Система водоподготовки для ледовых площадок Российский патент 2020 года по МПК F25C3/02 

Изобретение относится к льдообразованию и может быть использовано в спорте и строительстве при создании искусственных катков и их разновидностей - конькобежных дорожек, хоккейных площадок и пр.

Известны традиционные системы подготовки воды для ледовых арен, в которых основным блоком глубокой очистки и деминерализации воды являются мембранные установки обратного осмоса (см., например: http://www.osmos.ru/prom/vodopodgotovka_info/statji/vodopodgotovka_ledovye_areny.html). Такие схемы характеризуются высокой технологической сложностью, энергозатратностью и чувствительностью даже к незначительным отклонениям от заложенных параметров.

Известна система для производства льда с использованием дегазированной воды, сочетающая способ производства льда для рекреационного использования и устройство для производства льда для рекреационного использования причем упомянутое устройство содержит устройство для дегазации воды, имеющее впускное отверстие для воды и выпускное отверстие для (RU2011136664A), воды, при этом впускное отверстие для воды подает воду, содержащую растворенный газ, а выпускное отверстие для воды выпускает дегазированную воду, причем газ удаляется посредством вакуумного всасывания через мембранный фильтр. Данная система фактически является вариацией традиционной системы водоподготовки с присущими той недостатками.

Известна система водоподготовки для ледовых катков REALice (см.: http://h2ovortex.ru/products/realice). Лед, залитый водой, подготовленной с использованием системы REALice, замерзает тонкими слоями, которые окутывают друг друга, делая таким образом лед значительно прочнее и лучше обычного. Лед быстрее замерзает и сохраняется при более высоких температурах, что влечет за собой экономию энергии – можно повысить температуру используемого льда до 1-2°C. Можно также использовать воду при температуре ниже 20°C.

В основе системы водоподготовки REALice лежит вихревой генератор. Энергия в системах вырабатывается за счет образования потоком воды вихря. Вода, подготовленная при помощи систем Realice экологически чистая, очищенная от различных примесей, включая известковые частицы и различные химикаты. Также при помощи установки происходит практически полная дегазация воды. Такое решение позволяет экономить воду и электроэнергию (см.: http://h2ovortex.ru/products).

Упомянутый вихревой генератор системы REALice представляет собой турбулизатор, защищенный патентом EA014490 (B1), содержащий входную часть, образующую по меньшей мере один спиралеобразный конический канал, который формирует вихрь текучей среды; и вихревую камеру, находящуюся в сообщении по текучей среде с входной частью, причем её продольное внутреннее сечение имеет воронкообразную форму или овальную форму и образует на ее конце выходное отверстие для текучей среды.

Система водоподготовки REALice не является пределом в области льдоподготовки.

Задачей изобретения являлось дальнейшее повышение характеристик получаемого льда.

Указанная задача решается системой водоподготовки для ледовых площадок, включающей в качестве основного элемента вихревой генератор, в которой, согласно предложению, в качестве вихревого генератора установлен гидродинамический кавитатор, содержащий корпус с входным и выходным соплами, торообразную кавитационную камеру с отверстиями для подачи в камеру воздуха или жидкости и элементом вторичной кавитации, выполненным в виде кольца в проточке камеры, и жестко установленную спиралевидную лопасть во входном сопле.

Конструкция данного гидродинамического кавитатора, защищена патентом RU179223U1. Назначение – обеззараживание хозяйственно-бытовых сточных вод, в частности эффект достигается действием пульсаций давления от кавитационных пузырьков, в результате которых происходит разрушение клеточной оболочки бактерий и гибель микроорганизмов.

На фиг. 1 представлена схема генератора гидродинамического кавитатора в разрезе.

Гидродинамический кавитатор содержит корпус 1, в котором выполнены входное сопло 2, торообразная кавитационная камера 3, выходное сопло 4, а также проточка 5 и кольцо 6. В корпусе 1 выполнены отверстия 7 для подсоса воздуха (газа) или жидкости или и того и другого одновременно. Входное сопло 2 и выходное сопло 4 сужены в области соединения с камерой 3. Гидродинамический кавитатор во входном сопле 2 в его сужающейся части содержит жестко установленную спиралевидную лопасть 8. В предложенном гидродинамическом кавитаторе входное сопло 2 может быть выполнено со смещением относительно оси кавитационной камеры 9. Материал для изготовления всех основных деталей – нержавеющая сталь.

На фиг. 2 показана общая схема предлагаемой системы водоподготовки для ледовых площадок.

Система водоподготовки для ледовых площадок включает блок 10 гидродинамического кавитатора. Данный блок может включать самовсасывающий насос для стабильной работы кавитатора, в результате чего возможно его применение с сетями водоснабжения с любым давлением. Система дополнена фильтром грубой очистки 11 и осадочным фильтром-обезжелезивателем 12.

Вода, пропускаема через предлагаемую систему, позволяет достичь следующих результатов:

- диапазон температуры используемой воды составляет от +4 до + 80°С;

- пролонгированный эффект от обработки воды при кавитации достигает 1 года и более (возможно запасание и хранение подготовленной воды), для сравнения: эффект от обработки воды системой Realise пропадает через 24 часа (вода возвращается в исходное состояние).

Следует отметить, что по другим критериям сравнения с прототипом заявленное техническое решение, по меньшей мере, не уступает системе Realise, в частности:

- происходит снижение вязкости воды (улучшается качество заливки трещин и других дефектных зон);

- более чем в 3 раза улучшается теплопроводность воды (соответственно уменьшается время заморозки: скорость замерзания льда, по сравнению с заливкой горячей водой, увеличивается в 2 раза);

- при сохранении мощности холодильной установки температура льда уменьшается на 1.5-2 градуса;

- улучшается качества льда - становится «более быстрым» (субъективное мнение тренеров по хоккею и фигурному катанию, высказанное в процессе проводимых тестов).

Изобретение относится к способам льдообразования и может быть использовано в спорте и строительстве при создании искусственных катков и их разновидностей - конькобежных дорожек, хоккейных площадок и подобного. Система водоподготовки для ледовых площадок включает в качестве основного элемента вихревой генератор, при этом в качестве вихревого генератора установлен гидродинамический кавитатор, содержащий корпус с входным и выходным соплами, торообразную кавитационную камеру с отверстиями для подачи в камеру воздуха или жидкости и элементом вторичной кавитации, выполненным в виде кольца в проточке камеры, и жестко установленную спиралевидную лопасть во входном сопле. Результатом является улучшение характеристик льда для катания. 2 ил.

Система водоподготовки для ледовых площадок, включающая в качестве основного элемента вихревой генератор, отличающаяся тем, что в качестве вихревого генератора установлен гидродинамический кавитатор, содержащий корпус с входным и выходным соплами, торообразную кавитационную камеру с отверстиями для подачи в камеру воздуха или жидкости и элементом вторичной кавитации, выполненным в виде кольца в проточке камеры, и жестко установленную спиралевидную лопасть во входном сопле.