Устройство выделения растворенных газов, преимущественно из морской воды Российский патент 2025 года по МПК C02F1/20 C02F1/38 B01D19/00 

Описание патента на изобретение RU2838321C1

Изобретение относится к гидротехнике, энергетической и химической промышленности и может быть использовано для выделения газов, растворенных в воде, например, сероводорода и аммиака, автономно в непрерывном режиме.

Растворенные газы, главным образом, сероводород, аммиак, метан и другие присутствуют в глубинных слоях вод некоторых водоемов Земли. Запасы их огромны. Так, например, запас растворенного сероводорода на глубинах двухсот и более метров в водах Черного моря оценивается в 250-300 млн. тонн. Газообразный сероводород, выделенный из морской воды, может быть использован в качестве ценного природного энергетического сырья для получения водорода - топлива будущего.

Одной из проблем при выделении больших объемов газов из глубин морской воды является обеспечение непрерывности процесса и необслуживаемой автономной работы. Соответственно, нужны устройства надежные, с простой конструкцией, не требующие предварительного подъема воды на поверхность для выделения газа, автономно работающие на месте установки на глубине или на дне моря.

Наиболее перспективным является выделение растворенных газов методом понижения давления в потоке жидкости в процессе кавитации.

Известно устройство для выделения газов, растворенных в жидкости, например сероводорода, [патент РФ №114316, кл. C02F 1/20, B01D 19/00, опубл. 20.03.2012].

Устройство для выделения газов, растворенных в жидкости, включает вертикальный трубопровод, сферический колпак с патрубком, размещенный над верхним концом трубопровода, внутри трубопровода размещены нагревательные элементы, а снаружи закреплены теплоизоляторы. Нижний конец трубопровода заканчивается фланцевым соединением. Теплоизолятор изготовлен из материала, обеспечивающим погружение устройства на заданную глубину.

Недостатком данной системы является ее сложность из-за наличия насосной системы закачки воды, нагревателей и механических дегазаторов. В результате оно требует постоянного наблюдения и обслуживания.

Известно устройство для удаления растворенных в воде газов [патент RU №2039162, E02F 3/88, 1995]. Устройство включает нагнетательный, приемный трубопроводы и рабочую камеру, снабжено приемной емкостью, разделенной фильтрующими элементами по меньшей мере на два отсека, в одном из которых размещен вход системы откачки очищенной воды, а в другом - выход приемного трубопровода, при этом рабочая камера размещена выше уровня воды в водоеме и сообщена с входом приемного трубопровода, выходом нагнетательного трубопровода и входом системы для отсоса парогазовой смеси, причем установка снабжена задвижкой на размещенном у дна водоема входе нагнетательного трубопровода и задвижкой на выходе приемного трубопровода.

Недостатком данного устройства является наличие дополнительных элементов: приемной емкости, насосов и задвижек, что усложняет обслуживание и снижает надежность устройства.

Известно устройство [патент РФ 2673828, Е21С 50/00, С01В 17/05, 30.11.2018 г.] для извлечения энергетических и минеральных ресурсов из Черного моря, содержащее на смешивании в одной емкости забортной холодной и нагретой морской воды.

Устройство содержит насос с клапаном, электролизер, котел, вертикальный многосекционный трубопровод с разрыхлителем придонной суспензии, насос. Горизонтальная часть трубопровода оснащена отводами с клапанами. На судах-перевозчиках размещают емкости с крышками для нагретой забортной воды и холодной придонной сероводородсодержащей воды или воды с придонной суспензией.

Недостатком его является малая производительность из-за отсутствия непрерывности процесса и необходимости многократно нагревать порциями забортную воду и смешивать ее с помощью насосов с порциями холодной забортной воды.

Устройство имеет много дополнительных систем: нагреватели; смесители, насосы, открываемые и закрываемые вентили, трубопроводы. Такую систему нельзя считать мобильной и высоко производительной.

Известно устройство насос магнитной жидкости [патент РФ №34822, кл. МПК Н02К/02, 10.12.2003]. Насос состоит из корпуса с намотанными поверх него тремя обмотками фазных электромагнитов и камеры в виде пустотелой трубчатой спирали с входным и выходным патрубками.

Перед работой камера заполняется ферромагнитной жидкостью, состоящей из смеси ферритового порошка и машинного масла. При подаче коммутируемого трехфазного напряжения на обмотки фазных электромагнитов внутри камеры создается бегущее магнитное поле, как в статоре трехфазного электродвигателя. Оно приводит магнитную жидкость внутри спиральной трубки в возвратно- вращательное движение. При этом на входном патрубке создается разряжение, способное всасывать перекачиваемую жидкость, а на выходном патрубке создается избыточное давление, способное выбрасывать перекачиваемую жидкость. При смене последовательности коммутации токов в обмотках электромагнитов вращающееся магнитное поле меняет свое направление, заставляя магнитную жидкость тоже изменить свое направление движения.

Устройство простое в изготовлении, обладает высоким КПД, компактное, не требует технического обслуживания.

Недостаток устройства в том, что для преобразования возвратно- вращательного движения ферромагнитной жидкости в спиральной трубке в однонаправленное движение перекачиваемой жидкости в выходном и входном патрубках понадобится установить дополнительные клапаны, каждый из которых должен открываться при увеличении давления в патрубке и закрываться на все остальное время цикла. Это приведет к усложнению конструкции, снизит надежность и потребует периодическое обслуживание.

Данное устройство не обеспечивает дегазацию жидкости, поскольку в процессе его работы отсутствуют процессы, инициирующие газоотделение (такие как кавитация, выпаривание, вымораживание и др.). Это устройство ограничено функцией насоса. Если же ставить задачу выделения газов из перекачиваемой жидкости, то напрямую это устройство неприменимо.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для выделения растворенных газов из перекачиваемой жидкости, включающее корпус, систему кавитационной обработки жидкости, патрубки ввода и вывода жидкости и патрубки отвода газа [Патент РФ №2636732, кл. B01D 19/00, C02F 1/38, опубл. 27.11.2017 г.].

Система кавитационной обработки жидкости состоит из двигателя и диаметрального дискового ротора, состоящего из пакета дисков с центральным полым каналом, при этом центральный полый канал дискового ротора выполнен в виде трубы с перфорированными стенками для отвода газа и связан в нижней части с патрубком принудительного отвода газа, а в верхней части с крайним сплошным диском ротора и валом двигателя. Выделение растворенных газов из перекачиваемой жидкости проводят методом понижения давления в потоке газа с использованием явления кавитации.

Недостатком устройства является сложность конструкции диаметрального ротора с пакетом дисков, снижающая надежность работы устройства, требующая периодического обслуживания и, значит, исключающая автономность функционирования.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства, повышение надежности его работы, устранение необходимости периодического обслуживания и обеспечение автономности функционирования.

Поставленная задача решается тем, что устройство для выделения растворенных газов из жидкости, включающее корпус, систему кавитационной обработки жидкости и патрубок ввода жидкости, снабжено камерой, выполненной в форме тора переменного сечения с отношением минимальной к максимальной площади сечений не менее 1/10 и патрубком отвода газо-жидкостной смеси, соединенным с сепаратором газов, система кавитационной обработки жидкости содержит ферромагнитную жидкость, помещенную в камеру, фазовые электромагниты, обмотки которых размещены поверх камеры на равных расстояниях друг от друга, электронный коммутатор, тактовый генератор импульсов, микроконтроллер и датчик позиционирования бегущего магнитного поля, выполненный в виде поплавка, при этом выходы электронного коммутатора соединены с обмотками фазных электромагнитов и тактового генератора импульсов, а вход его соединен с выходом микроконтроллера, и выход датчика позиционирования вращающегося магнитного поля соединен со входом микроконтроллера.

Целесообразно контроллер снабдить штатным интерфейсом для связи с компьютером, в качестве которого используют RSR-232 или RS-485.

Предпочтительно поплавок выполнить из легкой немагнитной керамики.

Снабжение устройства камерой, выполненной в форме тора переменного сечения, помещенной в камеру с ферромагнитной жидкостью, фазовыми электромагнитами, обмотки которых размещены поверх камеры на равных расстояниях друг от друга, электронным коммутатором, тактовым генератором импульсов, микроконтроллером и датчиком позиционирования бегущего магнитного поля, выполненный в виде поплавка, в полной мере позволяет осуществить процесс кавитации.

Выполнение камеры в форме тора переменного сечения с отношением минимальной к максимальной площади сечений, составляющим не менее 1/10 позволяет запустить процесс кавитации, характеризующийся звуковыми и сверхзвуковыми течением среды - морской воды.

Из практики ракетной техники известно, что при соотношении менее 1/10 в сопле Лаваля в критическом сечении реализуются в основном, дозвуковые течения. Для проведения процесса кавитации в предлагаемом устройстве очень важно добиться звуковых и сверхзвуковых скоростей течения, поскольку устройство предполагается использовать на больших глубинах, в автономном режиме работы.

Более детальное пояснение следующее.

Проведенные эксперименты показывают, что скорость потока воды из сопла Лаваля, при которой начинают наблюдаться кавитационные процессы на выходе сопла, находится в интервале v=20-30 м/с. Экспериментальные исследования процессов образования кавитационных пузырьков при прохождении водяной струи через сопло Лаваля проведены с соответствующими диаметрами 15 мм (вход) и 1 мм (выход сопла) и длиной 35 мм. То есть соотношение площадей составило 225. Необходимо учитывать, что эксперименты проводились на поверхности воды.

С увеличением глубины из-за общего увеличения давления условия для возникновения кавитации ухудшаются из-за увеличения критического числа кавитации χкр [Энциклопедия по машиностроению XXL. Стр. 105. URL: https://mash-xxl.info/page/19705516410215702116722402817520420823022603003/]. Кавитация возникает только при условии, когда χ<χкр>. Влияние соотношений площадей максимального к минимальному сечению на критическое число кавитации χкр приведены в таблице 1 (см. в конце описания).

Приближенная формула расчета критического числа кавитации [Энциклопедия по машиностроению XXL. Стр. 105. URL: https://mash-xxl.info/page/197055164102157021167224028175204208230226030038/]:

где χкр - критического числа кавитации,

ξ - коэффициент местного сопротивления.

Коэффициент местного сопротивления при внезапном расширении потока равен [https://de.donstu.ru/CDOCourses/structure/mioak/mapp/888/8.2.html]:

где /и F- соответственно площади трубы соответственно в узком и в широком сечениях рассматриваемого кавитационного устройства.

Расчеты числа кавитации проведены в соответствии со следующей методикой. Известно, что число кавитации - это отношение разницы между давлением на входе и давлением насыщенных паров внутри каверны к динамическому давлению на входе [https://www.calculatoratoz.com/ru/cavitation-number-calculator/Calc-1230]:

где р - статическое давление на входе (на бесконечности);

ρv2/2 - динамическое давление на входе;

v - скорость потока на входе (на бесконечности);

рк - давление в каверне (внутри кавитационного пузыря);

р - плотность жидкости.

Давление в каверне рк состоит из двух составляющих:

где рг - давление газов, выделяющихся в каверну,

pn - давление паров воды в каверне.

О давлении газов в каверне (рг) судить сложно, поскольку оно зависит от концентрации газов в воде, а именно она подлежит исследованию. В качестве примера (причем актуального для России) газовая составляющая учитывалась применительно к Черному морю, в котором неоднократно проводились соответствующие экспериментальные исследования. Для Черного моря на глубинах до 100 м в воде заметно присутствует растворенный воздух, ниже этого уровня концентрация кислорода снижается до нулевых значений, а более 150 м воздух практически отсутствует. С ростом глубины появляется сероводород в концентрациях 1...10 мг/л [Кондратьев С.И., Видничук А.В. Вертикальное распределение кислорода и сероводорода в Черном море в 2016 г. / Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2020, №3, С. 91-99]. Поэтому при расчетах полагалось, что рк будет состоять из совокупности давлений насыщенных паров воды pn и давления воздуха рг на соответствующей глубине (т.е. смеси азота 79% и кислорода ~21%) - до глубин порядка 150 м, а для глубин ниже этого уровня рк будет состоять из суммы давлений насыщенных паров воды и насыщенных паров сероводорода pH2S.

При расчетах авторами учитывалось изменение и общего давления на глубине, и давления насыщенных паров воды, и давления присутствующих газов, о которых имеются экспериментальные данные. Использовались экспериментальные данные [Алекин О.А., Ляхин Ю.И. Химия океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 344 с.], [Сиротюк М.Г. Влияние температуры и газосодержания жидкости на кавитационные процессы, / Акустический журнал, том XII, вып. 1, С. 87-92, 1966], [Электронный справочник. http://www.chemport.ru/data/data115.shtml]. [Черное море, http://proznania.ru/?page_id=2370].

В таблице 2 (см. в конце описания) представлен расчет кавитационного числа % для различных морских глубин и различных скоростей потока (V=Var, узлы, (м/с)). Цветом и курсивом отмечены значения, при которых сочетания глубины и скорости потока соответствуют условиям кавитации.

На фиг. 5 приведены результаты расчетов зависимости χкр от величин соотношений площадей K=F/f. При соотношениях минимального и максимального площадей сечения более, чем на порядок (более, чем 1/10, или K=F/f>10), число кавитации увеличивается до значений χкр>2,6, а при соотношениях более, чем на два порядка (более, чем 1/100), χкр ≥ 2,96. В нашем случае кавитация необходима для газовыделения. Поэтому чем выше значение χкр (которое закладывается конструкцией камеры), тем лучше, то есть кавитация становится более вероятной. При значениях K=F/f<10 значения χкр уходят в область нулевых значений, что, судя по таблице 2, будет означать возможность реализации кавитации только для глубин до 100 м.

Устройство предполагается эксплуатировать в максимальном диапазоне глубин Мирового океана. Поэтому оно должно обладать высокой надежностью, автономностью, минимальным профилактическим обслуживанием, а в идеале - быть необслуживаемым вообще.

Поэтому, во-первых, в отличие от аналогов и прототипа, необходимо использовать предельно высокие скорости потока морской воды - околозвуковые и сверхзвуковые на выходе из сопла (например, в диапазоне 300…1500 м/с).

Во-вторых, необходимо закладывать в геометрию кавитирующей камеры параметры, обеспечивающие кавитацию при больших давлениях воды. То есть, на основании расчетов (табл. 1, 2) при соотношениях сечений в патрубке F/f≥10. Диапазон значений F/f<10 характеризуется резким падением уровня χкр, что может заметно ухудшать условия для возникновения кавитации на глубине.

В устройстве значительного упрощена конструкция за счет того, что функции транспортирования воды, разгона, приведения ее во вращение с огромной скоростью и резкого торможения для возникновения ударной кавитации выполнены без традиционных ненадежных механизмов типа лопастей вентилятора или насоса.

В предлагаемом устройстве, в отличие от прототипа, полностью отсутствуют вращающиеся детали. Единственно приводимый в движение в конструкции элемент -магнитная жидкость - является не деталью, а заправляемым рабочим телом. Водный поток с кавитационными кавернами является крайне агрессивной средой, приводящей к активной коррозии деталей конструкции. Поэтому в конструкциях с движущимися деталями (в частности, в конструкции прототипа) эксплуатация приводит к частым поломкам, необходимости обслуживания, отсутствию автономности работы. В данном случае использован оригинальный физический принцип - привод с применением рабочего тела в виде ферромагнитной жидкости, органично введенной в состав общего потока. В предлагаемой конструкции ломаться нечему - основная деталь (корпус камеры), хотя и подвержен кавитационному воздействию, деградирует лишь за десятилетия эксплуатации. Поэтому упрощение конструкции привело к существенному повышению вероятности безотказной работы а, значит, к повышению надежности работы.

В свою очередь, повышение надежности работы привело к исключению отказов и поломок, а значит, к реальной возможности отказаться от периодического обслуживания. Отсутствие периодического обслуживания означает, что конструкцию можно эксплуатировать без участия человека - автономно.

На фиг. 1 показан вид сверху устройства

На фиг. 2 - вид А-А фиг. 1.

На фиг. 3 - функциональная схема формирования и регулирования магнитного поля.

На фиг. 4 - порядок коммутации (временная диаграмма) токов в обмотках фазовых электромагнитов.

На фиг. 5 - зависимость соотношения площадей сечения в сопле Лаваля со значением критического числа кавитации χкр.

Устройство (фиг. 1, 2) содержит корпус (на чертеже не показан), снабженный камерой 1, выполненной в форме полого тора с переменным сечением, залитым ферромагнитной жидкостью 2. Отношение площадей минимального и максимального сечения в камере 1 составлять не менее 1/10. Камера 1 снабжена входным патрубком 3, в который вовлекается морская вода, и патрубком 4 отвода газо-жидкостной смеси, размещенным в области максимального диаметра камеры 1 над отверстиями в камере 5 и соединенным с сепаратором газов 6.

Ферромагнитная жидкость 2 может состоять, например, из ферритового порошка тонкого помола (до 10 мкм, типа 2000НН), смешанного с трансформаторным маслом или коллоидных систем, состоящих из ферромагнитных или ферримагнитных частиц нанометровых размеров, находящихся во взвешенном состоянии в несущей жидкости, и поверхностно-активным веществом для обеспечения устойчивости образуют защитную оболочку вокруг частиц и препятствующие их слипанию из-за ван-дер-ваальсовых или магнитных сил. Жидкость не смачивается водой, непрерывно удерживается магнитным полем внутри камеры, не разбрызгивается и не расходуется во время работы устройства.

В устройство также входит система кавитационной обработки жидкости, состоящая из фазных электромагнитов 7, обмотки которых размещены на одинаковых расстояниях друг от друга поверх камеры 1, электронного коммутатора 8, выходы которого соединены с фазными электромагнитами 7 и тактового генератора импульсов 9, а вход его соединен с выходом управляющего микроконтроллера 10, и датчика позиционирования магнитного поля, чувствительный элемент которого выполнен в виде поплавка. Положение поплавка датчика позиционирования 11 определяет микроконтроллер 10 по уменьшению измеряемой им же величины индуктивности фазных электромагнитов 7 в результате оттеснения части ферромагнитной жидкости 2 телом поплавка в момент его перемещения в потоке мимо каждой из фазных обмоток.

Микроконтроллер 10 соединен с компьютером штатным интерфейсом 12 типа RS-232 или RS-485.

Устройство работает следующим образом.

После включения начинает работать микроконтроллер 10, программно выполняя формирование временной диаграммы и осуществляя управление электронным коммутатором 8. При этом электронный коммутатор 8, переключая в соответствующей последовательности (фиг. 4) фазные обмотки электромагнитов 7, формирует бегущее магнитное поле внутри камеры 1, воздействуя на ферромагнитную жидкость и увлекая ее в круговое движение. На воду бегущее магнитное поле не действует, но поток ферромагнитной жидкости механически заставляет ее начать двигаться и самостоятельно всасываться через входной патрубок 3, смешиваясь с ферромагнитной жидкостью 2. Переходящее в лавиноподобное всасывание воды через входной патрубок 3 происходит благодаря околозвуковой скорости в критическом сечении 13 камеры 1 в соответствии с законом Бернулли, а ее выброс и выделение газа происходит в максимальном сечении камеры 1 - через выходные отверстия в камере 1 и патрубок 4 отвода газо-жидкостной смеси за счет избыточного давления паров возникающего из-за энергии кавитации. Далее газо-жидкостной смесь направляется в сепаратор 6.

Поплавок датчика позиционирования 11 (на фиг. 1-2 не показан), тоже начинает движение в потоке с той же скоростью. Его положение и скорость определяет микроконтроллер 10 по мгновенному изменению индуктивностей каждой из обмоток электромагнитов 7, мимо которых перемещается поплавок датчика 11 и подстраивает частоту коммутации электромагнитов 7, так, чтобы удерживать синхронное движение магнитной жидкости 2 и воды с заданной угловой скоростью. Вода движется ламинарно, а при ускоренном движении может достичь звуковой скорости в критическом сечении 13 камеры 1 (это известно из теории гидродинамики сопла Лаваля) до того момента, когда микроконтроллер 10 приступит к выполнению программного цикла реверсирования по временной диаграмме (фиг. 4). При этом возникает турбуленция в потоке ферромагнитной жидкости, торможение воды и взрывообразное кавитационное повышение давления внутри потока с выходом растворенного в воде газа через выходной патрубок отвода 4, после которого газо-жидкостная смесь поступает в сепаратор 6: газы накапливаются в сепараторе, а обработанная вода удаляется через дренажные отверстия сепаратора 14. Поэтому устройство не нуждается в каких-либо дополнительных насосах и клапанах.

Циклы можно повторять с частотами до 5000 Гц, достигая очень большой производительности процесса газоотделения.

Экономические оценки устройства базируются на его производительности относительно известных устройств аналогичного назначения. При частотах 1000...5000 Гц, диаметре критического сечения порядка 30 мм и протяженности камеры в 1 м установка может прокачивать следующий объем воды, см. таблицу 3.

При расчетах предполагалось, что к.п.д. захвата (уноса) морской воды ферромагнитной жидкостью не превышает 10% от объема ферромагнитной жидкости (первые три строки) и 1% (следующие три строки).

Если сравнить полученные цифры с имеющимися морскими насосами, то сравнение явно будет в пользу предлагаемой установки:

Например, насос для морской воды Bombas PSH ND.2-28M [Испания, https://basseinipro.ru/shop/nasosy/nasosy-s-prefiltrom/nasos-dlya-morskoj-vode-bombas-pch-nd-2-28m-s-predfiltrom-230-b-26-6-m3-ch-1nd20200m2n-art-lnd20200m2n-/?uto_source=andex&utm_medium=cpc&utm_campaign=76604075&utm_content=l593384 1568&utm_term=---autotargeting&yclid=7118087371280875519] в течение часа прокачивает порядка 26.6 куб. метров морской воды, что на порядок меньше рассматриваемой установки. Стоимость такого насоса на российском рынке составляет порядка 26,5 тыс. рублей.

Если рассмотреть насосы более высокой производительности, то можно в качестве примера привести модель Astral Kivu (производитель - Испания), которая предполагает производительность до 80 куб. м/час (https://pool-time.ru/products/nasos-bez-prefiltra-astral-kivu-dlya-morskoj-vody-80-m3ch-4-ls-400690-v). Стоимость его на российском рынке составляет порядка 330000 руб. Однако и его возможности оказываются намного (на порядок) ниже, чем у заявленного устройства.

Даже в случае, если к.п.д. захвата морской воды составит всего 1% (что является нижней оценкой), то и в этом случае производительность установки оказывается заметно выше упомянутых моделей (на частотах 3000-5000 Гц).

При этом практически все насосы, имеющиеся на рынке для прокачки морской воды, не обладают функцией выделения газов из морской воды, что предлагается в данном устройстве.

Производительность предлагаемого устройства на порядок выше аналогов, в том числе и зарубежного производства. При этом приводимые аналоги функционально являются лишь насосами, а предлагаемая конструкция является и насосом, и дегазатором. По сравнению с выбранным прототипом, который является одновременно и насосом, и дегазатором, благодаря простоте конструкции надежность предлагаемого дегазатора достаточна, чтобы отказаться от периодического обслуживания, а, кроме того, обеспечивается автономность эксплуатации - без участия управления человеком, за счет полной автоматизации и наличия встроенного программного обеспечения (что особенно важно для эксплуатации устройства в труднодоступных местах, на глубинах).

Таким образом, и количественно, и качественно устройство обладает заметными преимуществами: простая конструкции устройства, высокая надежность его работы, нет необходимости периодического обслуживания и автономностью функционирования.

Похожие патенты RU2838321C1

название год авторы номер документа
Способ дегазации жидкости и устройство для его осуществления 2016
  • Кондратьев Андрей Евгеньевич
  • Шерешков Юрий Иванович
  • Чернов Евгений Алексеевич
RU2627369C1
СПОСОБ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ 2021
  • Бобылёв Юрий Олегович
RU2769109C1
Способ дегазации жидкости и устройство для его осуществления 1990
  • Яхова Наталия Анатольевна
  • Мачинский Александр Сергеевич
  • Туч Алексей Владимирович
  • Громова Ирина Николаевна
  • Шеремет Анатолий Николаевич
  • Максютенко Александр Николаевич
  • Боровиков Виктор Васильевич
SU1733388A1
Морская волновая электростанция (варианты), магнитогидродинамический генератор, магнитогидродинамический канал, водородно-кислородный турбогенератор, насосная установка и применение электрохимического генератора 2017
  • Ноздричев Александр Васильевич
RU2677318C2
СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ И ОЧИСТКИ ЖИДКИХ СРЕД И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2014
  • Свищев Александр Иванович
  • Журавлев Игорь Евгеньевич
  • Сотников Виталий Николаевич
  • Масюк Ирина Борисовна
  • Иванютенко Юрий Александрович
  • Беляев Андрей Вячеславович
RU2585635C1
Способ выделения растворенных газов из перекачиваемой жидкости и устройство для его реализации (Варианты) 2016
  • Фомичев Владислав Павлович
  • Фомин Василий Михайлович
  • Приходько Юрий Михайлович
  • Чехов Вячеслав Павлович
RU2636732C1
Устройство для очистки питьевых и сточных вод 1988
  • Олексюк Анатолий Николаевич
  • Резник Александр Александрович
SU1555302A1
УСТАНОВКА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТОЧНОЙ ВОДЫ 2010
  • Кравишвили Джемали Иосифович
  • Ващенко Юрий Ефимович
RU2453505C1
УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ 2005
  • Корсаков Александр Иванович
RU2298528C2
СПОСОБ АКТИВАЦИИ ПРОЦЕССОВ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2013
  • Борисов Алексей Иванович
  • Аникин Александр Семёнович
RU2526446C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 838 321 C1

Реферат патента 2025 года Устройство выделения растворенных газов, преимущественно из морской воды

Изобретение относится к гидротехнике, энергетической и химической промышленности, может быть использовано для выделения газов, растворенных в воде, например сероводорода и аммиака, автономно в непрерывном режиме и позволяет упростить конструкцию устройства, повысить надежность его работы, устранить необходимость периодического обслуживания и обеспечить автономность функционирования. Устройство для выделения растворенных газов из жидкости включает корпус, систему кавитационной обработки жидкости и патрубок ввода жидкости. Устройство снабжено камерой, выполненной в форме тора переменного сечения с отношением минимальной к максимальной площади сечений не менее 1/10 и патрубком отвода газо-жидкостной смеси, соединенным с сепаратором газов. Система кавитационной обработки жидкости содержит ферромагнитную жидкость, помещенную в камеру, фазовые электромагниты, обмотки которых размещены поверх камеры на равных расстояниях друг от друга, электронный коммутатор, тактовый генератор импульсов, микроконтроллер и датчик позиционирования магнитного поля. Датчик магнитного поля выполнен в виде поплавка. Выходы электронного коммутатора соединены с обмотками фазных электромагнитов и тактового генератора импульсов. Вход электронного коммутатора соединен с выходом микроконтроллера, и выход датчика позиционирования вращающегося магнитного поля соединен с входом микроконтроллера. 4 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл.

Формула изобретения RU 2 838 321 C1

1. Устройство для выделения растворенных газов из жидкости, включающее корпус, систему кавитационной обработки жидкости и патрубок ввода жидкости, отличающееся тем, что оно снабжено камерой, выполненной в форме тора переменного сечения с отношением минимальной к максимальной площади сечений не менее 1/10 и патрубком отвода газожидкостной смеси, соединенным с сепаратором газов, система кавитационной обработки жидкости содержит ферромагнитную жидкость, помещенную в камеру, фазовые электромагниты, обмотки которых размещены поверх камеры на равных расстояниях друг от друга, электронный коммутатор, тактовый генератор импульсов, микроконтроллер, датчик позиционирования бегущего магнитного поля, выполненный в виде поплавка, при этом выходы электронного коммутатора соединены с обмотками фазных электромагнитов и тактового генератора импульсов, а вход его соединен с выходом микроконтроллера, и выход датчика позиционирования вращающегося магнитного поля соединен с входом микроконтроллера.

2. Устройство для выделения растворенных газов из жидкости по п. 1, отличающееся тем, что контроллер снабжен штатным интерфейсом для связи с компьютером.

3. Устройство для выделения растворенных газов из жидкости по п. 2, отличающееся тем, что в качестве интерфейса используют RSR-232 или RS-485.

4. Устройство для выделения растворенных газов из жидкости по п. 1, отличающееся тем, что поплавок выполнен из легкой немагнитной керамики.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2025 года RU2838321C1

Способ выделения растворенных газов из перекачиваемой жидкости и устройство для его реализации (Варианты) 2016
  • Фомичев Владислав Павлович
  • Фомин Василий Михайлович
  • Приходько Юрий Михайлович
  • Чехов Вячеслав Павлович
RU2636732C1
Магнитогидродинамический датчик угловой скорости с жидким ферромагнитным ротором 2019
  • Кукушкин Денис Сергеевич
  • Кузнецов Артем Олегович
  • Яковишин Александр Сергеевич
RU2772568C2
Способ экологически безопасного извлечения энергетических и минеральных ресурсов Черного моря 2017
  • Марончук Игорь Евгеньевич
  • Кулюткина Тамара Фатыховна
RU2673828C1
Аппарат для лечения переломов верхней челюсти 1956
  • Петров К.А.
SU114316A1
ДАТЧИК УГЛОВЫХ УСКОРЕНИЙ С ЖИДКОСТНЫМ РОТОРОМ 2014
  • Дятлов Сергей Владимирович
  • Жевакин Сергей Геннадьевич
RU2594035C2
Счетный прибор 1932
  • Маргарян А.И.
SU34822A1
US 9994337 B2, 12.06.2018
US 4877424 A1, 31.10.1989.

RU 2 838 321 C1

Авторы

Сафонов Виктор Валентинович

Сапрыкин Олег Алексеевич

Даты

2025-04-14Публикация

2024-05-06Подача