Устройство для опреснения минерализованной воды Советский патент 1991 года по МПК C02F1/14 

Изобретение относится к водоснабжению сельского хозяйства и может быть использовано для получения солевой руды экспедициями, занимающимися проблемами освоения и изучения пус- тынь, а также морских и океанских пространств.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства за счет предотвращения загрязнения окружающей среды и полезного использования держащихся в воде солей.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство для опреснения минерализованной воды включает теплообмен- ную трубу 1, верхняя часть которой снабжеца фланцем 2 с уплотнительной прокладкой 3, а нижняя - содержит входной патрубок 4 для ввода исходной минерализованной воды и желоб 5, расположенный на уровне днища и опоясывающий теплообменную трубу 1, причем желоб 5 сообщен со сливным патрубком 6 для отвода конденсата из устройст-- ва. Вокруг теплообменной трубы 1 расположена полость испарительной каме- ры 7, опоясанная емкостью 8, которая заполнена пористым заполнителем 9, например почвогрунтом легкого механического состава и установлена поверх упоров 10, закрепленных на днище устройства. Наружная боковая поверхность емкости 8 образует основную часть корпуса устройства и содержит вибратор 11 для отслоения солей, тен5

0

5

0

5

0

5

зиометр 12 для контроля влажности пористого заполнителя 9 и радиационные пластины 13 для поглощения солнечной радиации. Внутренняя, граничащая с испарительной камерой 7 боковая поверхность и днище емкости 8 выполнены перфорированными, например в виде сетчатого каркаса 14 из нержавеющего материала. Верхняя часть емкости 8 содержит плоское кольцо 15с уплотнительной прокладкой 16, закрепленное заподлицо к внутренней стороне боковой поверхности устройства и соединенное посредством ребер жесткости 17с фланцем 2 теплообменной трубы 1 Емкость 8 и теплообменная труба 1 с расположенной между ними испарительной камерой 7 герметично закрыты посредством запорных элементов 18 и прокладок 3 и 16 полой крышкой 19, имеющей форму плоской цилиндрической емкости и снабженной расположенным в ее днище соосно с теплообменной трубой 1 отверстием 20 для впуска исходной минерализованной воды, над которым в резьбовой втулке, устроенной в крышке 19, установлен вентиль 21 для регулирования расхода воды в крышку 19. Для подачи воды в емкость 8 с пористым заполнителем 9 полая крышка 19 имеет водораспределитель в виде расположенных по ее окружно- сти и равноудаленных друг от друга трубок 22, нижняя часть которых пер- I форирована и размещена в пористом заполнителе 9 емкости 8, а верхняя рас5 1

положена выше днища крышки 19. Для складирования солей под емкостью 8 в прорезях корпуса устройства между упорами 10 расположены солеприемные поддоны 23 с захватами 24, выполненные с возможностью выдвижения из прорезей, например, в форме прямоугольного сектора с воображаемым углом при вершине 90k и снабженные для предотвращения утечки холода уп- лотнительной прокладкой 25, расположенной в месте прилегания поддона 23 к наружной стороне боковой поверхности устройства. В этих же целях днище устройства имеет теплоизоляционную защиту 26. Габариты устройства могут быть любых заданных размеров, например от мобильных величиной с ведро до стационарных объемом до 4000 м3 и более.

Устройство работает следующим образом.

Открывают впускной вентиль 21 на заданный расход. В результате являю- щаяся источником холода исходная минерализованная вода через входной патрубок 4 поступает в теплообменную трубу 1, охлаждает ее и далее через отверстие 20 поступает в полую крыш- ку 19. Здесь вода нагревается и посл заполнения крышки 19 до верхнего края трубок 22 в подогретом виде через перфорированную часть трубок 22 поступает в находящийся в емкости 8 пористый заполнитель 9 и насыщает его до влажности выше влажности разрыва капилляров, но не более наименьшей влагоемкости пористого заполнителя 9. Контроль за увлажнением осу- ществляют с помощью тензиометра 12. Поступившая в пористый заполнитель 8 влага капиллярно перемещается к поверхности испарения, которой является сетчатый каркас 14, образующий днище и внутренние стенки емкости 8. Достигая его, влага испаряется, чему способствует также подогрев пористого заполнителя 9 посредством радиационных пластин 13, расположенных на наружной боковой поверхности емкости 8. При этом соли выпадают в осадок и отлагаются на сетчатом каркасе 14. Образующаяся при испарении влага паровоздушная смесь в соответ- ствии со вторым законом термодинамики движется в испарительной камере 7 в область убывания тепла и, достигая теплообменной трубы 1, конденсирует106

ся на ее поверхности. Образовавшийся конденсат стекает в опоясывающий теплообменную трубу 1 и расположенный на уровне днища устройства желоб 5, из которого отводится за пределы устройства посредством патрубка 6. Образовавшаяся солевая руда по мере накопления удаляется с сетчатого каркаса 14 посредством включения вибратора 11 в солеприемные поддоны 23, расположенные под емкостью 8 в прорезях корпуса устройства между упорами 10. Солеприемные поддоны 23 после заполнения солевой рудой выдвигаются из корпуса устройства посредством захватов 24, опорожняются и вновь задвигаются в устройство. Полученная солевая руда в ходе опреснения воды может быть использована в качестве .сырья в химической промышленности. Предотвращение утечек холода и тепла в устройстве достигается посредством герметичного прилегания полой крышки 19 с помощью запорных элементов 18 к прокладкам 3 и 16, расположенным соответственно на фланце 2 теплообм менной трубы 1 и плоском кольце 15, которым снабжена верхняя наружная боковая поверхность устройства. В этих же целях солеприемные поддоны 23 герметично прилегают посредством уп- лотнительной прокладки 25 к корпусу устройства, а в днище устройства имеется теплоизоляционная защита 26.

В предложенном устройстве для интенсификации испарения минерализованной воды предусмотрены радиационные пластины 13, при помощи которых происходит поглощение солнечной энергии и нагрев наружной боковой поверхности емкости 8, выполненной из теплопроводного материала, например из алюминия, с последующей передачей тепловой энергии, содержащейся в емкости 8г пористому заполнителю - почве. Другим приемом, способствующим повышенному испарению минерализованной влаги, является ее предварительный нагрев в полой крышке 19, пилообразная верхняя поверхность которой позволяет улавливать солнечную энергию при любом угле солнечных лучей. В этих же целях полая крышка 19 имеет форму распластанной плоской емкости (большая поверхность при малом объеме во-. ды в емкости), что увеличивает площадь соприкосновения воды с тепловос- принимающей поверхностью крышки и .

быстрый нагрев влаги до высоких тем- ператур.

Формула изобретения

Устройство для опреснения минерализованной воды, включающее емкость с заполнителем, водораспределитель и крышку, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности в работе устройства за счет предотвращения загрязнения окружающей среды и полезного использования содержащихся в воде солей, оно снабжено установленной в центре емкости теплообменной трубой, выполненной с входным патрубком в нижней части и фланцем в верхней, испарительной камерой, установленной коаксиально теплообменной трубе, желобом для отвода конденсата, установленным коаксиально теплообменной трубе в нижней ее части, солеприемными поддонами с захватами, установленными под емкостью, и вибратором, причем наружная поверхность емкости с пористым заполнителем снабжена тензометром и радиационными пластинками, а внутренняя, граничащая с испарительной камерой боковая поверхность и днище емкости выполнены перфорированными, причем днище устройства снабжено упорами, а верхняя часть емкости снабжена плоским кольцом с уплотнительной прокладкой, закрепленной на внутренней стороне боковой поверхности устройства, и соединена посредством ребер с фланцем теплообменной трубы,

5 а крышка выполнена в виде полой,

закрытой со всех сторон цилиндрической емкости с отверстием и вентилем в нем, расположенным над теплообменной трубой, и снабжена водораспреде0 лителем, выполненным в виде равноудаленных одна от другой и размещенных по окружности трубок,нижняя часть которых перфорирована и заглублена в пористый заполнитель, а верхняя

5 расположена выше нижней плоскости крышки.

Изобретение относится к области водоснабжения сельского хозяйства и может быть использовано для получения солевой руды. Цель изобретения - повышение эффективности устройства для опреснения минерализованной воды. Это достигается тем, что предлагаемое устройство содержит емкость 8 с пористым заполнителем 9, установленную на упорах 10, расположенных на днище