ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2288192

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПРОТОЧНОЙ ВОДЫ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПРОТОЧНОЙ ВОДЫ

Имя изобретателя: Лукьянов Василий Иванович (RU); Тюкин Виктор Николаевич (RU); Лукьянов Евгений Васильевич 
Имя патентообладателя: Вологодский государственный технический университет
Адрес для переписки: 160035, г.Вологда, ул. Ленина, 15, ВоГТУ, ПИО
Дата начала действия патента: 2005.05.14 

Изобретение относится к устройствам для обеззараживания проточной воды с изменяющейся во времени ее мутностью, содержащей в своем составе преимущественно трудноокисляемые вещества, болезнетворные (патогенные) бактерии, вирусы, и может быть использовано для обработки воды, расходуемой на хозяйственно-питьевые нужды, для обеззараживания биологически очищенных сточных вод при спуске их в водоем и для других подобных целей. Устройство для обеззараживания проточной воды содержит ультрафиолетовый излучатель, отражательный рефлектор, источник технического кислорода, озонатор, струйный аппарат, винтообразную лопасть, вертикально-трубчатую систему, концентратомер растворенного озона в проточной воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, обратный клапан, кран, электрифицированные задвижки, два датчика давления и блок управления, при этом оно дополнительно содержит мутномер, функциональный преобразователь и коммутатор, причем камера смешения струйного аппарата выполнена из кварцевого стекла, ультрафиолетовый излучатель состоит из отдельных ультрафиолетовых ламп, расположенных аксиально относительно кварцевой камеры смешения струйного аппарата, мутномер установлен на входе струйного аппарата, выход мутномера соединен со входом функционального преобразователя, блок управления соединен с выходом функционального преобразователя и со входом коммутатора, а выход коммутатора соединен с лампами ультрафиолетового излучателя. Технический результат заключается в повышении эффективности обеззараживания проточной воды при изменяющейся во времени ее мутности.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам для обеззараживания проточной воды с изменяющейся во времени ее мутностью, содержащей в своем составе преимущественно трудноокисляемые вещества, болезнетворные (патогенные) бактерии, вирусы, и может быть использовано для обработки воды, расходуемой на хозяйственно-питьевые нужды, для обеззараживания биологически очищенных сточных вод при спуске их в водоем и для других подобных целей.

Известна бактерицидная установка "Видеко", включающая трубу из кварцевого стекла, ультрафиолетовые излучатели, отражательные рефлекторы и вихреобразователи [Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод. - М.: Высшая школа, 1987, с.273, рис.14.8]. Недостатком известной бактерицидной установки "Видеко" является низкая эффективность обеззараживания проточных вод, отличающихся повышенной мутностью, а также имеющих в своем составе наиболее стойкие компоненты загрязнений.

Известно устройство для обеззараживания проточной воды, выбранное в качестве прототипа, включающее ультрафиолетовый излучатель, отражательный рефлектор, источник технического кислорода, озонатор, струйный аппарат, винтообразную лопасть, вертикально-трубчатую систему, концентратомер растворенного озона в проточной воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, обратный клапан, кран, электрифицированные задвижки, два датчика давления и блок управления [Патент РФ № 2233249, кл. С 02 F 9/12 // (С 02 F 9/12, 1:32, 1:78, 101:00), 103:02]. Недостатком известного устройства для обеззараживания проточной воды является недостаточная эффективность обеззараживания проточной воды при изменяющейся во времени ее мутности.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы повысить эффективность обеззараживания проточной воды при изменяющейся во времени ее мутности.

Предлагаемое техническое решение заключается в следующем: устройство для обеззараживания проточной воды, включающее ультрафиолетовый излучатель, отражательный рефлектор, источник технического кислорода, озонатор, струйный аппарат, винтообразную лопасть, вертикально-трубчатую систему, концентратомер растворенного озона в проточной воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, обратный клапан, кран, электрифицированные задвижки, два датчика давления и блок управления, дополнительно содержит мутномер, функциональный преобразователь и коммутатор, причем камера смешения струйного аппарата выполнена из кварцевого стекла, ультрафиолетовый излучатель состоит из отдельных ультрафиолетовых ламп, расположенных аксиально относительно кварцевой камеры смешения струйного аппарата, мутномер установлен на входе струйного аппарата, выход мутномера соединен со входом функционального преобразователя, блок управления соединен с выходом функционального преобразователя и со входом коммутатора, а выход коммутатора соединен с лампами ультрафиолетового излучателя.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими повысить эффективность обеззараживания проточной воды при изменяющейся во времени ее мутности.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

При проведении дополнительного поиска известных решений не были выявлены признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого устройства для обеззараживания проточной воды. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательный уровень".

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПРОТОЧНОЙ ВОДЫ

На фиг.1 схематически представлено устройство для обеззараживания проточной воды, на фиг.2 представлен разрез по сечению А-А на фиг.1.

Устройство для обеззараживания проточной воды содержит подводящий трубопровод 1, мутномер 2, струйный аппарат 3, кварцевую камеру смешения 4, ультрафиолетовый излучатель 5, отражательный рефлектор 6, фланцы 7 и 8, винтообразную лопасть 9, вертикально-трубчатую систему 10, концентратомер растворенного озона 11, источник технического кислорода 12, озонатор 13, задающее устройство 14, сравнивающее устройство 15, следящий привод 16, вентиль 17, функциональный преобразователь 18, коммутатор 19, датчики давления 20 и 21, электрифицированные задвижки 22 и 23, датчики положения электрифицированных задвижек 24 и 25, обратный клапан 26, кран 27, отводящий трубопровод 28, лоток 29 и блок управления 30.

Фланцы 7 и 8 являются базой для струйного аппарата 3, ультрафиолетового излучателя 5 и отражательного рефлектора 6.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПРОТОЧНОЙ ВОДЫ РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

Включаются в действие лампы ультрафиолетового излучателя 5 и открываются электрифицированные задвижки 22 и 23. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 24 и 25 обрабатываемая проточная вода под напором по подводящему трубопроводу 1 поступает во входной патрубок струйного аппарата 3 и с большой скоростью проходит через его кварцевую камеру смешения 4. От озонатора 13 во всасывающий патрубок струйного аппарата 3 поступает озонокислородная смесь и в кварцевой камере смешения 4 тщательно перемешивается с обрабатываемой проточной водой. Под действием винтообразной лопасти 9 смешанный поток в кварцевой камере смешения 4 получает вращательное движение, которое приводит к появлению центробежной силы. Под действием центробежной силы смешанный поток плотно прижимается к внутренней поверхности кварцевой камеры смешения 4, очищает ее поверхность от загрязнений и тем самым создает благоприятные условия для беспрепятственного проникновения лучей от ультрафиолетового излучателя 5 в кварцевую камеру смешения 4. Отражательный рефлектор 6 усиливает поток ультрафиолетовых лучей. Одновременно с этим мутномер 2 фиксирует мутность исходной воды и в виде электрического сигнала передает ее на функциональный преобразователь 18. Функциональный преобразователь 18 отрабатывает полученный сигнал и через блок управления 30 на коммутатор 19 подает команду на включение определенного количества ламп ультрафиолетового излучателя 5, соответствующего мутности исходной воды.

Регулирование мощности ультрафиолетового излучателя 5 в зависимости от мутности исходной воды позволяет обрабатывать проточную воду в оптимальных условиях воздействия ультрафиолетовых лучей на бактериальные загрязнения проточной воды. При совместном озонировании и ультрафиолетовом облучении воды ускоряется образование радикалов ОН, проявляется повышенная активация веществ, подлежащих окислению, при введении в среду фотонов мгновенно окисляются наиболее стойкие компоненты загрязнений, такие, как спириты, хлорпроизводные и т.п. Из струйного аппарата 3 обрабатываемая вода поступает в вертикально-трубчатую систему 10. Под действием весового гидростатического противодавления со стороны обрабатываемой воды, находящейся в вертикально-трубчатой системе 10, озон практически полностью растворяется. В вертикально-трубчатой системе 10, благодаря турбулентности потока и под действием весового гидростатического давления, происходит доокисление загрязнений. На выходе вертикально-трубчатой системы 10 размещен концентратомер растворенного озона в воде 11, который фиксирует концентрацию растворенного озона в воде и в виде электрического сигнала передает ее через блок управления 30 на вычитающий вход сравнивающего устройства 15, суммирующий вход которого соединен с задающим устройством 14. На задающем устройстве 14 устанавливается определенная величина концентрации растворенного озона в воде. Следящий привод 16, со входом которого соединен выход сравнивающего устройства 15, будет воздействовать на запорно-регулирующий орган вентиля 17 до тех пор, пока не наступит равенство величин: концентрации растворенного озона в воде и установленном ее значении на задающем устройстве 14. Таким образом, автоматически поддерживается расход озоно-кислородной смеси, необходимой как для эффективного окисления загрязнений, так и для минимально необходимого содержания растворенного озона в обеззараженной воде перед ее использованием. По отводящему трубопроводу 28 обеззараженная вода поступает потребителю для повторного ее использования или сбрасывается в открытый водоем.

При эксплуатации устройства для обеззараживания проточной воды возможны перебои в подаче озоно-кислородной смеси. Если концентратомер растворенного озона в воде 11 зафиксирует его отсутствие, то через определенную выдержку времени, которая устанавливается на пульте блока управления 30, закрываются электрифицированные задвижки 22 и 23 и при разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 24 и 25 устройство для обеззараживания проточной воды прекращает свою работу. Обратный клапан 26 при этом предотвращает обратное движение воды из вертикально-трубчатой системы 10 в направлении озонатора 13. При выполнении профилактических осмотров устройства и регламентных работ вертикально-трубчатая система 10 с помощью крана 27 опорожняется, при этом вода по лотку 29 отводится на сторону.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить экономический эффект за счет высокого качества обеззараженной проточной воды, рационального использования энергии ультрафиолетового излучателя в зависимости от мутности проточной воды и озоно-кислородной смеси благодаря автоматическому регулированию ее подачи.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для обеззараживания проточной воды, включающее ультрафиолетовый излучатель, отражательный рефлектор, источник технического кислорода, озонатор, струйный аппарат, винтообразную лопасть, вертикально-трубчатую систему, концентратомер растворенного озона в проточной воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, обратный клапан, кран, электрифицированные задвижки, два датчика давления и блок управления, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит мутномер, функциональный преобразователь и коммутатор, причем камера смешения струйного аппарата выполнена из кварцевого стекла, ультрафиолетовый излучатель состоит из отдельных ультрафиолетовых ламп, расположенных аксиально относительно кварцевой камеры смешения струйного аппарата, мутномер установлен на входе струйного аппарата, выход мутномера соединен со входом функционального преобразователя, блок управления соединен с выходом функционального преобразователя и со входом коммутатора, а выход коммутатора соединен с лампами ультрафиолетового излучателя.

Версия для печати
Дата публикации 26.02.2007гг


вверх