СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ И СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2015 года по МПК C02F1/00 

Уровень техники

Настоящее изобретение, в целом, направлено на способы и системы для обработки воды и сточных вод. В частности, настоящее изобретение направлено на мобильные системы для обработки воды и сточных вод посредством деионизации.

Сточные воды и вода могут обрабатываться по разным причинам, в зависимости от текучей среды и от ее использования. Вода, используемая для промышленных применений, например для теплообменников, градирен, систем опреснения, систем очистки, труб, систем газовых скрубберов, обогатительных фабрик и связанного с ними оборудования, часто содержит различные примеси. Примеси могут объединяться и образовывать преципитаты из-за рН, давления или температуры в системе или из-за присутствия дополнительных ионов, вместе с которыми они образуют нерастворимые продукты. Такая вода и сточные воды могут подвергаться воздействию ионного загрязнения, которое может представлять опасность для экологического равновесия. Грунтовые воды и сточные воды также часто содержат нежелательные примеси.

Вода может быть слишком "жесткой" для определенных применений из-за избытка ионов кальция, магния и карбоната, которые могут взаимодействовать с ионами фосфата, сульфата и силиката и образовывать нерастворимые соли. Вода и сточные воды могут также содержать различные твердые продукты, такие как шлам, глину, оксиды железа, ил, песок и другие минеральные материалы, и микробиологические остатки, которые могут аккумулироваться как осадки отстоя в системе.

Один из способов обработки воды и сточных вод заключается в способе деионизации и деминерализации. Обычный способ деионизации представляет собой использование ионообменной смолы. Вообще говоря, ионообменная смола содержится в емкости для обработки, через которую проходит вода или сточные воды, которые должны обрабатываться. Когда текучая среда проходит сквозь ионообменную смолу и около нее, ионы в текучей среде, которая должна обрабатываться, обмениваются на ионы, находящиеся в смоле, тем самым удаляя нежелательные ионы из текучей среды и обменивая их на менее нежелательные ионы, находящиеся в смоле. Однако когда ионы обмениваются, эффективность смолы понижается. В конечном счете достигается стационарное состояние, при котором никакие нежелательные ионы в текучей среде, которая должна обрабатываться, не могут обмениваться на менее нежелательные ионы, находящиеся в смоле.

Ионообменные смолы могут регенерироваться посредством удаления нежелательных ионов из смолы и замены их на менее нежелательные ионы, этот процесс известен как регенерация. Во время регенерации вещество, имеющее высокую концентрацию менее нежелательных ионов, наносят на ионообменную смолу. Поскольку это создает новый баланс концентраций между соответствующими ионами, ионообменная смола теперь обменивает нежелательные ионы, захваченные в течение рабочего цикла, на менее нежелательные ионы, нанесенные во время регенерации. В результате этого процесса способность ионообменной смолы к удалению нежелательных ионов из текучей среды, которая должна обрабатываться, восстанавливается.

Однако процесс регенерации может быть относительно долгим, и в течение него емкость для обработки, которая регенерируется, находится в неработающем состоянии и не обрабатывает воду или сточные воды. Соответственно, желательно использовать системы и способы, которые дают возможность для минимального воздействия регенерации ионообменных смол на системы обработки воды и сточных вод.

В дополнение к этому определенные применения не требуют постоянного оборудования для обработки. Соответственно, имеется необходимость во временных или мобильных системах. Мобильные системы деионизации известны в данной области. Примеры включают описания, как приведено, например, в патентах США №№4379940; 4383920; 4487959; 4540493; 4556493; 4675108; 4659460 и 4818411.

Такие мобильные системы часто сталкиваются с такими же недостатками, как и системы большего размера, когда система должна проводить некоторое время пребывания в неработающем состоянии для регенерации ионообменной смолы. Соответственно, системы и способы, которые делают возможным минимальное воздействие при необходимости регенерации ионообменных смол на мобильные системы, являются желательными.

Кроме того, как стационарные, так и мобильные системы имеют недостаток отсутствия гибкости, обеспечивающей возможность оптимизации системы обработки. Например, в области систем мобильной обработки не является хорошо известным мониторинг текучей среды, которая должна обрабатываться, и получаемой в результате обработанной воды для определения эффективности системы. Определенные мобильные системы, известные из литературы, только отслеживают характеристики воды после того, как ее обрабатывают. Эта единственная точка данных делает трудной регулировку системы обработки для конкретного применения или для изменяющихся условий при одном применении. Как правило, системы, известные из литературы, не могут легко модифицироваться, адаптироваться или регулироваться для различных применений или для изменяющихся условий. Соответственно, такие измерения не являются такими уж полезными.

Соответственно, имеется необходимость в системе обработки, которая может измерять в реальном времени или около того эффективность системы таким образом, чтобы можно было идентифицировать необходимые или желательные модификации. Кроме того, имеется необходимость в мобильной системе обработки, которая может быстро и эффективно модифицироваться, адаптироваться или регулироваться для конкретного применения или для изменяющихся условий. Желательно также использовать способность к быстрой модификации и адаптации систем обработки, чтобы это требовало меньшего времени пребывания в неработающем состоянии во время регенерации ионообменных смол, используемых в таких системах.

Сущность изобретения

Аспекты настоящего изобретения могут включать универсальную систему обработки текучих сред, которая может содержать: мобильное устройство; систему транспортировки, соединенную с мобильным устройством; одну или более емкостей для обработки съемным образом, присоединенных к системе транспортировки, каждая емкость для обработки содержит материал для обработки, расположенный внутри емкости для обработки, по меньшей мере один вход для текучих сред и по меньшей мере один выход для текучих сред; входная труба, которая принимает текучую среду, которая должна обрабатываться, входная труба находится в сообщении по текучей среде с входом для текучих сред на емкости для обработки; и выходная труба в сообщении по текучей среде с выходом для текучих сред на емкости для обработки, выходная труба принимает обработанную текучую среду из емкости для обработки через выход для текучих сред.

Кроме того, аспекты настоящего изобретения могут включать способы обработки текучих сред с использованием адаптируемой системы обработки, система обработки находится в сообщении по текучей среде с текучей средой, которая должна обрабатываться, система обработки содержит одну или более емкостей для обработки, каждая из них содержит одинаковые или различные материалы для обработки, способ включает: определение первой характеристики или качества текучей среды перед тем, как текучая среда поступает в систему обработки; обработку текучей среды с помощью системы обработки; определение второй характеристики или качества текучей среды после того, как текучая среда покидает систему обработки, где первая и вторая характеристика или качество могут быть одинаковыми; сравнение первой характеристики или качества со второй характеристикой или качеством и определение эффективности системы обработки; удаление, добавление или модификацию одной или более емкостей для обработки.

Кроме того, аспекты настоящего изобретения могут включать направляющее и блокирующее устройство для использования в емкостях для обработки в системе обработки текучих сред, направляющее и блокирующее устройство обеспечивает разъемное соединение между первой поверхностью и одной или более емкостями для обработки, направляющее и блокирующее устройство содержит: два или более направляющих рельса, направляющие рельсы являются по существу параллельными; один или более поперечных элементов, поперечные элементы простираются между направляющими рельсами по существу в перпендикулярной конфигурации, поперечные элементы съемным образом присоединяются к направляющим рельсам; одно или более блокирующих устройств, блокирующие устройства съемным образом присоединены к направляющим рельсам или поперечным элементам, каждое из блокирующих устройств конфигурировано для приема структуры, фиксированной на емкости для обработки, для разъемного блокирования емкости для обработки в положении вдоль направляющих рельсов.

Эти и другие аспекты станут понятны из следующего далее описания настоящего изобретения, взятого в сочетании со следующими далее чертежами, хотя варианты и модификации могут осуществляться без отклонения от духа и рамок новых концепций настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение может быть понято полнее посредством прочтения следующего далее подробного описания вместе с прилагаемыми чертежами, в которых используются сходные ссылочные обозначения для обозначения сходных элементов. Прилагаемые фигуры показывают определенные иллюстративные варианты осуществления и могут помочь в понимании следующего далее подробного описания. Перед подробным объяснением любого варианта осуществления настоящего изобретения необходимо понять, что настоящее изобретение не ограничено в его применении деталями конструкции и расположениями компонентов, приведенными в следующем далее описании или иллюстрируемыми на чертежах. Изображенные варианты осуществления должны пониматься как иллюстративные и никаким образом не ограничивающие общие рамки настоящего изобретения. Также необходимо понять, что фразеология и терминология, используемые в настоящем документе, предназначены для целей описания и не должны рассматриваться как ограничивающие. Подробное описание будет ссылаться на следующие фигуры, на которых:

Фигура 1 представляет собой блок-схему системы обработки воды и сточных вод в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фигура 2 представляет собой блок-схему системы обработки воды и сточных вод в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фигура 3 представляет собой блок-схему системы обработки воды и сточных вод в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фигуры 4А и 4В представляют собой блок-схемы системы обработки воды и сточных вод в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фигура 5 представляет собой схему мобильную систему обработки воды и сточных вод в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фигуры 6А и 6В представляют собой схематический общий вид мобильной системы обработки воды и сточных вод в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фигуры 7А и 7В представляют собой виды сверху системы рельсов и блокирующих элементов, которые могут использоваться в мобильных системах обработки вод и сточных вод в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фигура 8 представляет собой вид с вырывом одной конечной части блокирующей системы, которая может использоваться в сочетании с мобильной системой обработки воды и сточных вод в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фигура 9 представляет собой вид с вырывом противоположной конечной части блокирующей системы, которая может использоваться в сочетании с мобильной системой обработки воды и сточных вод в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фигура 10 представляет собой общий вид танка для обработки воды, который может использоваться в сочетании с мобильной системой обработки воды и сточных вод в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фигура 11 представляет собой общий схематический вид иллюстративной внутренней структуры танка для обработки воды, при этом сам танк удален, и рамочной системы опоры, окружающей танк, которые могут использоваться в сочетании с мобильной системой обработки воды и сточных вод в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фигура 12 иллюстрирует иллюстративный танк для обработки воды, присоединенный к блокирующей и направляющей системе в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание

Материалы, иллюстрируемые в настоящем описании, приводятся, чтобы помочь во всестороннем понимании разнообразных иллюстративных вариантов осуществления, описываемых со ссылками на прилагаемые фигуры. Соответственно, специалисты в данной области заметят, что разнообразные изменения и модификации иллюстративных вариантов осуществления, описанных в настоящем документе, могут быть осуществлены без отклонения от духа и рамок заявляемого изобретения и что следующее далее описание, как предполагается, ссылается на конкретные примеры структуры, выбранной для иллюстрации на чертежах, и, как предполагается, оно не определяет или не ограничивает описания, кроме как в прилагаемой формуле изобретения. Описания хорошо известных функций и конструкций опускаются для ясности и краткости. Более того, как используется в настоящем документе, единственное число может интерпретироваться как множественное число, и альтернативно любой термин во множественном числе может интерпретироваться как единственное число.

Обратим внимание на фигуру 1, которая изображает блок-схему системы 10 для обработки воды и/или сточных вод в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Как правило, текучая среда, которая должна обрабатываться, проходит в трубе 101 в устройство 120 для обработки. Перед тем как она достигнет устройства 120 для обработки, текучая среда, которая должна обрабатываться, анализируется как 110, где определенные характеристики, качества и/или компоненты текучей среды, которая должна обрабатываться, измеряются, захватываются или иным образом идентифицируются. Текучая среда обрабатывается в устройстве 120 для обработки, которое может представлять собой, например, систему деионизации, использующую ионообменные смолы. Обработанная текучая среда покидает устройство 120 для обработки в трубе 199. Когда обработанная текучая среда покидает устройство для обработки, она может анализироваться как 130, где определенные характеристики, качества и/или компоненты текучей среды, которая должна обрабатываться, измеряются, захватываются или иным образом идентифицируются. Различия или изменения между характеристиками, качеством и/или компонентами текучей среды, которая должна обрабатываться, которые измеряются, захватываются или иным образом идентифицируются как 110, сравниваются с параметрами, полученными как 130. Такое сравнение может осуществляться посредством использования процессора 140, который принимает входные сигналы данных как от 110, так и от 130 и сравнивает принятые данные. Таким образом можно определить эффективность, действенность и/или воздействие устройства 120 для обработки.

Понимание воздействия системы 120 для обработки может быть полезным при осуществлении модификаций, изменений или регулировки системы 120 для обработки для получения наиболее эффективной, действенной и соответствующей условиям системы для обработки.

Если обратиться к системе 20 на фигуре 2, здесь текучая среда, которая должна обрабатываться, проходит в трубе 201 через монитор 210 в устройство 220 для обработки. После обработки обработанная текучая среда проходит в трубе 299 через монитор 230. Мониторы 210 и 230 определяют, измеряют, наблюдают или иным образом идентифицируют характеристики, качества и/или компоненты текучей среды как перед обработкой, так и после нее. Данные, захваченные с помощью мониторов 210 и 230, проходят в процессор 240, который может сравнивать данные. В отличие от системы 10, иллюстрируемой на фигуре 1, система 20 имеет прямую связь 250 между процессором 240 и устройством 220 для обработки. Таким образом, устройство для обработки может модифицироваться, изменяться или регулироваться во время работы. В дополнение к этому предполагается, что модификации и адаптации, близкие к реальному времени, могут осуществляться "на лету" на основе полученной информации. Такое расположение может обеспечить более эффективную и действенную обработку воды и/или сточных вод.

Фигуры 1 и 2 абстрактно относятся к устройству 120, 220 для обработки, которое может представлять собой любое устройство для обработки воды и/или сточных вод, как известно в данной области. Фигура 3 иллюстрирует устройство 30 для обработки воды и сточных вод, содержащее множество емкостей (321, 322, 323, 324, 325) для обработки. Емкости для обработки могут содержать любое количество типов материала, пригодного для обработки воды или сточных вод. Например, в своей самой простой форме материал может представлять собой песок или другой материал фильтра. Другие материалы могут включать материалы, которые передают вещество для обработки в воду или сточные воды, такое, например, как хлор. Остальная часть настоящего обсуждения будет сосредоточена на использовании систем деионизации, содержащих одну или более емкостей для обработки, которые могут содержать анионо-, катионо- или смесь анионо- и катионобменных смол. Такая система может осуществлять способ деионизации для воды и сточных вод с использованием ионного обмена.

Каждая емкость для обработки может содержать ионообменную смолу, направленную на обмен либо катионов, либо анионов, либо смеси их обоих из текучей среды, которая должна обрабатываться. Количество катионных емкостей, анионных емкостей и емкостей со смесью катионов и анионов может изменяться в зависимости от конкретного применения и от примесей, которые, как предполагается, должны удаляться из воды, которая должна обрабатываться. Например, емкости 321 и 322 для обработки могут содержать катионообменную смолу, емкости для 323 и 324 для обработки могут содержать анионообменную смолу и емкость для 325 обработки может содержать как катионо-, так и анионообменную смолу. Такое расположение может изменяться любым образом, применимым для конкретного применения, и определенные типы могут исключаться (например, емкости могут содержать только анионообменную смолу и катионообменную смолу).

Текучая среда, которая должна обрабатываться, может поступать в систему 30 для обработки вод и сточных вод через трубу 310. Обработанная вода может покидать систему 30 для обработки вод и сточных вод через трубу 330. Емкости для обработки (321, 322, 323, 324, 325) могут соединяться с трубой 340 и могут содержать множество клапанов 350. Использование трубы 340 и клапанов 350 обеспечивает гибкость при обработке воды и сточных вод, как обсуждается более основательно в связи с фигурами 4А и 4В.

Обратим теперь внимание на фигуру 4А, здесь система 40 для обработки вод и сточных вод может работать при параллельном расположении. Такое расположение может осуществляться посредством открывания клапанов 450 таким образом, что текучая среда, которая должна обрабатываться, может одновременно протекать через емкости 421, 422, 423, 424 и 425 для обработки. Фигура 4В иллюстрирует систему 40 для обработки воды и сточных вод, которая может работать при последовательном расположении. Такое последовательное расположение может осуществляться через частичное закрывание клапанов 450 таким образом, что вода, которая должна обрабатываться, последовательно протекает через емкости 421, 422, 423, 424 и 425 для обработки. При использовании контроля клапанов 450 можно осуществлять любое сочетание последовательной и параллельной систем. Например, система может конфигурироваться для параллельного расположения посредством катионных емкостей 421 и 422, за которым следует параллельное расположение посредством анионных емкостей 423 и 424, за которыми следует последовательная обработка посредством анионной/катионной емкости 425. Специалисты в данной области заметят, что могут быть осуществлены разнообразные конфигурации.

Возможность осуществления обработки воды и сточных вод различными способами может быть преимущественной при адаптации системы к конкретным применениям или изменяющимся условиям. Если определяется уменьшение эффективности или действенности системы (например, с использованием множества точек данных, захваченных с помощью мониторов 110, 210 и 130, 230, как изображено на фигурах 1 и 2), система может конфигурироваться иным способом.

Обратим теперь внимание на фигуру 5, которая изображает мобильную систему 50 для обработки воды и сточных вод в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Мобильная система 5 для обработки воды и сточных вод может содержать мобильное транспортное устройство 510, например трейлер, множество емкостей 520 для обработки, труба 530, соединяющая емкости для обработки таким образом, что можно осуществлять различные конфигурации обработки, и вход 540 и выход 550 системы. Мобильная система 50 для обработки воды и сточных вод может транспортироваться в положение, где является желательной обработка. Такие мобильные системы могут использоваться для многочисленных целей и применений, например для временной обработки, для дополнения установленной по месту системы обработки или для периодической обработки.

Хотя установленные постоянно системы обработки воды и сточных вод могут конструироваться и конфигурироваться для конкретной текучей среды, которая должна обрабатываться, подвижная и до некоторой степени нестационарная природа мобильных устройств 50 для обработки требует, чтобы системы могли адаптироваться для различных применений. Эта адаптивность может приводиться в действие измеренной действенностью и эффективностью системы (как обсуждается выше в связи с мониторами 110, 210 и 130, 230), а также осуществляться для конкретного применения, положения и специфики текучих сред, которые должны обрабатываться. Соответственно, в дополнение к обеспечению гибкости в расположении системы обработки (например, последовательные расположения по сравнению с параллельными и тому подобное) желательно иметь мобильную систему, способную к дополнительным адаптациям. Кроме того, из-за времени, необходимого для регенерации ионообменных смол, используемых в емкостях для обработки, такая адаптивность может обеспечить способность быстро переключаться на эффективные емкости для обработки с неэффективных емкостей для обработки, требующих регенерации.

Если обратиться теперь к фигурам 6А и 6В, здесь, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, изображена система 60 обработки воды и сточных вод, которая является транспортируемой, переносной и/или мобильной. Система 60 может содержать корпус или трейлер 610, который содержит множество емкостей 612 для обработки. Количество и размер танков в любом конкретном трейлере 610 может изменяться в зависимости от ряда факторов, таких как емкость обработки системы. Емкости 612 для обработки могут содержать катионообменную смолу, анионообменную смолу и/или смесь катионо- и анионообменной смолы. Емкости 612 для обработки могут, все, иметь одинаковый размер или они могут представлять собой емкости различных размеров (например, емкость 614 для обработки, содержащая смесь катионо- и анионообменной смолы, может быть больше, чем другие емкости 612 для обработки).

Емкости 612, 614 для обработки могут содержать вход 616 для текучих сред и выход 618 для текучих сред для текучей среды, которая должна обрабатываться. Емкости 612, 614 для обработки могут также содержать герметизируемое отверстие 628 для доступа к смоле, через которое материал для обработки, например ионообменные смолы, может добавляться в различные емкости для обработки и удаляться из них.

При работе текучая среда, которая должна обрабатываться, может обеспечиваться оборудованием, подающим воду или сточные воды, которые должны обрабатываться, в систему 60 через главный вход 624. Главный вход 624 изображен сбоку трейлера 610, но он может располагаться или конфигурироваться в любом положении на трейлере 610. Текучая среда, которая должна обрабатываться, протекает в главный вход 624 и в трубу 620. Труба 620 переносит текучую среду, которая должна обрабатываться, во вход 616 для текучих сред в каждой емкости 612, 614 для обработки. После обработки с помощью емкостей 612, 614 для обработки обработанная текучая среда может покидать емкости для обработки через выход 618 для текучих сред в трубу 622. Труба 622 может переносить обработанную текучую среду в главный выход 626, который может быть соединен с оборудованием, поставляющим воду и сточные воды, которые должны обрабатываться, тем самым возвращая текучую среду.

Отметим, что трубы 620 и 622 могут соединяться с соответствующими входами и выходами 616 и 618 любым образом, известным в данной области. Однако поскольку быстрая адаптивность системы является преимущественной, такие соединения предпочтительно относятся к соединениям типа "быстроразъемное соединение" (не показано), так что соединения могут быстро и легко присоединяться к каждой емкости 612 для обработки и отсоединяться от нее.

Для обеспечения быстрой адаптации системы или регенерации ионообменной смолы (смол) емкости 612, 614 для обработки должны иметь возможность для быстрого удаления и замены в системе. Однако такие емкости 612 для обработки должны соответствующим образом закрепляться во время транспортировки. Например, Federal Motor Carrier Safety Administration требует, чтобы все грузы соответствующим образом закреплялись с помощью по меньшей мере двух (2) точек во время транспортировки. Настоящее изобретение предлагает, среди прочего, новую и преимущественную систему, которая соответствует всем требованиям к перевозчикам для транспортировки системы обработки воды и сточных вод, в то же время по-прежнему обеспечивающую быструю адаптацию системы и/или замену емкостей 612 для обработки.

Если обратиться к фигурам 7А и 7В, здесь теперь будет обсуждаться направляющая и блокирующая система 70. Направляющая и блокирующая система 70 содержит пару отделенных некоторым расстоянием друг от друга продолговатых направляющих рельсов 732. Направляющие рельсы 732 могут быть отделены друг от друга выбранным расстоянием, которое измеряют, чтобы оно соответствовало опорной рамке (которая будет обсуждаться позднее) емкостей 612 для обработки. Отделенные некоторым расстоянием друг от друга продолговатые рельсы 732 конструируются из любого материала и в любой форме, которая обеспечивает необходимую опору и структуру, например с использованием металлического уголкового железа.

Для применений, где направляющая и блокирующая система 70 используется в закрытом трейлере или фургоне, направляющая и блокирующая система 70 может конфигурироваться для скольжения к дверям и от них; они, как правило, находятся на дальнем конце трейлера. В дополнение к этому для расположения в закрытых трейлерах или фургонах направляющая и блокирующая система 70 может конфигурироваться так, чтобы легко совмещать, направлять и осуществлять скольжение емкостей для обработки вдоль направляющих рельсов без обязательного удаления направляющих рельсов 732 из трейлера. Для таких применений конечные части рельсов 732, которые ближе всего к отверстию в трейлере, могут содержать направляющую часть 734, которая может конфигурироваться, чтобы помогать при перемещении или при скользящем действии опорной рамы емкости 10 для обработки от отверстия в трейлере, вдоль пола трейлера и между продолговатыми рельсами 732. Например, направляющая часть 734 может содержать наклонную направляющую часть, наклоненную под различными углами. Хотя можно использовать различные углы, чтобы соответствовать конкретным опорным рамам емкостей для обработки, авторы обнаружили, что эффективным является угол 22,5°.

Если обратиться опять к фигурам 7А и 7В, здесь блокирующая и направляющая система 70 также может содержать множество поперечных элементов 736, которые могут простираться по существу перпендикулярно по пространству между продолговатыми рельсами 732. Имеется достаточное количество поперечных элементов 736, так что каждая емкость 12 для обработки соответствует поперечному элементу 736, предпочтительно двум поперечным элементам 736, как будет описано ниже. Поперечные элементы 736 могут содержать округленную часть 740, расположенную на ближнем и дальнем краю поперечного элемента 736.

Обращаясь к фигуре 8 и 9, здесь блокирующая и направляющая система может конфигурироваться таким образом, что каждый поперечный элемент 736 может разъемно блокироваться в заданном положении для аккомодации конкретной емкости для обработки. Продолговатые рельсы 732 могут содержать приемный элемент 738 замка, который может, каждый, принимать округленную часть 740 поперечного элемента 736. Чтобы помочь при ручных и механизированных манипуляциях с поперечными элементами 736, каждый поперечный элемент 736 может содержать ручку 742.

Фигура 9 изображает с вырывом часть продолговатого рельса и блокирующую и направляющую систему 90. Поперечный элемент 936 имеет приемную часть 959 для болта, который простирается наружу из поперечного элемента 936. Приемный элемент 956 для болта принимает болт 960. Фиксирующий элемент 962 простирается из продолговатого рельса 710 и, как правило, фиксируется в заданном положении, например, посредством сварки или чего-либо подобного. Фиксирующий элемент 962 имеет отверстие 963, которое также принимает болт 960 и зацепляется с приемным элементом 964 замка, который может иметь часть с резьбой (не показана). Вращение болта 960 может заставить болт 960 высвободить поперечный элемент 936 из заданного положения в приемном элементе 964 замка. Другие типы болтов, резьбы и средств фиксации могут использоваться в качестве альтернативных структур для разъемного крепления поперечного элемента 936 и продолговатого рельса 732.

Направим теперь внимание на фигуру 10, которая иллюстрирует иллюстративную емкость 1010 для обработки, которая может использоваться в блокирующей и направляющей системе в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Емкость 1010 для обработки может быть окружена рамкой 1020, которая может поддерживать емкость 1010 для обработки во время транспортировки, использования и регенерации. Рамка 1020 может содержать множество ножек 1021, которые, в свою очередь, могут содержать один или более по существу горизонтально ориентированных опорных поверхностей 1022. Опорные поверхности 1022 могут быть отделены друг от друга расстоянием чуть меньшим, чем расстояние, которым продолговатые рельсы 732 отделены друг от друга, чтобы помочь при скольжении емкости 1010 для обработки между продолговатыми рельсами 732. Рамка 50 может содержать также один или более армирующих элементов 1023, которые могут простираться между опорными поверхностями 1022 для обеспечения дополнительной опоры и стабильности.

Каждая опорная поверхность 1022 может простираться в продольном направлении под соответствующими ей ножками 1021 на расстояние, достаточное для того, чтобы позволить поперечным элементам 736, 936 простираться сквозь него и зацепляться с опорными поверхностями 1022.

Как показано на фигуре 10, подъемник или другое механическое подъемное устройство (например, автопогрузчик с вилочным захватом и тому подобное) 1030 может использоваться для транспортировки емкости 712 для обработки и рамки 1020 как одного узла в систему обработки воды и из нее. Таким образом, система обработки воды может модифицироваться быстро и эффективно или отработавшие емкости для обработки могут заменяться свежими емкостями для обработки, так что отработавшие емкости для обработки могут подвергаться регенерации.

Если обращаться к фигуре 11, здесь каждая емкость для обработки (например, 712, 1010) может содержать внутреннюю структуру 1144 труб, которая может быть соединена с входом 1116 и выходом 1118. Внутренняя структура 1144 труб может дополнительно содержать входное распределительное устройство 1146 и выходной приемник 1148. Выходной приемник 1148 может конфигурироваться в виде звездообразной системы и может располагаться вблизи днища емкости для обработки для приема текучей среды, которая протекает вниз из верхней части емкости для обработки в нижнюю часть емкости 712 для обработки. Емкость для обработки может содержать фильтрующее вещество, такое как ионообменная смола, через которую текучая среда, которая должна обрабатываться, может протекать из верхней части емкости для обработки, через фильтрующее вещество, и в нижнюю часть емкости для обработки. Необходимо понять, что структура, иллюстрируемая на фигуре 11, является всего лишь иллюстративной и репрезентативной и могут использоваться альтернативные структуры.

Фигура 12 показывает поперечный элемент 1210, простирающийся по опорной поверхности 1220 с помощью ручки 42. Поперечный элемент 1210 может разъемно блокироваться в выбранном положении посредством зацепления болта 1230, который простирается через сквозное отверстие в блокирующем элементе 1240 для зацепления с приемным элементом 1250 замка, который также имеет часть с резьбой для приема болта 1230. Болт 1230 поворачивается в заблокированное положение или незаблокированное положение в зависимости от того, должна ли емкость для обработки находиться в "заблокированном" или в "незаблокированном" положении.

Используя устройство, описанное выше, можно обеспечить высокоэффективную мобильную систему обработки воды и сточных вод и соответствующий способ, с помощью которого трейлер, транспортирующий систему фильтрования, может легко перемещаться в положение, которое производит воду и/или сточные воды, нуждающиеся в обработке, такой как деионизация. Трейлер может перемещаться в выбранное положение, и с помощью "быстроразъемного соединения" вода/сточные воды, которые должны обрабатываться, могут подаваться на вход, и сходное быстроразъемное соединение может использоваться и для обработанной воды. Затем может инициироваться протекание воды, которая должна обрабатываться, и можно осуществлять обработку воды. Емкость и поток воды, которая должна обрабатываться, могут контролироваться контроллером, таким как электронный контроллер, не показано. Такие контроллеры могут отслеживать любое количество параметров способа, таких как уровень обработки обработанной воды. Это может помочь при определении того, когда ионообменная смола в танках для обработки воды нуждается в регенерации. При таком определении способ обработки воды может быть остановлен.

Если система обработки воды и сточных вод должна модифицироваться или если ионообменная смола должна регенерироваться, входы и выходы для системы могут быть отсоединены и трейлер может быть удален. Альтернативный трейлер с соответствующей системой фильтрования (или с регенерированной ионообменной смолой) может затем присоединяться к текучей среде, которая должна обрабатываться, сводя тем самым к минимуму любое время пребывания системы пребывания в неработающем состоянии. Удаленный трейлер может транспортироваться на установку, где система может модифицироваться и перестраиваться для конкретного применения или где может регенерироваться ионообменная смола.

Используя направляющую и блокирующую систему в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, емкости для обработки (например, 712, 1010) могут быть снабжены разъемами типа быстроразъемного соединения, так что емкости для обработки могут быстро устанавливаться в направляющей и блокирующей системе и удаляться из нее. При работе для удаления емкости для обработки она отсоединяется от соединений типа быстроразъемного соединения, которое обеспечивает сообщение по текучей среде между емкостью для обработки и трубами, установленными на трейлере. Затем опорные поверхности 1220 емкости для обработки разблокируются из поперечных элементов 1210 и емкость для обработки может удаляться посредством ее скольжения вдоль продолговатых рельсов 710 и из трейлера.

Хотя предполагается, что емкости для обработки могут модифицироваться (например, регенерируя или заменяя одну ионообменную смолу другой) в трейлере, может быть, такие модификации было бы удобнее осуществлять после удаления емкостей для обработки из трейлера.

Затем емкости для обработки (либо другие емкости для обработки, либо те же емкости для обработки, которые модифицируют или регенерируют) могут повторно поступать в трейлер посредством осуществления в обратном порядке операции удаления и скольжения емкостей для обработки вдоль продолговатых рельсов до тех пор, пока они не окажутся в нужном положении, а затем блокировки опорных поверхностей емкостей для обработки на поперечных рельсах направляющей и блокирующей системы.

Системы и способы по настоящему изобретению сильно улучшают эффективность способа обработки воды/сточных вод, поскольку замена емкостей для обработки в трейлере может быть осуществлена приблизительно за один час или меньше (по сравнению с системами, известными из литературы, которые, как правило, требуют пять часов или больше). Настоящее изобретение также упрощает работу на установке для регенерации, поскольку на установке для регенерации нет давления конкретного времени для быстрой регенерации конкретной емкости для обработки. Поскольку емкости для обработки являются взаимно заменяемыми, другие емкости 712 для обработки могут быть помещены на трейлер сразу после того, как удаляют существующие емкости для обработки. Это делает возможной более равномерную работу установки для регенерации.

Хотя устройство и способы описаны в связи с их конкретными формами, очевидно, что большое разнообразие эквивалентов может быть заменой для конкретных элементов, описанных в настоящем документе, без отклонения от духа и рамок настоящего описания, как описано в прилагаемой формуле изобретения. Например, если используют грузовые платформы, поперечные рельсы могут на постоянной основе располагаться по существу перпендикулярно продолговатым рельсам, и поперечные рельсы, вместо направляющих рельсов, могут содержать наклонную направляющую часть, так что автопогрузчик с вилочным захватом или сходное устройство может располагаться в совмещении с поперечными рельсами для быстрого удаления. Альтернативно настоящее изобретение может конфигурироваться для окружающей среды, где есть подъемный кран, и наклонные направляющие части могут конфигурироваться в расположении более близком к вертикальному, чтобы направлять вставку танков для обработки в трейлер и блокирующую систему с помощью подъемного крана. Многочисленные модификации систем и способов настоящего изобретения могут конфигурироваться специалистом в данной области без отклонения от рамок настоящего изобретения.

Изобретение относится к мобильным системам для обработки воды и сточных вод посредством деионизации. Система обработки текучих сред включает мобильное устройство; систему транспортировки, соединенную с мобильным устройством, содержащую: пару разнесенных друг от друга, по существу параллельных рельсов; один или более фиксирующих элементов, имеющих блокирующие устройства, которые зацепляются с частями рельсов; одну или более емкостей для обработки, присоединенную к раме, содержащей опорную систему, причем емкости для обработки присоединены с возможностью снятия к системе транспортировки и закреплены посредством одного или более фиксирующих элементов, дополнительно зацепляющих раму или опорную систему, каждая емкость для обработки содержит материал для обработки, расположенный внутри емкости для обработки, по меньшей мере один вход для текучей среды и по меньшей мере один выход для текучей среды; входную трубу, которая принимает текучую среду, которая должна обрабатываться, причем входная труба находится в сообщении по текучей среде с входом для текучей среды на емкости для обработки; и выходную трубу в сообщении по текучей среде с выходом для текучей среды на емкости для обработки, причем выходная труба принимает обработанную текучую среду из емкости для обработки через выход для текучей среды. Изобретение обеспечивает мобильную систему обработки, которая может быстро и эффективно модифицироваться, адаптироваться или регулироваться для конкретного применения или для изменяющихся условий. 10 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Система обработки текучей среды, содержащая:
мобильное устройство;
систему транспортировки, соединенную с мобильным устройством, содержащую:
пару разнесенных друг от друга, по существу параллельных рельсов;
один или более фиксирующих элементов, имеющих блокирующие устройства, которые зацепляются с частями рельсов;
одну или более емкостей для обработки, присоединенную к раме, содержащей опорную систему, причем емкости для обработки присоединены с возможностью снятия к системе транспортировки и закреплены посредством одного или более фиксирующих элементов, дополнительно зацепляющих раму или опорную систему, каждая емкость для обработки содержит материал для обработки, расположенный внутри емкости для обработки, по меньшей мере один вход для текучей среды и по меньшей мере один выход для текучей среды;
входную трубу, которая принимает текучую среду, которая должна обрабатываться, причем входная труба находится в сообщении по текучей среде с входом для текучей среды на емкости для обработки; и
выходную трубу в сообщении по текучей среде с выходом для текучей среды на емкости для обработки, причем выходная труба принимает обработанную текучую среду из емкости для обработки через выход для текучей среды.

2. Система по п. 1, в которой материал для обработки представляет собой ионообменную смолу.

3. Система по п. 1, в которой одна или более емкостей для обработки содержат:
одну или более емкостей для обработки, заполненных катионной ионообменной смолой;
одну или более емкостей для обработки, заполненных анионной ионообменной смолой; и
одну или более емкостей для обработки, заполненных смесью катионной и анионной ионообменной смолы.

4. Система по п. 1, в которой материал для обработки в одной или более емкостях для обработки выбирают из группы, состоящей из: катионной ионообменной смолы; анионной ионообменной смолы; смеси катионной и анионной ионообменной смолы; песка и другой фильтрующей среды.

5. Система по п. 1, в которой мобильное устройство представляет собой трейлер.

6. Система по п. 1, в которой мобильное устройство представляет собой грузовой автомобиль.

7. Система по п. 1, в которой система транспортировки дополнительно содержит:
один или более поперечных элементов, которые по существу перпендикулярны рельсам, причем один или более поперечных элементов присоединены к рельсам; и
причем фиксирующие элементы зацепляются с частями рельсов или поперечных элементов

8. Система по п. 1, в которой опорные элементы зацепляются с рельсами системы транспортировки.

9. Система по п. 1, в которой рамка содержит четыре по существу вертикально ориентированных ножки, и опорные элементы содержат пару по существу горизонтально ориентированных опорных поверхностей, соединенных с парами ножек.

10. Система по п. 9, в которой опорные поверхности по существу параллельны рельсам и имеют наружные боковые поверхности, отделенные друг от друга расстоянием чуть меньшим, чем расстояние между внутренними боковыми поверхностями рельсов.

11. Система по п. 10, в которой фиксирующие элементы зацепляют опорные поверхности, чтобы тем самым фиксировать емкости для обработки в выбранных блокирующих положениях.