Устройство электромагнитной и вихревой очистки жидких стоков Российский патент 2025 года по МПК C02F1/48 

Изобретение относится к области систем очистки воды в трубопроводах сельского хозяйства.

В качестве аналога принята центрифуга для разделения суспензий [патент РФ №2185892, МПК В04В 11/02 (2000.01), В04В 7/08 (2000.01), бюл. №3, опубликовано 27.01.2004]. Центрифуга включает корпус и установленный в нем ротор, состоящий из цилиндра и связанных с ним с двух сторон большими основаниями усеченных конусов. Один из них имеет окна для выгрузки грубодисперсной фракции твердой фазы, а другой - окна для выгрузки высоко дисперсной фракции твердой фазы. В. роторе коаксиально расположен шнек, содержащий полый барабан и укрепленные на нем витки спирали. Части шнека, расположенные в конусах ротора, имеют противоположное направление витков спирали. Витки спирали на части шнека, расположенной в цилиндре, выполнены с направлением навивки такой же, как и на части шнека внутри усеченного конуса с окнами для выгрузки высокодисперсной фракции. Диаметр большего основания усеченного конуса с окнами для выгрузки грубодисперсной фракции меньше диаметра цилиндра. Ротор снабжен трубой питания и устройством для отвода фугата.

Недостатком устройства является то, что оно относится к механическому обезвоживанию осадка, для которого характерно недостаточное осветление сточных вод, что создает необходимость его повторной очистки и повышает нагрузку на очистные сооружения.

В качестве прототипа принят проточный электроактиватор воды [патент РФ №2429202, МПК C02F 1/46 (2006.01), бюл. №26, опубликовано 20.09.2011]. Проточный электроактиватор воды включает коаксиально расположенные положительно и отрицательно заряженные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними, при этом наружный электрод, выполняющий функцию корпуса, имеет форму полого цилиндра с присоединительными резьбовыми наконечниками, устанавливаемыми в резьбовых выточках подводящего и отводящего трубопроводов, а установленный внутри электрод состоит из стержня с наружной шнековой направляющей, витки которой имеют левостороннюю навивку. Стержень электрода имеет входную коническую направляющую и выходной сужающийся конус. Внутренний электрод и полупроницаемая диафрагма размещены внутри наружного электрода с возможностью монтажа-демонтажа, в резьбовой выточке подводящего трубопровода установлена контактная шайба, имеющая электрический контакт с установленным внутри электродом через клемму, зафиксирована в резьбовой выточке с помощью стопорного болта и изолирована от наружного электрода диэлектрической шайбой. Подвод электрического потенциала к наружному электроду обеспечивается через клемму, закрепленную на наружной поверхности электрода.

Недостатком устройства является отсутствие возможности применения устройства в области очистки жидких стоков. Работа устройства предусмотрена на основе постоянного тока с применением положительного и отрицательного электродов с целью последующего электролиза. Конструкция стержня электрода, имеющего входную коническую направляющую и выходной сужающийся конус, предусматривает потери на трение и соответствующий износ движущихся деталей.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение -обеспечение возможности эффективного применения устройства для очистки жидких стоков.

Технический результат - эффективная очистка жидких стоков от загрязнений.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в устройстве электромагнитной и вихревой очистки жидких стоков корпус, имеющий форму полого цилиндра, выполнен в виде вращающегося полого ротора внутренняя часть которого выполнена в виде оребренной, винтовой поверхности, направление хода которой, ориентировано в противоположную сторону относительно направления движения подаваемого обрабатываемого жидкого стока. Дополнительно введены трехфазная статорная обмотка, распределенная по внутренней поверхности корпуса статора, клеммная коробка, ферромагнитные элементы,, расположенные внутри оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом, трехфазная роторная обмотка, распределенная по его внешней поверхности, две муфты, два магнитных подшипника, входной и выходной участки труб, резервуар для сбора осадка, выходной трубопровод для отделенной от осадка воды. Выводы трехфазной статорной обмотки расположены в клеммной коробке, размещенной на внешней стороне корпуса статора, корпус оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом соединен с внешними кольцами двух магнитных подшипников, корпус статора соединен с внутренними кольцами двух магнитных подшипников, которые посредством двух муфт, соединены с входным и выходным участками труб соответственно, выходной участок трубы соединен с резервуаром для сбора осадка, выход которого соединен с выходным трубопроводом для отделенной от осадка воды.

На чертеже изображена схема устройства электромагнитной и вихревой очистки жидких стоков.

Устройство электромагнитной и вихревой очистки жидких стоков содержит трехфазную статорную обмотку 1, распределенную по внутренней поверхности корпуса статора 2, на котором закреплена клеммная коробка 3. Трехфазная статорная обмотка 1 посредством электромагнитной индукции связана с трехфазной роторной обмоткой 4, распределенной по внешней поверхности корпуса оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом 5. Внутри корпуса оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом 5 насыпаны ферромагнитные элементы 6. Корпус оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом 5 соединен с внешними кольцами магнитных подшипников 7 и 8. Корпус статора 2 соединен с внутренними кольцами магнитных подшипников 7 и 8, а также через муфты 9 и 10 соединен с входным участком трубы 11 и выходным участком трубы 12 соответственно. Выходной участок трубы 12 соединен с резервуаром для сбора осадка 13, выход которого соединен с выходным трубопроводом для отделенной от осадка воды 14.

Устройство электромагнитной и вихревой очистки жидких стоков, работает следующим образом.

На выводы трехфазной статорной обмотки 1, распределенной по внутренней поверхности корпуса статора 2, расположенные в клеммной коробке 3, подается напряжение, ведущее к взаимодействию трехфазной статорной обмотки 1 с трехфазной роторной обмоткой 4, распределенной по внешней поверхности корпуса оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом 5 с насыпанными внутри ферромагнитными элементами 6, посредством возникающей электромагнитной индукции в роторной трехфазной обмотке 4, приводящей корпус оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом 5 во вращение вместе с внешними кольцами магнитных подшипников 7 и 8. Внутренние кольца магнитных подшипников 7 и 8 посредством муфт 9 и 10 соединены с входным участком трубы 11 и выходным участком трубы 12 соответственно. Применение магнитных подшипников позволяет снизить потери на трение и соответствующий износ движущихся деталей. При подаче жидкого стока во входной участок трубы 11, она поступает во внутреннее пространство корпуса оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом 5. Наведенная ЭДС на роторную трехфазную обмотку 4 приводит во вращение корпус оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом 5 и соответственно в движение ферромагнитные элементы 6. Вращающееся магнитное поле удерживает ферромагнитные элементы 6 в области своего действия, вызывает их магнитострикцию, в результате которой молекулы воды начинают совершать колебательные движения. На ферромагнитные элементы 6 воздействует сила Лоренца, вызывающая дополнительные колебания из-за столкновений ферромагнитных элементов 6 между собой. Также на ферромагнитные элементы 6 воздействует центробежная сила выталкивающая их к внутренней поверхности оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом 5, но за счет оребрения, ферромагнитные элементы 6 возвращаются к оси вращения оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом 5 и оказывают свое воздействие на жидкие стоки за счет магнитострикции и взаимных столкновений между собой. Обратный винтовой ход оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом 5 позволяет задерживать жидкие стоки для более тщательной их обработки. Магнитное поле устройства вызывает резонанс диполей воды, приводящий к отделению молекул воды от микровключений, которые под действием силы взаимного притяжения вступают во взаимодействие друг с другом с образованием осадка в воде. При этом вода с образовавшимся осадком вытекает через выходной участок трубы 12 в резервуар для сбора осадка 13, на дне которого он отстаивается, а полученная вода вытекает из резервуара для сбора осадка 13 через выходной трубопровод для отделенной от осадка воды 14 для собственных нужд.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность очистки жидких стоков от загрязнений.

Изобретение относится к области систем очистки воды в трубопроводах сельского хозяйства. Устройство содержит корпус, имеющий форму полого цилиндра. Корпус выполнен в виде вращающегося оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом относительно направления движения обрабатываемого жидкого стока. Дополнительно введены трехфазная статорная обмотка, распределенная по внутренней поверхности корпуса статора, клеммная коробка, ферромагнитные элементы, расположенные внутри оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом, трехфазная роторная обмотка, распределенная по его внешней поверхности, две муфты, два магнитных подшипника, входной и выходной участки труб, резервуар для сбора осадка, выходной трубопровод для отделенной от осадка воды. Выводы трехфазной статорной обмотки расположены в клеммной коробке, размещенной на внешней стороне корпуса статора. Корпус оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом соединен с внешними кольцами двух магнитных подшипников. Корпус статора соединен с внутренними кольцами двух магнитных подшипников, которые посредством двух муфт соединены с входным и выходным участками труб соответственно. Выходной участок трубы соединен с резервуаром для сбора осадка, выход которого соединен с выходным трубопроводом для отделенной от осадка воды. Технический результат: эффективная очистка жидких стоков от загрязнений. 1 ил.

Устройство электромагнитной и вихревой очистки жидких стоков, содержащее корпус, имеющий форму полого цилиндра, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде вращающегося оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом относительно направления движения обрабатываемого жидкого стока, дополнительно введены трехфазная статорная обмотка, распределенная по внутренней поверхности корпуса статора, клеммная коробка, ферромагнитные элементы, расположенные внутри оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом, трехфазная роторная обмотка, распределенная по его внешней поверхности, две муфты, два магнитных подшипника, входной и выходной участки труб, резервуар для сбора осадка, выходной трубопровод для отделенной от осадка воды, причем выводы трехфазной статорной обмотки расположены в клеммной коробке, размещенной на внешней стороне корпуса статора, корпус оребренного полого ротора с обратным винтовым ходом соединен с внешними кольцами двух магнитных подшипников, корпус статора соединен с внутренними кольцами двух магнитных подшипников, которые посредством двух муфт соединены с входным и выходным участками труб соответственно, выходной участок трубы соединен с резервуаром для сбора осадка, выход которого соединен с выходным трубопроводом для отделенной от осадка воды.