, фильтр в этом проекте все же заглубляется вовнутрь резервуара для фильтрованной воды и является потенциальным источником загрязнения. В Патенте США N 6290848, выданном Таннеру и др., раскрывается пористый фильтр очистки для удаления 99.95% всех 3-4-микрометровых криптоспоридий и других простейших цист. В Патенте США N 6103114, выданном Таннеру и др., описывается устройство фильтра в форме графина с выступом над краем для предотвращения смешивания необработанной воды с обработанной во время очистки.
В Патенте США N 6391191, выданном Конраду, раскрывается бытовая техника для обработки воды с насосом, в котором используется озон и фильтр в виде угольного блока для дезинфекции воды.
В Патенте США N 6238552, выданном Шэннону, раскрывается универсальная вставка для водоочистителя с фильтром наверху и на дне и направляющее устройство для скольжения вкладыша внутри кувшина.
В Патентах США N 4969996 и N 4306971, выданных Ханкаммеру, раскрывается колоннообразный фильтровальный аппарат, вытянутый вовнутрь коллекторного резервуара. Реализация этого проекта потенциально может способствовать возникновению источника загрязнения.
В Патенте США N 6405875, выданном Кутлеру, описывается графинообразный фильтровальный аппарат с ионообменной смолой и угольными гранулами, благодаря которым удаляются 99.95% 3-4 микрометровых частиц. Однако это устройство заглублено в резервуар с отфильтрованной водой и, таким образом, может быть подвержено загрязнению.
Все ссылки, отмеченные здесь, включены в данную ссылку.
Таким образом, существует потребность в усовершенствованиях устройств очистки, которые позволят осуществить удобный доступ к очищенной, санированной или дезинфицированной воде. Существует также потребность в системе, в которой используется множество технологий для достижения высокого уровня санитарной обработки. В дальнейшем, желательна система, которая позволяет сочетать очистку жидкости с другими типами санитарной обработки, если предметы, пищевые продукты или поверхности подлежат санитарной обработке жидкостью, полученной указанным способом.
Кроме того, существует также потребность в эффективной системе санитарной обработки, способной производить жидкость, обеззараживающую пищевые продукты, предметы или поверхности.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Объект настоящего изобретения предназначен для устранения или смягчения, по крайней мере, одного недостатка прототипа системы санитарной обработки или дезинфекции. Настоящее изобретение, преимущественно, позволяет проводить санитарную обработку различных видов воды самой по себе, и различных видов поверхностей, с которыми контактирует вода, полученная указанным способом. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения система может быть легко приспособлена для ее использования совместно с различными видами контейнеров для обработки, подходящими для самого разнообразного применения.
Система санитарной обработки, соответствующая варианту осуществления изобретения, предназначена для получения озонированной жидкости, включает: насос для обеспечения циркуляции жидкости по системе; генератор озона для образования озона, внедряемого в жидкость, и вихревую трубку Вентури для внедрения озона в жидкость, включающую внутреннюю камеру с центральной продольной осью, внутри которой жидкость входит по касательной к продольной оси, при этом внутренняя камера вихревой трубки Вентури имеет расширенную начальную секцию, суженную горловинную секцию со сформированными в нем входными отверстиями для озона, и расширенную выпускную секцию для смешанного потока, из которого вытекает озонированная жидкость; генератор озона соединен с помощью потока жидкости с вихревой трубкой Вентури для доставки озона к входным отверстиям.
В дальнейшем, в соответствии с вариантом осуществления изобретения, оно снабжено вихревой трубкой Вентури для внедрения газа в жидкость, включающей: цилиндрический корпус с внутренней камерой, вход для жидкости, вход для газа и выход для газожидкостной смеси, при этом внутренняя камера имеет винтовой канал между входом для жидкости и выходом для газожидкостной смеси и включает расширенную начальную секцию, уменьшающуюся в диаметре до перехода в суженную горловинную секцию, в основном цилиндрической конфигурации, и расширенную выходную секцию, расширяющуюся с возрастанием в диаметре относительно суженной секции, причем вход для жидкости расположен тангенциально к входу во внутреннюю камеру для создания вихревого эффекта в жидкости, протекающей через нее; и при этом вход для газа вставлен во внутреннюю камеру через входные отверстия, сформированные в суженной секции.
В качестве дополнительного варианта осуществления изобретения в нем предусмотрена система санитарной обработки, производящая озонированную жидкость, при этом система включает в себя: главный насос для циркуляции жидкости через систему; контейнер для жидкости; двойной обратный клапан внутри контейнера для жидкости для обеспечения попадания потока жидкости в систему и из нее; генератор озона для внедрения озона в жидкость, разбрызгиватель, расположенный в контейнере, и соединенный с помощью потока жидкости с двойным обратным клапаном для вдувания озона из озонового генератора в жидкость; и озоновый насос, сообщающийся с помощью потока жидкости с генератором озона для удаления озона из разбрызгивтеля.
Другие аспекты и особенности настоящего изобретения станут очевидными для их обычного использования в качестве ноу-хау при обзоре следующего описания особых вариантов осуществления изобретения в привязке к сопровождающим фигурам.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Здесь будут описаны варианты настоящего изобретения исключительно в качестве примеров со ссылкой на соответствующие фигуры.
На Фиг.1 представлена изометрическая проекция узла двойного обратного клапана.
На Фиг.2 представлен вид сверху узла двойного обратного клапана, показанного на Фиг.1, с удаленной заглушкой.
На Фиг.3 представлен разрез узла двойного обратного клапана из Фиг.1.
На Фиг.4 представлена изометрическая проекция узла двойного обратного клапана и сопрягающего элемента согласно варианту осуществления изобретения.
На Фиг.5 показан вид сверху заглушки узла двойного обратного клапана и сопрягающего элемента в соответствии с изображением на Фиг.4.
На Фиг.6 показан разрез узла двойного обратного клапана и сопрягающего элемента из Фиг.4, где разрез сделан по линии А-А Фиг.5.
На Фиг.7 показан вид сбоку узла двойного обратного клапана и сопряженной детали.
На Фиг.8 представлена изометрическая проекция вихревой трубки Вентури согласно варианту осуществления изобретения.
На Фиг.9 показан вид с торца вихревой трубки Вентури, показанной на Фиг.8.
На Фиг.10 представлен разрез, сделанный через центр изображения вихревой трубки Вентури, показанной на Фиг.8, где разрез сделан по линии В-В Фиг.9.
На Фиг.11 представлена изометрическая проекция генератора озона согласно варианту осуществления изобретения.
На Фиг.12 представлен вид сверху генератора озона, показанного на Фиг.11.
На Фиг.13 представлен разрез через центр изображения, показанного на Фиг.11, где разрез сделан по линии D-D Фиг.12.
На Фиг.14 представлен подробный разрез конфигурации изолятора, адгезионного покрытия заземляющего электрода озонового генератора, взятого из подробного разреза Е Фиг.13.
На Фиг.15 представлена изометрическая проекция центробежного, газожидкостного сепаратора согласно варианту осуществления изобретения.
На Фиг.16 представлен вид сверху газожидкостного сепаратора из Фиг.15.
На Фиг.17 представлен разрез через центр газожидкостного сепаратора из Фиг.15, сделанный по линии С-С Фиг.16.
На Фиг.18 представлено схематическое представление выпрямляющей сети высокого напряжения, которая может быть использована, согласно варианту осуществления изобретения.
На Фиг.19 представлен собой разрез датчика окислительно-восстановительного потенциала ОВП, который может быть использован, согласно варианту осуществления изобретения.
На Фиг.20 представлена принципиальная схема варианта системы согласно изобретению.
На Фиг.21 показана бутылка с аэрозолем, которая может быть использована в качестве контейнера в системе.
На Фиг.22 показан графин, который может быть использован в качестве контейнера в системе.
На Фиг.23 показан резервуар с подкладкой для очистки поверхностей, который может быть использован как контейнер в системе.
На Фиг.24 показана комбинация сетчатого фильтра и стакана фильтра, который может быть использован как контейнер в системе.
На Фиг.25 представлена перспектива базового блока, с которым контейнер может быть соединен в соответствии с изобретением.
На Фиг.26 представлено схематическое изображение системы, включающей фильтровальную установку, с использованием сквозных пор.
На Фиг.27 представлено схематическое изображение системы согласно изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
В целом, настоящим изобретением обеспечивается создание системы санитарной обработки и индивидуальных компонентов такой системы. Система позволяет проводить санитарную обработку жидкости, которая может затем быть использована для обеззараживания самых разных предметов, таких как пищевые продукты, или других поверхностей. Санитарная обработка предмета может быть выполнена внутри контейнера в данной системе, или контейнер, содержащий обеззараженную жидкость, может быть перемещен с основания в иное место для использования.
В данном изобретении описывается система жидкостной санитарной обработки многократного использования, состоящая из основания и, по крайней мере, одного перемещаемого контейнера.
В данном документе, в соответствии с изобретением, описывается система санитарной обработки, производящая озонированную жидкость. Вариант осуществления изобретения включает насос для циркуляции жидкости по системе; двойной обратный клапан для контакта с источником жидкости, подлежащей озонированию, позволяющий одновременно пропускать поток вовнутрь системы и из нее; генератор озона для получения озона, предназначенного для внедрения в жидкость, и вихревую трубку Вентури для введения озона в жидкость. Вихревая трубка Вентури, включающая внутреннюю камеру с центральной продольной осью, внутри которой жидкость входит по касательной к продольной оси, при этом внутренняя камера вихревой трубки Вентури имеет расширенную начальную секцию, суженную горловинную секцию со сформированными в нем входными отверстиями для озона, и расширенную выпускную секцию для смешанного потока, из которого вытекает озонированная жидкость. Генератор озона соединен потоком жидкости с вихревой трубкой Вентури для доставки озона к входным отверстиям.
Возможно в качестве варианта, что источник жидкости предпочтительно, воды содержится внутри контейнера, имеющего жидкостное сообщение с насосом. Контейнер может содержать в своем дне двойной обратный клапан, и жидкость циркулирует вовнутрь контейнера и из него через двойной обратный клапан. Возможно также, что контейнер съемный, но это не обязательно. В качестве дополнительной опции, несколько перемещаемых контейнеров, имеющих двойные обратные клапаны, расположенные в них, могут использоваться взаимозаменяемо.
В этом варианте насос, двойной обратный клапан, генератор озона и вихревая трубка Вентури могут размещаться вместе внутри основания.
Могут быть добавлены дополнительные опционные компоненты системы. Например, система может включать генератор озона, желательно имеющий озоновый генератор коронного разряда. Озоновый генератор коронного разряда производит озон за счет использования высокочастотного и/или высоковольтного электропитания. В этом случае, озоновый генератор коронного разряда включает камеру образования озона, имеющую открытые концы, электрод высокого напряжения на каждом из открытых концов; изолирующие концевые пробки, расположенные на кабельных наконечниках камеры, заглушки, имеющие отверстия для прохода газа, сделанные в них в тангенциальном направлении к камере, пропускающие вихревой поток через генератор; и электрод заземления, включающий металлическую фольгу, нанесенную на диэлектрический материал.
Система может, кроме того, включать датчик окислительно-восстановительного потенциала ОВП, находящийся в жидкостном соединении с системой для определения уровня озона в жидкости.
Деструктор озона может быть включен в систему ниже по течению, чем газожидкостной сепаратор, и иметь жидкостное сообщение с ним, для осуществления распада нерастворенного озонового газа, выходящего из газожидкостного сепаратора.
Следующий возможный компонент представляет собой газожидкостной сепаратор, расположенный ниже по течению вихревой трубки Вентури для отделения нерастворенных газов от озонированной жидкости. В данном газожидкостном сепараторе отделяется нерастворенный озоновый газ за счет использования центробежной силы. В качестве примера такого варианта сепаратор может включать: впуск, через который газожидкостная смесь, выходящая из вихревой трубки Вентури, входит в него под давлением; канал, следующий за входом; средство для создания под действием давления вихревого течения газожидкостной смеси в канале, чтобы создать центробежную силу для перемещения нерастворенного озонового газа к центру канала, а жидкости - к периферии канала; желобок, размещенный вокруг внутренней стороны канала, через который отводится часть жидкости; кольцевая камера, сообщающаяся с желобком, через который проходит жидкость; и отверстие клапана для выпуска газа, через которое газ выходит из канала.
В качестве возможного варианта газожидкостной сепаратор может включать поплавок для взаимодействия с жидкостью в камере, чтобы закрывать отверстие для выпуска газа, когда уровень жидкости высок.
Система, в соответствии с изобретением, может включать детектор с емкостной связью, работающий за счет высокочастотного и высоковольтного электропитания для проверки подачи электропитания к озоновому генератору. Детектор с емкостной связью может включать: первый провод, проводящий ток высокого напряжения и/или высокой частоты, ведущий к генератору озона; второй проводник тока, максимально приближенный к проводнику тока высокого напряжения и частоты, ведущий к генератору озона, генерируя, благодаря максимальной близости первого и второго провода, емкость; и детекторную схему, соединенную со вторым проводом для определения емкости, включающую микропроцессор, и ждущий мультивибратор, для проверки подачи электропитания к генератору озона. Детекторная схема питается от внешнего источника энергии или за счет электрической емкости.
Система может, кроме того, включать датчик окислительно-восстановительного потенциала, включающий: электрод сравнения, сделанный из серебра или гальванически покрытого серебром; ОВП-зонд, сделанный из платины, гальванически покрытый платиной, из золота, или гальванически покрытый золотом; ОВП-датчик, находящийся в жидкостном контакте с водным потоком; и постоянно работающий контролирующий датчик, который контролирует технологическое время.
К варианту осуществления изобретения также принадлежат вихревая трубка Вентури для внедрения газа в жидкость, включающая цилиндрический корпус с внутренней камерой, вход для жидкости, вход для газа и выход для газожидкостной смеси, при этом внутренняя камера имеет винтовой канал между входом для жидкости и выходом для газожидкостной смеси, и включает расширенную начальную секцию, уменьшающуюся в диаметре до перехода в суженную горловинную секцию, в основном цилиндрической конфигурации, и расширенную выходную секцию, расширяющийся с возрастанием в диаметре относительно суженной секции, причем вход для жидкости расположен тангенциально к входу во внутреннюю камеру для создания вихревого эффекта в жидкости, протекающей через нее; и при этом вход для газа вставлен во внутреннюю камеру через входные отверстия, сформированные в суженной секции.
Вихревая трубка Вентури может иметь одну или более направляющих устройств, размещенных во внутренней камере на поверхности расширенной выпускной секции.
Дополнительный вариант осуществления изобретения представляет собой систему санитарной обработки для получения озонированной жидкости, включающую главный насос для циркуляции жидкости через систему; контейнер для жидкости; двойной обратный клапан внутри контейнера для жидкости для обеспечения попадания потока жидкости в систему и из нее; генератор озона для образования озона, внедренного в жидкость, разбрызгиватель, расположенный в контейнере и соединенный потоком жидкости с двойным обратным клапаном для вдувания озона из озонового генератора в жидкость; и озоновый насос, сообщающийся с помощью потока жидкости с генератором озона для удаления озона из разбрызгивателя.
Система, согласно изобретению, может дополнительно включать фильтрационный блок, работающий по принципу сквозных пор, более подробно описанный ниже.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения в основании содержится насос, вихревую трубку Вентури, центробежный дегазатор, генератор озона, деструктор озона, датчик окислительно-восстановительного потенциала ОВП, соответствующие соединения и электронные схемы. На базовый блок могут быть поставлены различные контейнеры, в зависимости от того, какой процесс необходим. Могут быть включены кувшин для обеззараживающей воды, стакан фильтра и сетчатый фильтр для санитарной обработки овощей, или разбрызгиватель, или другой контейнер для хранения озонированной воды для дезинфекции поверхностей. Контейнеры содержат в себе двойной обратный клапан, который контактирует с основанием и в котором предусмотрена точка одиночного присоединения.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения основание может автоматически идентифицировать тип контейнера, расположенный на нем, и, таким образом, запускать соответствующую программу. Попеременно с этим, соответствующую программу может выбрать пользователь.
Индивидуально, компоненты этой системы подробно описываются ниже, наряду с дальнейшим описанием системы санитарной обработки. Три компонента, которые могут быть использованы в сочетании с этой системой, включают двойной обратный клапан, вихревую трубку Вентури, которая здесь может быть названа, как просто «трубка Вентури», и генератор озона. Каждый из этих компонентов будет отдельно описан ниже. Дополнительно могут быть использованы опционные компоненты, такие как центробежный газожидкостной сепаратор с встроенным клапаном газовыделения попеременно упоминаемый здесь как «дегазатор», деструктор озона, датчик окислительно-восстановительного потенциала, или другой компонент, способный обеззараживать жидкость.
Двойной обратный клапан
Устройство двойного обратного клапана, согласно изобретению, позволяет управлять потоками, и в частности, но не исчерпывающе, управлять потоками внутри контейнера и вовне его. Контейнер может быть перманентно устанавливаться или удаляться, и поток внутри и вовне контейнера может возникать одновременно или последовательно с этим.
Обратные клапаны имеют различное применение, когда необходимо ограничиться одним направлением. Примеры включают варианты заполнения и опорожнения баков и управления жидким потоком, например, в трубопроводе. Однако, если для потока требуются два направления одновременно, например течение вовнутрь бака и из него, требуются два отдельных обратных клапана, и, таким образом, необходимы два отверстия в баке.
Согласно варианту осуществления изобретения обеспечивается двойной обратный клапан, допускающий два независимых потока, проходящих одновременно или независимо через один и тот же узел обратного клапана.
Двойной обратный клапан допускает два отдельных и независимых потока, проходящих через единичный узел обратного клапана. Кроме того, устройство, как вариант, может иметь заглушку, способную отклонять поток от одного или от обоих независимых потоков, для того чтобы усилить разделение потока до тех пор, пока не будет достигнуто смешение жидкостей из каждого потока. Когда установлены средства для отклонения потока, расположенные ниже заглушки, они могут передать вращательное движение потоку жидкости, протекающему мимо них. Устройство обратного клапана позволяет также снимать контейнер с основания и предотвращать просачивание жидкости как из основания, так и из контейнера, когда контейнер снят. Двумя штоками клапана, вложенными в устройство обратного клапана, можно управлять независимо или совместно.
Двойной обратный клапан может содержать первый и второй обратные клапана, которые управляются независимо друг от друга, и при этом первый клапан, например, вложен внутри второго. Таким образом, создаются две независимые струи жидкостного потока, при этом один поток протекает через второй шток клапана и вокруг первого, а второй поток протекает вокруг второго штока клапана.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения устройство двойного обратного клапана имеет внешний корпус, имеющий вход и выход с первым и вторым штоками клапана, содержащимися во внешнем корпусе. Выход во внешнем корпусе представляет собой седло клапана ко второму штоку клапана. Первый шток клапана меньше, чем второй шток клапана, и содержится внутри второго штока клапана и эксплуатируется вдоль общей оси. Второй шток клапана имеет цилиндрический канал, проходящий через него, и в котором содержится первый шток клапана, а также имеет седло клапана для первого штока клапана. Струи жидкости могут, таким образом, проходить вокруг первого штока клапана и через второй. Первый и второй клапанные штоки окружены индивидуальными пружинами. Эти пружины воздействуют на клапанные штоки для введения их в контакт с соответствующими клапанными седлами. Первый и второй клапанный штоки могут срабатывать как независимо друг от друга, так и совместно.
Когда клапаны открыты, создаются два независимых жидких потока, - один поток вокруг второго клапанного штока и через выходное отверстие внешнего корпуса, а другой - через второй клапанный шток и вокруг первого клапанного штока.
Устройство двойного обратного клапана, согласно этому варианту осуществления изобретения, является неотъемлемой частью стенки контейнера с жидкостью - как постоянно устанавливаемого, так и мобильного, и требует управления входным и/или выходным потоком. Различные типы контейнеров, используемые совместно с изобретением, описаны в другом месте. Предпочтительно, чтобы клапан являлся неотъемлемой частью нижней стенки днища контейнера.
Первый клапанный шток может, произвольно, иметь цилиндрический канал, частично формируя проходящие через него потоки, когда первый клапанный шток вынут из клапанного седла.
Внешний корпус может произвольно иметь один или два выступа, которые установлены радиально и окружают выходное отверстие и первый и второй клапанные штоки. Эти выступы могут принимать форму крепежных бобышек или отклонителей потока. В случае, когда выступы представляют собой отклонители потока, они могут быть скомпонованы таким образом, чтобы придать вращательное движение потоку, протекающему вокруг второго клапанного штока. В случае, когда выступы представляют собой крепежные бобышки, такие крепежные бобышки используются, чтобы прикреплять съемную заглушку к внешнему корпусу поверх первого и второго клапанных седел. При таком варианте осуществления изобретения заглушка может содержать отклонители потока, центрально расположенный канал и клапанное седло.
Заглушка может быть прикреплена к крепежным бобышкам, в случае которых отклонители потока, находящиеся в заглушке, создают протоки, через которые будет протекать поток. Отклонители потока могут придавать струе вращательное движение. Когда первый и второй клапанные штоки освобождают второе клапанное седло напротив клапанного седла в заглушке, первое клапанное седло проходит вовнутрь канала, проходящего через центр заглушки. Таким образом, два протока эффективно разделены. Один поток протекает вокруг второго клапанного штока, под заглушкой и через отклонители потока, а другой поток - через канал в центре заглушки и вокруг первого клапанного штока.
Фиг.1 представляет собой изометрическую проекцию изображения блока двойного обратного клапана 100. Комплект двойного обратного клапана имеет заглушку 102, расположенную на поверхности, покрывающей внутреннее пространство контейнера, в который помещен комплект. Заглушка необязательна, но когда она есть, то служит для облегчения смешивания внутри контейнера. Ниже заглушки находятся вееровидные лезвия 104, которые обеспечивают движение воды, которая проходит рядом с клинками. Первый клапан проходит по центральной оси комплекта, собирая струи в нисходящий поток. Первый клапан имеет впускное отверстие (показано на Фиг.2 и 3) и выпускное отверстие 106. Второй клапан представляет собой кольцо вокруг первого клапана, и позволяет возвращать поток восходящих жидкостей. Впускное отверстие 108 второго клапана расположено на нижнем конце комплекта, а выпускное отверстие второго клапана находится на верхнем конце комплекта, ниже заглушки, как показано на Фиг.2 и 3.
Фиг.2 представляет собой вид сверху изображения комплекта двойного обратного клапана, показанного на Фиг.1, со снятой заглушкой. Этот вид более ясно иллюстрируют вееровидные лезвия 104, установленные ниже заглушки. Впускное отверстие 202 первого клапана и выпускное отверстие 204 второго клапана видны, когда заглушка снята.
Когда заглушки нет, двойной обратный клапан сохраняет ту же функцию, но в меньшей мере способствует смешиванию струй в контейнере, по сравнению с вариантом, в котором имеется заглушка.
Фиг.3 представляет собой разрез комплекта двойного обратного клапана 100. Первый шток 302 обратного клапана изображен вложенным во входное отверстие 202 первого обратного клапана. Шток 304 второго обратного клапана изображен вне входного отверстия 202 первого обратного клапана. Кольцевое уплотнение 306 штока первого клапана расположено вокруг штока первого обратного клапана. Кольцевое уплотнение 308 штока второго клапана окружает шток второго клапана. Пружина 310 штока второго клапана изображена вместе с пружиной 312 штока первого клапана. Кольцевое уплотнение 314 внешнего корпуса присутствует на внешней поверхности комплекта двойного обратного клапана для обеспечения герметичного и подвижного соединения комплекта с сопрягающим элементом.
Фиг.4 представляет собой изометрическую проекцию изображения комплекта двойного обратного клапана 100 из Фиг.1 и сопрягающего элемента 402. Сопрягающий элемент включает резервуар для потока, вытекающего из первого и второго обратного клапана. Центральная труба 404 обеспечивает вытекание потока из первого обратного клапана, в то время как труба 406 для обратного потока обеспечивает втекание потока во второй обратный клапан. В этом варианте комплект двойного обратного клапана и сопрягающий элемент скреплены совместно в съемном состоянии, и стык между этими компонентами уплотнен наружным кольцевым уплотнением, показанным на Фиг.3.
На Фиг.5 показан вид сверху комплекта двойного обратного клапана и сопрягающего элемента, как показано на Фиг.4. Показано, что заглушка 102 имеет точки соединения 502, с помощью которых заглушка прикреплена к вееровидным лезвиям. Показаны впуск 202 первого клапана и выпуск 204 второго клапана.
Фиг.6 представляет собой разрез комплекта двойного обратного клапана и сопрягающего компонента из Фиг.4, сделанный по линии А-А Фиг.5. Показан шток 302 первого клапана, шток 304 второго клапана, кольцевое уплотнение 306 штока первого клапана, кольцевое уплотнение 308 штока второго клапана, пружина 310 штока второго клапана, кольцевые уплотнения 314 внешнего корпуса и пружина 312 штока первого клапана. Дополнительно показано кольцевое уплотнение 602 центрального канала, которое обеспечивает скрепление комплекта двойного обратного клапана и сопрягающего элемента. Как может быть видно на этом разрезе, струя, втекающая в первый обратный клапан, протекает через центральную трубу 404 для дальнейшей обработки, тогда как поток протекает через трубу 406 обратного потока в центральный резервуар 604, ожидая возвращения через второй обратный клапан. Когда комплект второго обратного клапана разъединен с сопрягающим элементом, поток не может протекать вверх через второй обратный клапан. Только когда комплект двойного обратного клапана скреплен с сопряженным элементом, обеспечивается вытекание жидкости из центрального резервуара. Это благоприятное условие для удерживания жидкости, если контейнер находится не на своем месте в основании.
Фиг.7 представляет собой комплект двойного обратного клапана и сопряженного элемента из Фиг.4. Показана заглушка 102, центральная труба 404, труба 406 обратного потока и центральный резервуар 604. В этом варианте труба обратного потока входит из углового смещенного положения в центральный резервуар, который способствует смешиванию жидкости в центральном резервуаре. Выявлена верхняя часть 702 сопрягающего элемента, показывая область, где двойной обратный клапан контактирует с сопряженным компонентом.
Вихревое устройство Вентури.
Вихревое устройство Вентури представляет собой аспект настоящего изобретения, который относится к введению и смешиванию жидкостей. В частности, этот аспект изобретения позволяет смешивать жидкости на основе принципа Вентури, и привносит вихревой компонент для ускоренного входа главного потока в устройство до смешивания с дополнительным потоком. Будучи введенным в систему настоящего изобретения вихревое устройство Вентури может включать дополнительный поток, такой как озон, в главный поток, такой как вода, с тем чтобы получить озонированную воду, используемую в дальнейших процессах санитарной обработки. Озонированная вода, полученная таким образом, также сама является обеззараженным продуктом. Устройство впервые будет описано в показателях его функций, а затем - в характеристиках его роли при внедрении в систему санитарной обработки.
Вихревое устройство Вентури имеет впуск главного потока, впуск дополнительного потока и выпуск для результирующего смешанного потока. Между впуском главного потока и выпуском смешанного потока расположены впускной канал главного потока, суженная часть с уменьшенным диаметром, горловина и расширенная часть с увеличенным диаметром. Впуск главного потока расположен перпендикулярно оси потока, протекающего через выпуск, и вдоль оси, тангенциальной к входному каналу, образуя, таким образом, высокоскоростной вихревой поток. Тангенциальный смещенный впуск главного потока в первую очередь отвечает за возникновение вихревого эффекта, и в результате - за высокую скорость главного потока, и, таким образом, за высокую степень смешивания главного и дополнительного потоков.
Согласно этому варианту осуществления изобретения впуск дополнительного потока включает полую игловидную трубу а, расположенную центрально внутри устройства. Впуск дополнительного потока заглублен вовнутрь горловинной части, и, таким образом, формирует кольцевой канал вокруг впуска. Одно или более выпускных отверстий дополнительного потока во впуске дополнительного потока вводят дополнительный поток в горловинную часть, для того чтобы смешать его с главным потоком.
Настоящее вихревое устройство Вентури имеет преимущество, заключающееся в том, что газ или дополнительный жидкостной поток рассеивается при отсутствии необходимости в использовании дополнительной энергии для введения газа. Настоящее изобретение имеет преимущество, заключающееся в том, что в нем используется эффект Вентури для втягивания дополнительного потока в главный поток.
Дальнейшее преимущество вихревого устройства Вентури в настоящем изобретении заключается в том, что тангенциальный вход главного потока придает вращательное движение всему потоку внутри кольцевого канала, и, таким образом, создает кольцевой поток путем процесса введения дополнительной струи. Это является причиной того, что значительная часть потока главной струи достигает высокой скорости, и большая часть главного потока контактирует с дополнительным потоком. Настоящее изобретение также пригодно для случая очистки и изменения количества отверстий, их расположения и размеров, или изменения диаметра игловидной трубы, и изменения соответственно площади поперечного сечения горловины.
Воплощение вихревого устройства Вентури, согласно изобретению, описано ниже.
Согласно одному варианту осуществления изобретения вихревая трубка Вентури имеет цилиндрический корпус с впуском главного потока, впуском дополнительного потока и выпуском. Между впуском главного потока и выпуском могут находиться: винтовой впускной канал главного потока, суженная часть с уменьшенным диаметром, которая имеет как форму усеченного конуса, так и, предпочтительно, имеет непрерывную криволинейную форму, преимущественно это цилиндрическая горловинная часть, и расширенная часть с увеличенным диаметром, имеющая форму усеченного конуса.
В этом варианте осуществления изобретения впуск главного потока расположен перпендикулярно к оси выпускного потока и тангенциально к винтовому впускному каналу, способствуя, таким образом, возникновению высокоскоростного вихревого потока. Скорость вращающегося жидкого потока повышается с уменьшением диаметра, уменьшая, таким образом, статическое давление.
Вихревое устройство Вентури, согласно этому варианту осуществления изобретения, имеет впуск дополнительного потока, включающий центрально расположенную полую иглу, заглубленную вовнутрь горловинной части. Между иглой и стенками горловины сформирован кольцевой канал. В этом варианте полая игла заканчивается в горловинной части, в выходном отверстии, расположенном параллельно оси выходного потока. В качестве альтернативы полая игла может проходить через горловинную часть, оканчиваясь в расширенной части и имея острый конец. В игловидной трубе сформировано множество выходных отверстий перпендикулярно оси иглы, и они могут быть расположены таким образом, что дополнительный поток вводится в горловинную часть.
Входной игловидный канал дополнительного потока может быть сформирован, как часть отдельного корпуса, и может выниматься из вихревого устройства Вентури, или быть постоянно прикрепленным или присоединенным к главному корпусу с помощью заклепочно-посадочной конфигурации, креплений, резьбы, или других способов крепежа. Входной игловидный канал дополнительного потока может быть загерметизирован с помощью кольцевых уплотнений или других подобных методов, которые, очевидно, могут быть отождествлены с ноу-хау.
Корпус входного канала дополнительного потока может включать обратный клапан, предотвращающий обратное течение главного потока из впуска дополнительного потока, когда скорости течения главного потока недостаточно, чтобы создать вакуум.
Перемещаемый корпус входного канала дополнительного потока позволяет очищать впускной канал дополнительного потока и/или изменять его положение, способствуя, таким образом, изменению диаметра игловидного канала или размера отверстий, их местоположение и/или количество для регулирования пропорций смешения и/или скоростей потока.
Вихревое устройство Вентури, согласно варианту осуществления изобретения, может иметь множество направляющих устройств в расширенной части. Эти направляющие устройства могут быть расположены параллельно оси выходного потока и размещены радиально. Они могут взаимодействовать с вращающимся жидким потоком для повышения интенсивности перемешивания.
Фиг.8 представляет собой изометрическую проекцию вихревого устройства Вентури 800, согласно варианту осуществления изобретения. Показаны впуск 802 главного потока и выпуск 804 смешанного потока. С помощью произвольного средства соединения 806 иллюстрируется, как одним из возможных способов вихревое устройство Вентури может быть соединено с другими компонентами, например, находящимися внутри системы санитарной обработки.
На Фиг.9 иллюстрируется вид с торца вихревого устройства Вентури, согласно варианту осуществления изобретения, показанному на Фиг.8. Иллюстрируется впуск 902 дополнительного потока, наряду с положением впуска 802 главного потока, который отчетливо изображен с осью, направленной по касательной к кольцевой форме впускного канала главного потока, который снаружи виден, как внешняя 904 часть впускного канала главного потока.
Фиг.10 иллюстрирует разрез через центр изображения вихревого устройства Вентури 800 из Фиг.8, проведенный по линии В-В Фиг.9. На этой иллюстрации показаны выпуск 804 смешанного потока, соединяющее устройство 806, впуск 902 дополнительного потока и наружная часть 904 впускного канала главного потока. Дополнительно иллюстрируются впускной канал 1002 главного потока, имеющий суженную часть 1004, горловинную часть 1006 и расширенную часть 1008. В центре расположена полая игла 1010, следующая из впуска 902 дополнительного потока, и заканчивающаяся в горловинной части 1006 в остром конце 1012. Множество выходных отверстий 1014 дополнительного потока, - в данном случае четыре, два из которых показаны, обеспечивают введение дополнительного потока в ускоряющийся главный поток в горловинной части. Должно быть понятно, что в этом изобретении требуется минимум выпускных отверстий для одного дополнительного потока, несмотря на то, что на этом изображении показано множество таких отверстий. В расширенной части 1008 находится множество направляющих устройств 1016, которые взаимодействуют с вращающимся жидким потоком, приводя в результате к вихревому эффекту, с тем, чтобы повысить эффективность перемешивания дополнительного и главного потоков. Должно быть понятно, что направляющие устройства не требуются в этом аппарате, и в случае, где существуют одно или более направляющих устройств, может быть использовано минимум одно. В этом случае, включено 4 направляющих устройства, три из которых изображены здесь на разрезе. Расширенная часть 1008 скомпонована рядом с выпуском смешанного потока для создания зоны низкого давления, обладающей вакуумным эффектом, который протягивает потоки через внутреннюю часть вихревого устройства Вентури до выпуска 804 смешанного потока.
Внедренное в вариант системы санитарной обработки, согласно изобретению, вихревое устройство Вентури расположено ниже по течению, чем генератор озона. Дополнительный поток поступает, обеспечивая, таким образом, озонированный воздух, из расположенного выше по течению генератора озона. Озонированный воздух втягивается с помощью вакуума, созданного в вихревом устройстве Вентури, или, в качестве альтернативы, может нагнетаться насосом у впуска дополнительного потока. Вода, откачанная насосом из контейнера, к которому есть доступ через двойной обратный клапан, подаваемая во впуск главного потока, формирует завихрения во впускном канале главного потока, а с помощью эффекта Вентури вода протягивается через суженную часть, вызывая повышенное давление, проходит горловинную часть, имеющую выпускные отверстия дополнительного потока, позволяя, таким образом, эффективно перемешивать озон и воду с помощью высокого давления и ускорения воды, а в дальнейшем - смешивание происходит в расширенной части, где озон и вода взаимодействуют и в дальнейшем смешиваются. На выпуске смешанного потока большая часть озона растворяется в воде, и только часть дополнительного озона остается в качестве отдельного газа. Для остающегося в этой системе озонового газа газожидкостной сепаратор, имеющий в качестве неотъемлемого элемента клапан газовыделения, может быть введен ниже по течению выпуска смешанного потока.
Генератор озона
Генератор озона, введенный в систему, согласно изобретению, представляет собой низкозатратный аппарат для генерирования коронного разряда. Озон может быть генерирован электрическим разрядом таким как «искровой разряд», который расщепляет молекулу кислорода на два кислородных атома. Этот электрический разряд также упоминается как «коронный разряд». Эти нестабильные атомы кислорода соединяются с другими молекулами кислорода, и это соединение образует озон.
Генератор озона, согласно варианту осуществления изобретения, является генератором озона преимущественно коронного разряда. Генератор озона коронного разряда включает две цилиндрические, изолирующие концевые заглушки, электрод высокого напряжения, заземляющий электрод и диэлектрический материал. Конструкция озонового генератора с большим внутренним диаметром, относительно его длины, учитывает теплоотдачу и, следовательно, последовательную подачу озона в течение долгого времени.
Концевые заглушки спроектированы, для того чтобы поддерживать постоянный искровой промежуток между диэлектриком и электродом высокого напряжения. Воздух входит в искровой промежуток по касательной, создавая вихревое движение по всему озоновому генератору, и увеличивая, таким образом, выдержку времени между диэлектриком и электродом высокого напряжения, что повышает кпд выхода озона. Концевые заглушки имеют большие открытые концы, близко подогнанные к внутреннему диаметру электрода высокого напряжения, с учетом теплоотдачи в ходе процесса коронного разряда. В качестве альтернативы, на концевых заглушках может быть установлен вентилятор для обеспечения конвекционного охлаждения генератора. Однако, благодаря спроектированному большому внутреннему диаметру генератора озона, обеспечивающему хорошую теплоотдачу, наличие вентилятора необязательно.
Заглушки прикреплены к заземленному экрану и диэлектрику с помощью клея.
Диэлектрическим материалом преимущественно является стекло из бората кремния, но могут использоваться другие материалы, такие как керамика или термопластик.
Электрод высокого напряжения, сконструированный из сваренного или бесшовного трубопровода из нержавеющей стали с большим внутренним диаметром способствует теплоотдаче в течение процесса коронного разряда.
Согласно этому варианту осуществления изобретения заземленный экран включает тонкую бесшовную стальную фольгу, которая ламинирована при высокой температуре и имеет адгезионный слой с одной стороны. Эта фольга затем прилипает к диэлектрическому материалу, например, к стеклу и, таким образом, образует заземленный экран.
Относительные расстояния между экраном заземления, диэлектрическим материалом и электродом высокого напряжения различны во избежание искрения между компонентами через концевые заглушки.
Альтернативная конфигурация этого генератора озона включает воздушный насос, имеющий жидкостное сообщение с электропроводом питания к озоновому генератору с коронным разрядом, например, внутри основания, когда система вмонтирована в основание. Воздушный насос приспособлен к качанию воздуха через генератор озона с коронным разрядом, обеспечивая тем самым достаточный запас входящего воздуха. Заряженный воздух, появляющийся из генератора озона с коронным разрядом, может затем барботироваться в жидкостной контейнер с использованием разбрызгивателя или пористой керамической структуры. В этом случае, не обязательно наличие вихревой трубки Вентури, поскольку озон вводится непосредственно в контейнер. Если предусмотрено несколько контейнеров, каждый контейнер снабжен разбрызгивателем и имеет жидкостное сообщение с основанием. Конечно, комбинация воздушного насоса, наряду с конструкцией, включающей вихревую трубку Вентури, включена в систему, соответствующую изобретению.
Фиг.11 представляет собой изометрическую проекцию генератора озона 1100 согласно изобретению. Показаны концевые заглушки 1102, 1104, выпуск 1106 озона и воздухоприемник 1108. Как впуск, так и выпуск размещены перпендикулярно к оси потока газа через генератор озона, и оба расположены по касательной к окружности генератора озона. Таким образом, воздух входит в генератор, перемещается по спиральному маршруту через генератор озона и проходит рядом с электродами. Таким образом, спиральный маршрут позволяет сохранять тот же объем воздуха при большем времени выдержки в генераторе, приводя в результате к повышенному содержанию озона на единицу объема воздуха, входящего в генератор озона.
Фиг.12 представляет собой вид сверху генератора озона, показанного на Фиг.11. Показаны концевые заглушки 1102, 1104, выпуск 1106 озона и впуск 1108 воздуха.
Фиг.13 представляет собой разрез через центр изображения, показанного на Фиг.11, проведенный по линии D-D Фиг.12. Отмечен электрод 1302 высокого напряжения.
Фиг.14 представляет собой подробный разрез конфигурации диэлектрика, адгезионного слоя и заземляющего электрода генератора озона, выделенный из подробного разреза Е Фиг.13. Заземляющий электрод 1402 на этом изображении, изготовленной из фольги нержавеющей стали, показан как наиболее удаленный слой, высокотемпературный адгезионный слой 1404 расположен ниже заземляющего электрода, а диэлектрическая 1406, в данном случае стеклянная, труба показана непосредственно ниже адгезионного слоя. В одном примере типичное напряжение для электрода высокого напряжения внутреннего составляет около 4000 В, тогда как на заземляющем электроде внешнем 0 В.
Выпуск генератора озона, когда он включен в систему, согласно изобретению, находится выше по течению впуска дополнительного потока вихревой трубки Вентури и имеет с ним жидкостное сообщение, обеспечивая, таким образом, поступление озона в дополнительном потоке через выпускные отверстия центрально расположенного полого игловидного канала.
Остающиеся компоненты системы, как можно понять из описания, приведенного ниже, являются необязательными. Ни один из следующих компонентов не требуется для осуществления функции или операции системы в данном изобретении. Однако, согласно варианту осуществления изобретения, каждый из компонентов, упомянутых ниже, существует в системе.
Центробежный, газожидкостной сепаратор со встроенным клапаном газовыделения.
В варианте осуществления системы санитарной обработки, согласно изобретению, может использоваться центробежный газожидкостной сепаратор. Этот сепаратор периодически упоминается здесь, как «дегазатор». Сепаратор включает интегрированный в него клапан газовыделения и способствует выведению увлеченных газов из жидкого потока. Более конкретно, когда озоновый газ вовлечен в поток озонированной воды, газообразный озон может быть удален с использованием этого сепаратора.
Газожидкостной сепаратор находится в жидкостном соединении с выходом смешанного потока вихревого устройства Вентури, позволяя удалять вовлеченный газ из озонированной воды. Газожидкостной сепаратор обеспечивает эффективное удаление и выхлоп потенциально вредного газообразного озона, позволяя растворенному озону оставаться в жидкой фазе. Таким образом, системой осуществляется образование дегазированной озонированной воды.
Согласно варианту осуществления изобретения газожидкостная смесь вводится тангенциально в винтовой канал через впуск газожидкостной смеси, с которого начинается высокоскоростной вихрь. Завихренная газожидкостная смесь поднимается по трубе и загоняет газ к центру вихревого устройства, а жидкость - к его периферии. Поскольку газожидкостная смесь поднимается по трубе, по желобку вокруг трубы отводится часть жидкости, которая сливается через выпускной канал для жидкости. Остающаяся газожидкостная смесь поднимается в клапанную камеру. Уровень жидкости в клапанной камере влияет на положение поплавка, который открывает и закрывает отверстие для выпускания газа, если это необходимо.
В одном варианте осуществления изобретения в газожидкостном сепараторе используется центробежная сила и включается клапан газовыделения. Газожидкостная смесь входит под давлением через насадку тангенциально в винтовой канал в основание сепаратора. Газожидкостная смесь загоняется в быстро вращающийся вихрь и поднимается по трубе. Поскольку вихрь вращается, создается центробежная сила, вытесняющая более легкий газ к центру, а более тяжелую жидкость - к стенкам трубы. Часть воды отводится по желобку, тянущемуся по внутренней поверхности трубы, в кольцевую камеру вокруг трубы, а затем выводится по выпускной трубе. Остающаяся газожидкостная смесь поднимается в клапанную камеру. Поплавок, в зависимости от уровня жидкости, может как открывать, так и закрывать отверстие. Газ выделяется из отверстия в зависимости от уровня жидкости, поддерживая, таким образом, давление в системе.
Согласно этому варианту осуществления изобретения поплавок может иметь форму тора, позволяя газу проходить через его центр, при этом минимально нарушая вихревое движение. В качестве альтернативы, поплавок может иметь форму тора с закрытым центром, также как и сферическую форму. Поплавок может контактировать с отверстием с помощью плеча рычага и уплотнения, введенного в плечо рычага. Плечо рычага улучшает такую способность поплавка как плавучесть, так и силу тяжести, позволяет эффективно герметизировать отверстие, когда уровень жидкости высок, и выдергивать затычку из отверстия, когда уровень жидкости падает. В этом случае, плечо рычага эффективно выдергивает затычку из отверстия вопреки внутреннему давлению системы, позволяя газу уйти. В качестве альтернативы, электронный поплавковый выключатель может использоваться вместо поплавка и плеча рычага, а клапан может открываться и закрываться для удаления воздуха.
Труба газожидкостного сепаратора может быть как цилиндрической, так и иметь форму усеченного конуса с диаметром, увеличивающимся от дна к вершине.
Заглушка в основании газожидкостного сепаратора, образующая дно винтового канала, подвижна, позволяя, таким образом, осушать и/или очищать сепаратор. Заглушка на клапанной камере может включать выпускное отверстие для газа и точку поворота для плеча рычага. Эта заглушка может быть как постоянно прикреплена к сепаратору, так и выниматься для осуществления осмотра и очистки клапанного блока и/или клапанной камеры.
Заглушка может включать крепеж для перегородки. Перегородка имеет полость в своем центре и выравнивается с центральной осью поплавка. Полость позволяет газу проходить через перегородку и выходить через отверстие. Полость также позволяет соединять рычаг с поплавком. Когда перегородка установлена, она уменьшает вероятность вытекания жидкости через отверстие для прохода газа.
Фиг.15 представляет собой изометрическую проекцию центробежного газожидкостного сепаратора 1500 согласно варианту осуществления изобретения. Показан впуск 1502 газожидкостной смеси, имеющий ось потока, касательную к округлому каналу сепаратора. Эта конфигурация способствует образованию высокоскоростного завихрения. Центральная труба 1504 расположена выше впуска, по которому поднимается вращающаяся газожидкостная смесь. Выпуск 1506 для жидкости расположен выше центральной трубы. Выпуск 1508 газа расположен на крышке сепаратора. Показано опционное соединительное устройство 1510 для поддержания газожидкостного сепаратора, находящегося внутри системы санитарной обработки, согласно изобретению.
Фиг.16 представляет собой вид сверху газожидкостного сепаратора Фиг.15. Показан выпуск 1506 жидкости, выпуск 1508 газа и соединительное устройство 1510.
Фиг.17 представляет собой разрез через центр газожидкостного сепаратора из Фиг.15, проведенный по лини С-С Фиг.16. Помимо впуска 1502 газожидкостной смеси, показана центральная труба 1504, выпуск 1508 газа, плечо рычага 1702, фиксатор 1704 плеча рычага, точка поворота 1705 плеча рычага, клапанная камера 1706, уплотнение 1708 плеча рычага, заглушка 1710 клапанной камеры, поплавок 1712, вихревая труба 1714 и основание 1716 сепаратора. Как может быть видно из этого поперечного разреза, узкий зазор 1718 у вершины центральной трубы позволяет жидкости стекать между вихревой трубой 1714 и клапанной камерой 1706.
Несмотря на то, что газожидкостной сепаратор является необязательным компонентом системы, когда он в нее включен, показаны некоторые характеристики, которые благоприятны для описываемого здесь варианта осуществления изобретения. Как и в малогабаритных системах изобретения, где газожидкостной сепаратор занимает примерно 3-6 дюймов по общей высоте (приблизительно 4 дюйма), в данном варианте могут использоваться следующие размеры. Узкая щель 1718 может составлять 0.01-0.1 дюймов, а предпочтительно - 0.02-0.06 дюймов. Небольшой уступ, где узкая щель встречается с центральной трубой 1504, или либо любого рода расширение трубы, тянущейся вверху, являются существенным усовершенствованием. Высота центральной трубы 1504 может составлять примерно 1 дюйм для варианта устройства с общей длиной 4 дюйма. Однако для сепараторов с общей высотой порядка 3-6 дюймов оптимальная высота центральной трубы примерно 0.5-3 дюймов соответственно. По размеру, высота центральной трубы может составлять около одной четверти высоты всего сепаратора. Угол наклона центральной трубы может составлять примерно от 0 отсутствие угла наклона до 15°.
Входное отверстие и труба сепаратора могут функционировать как турбосмеситель для содействия растворению озона в воде. В компоновке, в которой впускная труба расположена тангенциально к продольной оси сепаратора и в которой происходит быстрый приток к входу, этот эффект достигнут, и происходит хорошее перемешивание.
В качестве альтернативы газожидкостному сепаратору может применяться смесительная труба или «разрушитель пузырьков», подходящая для разрушения пузырьков в потоке жидкости. Комплект смесительных труб с разрушителями пузырьков осуществляет эффективную работу по растворению озона в воде и может использоваться вместо озоновой дегазации. Смесительные трубы с разрушителями пузырьков не выпускают избыток озона, но они могут применяться в соответствии с некоторыми нормативными требованиями, в которых обязательно удаление и/или деструкция озона.
Емкостная высоковольтная детектирующая система для выявления сбоев подачи высокого напряжения.
Генератор коронного разряда зависит от подачи высоковольтной и высокочастотной электроэнергии для производства озона, необходимого для варианта осуществления изобретения, в котором используется генератор озона. Гарантия получения генератором этой энергии благоприятна для проверки того, что блок функционирует должным образом. Описана низкозатратная и безотказная система распознавания, периодически упоминаемая здесь как «высоковольтный детектор», который способен выявлять подачу электроэнергии к генератору озона.
В высоковольтном детекторе используется тот факт, что высокая частота и высокое напряжение подачи энергии к генератору озона могут обеспечивать подачу достаточно большого сигнала к детекторной схеме через очень маленький конденсатор. Эта емкость создается между деталями, находящимися под высоким напряжением, и входом детекторной схемы.
Емкость создается путем простого подсоединения одного конца провода к входу детекторной схемы, и завертывания другого конца вокруг изолированного высоковольтного провода питания генератора озона.
В качестве альтернативы, равным образом могут использоваться другие средства прикрепления провода высоковольтного детектора в непосредственной близости к проводу питания высокого напряжения или другим деталям, находящимся под высоким напряжением. Другие возможные схемы расположения проводящих и изолирующих деталей, которые создают и используют емкость между высоковольтными деталями и входом детекторной схемы могут быть очевидными для специалиста в определенной области техники и охватываются изобретением.
На Фиг.18 представлена схема емкостного измерительного преобразователя или детектора высокого напряжения, которая может использоваться в качестве варианта осуществления изобретения. Емкость из-за близости проводников обеспечивает передачу сигнала. Показан детектор высокого напряжения, в котором путь прохождения тока, который в качестве ответвления дополняет схему до общей, обеспечивается проводами, или на пути тока имеется паразитная емкость. Высоковольтный детектор контактирует с микропроцессором для выявления сбоев высокого напряжения.
Как показано на Фиг.18, к озоновому генератору подводится высокочастотный переменный ток. Этот вариант высоковольтной системы 1800 обнаружения неисправностей работает, как описано ниже. Подача высокого напряжения к генератору озона происходит по питающему проводу 1802 генератора озона. Этот провод подсоединен к высокочастотному источнику 1804 переменного тока для генератора 1806 озона. Провод 1808, находящийся в максимальной близости к высоковольтному питанию озонового генератора, находится также в максимальной близости к проводу 1802 на части его длины. Это создает малую емкость, обозначенную как конденсатор 1803.
Высокочастотный и высоковольтный сигнал на проводе 1802 вызывает малый ток по направлению к потоку через конденсатор 1803. Этот ток создает напряжение, которое устанавливается на проводе 1808 и на входе детектора 1810 высокого напряжения.
Путь 1812 прохождения тока в проводе 1808 выполнен с помощью дорожки 1812, показанной пунктирной линией, соединяющейся с общей блок-схемой 1814. Этот путь тока может быть снабжен паразитной емкостью или таким физическим компонентом, как провод, резистор, конденсатор, или иным устройством с небольшим импедансом.
Схема 1810 детектора высокого напряжения может быть выполнена многими способами, которые могут быть понятны специалистам в определенной области техники проектирования электрических схем. Схема 1816, иллюстрирующая типичную реализацию детектора высокого напряжения, представляет собой моностабильный ждущий мультивибратор с функциями триггера, установленный в положение «включено», когда на проводе 1808 возникает напряжение. Моностабильный ждущий мультивибратор 1818 возвращается в положение «выключено», когда напряжение отсутствует в каждой точке, и может быть запущен с помощью сигнала, подаваемого на провод 1808. Микропроцессор 1820 контролирует работу триггера для проверки того, что он большую часть времени находится в состоянии «включено». Если процессор выявляет, что триггер не находится в положении «включено» в течение приемлемого отрезка времени, процессор регистрирует сбой в подаче высокого напряжения.
В этом варианте осуществления изобретения система дополнительно снабжена детектором высокого напряжения и высокочастотного электропитания для проверки подачи необходимого электропитания для генератора коронного разряда. Детектор включает проволочный вывод или «первый провод», который находится в контакте с высоковольтным и высокочастотным выводом к генератору коронного разряда; проволочный вывод или «второй провод», который находится в непосредственной близости от высоковольтного и высокочастотного вывода к генератору коронного разряда; и схема детектирования. Схема детектирования может быть приведена в действие как извне, так и через емкость детектирующего провода. В этом варианте емкость возникает, благодаря максимальной близости первого и второго проводов. Схема детектирования соединена с вторым проводом с целью получения детектирующей емкости. Схема имеет микропроцессор и триггер для проверки подачи электроэнергии к генератору коронного разряда.
Датчик окислительно-восстановительного потенциала.
Время обслуживания системы санитарной обработки может контролироваться как вручную, так и автоматически. В случае, когда желателен автоматический контроль, существует возможность контроля как с помощью времени, так и с помощью уровней концентрации озона в получающейся в результате озонированной воде. Таким образом, в систему может быть введен датчик для выявления озонирования воды. Датчик может быть расположен в любом месте в пределах системы настоящего изобретения при обеспечении его контакта с озонированной водой.
Датчик, описываемый здесь, является одним из некоторого количества датчиков, которые могут быть введены в систему изобретения. В этом варианте сравнительный электрод и зонд ОВП находятся в жидкостном контакте с системой санитарной обработки. Первый электрод, являющийся электродом сравнения, изготовлен из серебряного материала. Электрод может представлять собой твердое серебро или с серебром в качестве гальванопокрытия на поверхности подложки. Зонд ОВП представляет собой благородный металл - платину или золото, и может быть твердой платиной или золотом, или металл может быть гальванопокрытием на поверхности подложки.
В предпочитаемом варианте электрод сравнения и зонд ОВП являются гальваническими покрытиями по поверхности стальных винтов из нержавеющей стали. Винты затем вводятся во входную трубу таким образом, что нижняя часть каждого винта имеет жидкостной контакт с водным потоком, проходящим через трубу. Проволочные выводы прикреплены к винтам с использованием кабельных наконечников. Когда озон достигает воды, проходящей мимо, устанавливается окислительно-восстановительный потенциал. Этот потенциал транслируется стандартными электронными компонентами системы и, следовательно, управляет временем обслуживания системы.
Винты пригодны для изготовления в массовых количествах, и процесс нанесения гальванического покрытия как для серебра, так и для платины общеизвестен и широко используется специалистами в соответствующей области техники. Комплект датчика прост и экономичен.
Фиг.19 иллюстрирует местоположение и предпочтительный вариант датчика ОВП в сопрягающем элементе 402 системы санитарной обработки, - таком, как показан один из них, - прикрепленный к двойному обратному клапану 100 на Фиг.4. Показаны центральная труба 404, труба 406 обратного потока и центральный резервуар 604. Иллюстрируется размещение электродов 1902 и 1904 вблизи от центральной трубы, через которую поток входит в систему.
Гравитационный фильтр и другие возможные технологии очистки воды.
Изобретение может включать гравитационный фильтр. В таком варианте гравитационным фильтром может быть фильтр из прессованного угля между тканями, или тканевый без активированного угля. Углеродный фильтр может быть помещен выше по течению, чем контейнер с жидкостью, или может быть встроенным в контейнер с жидкостью в форме верхнего резервуара, делящего объем контейнера на верхний резервуар и резервуар для фильтрованной воды. Предпочтительно, чтобы гравитационный фильтр не был опущен в воду внутри резервуара для фильтрованной воды. Однако система может включать гравитационный фильтр, который простирается вниз в резервуар с фильтрованной водой, как альтернатива фильтру, в котором этого нет. Такой фильтр может быть в форме съемного, одноразового и/или перезаряжаемого картриджа.
Дополнительные технологии очистки могут быть использованы в добавление к системе. Например, электроды; ультра-, микро-, нанофильтрация; источник ультрафиолетового УФ-света; или дополнительное аэрирование/оксигенирование. Дополнительные технологии очистки, если они имеют место, используются, соответствующим образом для воздействия на воду, проходящую через систему. В качестве дополнительной технологии очистки может быть использована технология санитарной обработки, основанная на пульсирующем электрическом поле, которая включает электроды для обеззараживания и очистки воды, проходящей через них. Например, такая технология описана в Международной Заявке N PCT/CA04/ от 9 января 2004 г., находящейся на рассмотрении, содержание которой включено в ссылку.
Вариант осуществления изобретения, содержащий в себе гравитационную фильтрацию, включает контейнер, имеющий верхний резервуар для заполнения неотфильтрованной водой. Верхний резервуар имеет нижнее отверстие; фильтрующую среду в нижнем отверстии верхнего резервуара для фильтрации неотфильтрованной воды при прохождении через нее; и нижний резервуар для приема отфильтрованной воды, прошедшей через фильтрующую среду. Резервуар для отфильтрованной воды имеет нижнее отверстие, которое состыкуется с двойным обратным клапаном.
В варианте осуществления изобретения, использующем гравитационную фильтрацию, контейнер может включать кувшин, имеющий плоский лист прессованного угля между тканью в качестве фильтрующей среды. Лист прессованного угля расположен на дне верхнего резервуара. Контейнер может быть снабжен крышкой, чтобы закрывать верхний резервуар. Вода, собранная в верхнем резервуаре, медленно фильтруется через лист прессованного угля и протекает через него в нижний резервуар кувшина. Кувшин может быть приспособлен для установки в специальное место на основании. В качестве дальнейшей альтернативы воздушный насос, контактирующий с нижним резервуаром кувшина, подает воздух к разбрызгивателю, имеющемуся в нижнем резервуаре для фильтрованной воды. В связи с этим, пузырьки, выпускаемые в воду, захватываются внутри кувшина, способствуя в дальнейшем очистке воды. В этом варианте пластиковый отражатель может быть расположен выше распылителя для содействия циркуляции пузырьков. На практике, это способствует очистке воды как фильтрацией через фильтр из прессованного угля, так и аэрацией/оксигенированием через насос, связанный с фильтром. Двойной обратный клапан может быть включен в этот вариант для обеспечения того, что соответствующий поток вовнутрь кувшина и из него пройдет до конца. В основание может быть вмонтировано электронное управление для обеспечения нахождения кувшина на основании. Несмотря на то, что было бы желательно, чтобы фильтр из прессованного угля не опускался бы ниже дна верхнего резервуара, является понятным, что можно использовать фильтр из прессованного угля, который опущен ниже дна верхнего резервуара, и воду, содержащуюся в нижнем резервуаре.
Система санитарной обработки многократного использования.
Система, согласно настоящему изобретению, представляет собой систему санитарной обработки многократного использования, имеющую контейнер для жидкости и компоненты, способствующие образованию озона, озонированию жидкости и циркуляции жидкости назад в контейнер. Другие технологии очистки жидкости могут использоваться в сочетании с технологиями, раскрытыми в данном документе. Дополнительно могут быть использованы опционные средства для удаления избыточного нерастворенного озона, определения содержания озона и ликвидация избытка озона. Контейнер для жидкости, возможно, может быть передвижным. Компоненты могут быть размещены внутри основания, на котором расположен контейнер.
Согласно варианту осуществления изобретения компоненты системы размещены внутри основания, на которое может быть поставлен контейнер, или с которым контейнер контактирует в случае, когда контейнер стационарный. Эти компоненты включают насос, генератор озона и вихревое устройство Вентури для включения озона в главный поток. Двойной обратный клапан для обеспечения одновременного потока жидкости вовнутрь контейнера и из него связан с контейнером и может иметь сопрягающий элемент, неотделимый от основания, для варианта, в котором контейнер съемный. В основание включен центробежный газожидкостной сепаратор или дегазатор. В качестве дальнейшей опции могут быть включены деструктор озона, датчик окислительно-восстановительного потенциала ОВП и электронная аппаратура управления. Контейнер или несколько контейнеров могут быть как передвижными, так и фиксированными внутри системы. В случае, когда контейнер несъемный и не передвигается легко в системе, он может существовать в форме сборного танка. Этот тип контейнера может быть применим для крупногабаритных проектов, где пользователь не обязательно требует переносной контейнер. Однако для малогабаритного и жилого применения также может быть желательным иметь контейнер с фиксированным положением, несъемный, из которого могут быть взяты аликвоты озонированной воды, например, через кран или через трубопровод к выбранному устройству.
Согласно одному варианту система включает множество передвижных контейнеров. Конечно, для системы, описанной в изобретении, требуется только один контейнер и не обязательно съемный. Вариант изобретения, в котором используется более одного контейнера и контейнеры, которые являются съемными, обсуждаются ниже. В этом варианте описана электронная аппаратура управления, включающая автоматическую систему идентификации для определения типа контейнера для жидкости, связанного с основанием, и для активизации соответствующей программы. Например, идентифицируется контейнер для жидкости, который требуется для питьевой воды, где может быть желателен низкий уровень озонирования. Альтернативно, если определяется контейнер, который может быть использован для очистки поверхностей, то желателен высокий уровень озонирования.
В качестве альтернативы схеме автоматического обнаружения, пользователь может выбрать соответствующий цикл. Время обработки может управляться вручную или может быть установлен автоматический контроль, основанный на времени и/или концентрации озона в результирующей воде.
Передвижные контейнеры включают двойной обратный клапан в их основании, которое контактирует с базовым блоком. Эта конструкция позволяет воде вытекать из контейнера и втекать внутрь него одновременно, пока используется точка одиночного присоединения.
В одном варианте осуществления изобретения, когда контейнер помещен на основание, схема автоматического определения активирована. Соответствующая программа возможно, одна специальная программа для этого контейнера активирована, и индикатор готовности высвечен. Пользователь затем активирует процесс нажатием кнопки. Насос откачивает воду из контейнера и прокачивает ее через устройство Вентури. Устройство Вентури имеет газовый вход, через который пропускается обогащенный озоном воздух, произведенный в генераторе озона. Генератор озона может быть генератором типа коронного разряда, и превращать часть кислорода из воздуха в озон, а может иметь и другой приемлемый тип работы. Озон перемешивается с водой в вихревом устройстве Вентури для образования озонированной воды. Озонированная вода затем проходит в центробежный газожидкостной сепаратор, в котором удаляются нерастворенные газы, такие как воздух и нерастворенный озон, в то время как остающиеся растворенные газы присутствуют в озонированной воде. Удаляемый газ может быть направлен в деструктор озона, который превращает озон в кислород и высвобождает его безопасным образом в атмосферу.
Альтернативно, газожидкостной сепаратор может направлять вытесненный газ назад во вход устройства Вентури для повторного растворения в воде или одинаково эффективно направлять вытесненный газ во вход генератора озона. Озонированная вода покидает газожидкостной сепаратор и направляется назад в жидкостной контейнер. Цикл продолжается до определенного заранее времени и/или до того, когда будет достигнута требуемая концентрация озона. Датчик ОВП расположен у входа в систему, которая непрерывно контролирует уровень озона в воде и контролирует цикличность процесса в блоке.
В альтернативы повторному растворению газов, вытесненных из газожидкостного сепаратора, во многих предписаниях предполагается высвобождение таких вытесненных газов озонсодержащих в атмосферу. Таким образом, в этих предписаниях, регулировка не позволяет осуществлять ни переработку вытесненных озонсодержащих газов, ни необходимую деструкцию озона. В Северной Америке существующие инструкции позволяют определять допустимые уровни содержания вытесняемого озона.
Когда процесс завершен, делается сообщение для пользователя путем светового и/или звукового сигнала, указывающего, что контейнер может быть удален.
Каждый контейнер может включать двойной обратный клапан на своем основании, который контактирует с основанием и позволяет контейнеру перемещаться без утечек. Обратный клапан позволяет воде вытекать и возвращаться в контейнер, не требуя дополнительных соединений. Вода из контейнера вытекает с помощью насоса и других средств через устройство Вентури, через дегазатор и подложку в контейнер. Процесс продолжается до заданного времени и/или достижения требуемой концентрации озона. Озон вырабатывается в генераторе озона и смешивается с водой в устройстве Вентури. Газожидкостной сепаратор удаляет нерастворенный озон, а заодно и увлеченный воздух. Озон, удаленный газожидкостным сепаратором, диссоциируется с помощью деструктора озона и выпускается безопасным образом в атмосферу.
Возможно, чтобы контейнер имел форму кувшина для санитарной обработки питьевой воды. Контейнер также может иметь форму стакана и сетчатого фильтра для санитарной обработки фруктов и овощей. В качестве альтернативы, контейнер может иметь форму разбрызгивающего флакона для содержания озонированной воды, наносимой на поверхность, или резервуара с подкладкой для очистки поверхностей. Контейнер может также иметь вид внутреннего и внешнего контейнера для санитарной обработки малых объектов, таких как зубные протезы, соски для младенцев и т.д. Также контейнер может быть декантатором для содержания озонированной воды, когда требуется ее большее количество. Примеры этого включают подливку для такой пищи, как мясо, или ополаскивание посуды или рук.
Система санитарной обработки имеет разнообразное применение как для бытового и личного потребления, так и для промышленного и/или медицинского использования. Примеры такого использования включают: приготовление очищенной питьевой воды или получение озонированной питьевой воды для санитарной обработки поверхностей и предметов. Озонированная вода, полученная в системе санитарной обработки, может быть использована для лечения таких заболеваний, как прыщи, имеющие бактериальное происхождение, грибок на ногах, при санитарной обработке порезов, для местного лечения кожи, очистки медицинских устройств. В промышленных применениях для производства приготовления пищи может использоваться озонированная вода, полученная согласно изобретению. Например, коммерческое использование при очистке поверхностей в ресторанах, предприятиях по производству пищевых продуктов таких, как предприятия по приготовлению мяса, предприятиях по упаковке пищи, таких как завод или фабрика, в супермаркетах, где требуется хранение свежих продуктов. Срок годности свежих продуктов может быть продлен при их периодическом обрызгивании озонированной водой, полученной согласно изобретению. Для служащих может быть удобным доступ к озонированной воде в производственном и общественном помещении. Растения и цветы также могут обрызгиваться и поливаться озонированной водой, полученной согласно изобретению.
Для домашнего пользования овощи и фрукты могут промываться в контейнере, имеющем форму сетчатого фильтра, прикрепленного к основанию. Для ухода за ртом озонированная вода, полученная таким образом, может быть использована для чистки зубов, зубных щеток или в качестве раствора для полоскания рта. Уход за бытовыми ранами может включать использование озонированной воды вместо таких более сильных средств, как протирка спиртом или перекисью водорода. В качестве дезодорантов, озонированная вода, полученная таким образом, может использоваться для обрызгивания поверхностей или внутренних поверхностей, как, например, обуви.
Дополнительно для домашнего пользования, система может быть установлена как противоточная модель либо как встроенный вверх по течению блок подачи воды для домашних приборов. С помощью использования озонированной воды для стиральной или посудомоечной машины, количество требуемых моющих средств может быть снижено или полностью исключено.
Многие другие виды промышленного и домашнего применения могут быть рассмотрены в качестве ноу-хау и они входят в объем изобретения.
Фиг.20 представляет собой принципиальную схему системы санитарной обработки многоразового использования согласно изобретению. На Фиг.20 показано основание 1 и передвижной контейнер 2. Очистной контейнер включает в себя двойной обратный клапан 3, который позволяет воде втекать и вытекать из контейнера через одиночное присоединение. Когда контейнер помещен на основание, двойной обратный клапан контактирует с патрубком 21. Схема автоматического обнаружения, включенная в электронную аппаратуру 9, запускает соответствующую программу, чтобы начать процесс озонирования.
Электроэнергия подается с помощью переменного тока 115 В по проводам 20. Электронная аппаратура преобразует мощность, потребляемую от сети, в постоянный ток 12 В, подаваемый к насосу 4 посредством проводов 19, и в переменный ток высокого напряжения для генератора 6 озона посредством провода 18.
Когда система активизирована, вода вытекает из контейнера через двойной обратный клапан в патрубок и через трубопровод 10 в насос. Затем вода течет по трубопроводу 11 и входит в вихревую трубку Вентури 12. Генератор озона является генератором коронного разряда, который превращает часть кислорода воздуха в озон.
Вода вместе с пузырьками, содержащими озон и воздух, покидает устройство Вентури по трубопроводу 14 и входит в центробежный газожидкостной сепаратор 7. Центробежная сила, вырабатываемая в газожидкостном сепараторе, выталкивает весь воздух и нерастворенный озон из воды. Извлеченный газ направляется к деструктору 8 озона через трубу 16. Деструктор содержит катализатор, предпочтительно КАРУЛИТтм(КАРУЛИТ - это зарегистрированная торговая марка Корпорации Карус из Перу, I11), который разлагает озон на кислород и с безопасным воздухом выпускает его в атмосферу 17.
Вода, содержащая в данный момент растворенный озон, направляется назад в контейнер 2 через двойной обратный клапан по трубопроводу 15 и патрубку 21. Процесс продолжается до завершения работы программы.
Фиг.21 иллюстрирует разбрызгивающий флакон 2100, который может быть использован в качестве контейнера в системе.
Фиг.22 иллюстрирует графин 2200, который может быть использован в качестве контейнера в системе.
Фиг.23 иллюстрирует резервуар и подкладку 2300 для очистки поверхностей, которая может быть использована в качестве контейнера в системе.
Фиг.24 иллюстрирует комбинацию 2400 сетчатого фильтра и стакана, которая может быть использована в качестве контейнера в системе. Сетчатый фильтр 2402 показан, как внутренняя часть контейнера, имеющая отверстия 2404 для жидкости, проходящей через стакан 2404 внутрь его, при этом стакан показан, как верхняя часть контейнера. Поверхность жидкости 2408 может быть видна на дне контейнера, через который течет вода, втекая и вытекая из него. Эта поверхность имеет жидкостное сообщение с двойным обратным клапаном, расположенным на дне контейнера (не показано).
На Фиг.25 представлена перспектива изображения основания 2500, с которым любой из контейнеров, изображенных на Фиг.21-24, может контактировать, согласно изобретению. Основание включает сопрягающий элемент 2502 для контакта с двойным обратным клапаном, имеющимся на дне контейнера. Кнопка управления 2502 для передачи на дисплей изображения подкладки показана на передней стороне основания, которая доступна пользователю. Кнопка управления 2502 для передачи на дисплей изображения подкладки может включать любое количество средств управления или смотровых окон. Такие средства управления или смотровые окна могут включать в себя кнопку включено/выключено, кнопку выбора программы, световой сигнал «готово» для показывания пользователю момента, когда жидкость в контейнере была в достаточной мере обработана, или любой другой тип отображения, который будет информировать пользователя о соответствующем сигнале, но этот перечень не ограничен. Один специалист в соответствующей области техники может легко определять другие виды управления или смотровых окон для запуска подкладки. В этом варианте устройства для обработки данных измерены, чтобы их можно было поместить, с учетом их размера, внутрь основания компактно, принимая во внимание размещение противоточной модели или установку блока. Однако следует понимать, что компоненты не должны быть размещены внутри основания фактически, например в увеличенных системах, которые являются стационарными установками.
Фиг.26 представляет собой схематическое представление варианта системы, включающей фильтровальную установку со сквозными порами. В этом варианте передвижной контейнер 2602 включает верхний резервуар 2604, содержащий неотфильтрованную воду 2606. Неотфильтрованная вода фильтруется через такой фильтр 2608, как фильтр на основе прессованного углерода между тканями. Вода проходит через фильтр в резервуар 2610 с отфильтрованной водой, который контактирует с двойным обратным клапаном 2612, выступающим из его дна. Этот контейнер установлен на основании 2614, в которое помещена вихревая трубка Вентури 2616, насос 2618 и генератор 2620 озона.
Фиг.27 представляет собой схематичный чертеж изображения изобретения. Система санитарной обработки, производящая озонированную жидкость, согласно этому варианту включает насос 2702 для циркуляции жидкости по системе; двойной обратный клапан 2704 для стыковки с источником 2706 жидкости, предназначенной для озонирования, позволяя ей одновременно втекать в систему и вытекать из нее; генератор 2708 озона для формирования озона, вводимого в жидкость, и вихревую трубку Вентури, включающую внутреннюю камеру с центральной продольной осью, в которую входит жидкость по касательной к продольной оси, и при этом внутренняя камера вихревой трубки Вентури имеет расширенную начальную секцию, суженную горловинную секцию со сформированными в ней отверстиями для входа озона, и расширенную секцию для выпуска смешанных потоков, из которого вытекает озонированная жидкость. Генератор озона находится в жидкостном сообщении с вихревой трубкой Вентури для обеспечения подачи озона к озоновым входным отверстиям.
Вышеописанные варианты настоящего изобретения служат только примерами. Переделки, модификации и изменения могут быть осуществлены для конкретных вариантов специалистами в соответствующей области техники, не выходя за рамки изобретения, которое определяется исключительно прилагаемой к нему формулой изобретения.
Изобретение относится к области очистки и дезинфекции воды, а также к получению жидкости для санитарной обработки различных предметов. Система санитарной обработки включает насос для циркуляции жидкости по системе, контрольные клапаны, устройство Вентури для введения озона в жидкость, генератор озона, соединенный с устройством Вентури для обеспечения подачи озона к озоновым входным отверстиям, и газожидкостной сепаратор, находящийся ниже устройства Вентури. Система также может содержать контейнер для жидкости с двойным контрольным клапаном, пульверизатор, расположенный в контейнере, и соединенный с двойным контрольным клапаном для ввода в жидкость озона, полученного в генераторе озона, а также насос для озона, соединенный с генератором озона для перемещения озона к пульверизатору. Изобретение позволяет обеспечить санитарную обработку и дезинфекцию воды автономным агрегатом при повышении экономичности и безопасности процесса. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 27 ил.
1. Система санитарной обработки, производящая озонированную жидкость, включающая
насос для циркуляции жидкости по системе;
контрольные клапаны для контактирования с источником жидкости, предназначенной для озонирования, позволяющие одновременный вход в систему и выход из системы;
устройство Вентури для введения озона в жидкость;
генератор озона для получения озона, вводимого в жидкость, соединен с помощью потока текучей среды с устройством Вентури для обеспечения подачи озона к озоновым входным отверстиям; и
газожидкостной сепаратор, находящийся ниже по потоку от устройства Вентури, для отделения нерастворенных газов от озонированной жидкости.
2. Система по п.1, где контрольные клапаны представляют собой двойной обратный клапан, и/или устройство Вентури представляет собой вихревое устройство Вентури, включающее внутреннюю камеру с центральной продольной осью, в которую втекает жидкость в направлении по касательной к продольной оси, при этом внутренняя камера вихревого устройства Вентури имеет расширенную начальную секцию, суженную горловинную секцию со сформированными в ней входными отверстиями для озона, и расширенную выходную секцию для смешанной текучей среды, откуда вытекает озонированная жидкость.
3. Система по п.1 или 2, дополнительно включающая датчик окислительно-восстановительного потенциала (ОВП), соединенный потоком текучей среды с системой, для выявления уровня содержания озона в текучей среде, и/или деструктор озона, находящийся ниже по потоку газожидкостного сепаратора, и соединенный с ним потоком текучей среды, для разрушения нерастворенного озонового газа, выходящего из газожидкостного сепаратора, причем газожидкостной сепаратор предпочтительно отделяет нерастворенный озоновый газ, используя центробежную силу, при этом сепаратор включает
впуск, через который газожидкостная смесь, выходящая из устройства Вентури, предпочтительно вихревого устройства Вентури, входит под давлением;
канал, следующий от впуска;
средство для создания под действием давления вихревого течения газожидкостной смеси в канале для того, чтобы создать центробежную силу для перемещения нерастворенного озонового газа к центру канала, а жидкости - к периферии канала;
желобок, размещенный вокруг внутренней поверхности канала, по которому вытекает часть жидкости;
кольцевую камеру, сообщающуюся с желобком, через которую проходит жидкость; и
клапан газовыделения, включающий отверстие для выделения газа в канале, через которое газ покидает канал,
при этом система предпочтительно дополнительно включает поплавок для взаимодействия с жидкостью в камере, предназначенный для закрытия отверстия для выделения газа, когда уровень жидкости высок; и/или детектор с емкостной связью высоковольтного и высокочастотного электроснабжения для проверки подачи электроэнергии к генератору озона, при этом детектор с емкостной связью включает
первый провод, проводящий ток высокого напряжения и/или высокой частоты, и ведущий к генератору озона;
второй провод, расположенный близко к первому проводу, проводящий ток высокого напряжения и/или высокой частоты, и ведущий к генератору озона, при этом емкость возникает благодаря близости первого и второго проводов; и
детекторную схему, сообщающуюся со вторым проводом, для выявления емкости, включающая микропроцессор и моностабильный мультивибратор, для проверки подачи электроэнергии к генератору озона, причем детекторная схема предпочтительно выполнена с возможностью снабжения электроэнергией от внешнего источника тока или через вышеупомянутую емкость.
4. Система по п.1 или 2, где источник жидкости содержится в, предпочтительно выполненном удаляемым, контейнере, соединенном потоком текучей среды с насосом.
5. Система по п.4, включающая множество взаимозаменяемых удаляемых контейнеров, имеющих размещенные в них обратные клапаны, предпочтительно двойные обратные клапаны.
6. Система по п.4, где контейнер включает двойные контрольные клапаны, предпочтительно двойной обратный клапан, и жидкость поступает в контейнер и выходит из него через обратные клапаны.
7. Система по п.3, где источник жидкости содержится в, предпочтительно выполненном удаляемым, контейнере, соединенном потоком текучей среды с насосом.
8. Система по п.7, включающая множество взаимозаменяемых удаляемых контейнеров, имеющих размещенные в них обратные клапаны, предпочтительно двойные обратные клапаны.
9. Система по п.7, где контейнер включает двойные обратные клапаны, предпочтительно двойной обратный клапан, и жидкость поступает в контейнер и выходит из него через обратные клапаны.
10. Система по любому из пп.1, 2, 5-9, где насос, обратные клапаны, предпочтительно двойной обратный клапан, генератор озона и устройство Вентури, предпочтительно вихревое устройство Вентури, расположены в основании.
11. Система по п.3, где насос, обратные клапаны, предпочтительно двойной обратный клапан, генератор озона и устройство Вентури, предпочтительно вихревое устройство Вентури, расположены в основании.
12. Система по п.4, где насос, обратные клапаны, предпочтительно двойной обратный клапан, генератор озона и устройство Вентури, предпочтительно вихревое устройство Вентури, расположены в основании.
13. Система по любому из пп.1, 2, 5-9, 11 и 12, где генератор озона включает генератор коронного разряда, который предпочтительно генерирует озон, за счет использования высоковольтного и/или высокочастотного энергоснабжения, при этом вышеупомянутый генератор озона с коронным разрядом включает
камеру получения озона, имеющую открытые концы, и высоковольтный электрод на каждом из открытых концов;
изолирующие концевые заглушки, расположенные у кабельных наконечников камеры, при этом заглушки имеют отверстия для газа, сформированные в тангенциальном направлении к камере, позволяя вихревому потоку протекать через генератор; и
заземляющий электрод, включающий металлическую фольгу, нанесенную на диэлектрический материал.
14. Система по п.3, где генератор озона включает генератор коронного разряда, который предпочтительно генерирует озон, за счет использования высоковольтного и/или высокочастотного энергоснабжения, при этом вышеупомянутый генератор озона с коронным разрядом включает
камеру получения озона, имеющую открытые концы, и высоковольтный электрод на каждом из открытых концов;
изолирующие концевые заглушки, расположенные у кабельных наконечников камеры, при этом заглушки имеют отверстия для газа, сформированные в тангенциальном направлении к камере, позволяя вихревому потоку протекать через генератор; и
заземляющий электрод, включающий металлическую фольгу, нанесенную на диэлектрический материал.
15. Система по п.4, где генератор озона включает генератор коронного разряда, который предпочтительно генерирует озон, за счет использования высоковольтного и/или высокочастотного энергоснабжения, при этом вышеупомянутый генератор озона с коронным разрядом включает
камеру получения озона, имеющую открытые концы, и высоковольтный электрод на каждом из открытых концов;
изолирующие концевые заглушки, расположенные у кабельных наконечников камеры, при этом заглушки имеют отверстия для газа, сформированные в тангенциальном направлении к камере, позволяя вихревому потоку протекать через генератор; и
заземляющий электрод, включающий металлическую фольгу, нанесенную на диэлектрический материал.
16. Система по п.10, где генератор озона включает генератор коронного разряда, который предпочтительно генерирует озон, за счет использования высоковольтного и/или высокочастотного энергоснабжения, при этом вышеупомянутый генератор озона с коронным разрядом включает
камеру получения озона, имеющую открытые концы, и высоковольтный электрод на каждом из открытых концов;
изолирующие концевые заглушки, расположенные у кабельных наконечников камеры, при этом заглушки имеют отверстия для газа, сформированные в тангенциальном направлении к камере, позволяя вихревому потоку протекать через генератор; и
заземляющий электрод, включающий металлическую фольгу, нанесенную на диэлектрический материал.
17. Система по п.1 или 2, дополнительно включающая датчик окислительно-восстановительного потенциала, включающий
электрод сравнения, изготовленный из серебра или покрытый серебром;
зонд ОВП, изготовленный из платины или покрытый платиной, из золота или покрытый золотом; и
постоянно работающий контролирующий датчик, который контролирует время процесса.
18. Система по п.1 или 2, дополнительно включающая фильтровальную установку, работающую по принципу сквозных пор.
19. Система санитарной обработки, производящая озонированную жидкость, включающая
главный насос для циркуляции жидкости по системе;
контейнер для жидкости;
двойной обратный клапан в контейнере для жидкости для обеспечения одновременного потока жидкости в систему и из нее;
генератор озона для получения озона, предназначенного для ввода в жидкость;
разбрызгиватель, расположенный в контейнере и соединенный потоком текучей среды с двойным обратным клапаном для ввода в жидкость озона, полученного в генераторе озона; и
насос для озона, соединенный потоком текучей среды с генератором озона для перемещения озона в разбрызгиватель.
| WO 9216241 А, 01.10.1992 | |||
| US 3775314 А, 27.11.1973 | |||
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХЧИСТОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА | 1996 |
|
RU2114790C1 |
| КОПИРОВАЛЬНЫЙ СТАНОК ДЛЯ ДЕРЕВА | 1925 |
|
SU2809A1 |
