УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ ВОДЫ СПОСОБОМ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ Российский патент 2014 года по МПК C02F1/22 C01B5/02 B01D59/08 C02F103/04 

Изобретение относится к способам и устройствам очистки воды от вредных для здоровья человека примесей, в том числе от тяжелых изотопов дейтерия.

Все существующие сегодня методы разделения тяжелой воды от обычной определяются физико-химическими свойствами этих соединений. По физическим свойствам тяжелая вода заметно отличается от обычной воды: она кипит при 101,43°C, замерзает при 3,82°C, имеет плотность 1,104 г/см³. По химическим свойствам тяжелая вода очень близка к обычной воде, хотя некоторые реакции в ней замедляются или ускоряются (иногда в 2-3 раза). Также было замечено, что лед, образованный тяжелой водой, не плавает на поверхности воды, а тонет.

Шестимесячное употребление легкой воды показывает: при употреблении в пище и питье в сумме 2,5-3 литра в сутки значительное улучшение самочувствия на 5-й день употребления. Это выражается в том, что проходит сонливость и хроническая усталость, исчезает ″тяжесть″ в ногах, уменьшаются сезонные аллергические проявления без употребления лекарств. За 10 дней, заметно, около 0,5 диоптрии улучшается зрение. Спустя месяц проходят боли в коленном суставе. Спустя 4 месяца исчезают симптомы хронического панкреатита и прошли небольшие боли в области печени. За 6 месяцев проходят боли, связанные с ИБС, и боли в области спины и поясницы. Вирусная инфекция проходит в очень легкой форме, ″на ногах″. Уменьшаются проявления варикозного расширения вен. Также отмечено заметное улучшение вкусовых качеств и воды и продуктов, приготовленных с применением обработанной воды. Последний факт подтвержден дегустационной комиссией промышленного предприятия и хорошо заметен обычным потребителям воды (см. http://www.o8ode.ru/article/answer/kach/file123456.htm).

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является патент RU 2407706 С2, где устройство получения легкой воды содержит емкость кристаллизации тяжелой воды, сетчатый фильтр кристаллов льда тяжелой воды, датчик кристаллизации тяжелой воды, выполненный с возможностью определения уровня воды, озонатор-компрессор с фильтром воздуха, воздуховод и рассеиватель озоно-воздушной смеси в воде, электрический аккумулятор с радиопередатчиком сигналов состояния устройства, дифференциальным реле температуры, а также отдельные блоки с устройством зарядки аккумулятора и радиоприемником сигналов состояния устройства, при этом емкость кристаллизации тяжелой воды выполнена с откидной крышкой, а электроды датчика кристаллизации тяжелой воды размещены на воздуховоде и выполнены с возможностью всплытия.

Недостатком устройства является сложность изготовления, что приводит к увеличению себестоимости единицы продукции и ручная фильтрация дейтерийного льда.

Отмеченные недостатки устраняются тем, что питьевую воду, например водопроводную, заливают в сосуд с находящимся там теплообменником, через который прокачивают теплоноситель, температура которого на входе соответствует температуре замерзания дейтерия, например 0±3 градуса Цельсия и проводят стабилизацию указанной температуры воды по всему объему сосуда. Об установлении стабилизационного температурного режима воды судят по выходной температуре теплоносителя, которая должна соответствовать температуре замерзания дейтерия. Стабилизационный температурный режим продолжается некоторое время, необходимое для образования дейтериного ледяного осадка, осаждаемого в нижней части сосуда, после чего за счет уменьшения объема сосуда пропускают легкую воду через фильтр, находящийся в верхней части сосуда.

На фиг.1 показано устройство, реализующее предлагаемый способ. Оно содержит корпус 5, внутри объема 17 которого размещен герметичный сосуд 10 изменяющегося объема. Сосуд 10 состоит из пустотелых колец 18 (трубок), причем каждое кольцо имеет две равные по объему камеры 22, 23, на фиг.1 условно не показаны. Пустотелые подвижные кольца 18, одно из которых 2 не подвижно с внешней стороны, связаны между собой гибкими оболочками 11. Внизу сосуда имеется его дно 19, вверху фильтр 4 с вышерасположенным выходным отверстием 3 для легкой воды. В качестве фильтра может использоваться пористая керамика, обладающая односторонней водопроницаемостью. Внутри колец 18 находятся теплообменники 12, имеющие форму спиралей Архимеда, причем входные и выходные отверстия теплообменников герметично соединены с объемными камерами 22, 23 колец 18. С целью увеличения контактной поверхности теплообменников с водой к ним могут крепиться плоскостные пластины перпендикулярно их осям. Объемы камер 22, 23 колец 18 с внешней стороны соединены последовательно с помощью гибких шлангов 13 и имеют общий вход теплоносителя 16 через гибкий шланг 14 и выход теплоносителя 8 через вентиль 6. Температура воды на входе и выходе измеряется соответственно входным термометром 15, и выходным 7. В нижней части объем 17 корпуса 5 соединен трубой 24 с входным отверстием 16, а в верхней части через вентиль 9 трубой 25 с объемом входного отверстия 8. Вода в сосуд 10 заливается с помощью гибкого шланга 21, имеющего в объеме 17 корпуса 5 запас длины, причем объем шланга связан посредством соединения 20 через дно 19 с объемом сосуда 10.

Устройство работает следующим образом. С помощью гибкого шланга 21 заполняем сосуд 10 водопроводной водой. Перекрываем вход воды вентилем, на фиг.1 условно не показан. Открываем вентили 6, 9 и подаем теплоноситель через входную трубу 16 в объем 17 корпуса 5 и теплообменники 12. Температура входного теплоносителя должна соответствовать 0±2 градуса. Контроль входной температуры осуществляем с помощью термометра 15. Через некоторое время вода в сосуде 10 достигает температуры теплоносителя, о чем свидетельствуют показания выходного термометра 7, которые должны быть равны входным показаниям теплоносителя. Заданную температуру теплоносителя и воды необходимо некоторое время поддерживать постоянной, для формирования процесса замерзания тяжелой воды и перемещения ее по высоте сосуда 10 к его дну 19. Время замерзания тяжелой воды может быть определено по времени замерзания водопроводной воды в данном объеме, помноженный на коэффициенты содержания тяжелой воды в водопроводной (меньше единицы) и на коэффициент запаса (больше единицы). При завершении этого процесса закрываем вентиль 9. Процесс может быть заменен вакуумированием над фильтровой полости, через отверстие 3. На дно 19 сосуда 10 начинает действовать давление теплоносителя, в результате чего объем сосуда 10 уменьшается, выдавливая верховую легкую воду через фильтр 4 и выходное отверстие 3 потребителю. После слива верховой (легкой) воды циркуляцию теплоносителя прекращают и включают промывку системы теплой водой через отверстие 3 и выходное 21. После промывки устройство готово к следующему циклу работы.

Предлагаемое изобретение может использовано для промышленного производства легкой воды.

Изобретение может быть использовано для кристаллизационной очистки питьевой воды от примесей, в том числе от тяжелых изотопов дейтерия. Устройство содержит корпус (5) с находящимся внутри него герметичным сосудом изменяющегося объема (10), в верхней части которого расположен фильтр (4) для отделения кристаллов тяжелой воды, выше которого расположено отверстие (3) для выхода легкой воды. Фильтр (4) скреплен с корпусом (5), между фильтром (4) и дном сосуда (19), содержащим шланг для входа обрабатываемой воды (14), имеются пустотелые кольца (18), внутри которых расположены теплообменники (12), имеющие форму спиралей Архимеда, соединенные гибкими шлангами последовательно, а сами кольца связаны между собой с помощью гибких оболочек (11). Полость нижнего теплообменника (12) сообщается посредством гибкого шланга (14), проходящего через стенку корпуса, с входной полостью теплоносителя (16), имеющей прибор контроля температуры (15) и соединенной с объемом (17) корпуса (5). Полость верхнего теплообменника (12) связана через вентиль (6) с полостью выходной трубы теплоносителя (8), имеющей прибор контроля температуры (7), и сообщается через вентиль (9) с полостью (17) корпуса (5). Устройство обеспечивает недорогое и несложное получение очищенной от дейтерия водопроводной питьевой воды. 1 ил.

Устройство очистки воды способом кристаллизации, содержащее корпус с находящимся внутри его герметичным сосудом, отличающееся тем, что герметичный сосуд представляет собой сосуд изменяющегося объема, в верхней части которого расположен фильтр, выше которого расположено отверстие для выхода легкой воды, а сам фильтр скреплен с корпусом, причем между фильтром и дном сосуда, содержащим шланг для входа обрабатываемой воды, имеются пустотелые кольца, внутри которых расположены теплообменники, имеющие форму спиралей Архимеда, соединенные гибкими шлангами последовательно, а сами кольца связаны между собой с помощью гибких оболочек, причем полость нижнего теплообменника сообщается посредством гибкого шланга, проходящего через стенку корпуса, с входной полостью теплоносителя, имеющей прибор контроля температуры, и соединена с объемом корпуса, а полость верхнего теплообменника связана через вентиль с полостью выходной трубы теплоносителя, имеющей прибор контроля температуры, и сообщается через вентиль с объемом корпуса.