ВОДООЧИСТИТЕЛЬ Российский патент 2011 года по МПК C02F1/22 

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

Известно устройство для очистки воды, включающее расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда (FR 2858607 A1, 11.02.2005).

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

Наиболее близким к предлагаемому устройству является водоочиститель для получения талой питьевой воды, включающий расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды в виде кольца с резьбой на внутренней поверхности и с зубчатым приводом вращения на наружной поверхности, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью (патент RU №2368571, C02F 1/22, БИ №27, 2009).

Недостатком известного водоочистителя является низкая производительность из-за конструктивного несовершенства работы приводного устройства перемещения стержня замороженной воды. При вращении кольца с резьбой возникает отрицательная сила сдвига стержня замороженной воды в направлении вращения кольца, что приводит к непроизводительному вращению стержня замороженной воды вокруг своей оси, что снижает производительность и степень очистки известного водоочистителя

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

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом техническом решении, включающем расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды в виде кольца с резьбой на внутренней поверхности и с зубчатым приводом вращения на наружной поверхности, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью, согласно изобретению в зоне замораживания воды на внутренней стенке продольного сосуда установлены направляющие ребра. Кроме того, направляющие ребра установлены на стенке продольного сосуда друг против друга по периметру сосуда количеством от 2 до 8. Кроме того, направляющие ребра выполнены в виде клиньев с уменьшением клина в нижней части.

Установка направляющих ребер исключает вращение замороженного стержня воды вокруг своей оси во время работы приводного устройства (кольца). При этом кольцо с резьбой на внутренней поверхности позволяет с наименьшими энергетическими затратами обеспечивать надвижение замороженного стержня воды по направляющим ребрам на разобщающее устройство, что повышает качество очистки и производительность.

Установка направляющих ребер стенке продольного сосуда друг против друга по периметру сосуда количеством от 2 до 8 и выполнение их в виде клиньев с уменьшением клина в нижней части позволяет равномерно распределять усилия со стороны кольца на стенки сосуда и режущую часть трубы. При этом снижается сопротивление от трения замороженного стержня на стенки сосуда, что повышает производительность.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

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

Водоочиститель содержит продольный сосуд 1 из нержавеющего материала, в зоне замораживания воды которого установлена кольцевая морозильная камера 2, за ней смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня 3, выполненное в виде кольца 4 с резьбой 5 на внутренней поверхности, входящей в зацепление с замороженным стержнем 3 в продольном сосуде 1. Наружная поверхность кольца 4 имеет зубчатый привод вращения 6 (например, посредством понижающего редуктора с электродвигателем). В зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня 3 разобщающее устройство в виде трубы 7, которая на входе имеет режущую часть в виде зубчатого венца 8, а на выходе - расширяющийся профиль, образующий выходной патрубок 9 для удаления примесей в виде рассола в канализацию 10. В зоне перехода воды из твердого состояния в жидкое расположен кольцевой нагревательный элемент 11. Для вывода талой воды имеется патрубок 12, напротив которого расположены емкости 13 для сбора готового продукта.

В зоне замораживания воды на внутренней стенке продольного сосуда 1 установлены направляющие ребра 14. Направляющие ребра 14 установлены на стенке продольного сосуда друг против друга по периметру сосуда 1 количеством от 2 до 8 и выполнены в виде клиньев с уменьшением клина в нижней части.

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

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

Вода, например, водопроводная, подается в сосуд 1, где посредством кольцевой морозильной камеры 2 замораживается в медленном темпе, при котором промежутки между ледяными кристаллами заполняются новыми кристаллами, а раствор солей и других вредных веществ в воде (то есть рассол) успевает вытечь из межкристаллических промежутков и сосредоточиться в центральной части замороженного стержня 3. При этом замороженный стержень 3 посредством резьбы 5 на вращающемся вокруг своей оси (от зубчатого привода вращения 6) кольце 4 непрерывно надвигается на режущую часть 8 трубы 7, за счет чего происходит механическое отделение примесей в виде рассола (типа утрамбованного снега) от чистого льда. Отделенные примеси по выходному патрубку 9 поступают в канализацию 10. При вращении кольца 4 за счет направляющих ребер 14 (установленных на стенке продольного сосуда 1 друг против друга по периметру количеством от 2 до 8) исключается вращение замороженного стержня 3 вокруг своей оси. За счет того что клинья направляющих ребер 14 уменьшаются в нижней части, снижается сопротивление от трения замороженного стержня 3 при его перемещении вдоль сосуда 1. Замороженный стержень 3 по направляющим ребрам 14 надвигается на кольцевой нагревательный элемент 11, что позволяет производить размораживание льда с образованием активной питьевой воды, имеющей упорядоченную структуру, сходную со строением талой воды. По патрубку 12 талая вода поступает в емкости 13. Для подачи необходимого количества воды в водоочиститель используют регулятор 15.

Температурный режим работы морозильной камеры 2 и кольцевого нагревательного элемента 11 устанавливают экспериментально, в зависимости от габаритных размеров водоочистителя. При правильном выборе температурного режима замораживание воды происходит с образованием белой окраски в центральной части стержня 3, что является основным контрольным параметром за правильной работой водоочистителя

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

Предлагаемая конструкция водоочистителя позволяет повысить производительность за счет исключения проворачивания замороженного стержня, увеличить степень очистки (в 2-4 раза) из-за исключения возможности смешивания талой воды с примесями (рассолом).

Изобретение относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды. Водоочиститель включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде 1 зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой 2, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом 11. Водоочиститель также содержит раздельные патрубки 9, 12 для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда 1, приводное устройство перемещения стержня 3 замороженной воды в виде кольца 4 с резьбой 5 на внутренней поверхности и с зубчатым приводом 6 вращения на наружной поверхности, а также разобщающее устройство 7 в виде трубы с кольцевой режущей частью 8. При этом в зоне замораживания воды на внутренней стенке продольного сосуда 1 установлены направляющие ребра 14. Направляющие ребра 14 установлены на стенке продольного сосуда 1 друг против друга по периметру сосуда 1 количеством от 2 до 8 и выполнены в виде клиньев с уменьшением клина в нижней части. Водоочиститель позволяет повысить производительность и степень чистоты воды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Водоочиститель для получения талой питьевой воды, включающий расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды в виде кольца с резьбой на внутренней поверхности и с зубчатым приводом вращения на наружной поверхности, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью, отличающийся тем, что в зоне замораживания воды на внутренней стенке продольного сосуда установлены направляющие ребра.

2. Водоочиститель по п.1, отличающийся тем, что направляющие ребра установлены на стенке продольного сосуда напротив друг друга по периметру сосуда количеством от 2 до 8.

3. Водоочиститель по п.1, отличающийся тем, что направляющие ребра выполнены в виде клиньев с уменьшением клина в нижней части.