ВОДООЧИСТИТЕЛЬ Российский патент 2014 года по МПК C02F1/22 

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

Известно устройство для очистки воды, включающее резервуар для размещения воды и технические средства для охлаждения и нагрева (Любарский В.М. Осадки природных вод и методы их обработки. М.: Стройиздат, 1980, с.98-99).

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

Наиболее близким к предлагаемому устройству является водоочиститель на основе получения талой питьевой воды, который включает зону замораживания воды, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации этих примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое, при этом все зоны расположены последовательно в одном продольном сосуде, в зоне замораживания установлена кольцевая морозильная камера, за которой смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня воды, а в зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня разобщающее устройство, за которым расположен кольцевой нагревательный элемент, причем для вывода примесей в виде рассола и талой воды имеются раздельные патрубки, расположенные в нижней части продольного сосуда (Патент РФ №2312817 от 20.12.2007, C02F 1/22).

Недостатком известного водоочистителя является низкая производительность и долговечность из-за несовершенства конструкции устройства продольного перемещения замороженного стержня воды, которое выполнено в виде зубчатых роликов по периметру продольного сосуда. В процессе работы зубчатые ролики из-за большого сопротивления замороженного стержня воды о стенки продольного сосуда проскальзывают относительно льда и скорость движения стержня воды уменьшается. Из-за постоянной перегрузки зубчатые ролики выходят из строя, что сокращает срок службы водоочистителя в целом.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности и долговечности водоочистителя.

Указанная задача достигается тем, что в предлагаемом техническом решении, включающем зону замораживания воды, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое, при этом все зоны расположены последовательно в одном продольном сосуде, в зоне замораживания установлена кольцевая морозильная камера, за которой смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня воды, а в зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня разобщающее устройство, за которым расположен кольцевой нагревательный элемент, причем для вывода примесей в виде рассола и талой воды имеются раздельные патрубки, расположенные в нижней части продольного сосуда, согласно изобретению приводное устройство оборудовано дополнительными усилителями перемещения замороженного стержня, выполненными в виде приводных шнеков, расположенных в продольном сосуде и проходящих через зону замораживания воды, зону вытеснения примесей, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое, при этом положение приводных шнеков относительно продольного сосуда обеспечивается подшипниками скольжения, установленными вне продольного сосуда. Кроме того, приводные шнеки связаны друг с другом зубчатым зацеплением и размещены симметрично оси продольного сосуда в количестве не менее двух.

Применение в приводном устройстве дополнительных усилителей перемещения замороженного стержня, выполненных в виде приводных шнеков, расположенных в продольном сосуде и проходящих через зону замораживания воды, зону вытеснения примесей, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое, при этом положение приводных шнеков относительно продольного сосуда обеспечивается подшипниками скольжения, установленными вне продольного сосуда, что позволяет повысить производительность и долговечность водоочистителя за счет того, что при вращении приводных шнеков происходит их медленное вмораживание в замороженный стержень, благодаря этому замороженный стержень надежно надвигается приводными шнеками на разобщающее устройство, а зубчатые ролики не ломаются и не изнашиваются (происходит значительное снижение нагрузки на привод зубчатых роликов).

Выполнение приводных шнеков связанными друг с другом зубчатым зацеплением и размещенными симметрично оси продольного сосуда в количестве не менее двух обеспечивает работоспособность приводного устройства, исключает проворачивание замороженного стержня вокруг своей оси и надежное перемещение его вдоль продольного сосуда без перекоса.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

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

Водоочиститель содержит продольный сосуд 1, в зоне замораживания воды которого установлена кольцевая морозильная камера 2, за ней смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня 3, выполненное в виде роликов 4 с зубчатыми поверхностями, входящими в зацепление с замороженным стержнем 3 через прорези 5 в продольном сосуде 1, которые расположены по периметру продольного сосуда 1. В зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня 3 разобщающее устройство в виде трубы 6, которая на входе имеет режущую часть 7, а на выходе - расширяющийся профиль, образующий выходной патрубок 8 для удаления примесей в виде рассола в канализацию 9.

В зоне перехода воды из твердого состояния в жидкое расположен кольцевой нагревательный элемент 11. Для вывода талой воды имеется патрубок 12, напротив которого расположены емкости 13 для сбора готового продукта.

Для подачи воды в водоочиститель используют регулятор 14.

Приводное устройство оборудовано дополнительными усилителями перемещения замороженного стержня 3, выполненными в виде приводных шнеков 15, расположенных в продольном сосуде 1 и проходящих через зону замораживания воды, зону вытеснения примесей, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое, при этом положение приводных шнеков 15 относительно продольного сосуда 1 обеспечивается подшипниками скольжения 16, установленными вне продольного сосуда 1 (над верхней кромкой продольного сосуда 1).

Приводные шнеки 15 связаны друг с другом зубчатым зацеплением 17 в виде шестерен с равными диаметрами, размещенными на валах приводных шнеков 15 (например, под подшипниками скольжения 16). Приводные шнеки 15 расположены симметрично оси продольного сосуда 1 в количестве не менее двух (количество шнеков зависит от габаритных размеров продольного сосуда 1, чем больше его габариты, тем больше можно установить приводных шнеков). Приводные шнеки 15 имеют привод вращения известной конструкции (например, электромеханический) со скоростью, обеспечивающей перемещение замороженного стержня, создаваемого вращением роликов 4.

Принцип работы устройства заключается в непрерывном производстве талой воды по строго определенной временной и температурной схеме, повторяющей процесс образования талой воды в природе.

Вода, например водопроводная, подается в сосуд 1, где посредством кольцевой морозильной камеры 2 замораживается в медленном темпе, при котором промежутки между ледяными кристаллами заполняются новыми кристаллами, а раствор солей и других вредных веществ в воде (то есть рассол) успевает вытечь из межкристаллических промежутков и сосредоточиться в центральной части замороженного стержня 3. При этом замороженный стержень 3 посредством роликов 4 непрерывно надвигается на режущую часть 7 трубы 6, за счет чего происходит механическое отделение примесей в виде рассола (типа утрамбованного снега) от чистого льда. Усилие, создаваемое роликами 4, дополняется усилием, создаваемым от вращения приводных шнеков 15, что повышает производительность и долговечность водоочистителя. Приводные шнеки 15 при вращении вмораживаются в замороженный стержень 3 (при этом лед проскальзывает относительно поверхностей лопастей приводных шнеков), за счет чего происходит надежное смещение замороженного стержня 3 на режущую часть 7.

Отделенные примеси по выходному патрубку 8 поступают в канализацию 9. После освобождения замороженного стержня 3 от центральной части он надвигается на кольцевой нагревательный элемент 11. По патрубку 12 талая вода поступает в емкости 13. Для подачи необходимого количества воды в водоочиститель используют регулятор 14.

Процентное соотношение массы получаемой талой воды к общей массы воды составляет 60-80%, а весь процесс от начала загрузки сырой воды и выхода этой воды в виде талой занимает не менее 5-8 часов. Производительность предлагаемого водоочистителя зависит от его габаритных размеров и составляет для объема 2-4 л 5 часов, для объема 5-8 л 8 часов.

Предлагаемая конструкция водоочистителя позволяет повысить производительность и долговечность за счет увеличения эффективности процесса получения талой воды, обеспечиваемой надежным надвижением замороженного стержня воды на режущую часть.

Изобретение относится к устройствам для доочистки питьевой воды. Водоочиститель на основе получения талой питьевой воды включает зоны замораживания воды, вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, перехода воды из твердого состояния в жидкое, которые расположены последовательно в одном продольном сосуде 1. В зоне замораживания установлена кольцевая морозильная камера 2, за которой смонтировано приводное устройство 4 продольного перемещения замороженного стержня воды 3. В зоне вытеснения примесей по центру замороженного стержня 3 размещено разобщающее устройство 6, за которым расположен кольцевой нагревательный элемент 11. Приводное устройство 4 оборудовано дополнительными усилителями перемещения замороженного стержня 3, выполненными в виде приводных шнеков 15, расположенных в продольном сосуде 1 и проходящих через зоны замораживания воды, вытеснения примесей и перехода воды из твердого состояния в жидкое. Положение приводных шнеков 15 относительно продольного сосуда обеспечивается подшипниками скольжения 16, установленными вне продольного сосуда 1. Изобретение позволяет повысить производительность и долговечность водоочистителя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Водоочиститель на основе получения талой питьевой воды, который включает зону замораживания воды, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое, при этом все зоны расположены последовательно в одном продольном сосуде, в зоне замораживания установлена кольцевая морозильная камера, за которой смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня воды, а в зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня разобщающее устройство, за которым расположен кольцевой нагревательный элемент, причем для вывода примесей в виде рассола и талой воды имеются раздельные патрубки, расположенные в нижней части продольного сосуда, отличающийся тем, что приводное устройство оборудовано дополнительными усилителями перемещения замороженного стержня, выполненными в виде приводных шнеков, расположенных в продольном сосуде и проходящих через зону замораживания воды, зону вытеснения примесей, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое, при этом положение приводных шнеков относительно продольного сосуда обеспечивается подшипниками скольжения, установленными вне продольного сосуда.

2. Водоочиститель по п.1, отличающийся тем, что приводные шнеки связаны друг с другом зубчатым зацеплением и размещены симметрично оси продольного сосуда в количестве не менее двух.