ПРОТОЧНО-НАКОПИТЕЛЬНЫЙ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ СТЕРИЛИЗАТОР ДЛЯ АКВАВЕНДИНГОВОГО АППАРАТА Российский патент 2025 года по МПК G07F13/00 C02F1/32 

Область техники, к которым относится изобретение

Изобретение относится к аквавендинговым аппаратам, т.е. к автоматам продажи воды путем автоматически управляемой выдачи очищенной с использованием обратного осмоса и стерилизованной ультрафиолетом воды из проточно-накопительного акварезервуара, находящегося внутри аква-вендингового аппарата, в тару (емкость, бутыль) покупателя воды при помощи погружного центробежного насоса с «мокрым» ротором (погружного, возможно циркуляционного), рабочее колесо которого приводится электроприводом постоянного тока с низким (безопасным) напряжением питания.

Уровень техники

Использование погружного центробежного насоса с «мокрым» ротором, рабочее колесо которого приводится электроприводом постоянного тока с низким (безопасным) напряжением питания, обеспечивает, как это широко известно, существенное снижение шума от работы насоса, снижение напряжения питающей электросети до безопасного уровня, повышение надежности и долговечности за счет использования воды в качестве смазки и охлаждающего агента. Эти известные свойства погружного насоса с очевидностью проявляются при его применении в аквавендинговых аппаратах, причем так, что предполагает размещение этого насоса внутри проточно-накопительного акварезервуара этого аппарата непосредственно в его (акварезервуара) воде и в области его днища. Однако такое применение рассматриваемого насоса в аквавендинговом аппарате создает известное техническое противоречие, так как с одной стороны, имеет место проявление всех его известных позитивных свойств, важных для аквавендинга, а с другой стороны, значительно затрудняет обеспечение необходимой стерильности воды в акварезервуаре, так как такой насос при таком его расположении создает существенные помехи периодическому осуществлению процедур автоматизированного промывания акварезервуара, предписываемых санитарными нормами.

Данное противоречие снимает техническое решение по патенту RU №2742909 С1 (МПК G07F 13/00, опубликовано 11.02.2021 Бюл. №5), принятое за прототип. При этом в этом техническом решении достигается цель снятия этого противоречия тем, что в этом известном техническом решении выходной трубопровод акварезервуара, подключенный к акварезервуару в области его днища, выполнен U-образным с протяженным горизонтальным участком, так что в нем (в выходном трубопроводе) в его горизонтальном участке образуется гидрозатвор, а погружной насос расположен в этом горизонтальном участке и, следовательно, в воде этого гидрозатвора.

Указанный известный проточно-накопительный ультрафиолетовый стерилизатор для аквавендингового аппарата (прототип: патент RU №2742909) содержит проточно-накопительный акварезервуар, источник ультрафиолетового излучения, установленный в этом акварезервуаре в области его днища, центробежный насос с «мокрым» ротором, снабженный электроприводом постоянного тока, и выходной трубопровод для подачи воды из этого акварезервуара при помощи этого насоса в тару покупателя воды в процессе аквавендинга, при этом указанный выходной трубопровод выполнен U-образным, в горизонтальном участке которого образуется гидрозатвор и в нем установлен указанный насос.

Признаки известного проточно-накопительного ультрафиолетового стерилизатора для аквавендингового аппарата (прототипа), общие с признаками заявленного технического решения, заключаются в том, что известный стерилизатор содержит проточно-накопительный акварезервуар, источник ультрафиолетового излучения, установленный в этом акварезервуаре в области его днища, центробежный насос с «мокрым» ротором, снабженный электроприводом постоянного тока, и выходной трубопровод для подачи воды из этого акварезервуара при помощи этого насоса в тару покупателя воды в процессе аквавендинга.

Причина, препятствующая получению в известном стерилизаторе (прототипе) технического результата, который обеспечивается заявленным для патентования техническим решением, заключается в том, что в прототипе выходной трубопровод выполнен U-образным и в его горизонтальном участке расположен погружной насос. По этой причине в этом горизонтальном участке в ситуации низкого уровня воды в акварезервуаре и в моменты старта данного насоса образуются воздушно-водяные смеси, нарушающие работу насоса и тем самым снижающие надежность системы подачи воды из акварезервуара в тару покупателя воды. Причина этого негативного явления заключается в том, что в момент старта (включения) насоса в выходном трубопроводе непосредственно на входе в насос резко и значительно снижается давление, и тогда при малом уровне воды в акварезервуаре происходит прорыв воздуха, находящегося в акварезервуаре над водой, через толщу этого малого уровня воды к входу насоса с образованием воздушно-водяной смеси, нарушающей работу насоса.

Кроме того, в зимнее время эксплуатации аппарата насос, расположенный в горизонтальном участке выходного U-образного трубопровода, подвергается риску замерзания, что требует теплоизоляции насоса и его обогрева с использованием дополнительных электронагревательных элементов.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявленное для патентования техническое решение, заключается в необходимости повышения надежности системы подачи воды из акварезервуара в тару покупателя воды.

Раскрытие сущности изобретения

Технический результат, опосредствующий решение данной технической проблемы, заключается в том, что рассматриваемый насос включен в разрыв вертикального участка выходного трубопровода, являющегося его (трубопровода) начальным участком, расположенным внутри проточно-накопительного акварезервуара с образованием с этим акварезервуаром эффекта сообщающихся сосудов (один сосуд - это сам указанный акварезервуар, а другой сосуд, сообщающийся с первым, - это указанный вертикальный участок выходного трубопровода).

Проведенные эксперименты показали, что при таком расположении насоса и выходного трубопровода воздушно-водяная смесь в этом трубопроводе в момент старта насоса не образуется. А кроме того, насос при таком расположении не требует его теплоизоляции и подогрева при его зимней эксплуатации, поскольку эту функцию берет на себя вода, находящаяся в акварезервуаре и окружающая насос и связанный с ним вертикальный выходной трубопровод, ибо по определению эта вода всегда имеет положительную температуру как за счет энергии, полученной ранее из системы централизованного водоснабжения, так и за счет подогрева от источника ультрафиолетового излучения, а при необходимости, и от дополнительного электронагревателя.

Достигается технический результат тем, что проточно-накопительный ультрафиолетовый стерилизатор для аквавендингового аппарата содержит проточно-накопительный акварезервуар 1, источник 2 ультрафиолетового излучения, установленный в этом акварезервуаре, центробежный насос 4 с «мокрым» ротором, снабженный электроприводом постоянного тока, выходной трубопровод 5 для подачи воды из этого акварезервуара 1 при помощи этого насоса 4 в тару покупателя воды в процессе аквавендинга, а также вертикально ориентированный стакан 6, который расположен в акварезервуаре 1 и прикреплен своей верхней частью к съемной крышке 7 акварезервуара 1, и в этом стакане 6 расположен указанный насос 4, а также в стакане 6 расположен указанный выходной трубопровод 5, который в стакане 6 расположен вертикально и верхний конец которого через крышку 7 выходит наружу, а также в стакане 6 вертикально расположен патрубок 8 подачи стерилизованной воды, установленный в днище 9 стакана 6 с герметичным прохождением через это днище 9, так что его (патрубка 8) нижний конец гидравлически сообщается с внутренней полостью акварезервуара 1, а его (патрубка 8) верхний конец гидравлически связан с входом указанного насоса 4, выход которого при этом гидравлически связан с нижним концом выходного трубопровода 5.

Краткое описание чертежей

На прилагаемой фигуре (без номера) приведена функциональная схема заявленного проточно-накопительного ультрафиолетового стерилизатора для аквавендингового аппарата.

Осуществление изобретения

Проточно-накопительный ультрафиолетовый стерилизатор для аквавендингового аппарата (далее, - стерилизатор) содержит следующие конструктивные элементы, показанные на прилагаемой схеме.

Стерилизатор содержит проточно-накопительный акварезервуар 1 с днищем 3, выполненным в виде либо конуса, обращенного вершиной вниз, либо пирамиды, обращенной вершиной вниз, так что в этой вершине днища 3 установлен промывочный (сливной) патрубок 10, предназначенный для промывки акварезервуара 1. При этом акварезервуар 1 в его верхней части содержит съемную крышку 7, на которой закреплен («подвешен») стакан 6, и в нем (в акварезервуаре 1 в его рабочем состоянии), как показано на прилагаемой фигуре, находится вода 14, предварительно очищенная сорбцион-ными фильтрами и мембраной обратного осмоса.

Стерилизатор также содержит источник 2 ультрафиолетового излучения, установленный в нижней части акварезервуара 1, а именно, в области его днища 3, и предназначенный для ультрафиолетовой стерилизации воды непосредственно на выходе этой воды из акварезервуара 1, т.е. у нижнего конца патрубка 8.

Стерилизатор также содержит центробежный насос 4 с «мокрым» ротором, снабженный электроприводом постоянного тока и предназначенный для подачи воды 14 из нижней части акварезервуара 1 в тару 13 покупателя воды. При этом насос 4 расположен в стакане 6 в его нижней части, а именно, на расстоянии (по вертикали) от днища 9 стакана 6, не превышающем 10% высоты (вертикального габарита) стакана 6, а указанное днище 9, в свою очередь, расположено вблизи днища 3 акварезервуара 1, а именно, на расстоянии (по вертикали) от днища 3, не превышающем 10% высоты акварезервуара 1.

Стерилизатор также содержит выходной трубопровод 5 для подачи воды 14 из нижней части акварезервуара 1 при помощи насоса 4 и через патрубок 8 в тару 13 покупателя воды в процессе аквавендинга. При этом этот трубопровод 5 (его начальный участок) расположен в стакане 6 вертикально и с выходом наружу через крышку 7 акварезервуара 1.

Стерилизатор также содержит стакан 6, который представляет собой полый вертикально ориентированный цилиндр с плоским днищем 9, который установлен внутри акварезервуара 1 и закреплен своей верхней частью на крышке 7 (т.е. он висит на крышке 7). При этом высота стакана 6 является такой, что его днище 9 находится вблизи днища 3 акварезервуара 1 и в этом днище 9 установлен вертикально ориентированный патрубок 8 с герметичным прохождением этого патрубка через днище 9. Данная герметичность необходима для того, чтобы исключить возможность попадания воды 14 внутрь стакана 6 через зазоры между наружной стенкой патрубка 8 и периметром соответствующего отверстия в днище 9. При этом в стакане 6 в его нижней части (в непосредственной близости к днищу 9 стакана) расположен вертикально ориентированный насос 4, а также вертикально ориентированный выходной трубопровод 5, расположенный в стакане 6 над насосом 4, и вертикально ориентированный патрубок 8, проходящий сквозь днище 9 стакана 6, так что верхний конец трубопровода 5 через крышку 7 выходит наружу относительно акварезервуара 1 и стакана 6 и связан с камерой налива аквавендингового аппарата для подачи воды 14 в тару 13 покупателя этой воды, нижний конец трубопровода 5 гидравлически связан с выходом насоса 4, вход насоса 4 гидравлически связан с верхним концом патрубка 8, нижний конец которого гидравлически сообщается с внутренней полостью акварезервуара 1 в области его нижней части. Таким образом, трубопровод 5 и патрубок 8 совместно представляют собой единый трубопровод подачи воды 14 в тару 13 в процессе аквавендинга, а подающий эту воду насос 4 включен в разрыв начального (находящегося в стакане 6) вертикального участка этого единого трубопровода подачи воды 14, вход которого расположен под днищем 9 с таким расчетом, чтобы этот вход (т.е. нижний конец патрубка 8) находился в зоне эффективного облучения ультрафиолетом от источника 2. Это необходимо для обеспечения необходимой стерильности воды 14, подаваемой через патрубок 8, даже в том случае, когда вода в акварезервуаре 1 некоторое время остается без движения.

Стерилизатор также содержит промывочный патрубок 10, установленный в нижней точке (вершине конуса или пирамиды) днища 3 акварезервуара 1 для вывода промывочной воды (промывочного раствора) из акварезервуара 1 через открытый управляемый промывочный клапан 11 и отводящий трубопровод 12, предназначенный для отвода промывочной воды в канализацию (вход клапана 11 гидравлически связан с выходом патрубка 10, а выход этого клапана гидравлически связан с входом трубопровода 12).

Функционирование стерилизатора заключается в следующем.

Вода из сети общего водоснабжения в рамках аквавендингового аппарата проходит очистку фильтрами и мембраной обратного осмоса и поступает в проточно-накопительный акварезервуар 1 и из него через патрубок 8 и неработающий насос 4 заходит в трубопровод 5, так что по закону сообщающихся сосудов уровни воды 14 в акварезервуаре 1 и в вертикальном трубопроводе 5 являются всегда одинаковыми. При этом система управления аквавендинговым аппаратом в автоматическом режиме обеспечивает уровень воды 14 в акварезервуаре 1 (и, следовательно, в вертикальном трубопроводе 5) выше уровня расположения насоса 4 (точнее выше уровня расположения его выхода), что гарантирует выполнение условия «мокрого» ротора для насоса 4.

При включении насоса 4 давление на его входе резко снижается, что обусловливает жесткий старт подачи воды 14 через насос 4 вертикально вверх по вертикальному трубопроводу 5, в котором при этом по закону сообщающихся сосудов тот же исходный уровень воды 14, что и в акварезервуаре 1, что как раз и обеспечивает (как было установлено экспериментально) высокую устойчивость выполнения условия «мокрого» ротора в работе насоса 4, причем в экспериментах не было зафиксировано ни одного сбоя в работе насоса 4.

Кроме того, насос 4 и вертикальный трубопровод 5, располагаясь в стакане 6, находятся при этом в акварезервуаре 1 в окружении воды 14, всегда имеющей положительную температуру, так что по этой причине данный стерилизатор может работать при минусовых температурах окружающего аппарат воздуха без применения дополнительных электрических средств обогрева насоса 4.

Для осуществления промывки акварезервуара 1 промывочной водой (специальным дезинфицирующим раствором) снимают крышку 7 вместе с прикрепленным к ней стаканом 6 и расположенными в этом стакане насосом 4, трубопроводом 5 и патрубком 8. После этого в акварезервуар 1 подают промывочную воду при открытом клапане 11.

Изобретение относится к ультрафиолетовым стерилизаторам для аквавендинговых аппаратов, то есть аппаратов продажи воды. Сущность: устройство содержит проточно-накопительный резервуар (1), в котором установлены источник (2) ультрафиолетового излучения и вертикально ориентированный стакан (6). Стакан (6) верхней частью прикреплен к съемной крышке (7) резервуара (1). В стакане (6) расположен центробежный насос (4) с “мокрым” ротором, снабженный электроприводом постоянного тока. Также в стакане (6) расположен вертикальный выходной трубопровод (5) для подачи воды из резервуара (1) в тару (13) покупателя, верхний конец которого через крышку (7) выходит наружу. В днище (9) стакана герметично установлен вертикальный патрубок (8) подачи стерилизованной воды. Нижний конец патрубка (8) гидравлически сообщается с внутренней полостью резервуара (1), а верхний конец патрубка (8) гидравлически связан с выходом центробежного насоса (4). Выход центробежного насоса (4) гидравлически связан с нижним концом выходного трубопровода (5). Технический результат: улучшение эксплуатационных свойств стерилизатора, повышение надежности системы подачи воды из резервуара в тару покупателя. 1 ил.

Проточно-накопительный ультрафиолетовый стерилизатор для аквавендингового аппарата, который содержит проточно-накопительный акварезервуар (1), источник (2) ультрафиолетового излучения, установленный в этом акварезервуаре, центробежный насос (4) с “мокрым” ротором, снабженный электроприводом постоянного тока, и выходной трубопровод (5) для подачи воды из этого акварезервуара (1) при помощи этого насоса (4) в тару покупателя воды в процессе аквавендинга, отличающийся тем, что он содержит вертикально ориентированный стакан (6), который расположен в акварезервуаре (1) и прикреплен своей верхней частью к съемной крышке (7) акварезервуара (1), и в этом стакане (6) расположен указанный насос (4), также в стакане (6) расположен указанный выходной трубопровод (5), который в стакане (6) расположен вертикально и верхний конец которого через крышку (7) выходит наружу, также в стакане (6) вертикально расположен патрубок (8) подачи стерилизованной воды, установленный в днище (9) стакана (6) с герметичным прохождением через это днище (9), так что его (патрубка 8) нижний конец гидравлически сообщается с внутренней полостью акварезервуара (1), а его (патрубка 8) верхний конец гидравлически связан с входом указанного насоса (4), выход которого при этом гидравлически связан с нижним концом выходного трубопровода (5).