ВОДООЧИСТИТЕЛЬ Российский патент 2013 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 А1, 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, Б.И. №27, 2009)

Недостатком известного водоочистителя является низкая производительность из-за конструктивного несовершенства работы разобщающего устройства. Кольцевая режущая часть не успевает размельчать лед с примесями, что снижает степень чистоты воды.

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

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом техническом решении, включающем 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 установлен подвижно на упругих элементах дополнительный цилиндр с вибратором, при этом на внутренней поверхности цилиндра размещена резьба в направлении перемещения стержня замороженной воды

Установка в зоне замораживания воды подвижно на упругих элементах дополнительного цилиндра с вибратором, при этом на, внутренней поверхности цилиндра размещена резьба в направлении перемещения стержня замороженной воды, позволяет увеличить производительность и степень очистки воды, что позволяет с наименьшими энергетическими затратами обеспечивать надвижение замороженного стержня воды на разобщающее устройство и повышает качество очистки и производительность. 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 установлен подвижно на упругих элементах 14 дополнительный цилиндр 15 с вибратором 16, при этом на внутренней поверхности цилиндра 15 размещена резьба 17 в направлении перемещения стержня 3 замороженной воды. Витки резьбы 17начинаются в начале зоны замораживания воды, а оканчиваются в зоне кольца 4 с резьбой 5 на внутренней поверхности.

Для подачи воды в водоочиститель используют конструкции устройств с регуляторами 18.

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

Вода, например, водопроводная, подается в сосуд 1, где посредством кольцевой морозильной камеры 2 замораживается в медленном темпе, при котором промежутки между ледяными кристаллами заполняются новыми кристаллами, а раствор солей и других вредных веществ в воде (то есть рассол) успевает вытечь из межктисталлических промежутков и сосредотачиться в центральной части замороженного стержня 3. При этом замороженный стержень 3 посредством 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. При этом за счет резьбы 17 происходит вращение замороженного стержня 3 вокруг своей оси и одновременное поступательное надвижение на режущую часть 8 трубы 7. Отделенные примеси по выходному патрубку 9 поступают в канализацию 10. При вращении кольцо 4 создает условия для вращения замороженного стержня 3 вокруг своей оси, что повышает производительность и степень очистки водоочистителя.

Замороженный стержень 3 по резьбе 17 надвигается при вращении на кольцевой нагревательный элемент 11, что позволяет производить размораживание льда с образованием активной питьевой воды, имеющей упорядоченную структуру, сходную со строением талой воды. При этом в зоне замораживания воды установленный подвижно на упругих элементах дополнительный цилиндр с вибратором, обеспечивает наименьшее сопротивление от трения стержня замороженной воды о контактирующую поверхность за счет вибрации.

По патрубку 12 талая вода поступает в емкости 13. Для подачи необходимого количества воды в водоочиститель используют регулятор 18.

Температурный режим работы морозильной камеры 2 и кольцевого нагревательного элемента 11 устанавливают экспериментально, в зависимости от габаритных размеров водоочистителя.

Процентное соотношение массы получаемой талой воды к общей массы воды составляет 60-75%, а весь процесс от начала загрузки сырой воды и выхода этой воды в виде талой занимает не менее 10-12 часов. Производительность предлагаемого водоочистителя зависит от его габаритных размеров и составляет для объема 2-4 л 6 часов, для объема 5-8 л - 12 часов.

Предлагаемая конструкция водоочистителя позволяет повысить производительность за счет вибрации и 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. Устройство включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, 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. В зоне замораживания воды установлен подвижно на упругих элементах дополнительный цилиндр с вибратором, при этом на внутренней поверхности цилиндра размещена резьба в направлении перемещения стержня замороженной воды. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности и степени чистоты воды. 1 ил.

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 установлен подвижно на упругих элементах дополнительный цилиндр с вибратором, при этом на внутренней поверхности цилиндра размещена резьба в направлении перемещения стержня замороженной воды.