Система регенерации воды Советский патент 1990 года по МПК B01D63/00 

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для получения воды из газообразных и жидких продуктов жизнедеятельности, людей в длительном полете.

Цель изобретения - упрощение системы и снижение массы.

На фиг.1 показана схема системы регенерации воды с использованием электродиализатора; на фиг.2 - схематическое устройство эпектродиализа- тора,

Система регенерации воды включает емкость 1. для хранения исходного про дукта - урины,, снабженную эластичной вытеснительной мембраной 2,В емкости имеется штуцер 3 для заправки урины Емкость от системы отсекается перек- рывным краном 4, после которого уста- новлен фильтр 5, очистки от механических примесей. Последний соединен через обратный клапан 6 с побудителем 7 расхода, выход которого подключен к входным патрубкам 8 и 9 электродиа- лизатора 10. Патрубок 8 принадлежит камерам 11 обессоливания, а патрубок 9 - камерам 12 концентрагщи солей. Выходной патрубок 13 камеры обессоливания электродиализатора через сигнализатор 14 концентрации солей, распределительный кран 15 и обратные клапаны 16 - 18 соединен со сборной емкостью 19 обессоленной воды и вхо- |дом побудителя 7 расхода. Выходной патрубок 20 камер концентрации солей электродиализатора через сигнализатор 21 концентрации солей, распреде- лительный кран 22. и обратные клапаны 23 и 18 соединен с емкостью 24 сбора концентрата и входом побудите ля 7 расхода. В линии, соединяющей патрубок 13 и патрубок 20 с входом побудителя 7 расхода, установлен компенсационный бак 25. Электродиализатор имеет электродные камеры 26 и 27 В.калодой электродной камере расположны анодный 28 и катодный 29 электрод Входные патрубки 30 и. 31 электродных камер через распределительный кран 32, побудитель 33 расхода электродны камер, сигнализатор 34 концентрации соединены трубопроводами с дополнительной емкостью 35 урины. Емкость 35 через распределительный кран 32 и обратный клапан 36 также соединена с емкостью 24 сбора концентрата. Выходные патрубки 37 и 38 электродных камер. 26 и 27 через обратные клапаны .39 и 40 и газожидкостные разделители 41 и 42 подключены трубопроводами к дополнительной емкости 35. Кроме того, последняя через обратный клапан 43 и перекрывной кран 44 соединена с входом побудителя 7 расхода.

Система работает следующим обра- зом.

Из емкости 1 с помощью эластичной мембраны 2 исходный .продукт при отк

, Q 5 о 5

55

0

5

45

50

рытом кране 4 через фильтр 5 и обратный клапан 6 подается к побудителю 7 расхода. Последний нагнетает исходный продукт во входные патрубки 8 и 9 электродиализатора 10. Через входные патрубки исходный продукт попадает в камеры 11 и 12, стенки которых выполнены из ионообменных мембран. Так как диссоциирующие вещества в исходном продукте находятся в ионном состоянии, то под действием электрического поля между электродами 28 и 29 положительно заряженные ионы передвигаются в направлении к катодному электроду, а отрицательно заряженные - к анодному. Ионообменные мембраны являются проницаемыми для. положительно заряженных или отрицательно заряженных ионов. В результате такого процесса в камерах 11 обессоливания происходит удаление диссоциирующих веществ, а в камерах 12 концентрации их накопление. Камеры обессоливания объединены и имеют выходной патрубок 13, к которому подсоединен сигнализатор 14 концентрации солей. Если на выходе из электродиализатора идет чистая обессоленная вода, то по команде от сигнализатора 14 распределительный кран 15 перекладывается в положение, при котором выходной патрубок 13 электродиализатора Ю через обратный клапан 16 соединен со сборной емкостью 19, и очищенная вода накапливается в этой емкости. При недостаточной очистке воды в камерах обессоливания по команде от сигнализатора 14 распределительным краном 15 камеры обессоливания трубопроводом через обратные клапаны 17 и 18 соединяются с входом побудителя 7 расхода, и вода направляется на повторную очистку.

Выходной патрубок 20 камер концентрации солей через сигнализатор 21 концентрации солей распределительным краном 22 подключается либо через обратный клапан 23 к сборнику 24 концентрата, либо к линии сброса недо- очищенной воды через обратный клапан 18 с входом побудителя 7 расхода. Если концентрация солей в концентрированном растворе достигает установленной величины, он направляется в емкость 24. Если концентрация раствора недостаточна, то раствор вновь направляется на вход побудителя 7 ,

расхода для повторной обработки в электродиализаторе Ю. Для нормального функционирования рециркуляционной линии недоочищенной воды и недоста- точного концентрата солей установлен компенсационный бак 25.

В процессе работы электрЬдиализа- тора в его электродных камерах 26 и 27 происходит постепенное накопление компонентов разложения солей исходного продукта которые должны постоянно выводиться из электродиализатора, так как в противном случае ухудшаются условия работы электродов 28 и 29, поэтому система имеет своего рода подсистему промывки электродных камер. Электродные камеры удобно промывать исходным продуктом. Входные патрубки 30 и 31 электродных камер через распределительный кран 32, побудитель 33, сигнализатор 34 концентрации продукта соединены с дополнительной емкостью 35 исходного продукта. Исходный продукт с помощью побудителя 33 расхода электродных камер проходит через электродные камеры и, увлекая продукты разложения солей через обратные клапаны 39 и 40, попадает в газожидкостные разделители 41 и 42, В разделителе 41 происходит отделение возможного продукта разложения воды - кислорода, а в разделителе 42 - водорода, а затем жидкости вновь возвращаются в дополнительную емкость 35. В последней продукты разложения солей вновь вступают в реакцию, при этом образуется исходный продукт с повышенной концентрацией солей.

Когда концентрация солей в емкости 35 достигает пред,ельно допустимой, по команде сигнализатора 34 концентрации происходит перекладка заслонок распределительного крана 32 так, что емкость 35 оказывается отключенной от электродных камер 26 и 27 и соединяется через обратный клапан 36 с емкостью 24 сбора концентрата. Концентрированный продукт из емкости 35 с помощью побудителя 33 расхода перекачивается в емкость 24, После этого по команде сигнализатора 34 открывается кран 44, заслонки распределительного крана 32 перекладываются в исходное положение, и исходный продукт, постоянно нагнетаемый побудителем 7 расхода через обратный клапан 43, наполняет, дополнительную емкость

0

5

0

5

0

5

0

5

После наполнения емкости 35 кран 44 закрывается.

Известная система регенерации воды состоит из установленных последовательно по ходу регенерируемой воды емкости с конденсатом атмосферной влаги, фильтра очистки от механических примесей, побудителя расхода исходного продукта, ионообменных колонок очистки воды от солей, поглотителя органических примесей, колонки кондиционирования и сборника чистой воды, С помощью побудителя расхода исходный продукт поступает, на ионообменные колонки, где очищается от содержащихся в нем солей и диссоциирующих органических примесей, а затем, проходя через колонку с активированным углем, освобождается от недиссоциирующих органических примесей. Чтобы регенерированная вода имела необходимые вкусовые качества она пропускается через колонку кондиционирования и поступает в сборник воды. По сравнению с известной, предлагаемая система значительно упрощена за счет ликвидации большого количества аппаратов, имеющих большую массу и требующих большого расхода компонентов.

Формула изобретения

Система регенерации воды, содержащая установленные последовательно по ходу регенерируемого продукта емкость с регенерируемым продуктом, фильтр очистки от механических примесей, побудитель расхода исходного продукта, устройство очистки исходного продукта от солей и сборник чистой воды, отличающаяся тем, что, с целью упрощения системы и снижения ее массы, устройство очистки продукта от солей выполнено в виде м 1огокамерного электродиализатр- ра, входные патрубки которого соединены с вькодом побудителя расхода, выходной патрубок очищенной воды электродиализатора соединен трубопроводом, снабженным сигнализатором концентрации примесей, с распределительным краном, на одном выходе которого установлен сборник чистой воды, а другой выход крана соединен трубопроводом с входом побудителя расхода исходного продукта патрубок выхода электродиализатора подключен к сборнику концентрированных отходов и к

входу побудителя расхода трубопроводом, снабженным сигнализатором концентрации и распределительным краном, входы электродных камер электродиали- затора соединены через канал распределительного крана с дополнительной емкостью исходного продукта трубопроводом с побудителем расхода второй канал распределительного крана под

соединен к сборнику концентрированных отходов, выходы электродных камер электродиализатора соединены трубо- ) проводами, снабженными газожидкостными разделителями с дополнительной емкостью исходного продукта, а выход побудителя расхода трубопроводом через запорный кран подключен к входу побудителя расхода электродных камерФ

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано для получения воды из продуктов жизнедеятельности людей в длительном полете. Целью изобретения является упрощение системы и снижение ее массы. В системе регенерации воды, содержащей установленные последовательно по ходу регенерируемого продукта емкость с регенерируемым продуктом, фильтр очистки от механических примесей, побудитель расхода исходного продукта, устройство очистки продукта от солей и сборник чистой воды, устройство очистки продуктов от солей выполнено в виде многокамерного электродиализатора, входные патрубки которого соединены с выходом побудителя расхода. Выходной патрубок очищенной воды электродиализатора соединен трубопроводом, снабженным сигнализатором концентрации примесей, с распределительным краном, на одном выходе которого установлен сборник чистой воды, а другой выход крана соединен трубопроводом с входом побудителя расхода исходного продукта. Патрубок выхода электродиализатора концентрированной урины подключен к сборнику концентрированных отходов и к входу побудителя расхода трубопроводом, снабженным сигнализатором концентрации и к входу побудителя расхода трубопроводом, снабженным сигнализатором концентрации и распределительным краном. Выходы электродных камер электродиализатора соединен через канал распределительного крана с дополнительной емкостью исходного продукта трубопроводом с побудителем расхода, второй канал распределительного крана подсоединен к сборнику концентрированных отходов. Выходы электродных камер электродиализатора соединены трубопроводами, снабженными газожидкостными разделителями, с дополнительной емкостью исходного продукта, а выход побудителя расхода трубопроводом через запорный кран подключен к входу побудителя расхода электродных камер. 2 ил.

.

25

(риг.1

Щи г. г