Устройство для автоматического управления электродиализной установкой Советский патент 1990 года по МПК B01D61/46 G05D27/00 

Изобретение относится к установкам для деионизации растворов электролитов методом электродиализа с исполь- зованием ионоселективных мембран, в частности к устройствам для автоматического реверсирования полярности в этих установках, и может быть использовано в бытовых опреснительных уста- новках индивидуального пользования.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение надежности работы установки.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реверсирования полярности электродиализной установки.

Устройство содержит сигнализатор 1 нижнего уровня, блок 2 управления и блок переключения рабочих трактов, в состав которого входят распределитель потоков, содержащий двуплечее коромысло 3, установленное шарнирно на вертикальной опоре А и связанное рычагом 5 с приводом 6, первый 7 и второй 8 ковши, разделенные перегородками на гидравлически изолированные друг от друга диализатные камеры 9 и 10,- концентратные камеры 11 и 12,

каждая из которых снабжена сливным патрубком 13, 1, 15 или 16, кювета

17разделена на симметричные первую

18и вторую 19 гидравлически изолированные друг от друга секции, на конце каждой из которых установлен сливной патрубок соответственно 20 и 21. Кювета 17 установлена на горизонтальной шарнирной опоре 22, сборник 23 диализата с выходным патрубком 2А и сборник 25 концентрата с выходным патрубком 26. Сливные патрубки 13 и 1 диализатных камер 9 и 10 соответственно первого 7 и второго 8 ковшей расположены непосредственно над соответственно первой 18 и второй 19 секциями кюветы 17, а сливные патрубки 15 и 16 концентратных камер 11 и 12 этих ковшей расположены непосредственно над сборником 25 концентрата Сливные патрубки 20 и 21 первой 18

и второй 19 секций кюветы 17 расположены непосредственно над сборником 23 диализата.

Устройство включено в состав электродиализной установки, включающей электродиализатор 27, преобразователь 28 тока с переключателем полярности и источник 29 исходной воды, выполненный в виде бака, расположенного над электродиализэсором 27 и гидравлически связанного своим входом 30 с трубопроводом подачи природной минерализованной (исходной) воды и выходом 31 с входом 32 электродиализатора. Электродиализатор 27 содержит две электродные камеры 33 и с электродами и расположенные между ними разделенные ионоселективными мембранами 35 камеры, образующие первый 36 и второй 37 рабочие тракты, каждый из которых через соответствующий трубопровод 38 сообщается с выходом Соответственно 39 и 40. Эти выходы 39 и 40 расположены непосредственно над первым 7 и вторым 8 ковшами. Причем, в исходном (показанном на чертеже) положении выход 39 первого рабочего тракта 36 расположен над диализатной камерой 9 первого ковша 7, а выход 40 второго рабочего тракта 37 - над концентратной камерой 12 второго ковша 8. При противоположном крайнем положении привода 6 и коромысла 3 концентратная камера 11 первого ковша 7 расположится под выходом 39, а под выходом 40 расположится диализатная камера 10 второго ковша 8.

Устройство работает следующим образом.

Исходная минерализованная вода периодически, по мере расходования, поступает через входной патрубок 30 в источник 29 исходной воды, из которого через выход 31 поступает на вход 32 первого 36 и второго 37 рабочих трактов и в электродные камеры 34 и 35 электродиализатора 27. Например, в первом рабочем тракте 36 происходит деионизация исходной воды, а в тракте 37 - концентрирование. Вода самотеком с установленным расходом протекает через электродиализатор, диализат (опресненная вода) через выход 39 первого рабочего тракта 36 стекает в диализатную камеру 9 первого ковша 7 и через сливной патрубок 13 в первую секцию 18 кюветы 17, из которой через сливной патрубок 20 стекает в сборник 23 диализата и через его выходной патрубок 24 поступает к потребителю.В то же время концентрат из выхода 40 второго рабочего тракта 37 стекает через концен1561998

0

5

тратную камеру 12 второго ковша о и сливной патрубок 16 непосредственно в сборник 25 концентрата и из него через выходной патрубок 26 направляется на сброс. В течение заданного времени, определяемого объемом источника 29 исходной воды и расходом воды через электродиализатор, уровень исходной воды понижается по нижней отметке и срабатывает сигнализатор 1, команда которого на производство реверсирования полярности поступает через блок 2 управления на переключатель полярности, встроенный в преобразователь 28 тока, и на привод 6. Одновременно через известное устройство и вход 39 в источник 29 поступает новая порция исходной мине0 рализованной воды. Привод 6 через рычаг 5 воздействует на коромысло 3, поворачивая его так, что под выходом 39 первого рабочего тракта 36, ставшего трактом концентрирования, рас5 полагается концентратная камера 11 первого ковша 7. Концентрат из выхода 39 через концентратную камеру 11 и сливной патрубок 15 стекает непосредственно в сборник 25 концентрата.

0 В то же время, диализат из выхода 40 второго рабочего тракта 37 начинает стекать в расположившуюся под этим выходом диализатную камеру 10 второго ковша 8. Диализат через сливной патрубок 14 стекает во вторую секцию 19 кюветы 17, находящуюся в наклоненном кверху положении.

Первая порция воды из второго ра- боиего тракта 37, содержащая остав0 шийся после предшествующего реверсированию поляргости периода работы концентрат и вымываемые осадки, скапливается во второй секции 19 кюветы 17. Скапливание в секции 19 опреде5 ленного количества воды обуславливает смешение центра массы кюветы 17, которая под воздействием силы тяжести поворачивается вокруг опоры 22 и секция 19 наклоняется книзу. Содержа

о щаяся в секции 19 некондиционная вода вытекает через сливной патрубок 21. Под напором, обусловленным гидростатическим столбом воды в секции 19, струя воды из патрубка 21 огибает сборник 23 диализата и сливается в сборник 25 концентрата (как это показано на чертеже для случая, когда трактом деионизации является первый рабочий тракт 36). После того, как

5

5

скопившаяся в секции 19 порция некондиционной воды сольется в сборник 25 концентрата, поступающий в нее диализат спокойно стекает(узел А) непосредственно в сборник 23 диализата и из него через выходной патрубок 2 к потребителю. После очередного понижения уровня в источнике 29 исходной воды вновь срабатывает сигнализа- JQ тор 1 и автоматически происходит реверсирование поляоности электродов электродиализатора 27 и переключение его рабочих трактов 36 и 37. Устройство продолжает работать описанным образом.

Формула изобретения

Устройство для автоматического 20 управления электродиализной установкой, содержащей ,электродиализатор с первым и вторым рабочими трактами, соединенными своими входами с источником исходной воды, и преобразова1- 25 тель тока с переключателем, содержащее блок переключения рабочих трактов с приводом и блок управления, соединенный своими выходами с пере15619988

выходными патрубками.кювету и распределитель потоков, размещенные соответственно друг под другом, кювета разделена поперечной перегородкой на первую и вторую гидравлически изо лированные секции, на концах которых установлены сливные патрубки, закреп лена на горизонтальной шарнирной опо ре с возможностью возвратно-поворотного движения и выполнена таким обра зом, что центр массы кюветы смещен в сторону наклоненной книзу секции и перемещается в противоположную относительно опоры сторону при заполнени водой наклоненной кверху секции, рас пределитель потоков выполнен в виде двуплечего коромысла, шарнирно установленного на вертикальной опоре, и первого и второго ковшей, размещенны на концах коромысла, каждый из КОТОРЫХ разделен расположенной вдол коромысла перегородкой на гидравлически изолированные диализат- ную и концентратную камеры со сливны ми патрубками, расположенными своими свободными концами соответственно над кюветой и сборником концентрата, при этом коромысло посредством рычапределитель потоков, размещенные соответственно друг под другом, кювета разделена поперечной перегородкой на первую и вторую гидравлически изолированные секции, на концах которых установлены сливные патрубки, закреплена на горизонтальной шарнирной опоре с возможностью возвратно-поворотного движения и выполнена таким образом, что центр массы кюветы смещен в сторону наклоненной книзу секции и перемещается в противоположную относительно опоры сторону при заполнении водой наклоненной кверху секции, распределитель потоков выполнен в виде двуплечего коромысла, шарнирно установленного на вертикальной опоре, и первого и второго ковшей, размещенных на концах коромысла, каждый из КОТОРЫХ разделен расположенной вдоль коромысла перегородкой на гидравлически изолированные диализат- ную и концентратную камеры со сливными патрубками, расположенными своими свободными концами соответственно над кюветой и сборником концентрата, при этом коромысло посредством рыча

Изобретение относится к установкам для деионизации растворов электролитов, может быть использовано в бытовых опреснительных установках индивидуального пользования и позволяет упростить устройство для автоматического реверсирования полярности электродиализной установки и повысить ее надежность. Устройство для автоматического реверсирования полярности электродиализной установки, включающей электродиализатор 27 с рабочими трактами, источник 29 исходной воды и преобразователь 28 тока, содержит привод 6, блок 2 управления, сигнализатор 1 нижнего уровня в источнике 29 исходной воды, связанный своим выходом с входом блока 2 управления, блок переключения рабочих трактов, содержащий сборники концентрата и диализата с выходными патрубками, кювету 17 и распределитель потоков, размещенные соответственно друг под другом. Кювета 17 разделена поперечной перегородкой на первую и вторую гидравлически изолированные секции, на концах которых установлены сливные патрубки, закреплена на горизонтальной шарнирной опоре с возможностью возвратно-поворотного движения, и выполнена таким образом, что центр массы кюветы 17 смещен в сторону наклонной к низу секции и перемещается в противоположную относительно опоры сторону при заполнении водой наклонной кверху секции. Распределитель потоков выполнен в виде двухплечего коромысла 3, шарнирно установленного на вертикальной опоре 4, и первого 7 и второго 8 ковшей, размещенных на концах коромысла 3, каждый из которых разделен расположенной вдоль коромысла перегородкой на гидравлически изолированные диализатную и концентратную камеры со сливными патрубками, расположенными своими свободными концами соответственно над кюветой 17 и сборником 25 концентрата. Причем коромысло посредством рычага связано с приводом с возможностью возвратно-поворотного движения коромысла относительно его вертикальной опоры так, что в крайних положениях коромысла диализатная камера первого ковша 7 располагается под выходом первого рабочего тракта электродиализатора 27, а концентратная камера второго ковша 8 под выходом второго рабочего тракта электродиализатора 27 и наоборот. 1 ил.

ключателем полярности и приводом бло- 30 га соединено с приводом с возможноска переключения трактов, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения надежности работы установки, оно дополнительно содержит сигнализатор нижнего уровня в источнике исходной воды, соединенный своим выходом с входом блока управления, при этом блок переключения рабочих трактов содержит сборники концентрата и диализата с

тью возвратно-поворотного движения коромысла относительно его вертикальной опоры таким образом, чтобы в крайних положениях коромысла диализатная камера первого ковша располагалась под выходом первого рабочего тракта электродиализатора, а концент- ратная камера второго ковша - под выходом второго рабочего тракта электродиализатора, и наоборот.