Устройство для получения пресной воды Российский патент 2024 года по МПК E03B3/28 

Изобретение относится к способам автономного получения чистой, пресной воды, путем испарения очищаемой воды и конденсации паровоздушной смеси. Изобретение может быть использовано для водоснабжения населения и армейских подразделений.

Известно аналогичное устройство для извлечения воды из воздуха, содержащее термодинамический преобразователь, в котором имеется канал для транспортирования потока воздуха, содержащего пары воды, в котором расположены охлаждающий элемент холодильной машины, теплообменник и вентилятор, и сборник конденсата, сообщенный с частью канала, отличающееся тем, что теплообменник выполнен многосекционным, каждая секция которого состоит из пары теплопередающих элементов, общее число которых равно n, при этом теплопередающие элементы теплоизолированы одни от других и в каждой секции расположены по обе стороны от охлаждающего элемента и связаны между собой по тепловому потоку так, что по порядку расположения первый теплопередающий элемент связан с n-м, второй с (n 1)-м и далее последовательно теплопередающий элемент n/2 с теплопередающим элементом n/2+1 (смотри патент РФ №2 081 256, класс МПК Е03В 3/28, Опубликованный: 1997.06.10)

Недостатком устройства является конденсация паровоздушной смеси при атмосферном давлении, что снижает производительность устройства по чистой, пресной воде.

Известно аналогичное устройство для получения питьевой воды из окружающего воздуха внутри или снаружи строения или жилища. Имеется воздушный фильтр для фильтрации воздуха перед его обработкой. Воздушный фильтр может содержать одноразовый чувствительный элемент, который делает его непригодным для использования при снятии с генератора. Для удаления водяных паров из воздуха предусмотрен конденсатор. Между конденсатором и точкой сбора находится непосредственный резервуар временного хранения или трубопровод к этому резервуару, который содержит ультрафиолетовый свет для уничтожения существующих микроорганизмов, а также насос для транспортировки воды через последующий фильтр для воды, второе воздействие, к ультрафиолетовому свету, и в конечном итоге в конечной точке сброса во внутренний или внешний водонакопитель может появиться еще один ультрафиолет, создающий стерильный выход из первичной системы. Фильтр для воды также может включать в себя одноразовый чувствительный элемент, который делает его непригодным для использования при удалении. Может быть предусмотрен переключатель для автоматического отключения устройства до тех пор, пока одноразовый или очищаемый элемент воздушного фильтра не будет заменен или очищен. Для отключения устройства может быть предусмотрен таймер или расходомер до тех пор, пока фильтрующий элемент для воды не будет заменен после заранее определенного количества часов или объема воды в работе. Может быть предусмотрен датчик для отключения устройства, когда УФ-свет(ы) перестают работать (смотри патент США №5203989, МПК Е03В 3/28, опубликованный 20.04.1987)

Недостаток устройства состоит в том, что конденсация паровоздушной смеси происходит при атмосферном давлении. Использование холодильной машины для охлаждения паровоздушной смеси требует дополнительных затрат энергии для ее работы.

Наиболее близким техническим решением к заявленному устройству по совокупности признаков является устройство для получения пресной воды состоящее из теплоизолированного корпуса, внутри которого расположена очищаемая вода и конденсатор в котором размещен сборник пресной воды, а стенки конденсатора содержат отверстия, выполненные выше уровня собранной пресной воды и снабженные обратными клапанами, уровень очищаемой воды должен быть выше отверстий, а в дне сборника пресной воды размещена выходная трубка с краном для выпуска очищенной воды, кроме того имеется нагнетатель, вход которого размещен внутри корпуса, в верхней его части, а выход внутри конденсатора в верхней его части (см. фиг.1, патент РФ 2729408 МПК Е03В 3/28 опубл. 06,083,2020 Бюл. №22 Выбрано за прототип).

Недостаток прототипа состоит в том, что сборник пресной воды располагается в конденсаторе. Это требует размещать отверстия в стенке конденсатора выше уровня собираемой пресной воды (см. фиг 1 в описании прототипа). Объем сборника пресной воды меньше объема очищаемой воды. При заполнении сборника устройство перестает работать, так как пресная вода через отверстия будет поступать в очищаемую воду. Приходится следить за заполнением сборника пресной воды, чтобы он не переполнился, в результате переполнения процесс очистки прекращается. Очищаемая вода, расположенная в пространстве от дна корпуса до отверстий не участвует в насыщении пузырьков воздуха влагой, так как они через нее не барботируются.

Техническая задача состоит в том, чтобы устранить перечисленные выше недостатки.

Это достигается тем, что устройство для получения пресной воды содержащее теплоизолированный корпус с расположенным в нем конденсатором, в котором выполнены отверстия, снабженные обратными клапанами, в днище сборника пресной воды расположена трубка с краном для выпуска очищенной воды, кроме того имеется нагнетатель, вход которого размещен внутри теплоизолированного корпуса, в верхней его части, а выход внутри конденсатора в верхней его части, особенностью является то, что теплоизолированный корпус снабжен трубкой с краном в верхней его части для выпуска воздуха и трубкой с краном и воронкой для заливки очищаемой воды, кроме того теплоизолированный корпус выполнен разборным, нижняя часть которого содержит сборник пресной воды, выше которого закреплен конденсатор.

Дополнительно устройство для получения пресной воды, характеризуется тем, что поверхность конденсатора с внутренней и внешней стороны снабжена теплообменными ребрами.

Пример конкретного выполнения изобретения поясняется чертежами.

Фиг. 1 - изображен разрез устройства.

Фиг. 2 - вид по А-А.

На чертежах изображено:

Устройство для получения пресной воды содержащее тепловую изоляцию 1 корпуса состоящего из двух частей верхней 2 и нижней 3. В нижней части 3 корпуса размещен сборник 4 пресной воды с трубкой и краном 5 в днище для выпуска очищенной воды. К фланцу нижней части корпуса герметично прикреплен конденсатор 6, на внутренней поверхности которого расположены вертикально теплообменные ребра 7, а на наружной поверхности аналогичные теплообменные ребра 8. В самом низу конденсатора 6 выполнены отверстия 9 снабженные обратными клапанами (не показаны). Имеется нагнетатель 10, вход 11 которого размещен внутри корпуса, в верхней 2 его части, а выход 12 внутри конденсатора 6 в верхней его части. Верхняя 2 часть корпуса скрепляется винтами с нижней 3 частью корпуса через уплотнительный элемент 13, обеспечивающий герметизацию внутреннего пространства в котором находится очищаемая вода 14. Так же в верхней 2 части корпуса установлена трубка с краном 15, для выпуска воздуха при заливке очищаемой воды 14 и для впуска воздуха при сливе очищенной воды. Имеется трубка с краном 16 и воронкой 17 предназначенной для заполнения устройства очищаемой водой. Объем сборника 4 пресной воды должен превышать объем залитой очищаемой воды 14. Для предотвращения попадания очищаемой воды в конденсатор влаги 6 отверстия 9 снабжают обратными клапанами (на чертеже не показаны). Конденсат, образующийся в конденсаторе 6 стекает в сборник 4 пресной воды через отверстие 18 во фланце 19.

Работа устройства.

Заполнение устройства очищаемой водой. Открываем кран 15. Открываем кран 16. Через воронку 17 заполняем внутреннее пространство устройства очищаемой водой. Как только через край воронки 17 будет переливаться очищаемая вода, значит устройство заполнено. Закрываем краны 14 и 15. Включаем нагнетатель 10, который сжимает паровоздушную смесь и подает ее в конденсатор, где она охлаждается. Происходит осаждение паров воды при повышенном давлении и осушение воздуха. Конденсатор охлаждается за счет отбора тепла расширяющимся осушенным воздухом, выходящим из конденсатора и барботируемым через очищаемую воду. Барботируемый воздух, получая тепло от воды, нагревается и насыщается парами воды. Насыщенный парами воды воздух поступает на вход 11 нагнетателя 10. Цикл повторяется. Для извлечения пресной воды из устройства надо открыть кран 15 и кран 5.

Время от времени снимают верхнюю 2 часть корпуса для очистки поверхности теплообменных ребер 8 от осадка. Заявленное техническое решение может применяться для получения чистой, пресной воды в моторизованных войсковых подразделениях, при наличии загрязненной пресной или морской воды, с использованием в качестве нагнетателей воздуха компрессоров боевых и транспортных машин.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, относится к устройствам автономного получения чистой, пресной воды, путем испарения очищаемой воды и конденсации паровоздушной смеси.

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечивать достижение усматриваемого заявителем технического результата.

- преимущество изобретения состоит в том, что нет необходимости следить за величиной уровня жидкости в сборнике пресной воды.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Изобретение относится к области водоснабжения. Устройство содержит теплоизолированный (1) корпус с расположенным в нем конденсатором (6), в котором выполнены отверстия (9), снабженные обратными клапанами. В днище сборника (4) пресной воды расположена трубка с краном (5) для выпуска очищенной воды. Устройство содержит нагнетатель (10), вход (11) которого размещен внутри теплоизолированного корпуса в верхней (2) его части, а выход (12) внутри конденсатора (6) в верхней его части. Теплоизолированный корпус снабжен трубкой с краном (15) в верхней (2) его части для выпуска воздуха и трубкой с краном (16) и воронкой (17) для заливки очищаемой воды. Теплоизолированный (1) корпус выполнен разборным, нижняя (3) часть которого содержит сборник (4) пресной воды, выше которого закреплен конденсатор (6). Обеспечивается исключение необходимости следить за величиной уровня жидкости в сборнике пресной воды. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для получения пресной воды, содержащее теплоизолированный корпус с расположенным в нем конденсатором, в котором выполнены отверстия, снабженные обратными клапанами, в днище сборника пресной воды расположена трубка с краном для выпуска очищенной воды, кроме того, имеется нагнетатель, вход которого размещен внутри теплоизолированного корпуса в верхней его части, а выход внутри конденсатора в верхней его части, отличающееся тем, что теплоизолированный корпус снабжен трубкой с краном в верхней его части для выпуска воздуха и трубкой с краном и воронкой для заливки очищаемой воды, кроме того, теплоизолированный корпус выполнен разборным, нижняя часть которого содержит сборник пресной воды, выше которого закреплен конденсатор.

2. Устройство для получения пресной воды по п. 1, отличающееся тем, что поверхность конденсатора с внутренней и внешней стороны снабжена теплообменными ребрами.