Аппарат для опреснения и обеззараживания воды Советский патент 1993 года по МПК C02F1/46 

Изобретение относится к очистке воды, в частности к конструкциям средств получения питьевой воды.

Целью изобретения является обеспечение опреснения воды путем заполнения пор фильтрующей трубки воском.

Цель достигается тем, что фильтр выполнен в виде трубки, поры которого заполнены воском, при этом отрезки медной и титановой проволоки расположены в полости между корпусом и фильтром, причем корпус аппарата снабжен трубопроводом рассола и расположен выше уровня верхней части фильтрующей трубки, а напорный трубопровод на входе в корпус аппарата снабжен отражателем, кроме того, в нижней части аппарата установлен теплообменник, через полую часть которого проходит напорный трубопровод, на котором последовательно выполнены водоэжекционные элементы в форме конфузора с всасывающими отверстиями и проходным соплом.

В заявляемом аппарате разработано и использовано новое высокоэффективное устройство, обеспечивающее опреснение.

обеззараживание воды, регенерацию поверхности фильтрующей трубки с одновременным укрупнением окислов меди и рассола с выносом их из корпуса аппарата. Из практики известно, что натуральный воск пропускает ионы воды и задерживает ионы солей, а окислы меди обеззараживают воду. Эжектором создается глубокое разрежение в полой части теплообменника, а из нагретой воды t 42-45°C выделяются растворимые газы (кислород, двуокись углерода и т.д.). которые поступают в корпус аппарата и обеспечивают более интенсивное укрупнение и поднятие окислов меди и ионов солей для их удаления.

Экспериментально доказано, что наибольший коэффициент эжектирования (для выделения газов из воды) достигается при примерно равном соотношении площади конфузорного проходного сопла и суммарной площади окружающих его всасывающих отверстий.

Такое техническое решение обеспечивает интенсивное эжектирование газов в

00

10

о

00 О (

СО

полости теплообменника при глубоком разрежении 0,01-0.02 МПа.

На фиг.1 показан аппарат для опреснения и обеззараживания воды: на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2.

Аппарат содержит корпус 1, внутри которого размещен трубчатый фильтр 2. В нижней части корпуса 1 подсоединен напорный трубопровод 3 с отражателем 4. а в верхней части установлен трубопровод 5 отвода рассола. Трубопровод б соединен с камерой 7 фильтра 2 пресной воды. Медные 8 и титановые 9 отрезки из проволоки расположены в полости 10. Кроме того, аппарат содержит насос 11с всасывающим трубопроводом 12/электронагреватель 13, теплообменник 14, через полую часть 15 которого проходит напорный трубопровод 3, на котором последовательно выполнены водоэжек- ционные элементы в форме конфузора с всасывающими отверстиями 16 и проходным соплом 17, а для регулировки расхода жидкости установлены задвижки 18, 19, 20.

Аппарат для опреснения и обеззараживания воды работает следующим образом.

До начала работы аппарата теплообменник 14 заполняют водой на 2/3 его объема и включают электронагреватель 13 в электрическую сеть. По достижении температуры воды более 40°С в работу включают найос 11. По всасывающему трубопроводу

эод 2

12 орская вода поступает в насос 11 и под напором подается в напорный трубопровод 3, Морская вода, проходя проходное сопло 17, существенно повышает скорость движения и создает возможность разрежения 0,01-0.02 МПа в полую часть 15 теплообменника 14 (при и созданном разрежении происходит обильное выделения паров влаги и газов из поверхности воды теплообменника, тем самым создается возможность интенсивного эжектирования (подсасывания) водяных паров и газов через всасывающие отверстия 16). Пары влаги конденсируются в основной поток движущейся воды, а газы в виде мелких пузырьков продолжают двигаться с основным потоком воды и поступают в сопло второго ряда. При повторении цикла еще больше увеличивается скорость воды и повышается интенсивность эжектирования газов из нагретой воды. Далее поток газонасыщенной морской воды проходит отверстие открытой задвижки 18 и поступает на отражатель 4, который разделяет и направляет поток воды на периферию корпуса 1. Турбулентный газонасыщенный поток соленой воды поступает в полость 10 между фильтром 2 и

корпусом 1, ионы воды проходят через стенку фильтра 2, а соли остаются на его поверхности. Движущийся вверх поток воды смывает соли с поверхности фильтра, укрупняет их за счет прилипания к пузырькам газов, движущихся в потоке жидкости. Кроме того, в полости 10 аппарата в потоке во взвешенном состоянии находится смесь рубленных отрезков медной 8 и титановой 9

проволоки размером более 2 мм, которые бурно перемешиваются в турбулентном потоке и находятся на 1/3 высоты корпуса. При этом медные частицы контактируют с титановыми, идет процесс электрохимической коррозии с растворением химически более активного металла (меди) и переходом ионов меди (Си) в воду. Со временем на поверхности медных отрезков образуются окисные соединения, которые препятствуют процессу коррозии. Но острые кромки титановой проволоки обдирают образующийся мягким слой гидроксидов и они в виде дисперсных частиц (шлама) уносятся вместе с водой на поверхность фильтра 2,

где образуется активный слой, способствующий эффекту обеззараживания воды. Ионы обеззараженной воды поступают в камеру 7 пресной воды, а дисперсные частицы смываются с поверхности фильтра 2 и уносятся вверх газовыми пузырьками. Исходная соленая вода, содержащая ионы солей и меди, в виде рассола поступает в трубопровод 5 и, проходя отверстие задвижки 19, направляется на дополнительную обработку. Опресненная и обеззараженная вода из камеры 7 проходит трубопровод 5 и задвижку 20, поступает в приемную емкость. Движущийся поток воды вдоль фильтрующей поверхности обеспечивает постоянную саморегенерацию фильтра, что существенно повышает его производительность. Формула изобретения Аппарат для опреснения и обеззараживания воды, включающий корпус с напорным и отводным трубопроводами, внутри корпуса размещен обеззараживающий материал, изготовленный из рубленных отрезков титановой и медной проволоки, и фильтр, выполненный из пористого материала в виде цилиндра с днищем, отличающийся тем. что, с целью интенсификации процесса очистки и опреснения, поры фильтра заполнены воском, а в нижней части аппарата установлен теплообменник, через полую часть которого проходит напорный трубопровод с установленными в нем водоэжекционными элементами в форме конфузора с всасывающими отверстиями и проходным соплом,

1820896б Определение коэффициента эжекции Кэ

Предложен аппарат для опреснения и обеззараживания воды, включающий корпус с напорным и отводным трубопроводами. Внутри корпуса размещен обеззараживающий материал из отрезков титановой и медной проволоки. Аппарат содержит фильтр из пористого материала в виде цилиндра с днищем. Поры фильтра заполнены воском. В нижний части аппарата установлен теплообменник, через полую часть которого проходит напорный трубопровод с водоэжекционными элементами. 3 ил., 1 табл.

-Jz

-7

.8

-9

-10

f2