УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ ДИСКРЕТНОГО ТИПА ДЕЙСТВИЯ

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ ДИСКРЕТНОГО ТИПА ДЕЙСТВИЯ


RU (11) 2060958 (13) C1

(51) 6 C02F1/46, G05D27/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 94005221/26 
(22) Дата подачи заявки: 1994.02.14 
(45) Опубликовано: 1996.05.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1118618, кл. C 02F 1/46, 1984. 
(71) Заявитель(и): Хабузов Василий Арсеньевич; Худяков Владимир Федорович 
(72) Автор(ы): Хабузов Василий Арсеньевич; Худяков Владимир Федорович 
(73) Патентообладатель(и): Хабузов Василий Арсеньевич; Худяков Владимир Федорович 

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ ДИСКРЕТНОГО ТИПА ДЕЙСТВИЯ 

Сущность изобретения: устройство содержит источник тока, выход которого соединен с электродами электролизера, формирователь временных интервалов, блок контроля, блок индикации и логический блок, связанный со всеми указанными блоками и источником тока, подключенным своими выходом и сетевым входом к блоку контроля. Блок контроля может быть выполнен в виде трех датчиков, причем датчики высокого и низкого напряжения подключены к выходу источника тока, а датчик сетевого напряжения к сетевому входу источника тока. 1 з. п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к устройствам электрохимической очистки воды и может преимущественно использоваться в водоснабжении (в быту, медицине) для очистки определенной порции воды, что обусловлено дискретным типом действия.

Известно электролитическое устройство для получения ионизированной воды, содержащее электролитическую ячейку, электроды которой через блок управления соединены с источником питания, связанным через диафрагменный выключатель с электролитической ячейкой. После заполнения ячейки водой срабатывает выключатель, запуская источник питания. Полярность напряжения на электродах изменяется блоком управления.

Недостаток электролитического устройства состоит в необеспечении гарантированной степени обработки воды, что обусловлено отсутствием постоянного контроля за параметрами электрохимического процесса.

Известно устройство для управления процессом электрохимической очистки воды, в котором имеется постоянный контроль за параметрами очищаемой воды. По своей технической сущности данное устройство наиболее близко изобретению и выбрано в качестве прототипа. Оно содержит электролизер с источником тока, соединенным через исполнительный механизм с выходом блока вычислений значений тока, а также блок измерения концентрации загрязняющих веществ в воде, выполненный в виде датчика, у которого выход каждого канала подключен к соответствующему входу логического блока и блока вычислений значений тока, который задает требуемую силу тока, обеспечиваемого источником тока через очищаемую воду и определяемого в соответствии с концентрацией загрязняющих веществ. При снижении концентрации всех загрязняющих веществ в воде до минимального уровня исполнительный механизм отключает источник тока.

Данное устройство имеет ограниченные эксплуатационные возможности при условии гарантированной степени очистки воды. Указанный недостаток связан с наличием возможностей эксплуатации рассматриваемого устройства без гарантии требуемой степени очистки воды в следующих случаях: при пассивации (загрязнении, например, нефтепродуктами) электродов; при значительном износе электродов; при коротком замыкании, например, за счет шлама, между электродами; при неисправностях типа "обрыв" в цепях, соединяющих выход источника тока с электродами (обрыв соединительных проводов, нарушение контакта за счет окисления в клеммных соединениях); при повышенной засоленности очищаемой воды.

В перечисленных случаях вода очищается либо недостаточно эффективно, либо не очищается совсем и гарантированная степень очистки не обеспечивается, а информация о возникновении таких режимов в устройстве не вырабатывается (устройство не отключается) и к оператору не поступает.

Цель изобретения расширение эксплуатационных возможностей устройства при гарантированной степени очистки воды.

Цель достигается тем, что известное устройство, содержащее источник тока, выход которого соединен с электродами электролизера, и логический блок, снабжено формирователем временных интервалов, блоком контроля, а также блоком индикации, связанным с логическим блоком, у которого управляющие вход и выход соединены с источником тока, сигнальные вход и выход с формирователем временных интервалов, а входы контроля с выходами блока контроля, подключенного входами к выходу и сетевому входу источника тока. Блок контроля может быть выполнен в виде трех датчиков, входы и выходы которых являются соответственно входами и выходами блока контроля, причем входы датчиков высокого и низкого напряжения связаны с выходом источника тока, а выход датчика сетевого напряжения с сетевым входом источника тока.

Предлагаемая совокупность существенных признаков, таких как введение формирователя временных интервалов, блока контроля и блока индикации, их соединение между собой логическим блоком и источником тока, позволяет решить техническую задачу и достичь цели изобретения. Действительно за время, устанавливаемое формирователем временных интервалов, за счет пропускания стабильного по величине тока происходит обработка порции воды, находящейся в электролизере, с гарантированной степенью очистки. В случаях загрязнения или износа электродов, неисправности типа "обрыв" в соединительных цепях, короткого замыкания между электродами или повышенной засоленности воды, любой из этих режимов выявляется блоком контроля и через логический блок происходит отключение источника тока. О возникновении такого режима информирует блок индикации. В результате эксплуатационные возможности предлагаемого устройства расширяются при гарантированной степени очистки воды.

Изобретение поясняется чертежом, где приняты следующие обозначения: 1 источник тока, 2 электроды, 3 электролизер с порцией воды, 4 логический блок, 5 формирователь временных интервалов, 6 блок контроля, 7 блок индикации, 8 датчик высокого напряжения, 9 датчик низкого напряжения, 10 датчик сетевого напряжения.

Предлагаемое устройство управления процессом электрохимической очистки воды дискретного типа действия содержит источник тока 1, выход которого соединен с электродами 2 электролизера 3. Логический блок 4 подключен сигнальными входом и выходом к формирователю временных интервалов 5, входами контроля к выходам блока контроля 6, а также связан с блоком индикации 7. Входы блока контроля 6 подключены к выходу и сетевому входу источника тока 1. Блок контроля 6 выполнен в виде трех датчиков: датчика высокого напряжения 8, датчика низкого напряжения 9 и датчика сетевого напряжения 10, выходы которых являются выходами блока контроля 6, причем входы датчиков высокого и низкого напряжения 8 и 9 связаны с выходом источника тока 1, а вход датчика сетевого напряжения 10 с сетевым входом источника тока 1.

Источник (стабилизатор) тока может быть выполнен на основе высокочастотного транзисторного преобразователя напряжения с промежуточным трансформатором, выпрямителем и сглаживающим фильтром. Стабилизация уровня тока, проходящего через очищаемую воду, осуществляется за счет широтно-импульсной модуляции переменного импульсного напряжения на входе промежуточного трансформатора. Другие блоки устройства могут быть выполнены следующим образом:

логический блок на транзисторно-диодных ключах, реализующих алгоритм функционирования источника тока и всех блоков, входящих в устройство;

формирователь временных интервалов на микросхеме типа К176 ИЕ5, включенной по схеме генератора с двумя триггерными пересчетными схемами для формирования временного интервала очистки воды и интервала пробного пуска источника тока, питание указанной микросхемы организовано с помощью конденсатора с противоразрядным диодом, что позволяет сохранять питающее напряжение при отключении сетевого напряжения и формировать третий временной интервал задержки повторного включения;

датчики высокого и низкого напряжения либо на транзисторных ключах с пороговыми элементами в виде стабилитронов, либо на базе триггеров Шмидта, а датчик сетевого напряжения на резистивном делителе, к которому подключен конденсатор с противоразрядным диодом формирователя временных интервалов;

блок индикации либо на светодиодах, либо на жидкокристаллических элементах буквенно-цифровой индикации.

Работа устройства управления процессом электрохимической очистки воды дискретного типа действия происходит следующим образом.

В электролизер 3 заливается порция воды определенного объема. Вода должна быть очищена с гарантированной степенью очистки в пределах заданного интервала времени временного интервала очистки. После этого вода из электролизера 3 сливается и фильтруется, а в него заливается новая порция воды для очистки. Такой тип действия очистителя является дискретным. Длительность временного интервала очистки зависит от объема порции воды, заливаемой в электролизер 3, максимально допустимой ее загрязненности и уровня пропускаемого между электродами 2 тока. Эта длительность устанавливается формирователем временных интервалов 5. В пределах интервала очистки логический блок 4 через управляющий вход обеспечивает включенное состояние источника тока 1, который вырабатывает напряжение, подаваемое на электроды 2, и через воду протекает постоянный (стабилизированный) ток заданного уровня. При протекании тока происходит процесс очистки воды. После окончания временного интервала очистки срабатывает формирователь временных интервалов 5, логический блок 4 отключает источник тока 1 и блок индикации 7 выдает об этом соответствующую информацию. Для очистки следующей порции воды необходимо отключить источник тока 1 от сети, слить очищенную воду и залить новую порцию. Без отключения сетевого напряжения источник тока 1 повторно запустить нельзя, так как блок контроля 6 (датчик сетевого напряжения 10) и формирователь временных интервалов 5 не выдадут разрешающий сигнал логическому блоку 4. Это необходимо для исключения подачи напряжения, опасного для человека, на электроды 2 после вынимания их из электролизера 3, из которого должна быть слита очищенная вода. Кроме того при кратковременном пропадании сетевого напряжения во время очистки воды информация о прошедшем времени очистки сохраняется с помощью блока контроля 6 (датчика сетевого напряжения 10) и формирователя временных интервалов 5 (на интервале задержки повторного включения) и поэтому после восстановления напряжения сети процесс очистки продолжится в течение оставшегося интервала времени. Следовательно, и в данном случае обеспечивается гарантированная степень очистки воды.

В тех случаях, когда электроды 2 пассивированы (загрязнены), или имеют значительную степень износа, или в соединительных цепях возникла неисправность типа "обрыв", или электроды сухие (вынуты из воды), сопротивление между электродами 2 (сопротивление нагрузки источника тока 1) увеличивается, напряжение на выходе источника тока 1 возрастает за пределы допустимого значения и происходит срабатывание блока контроля 6 (датчика высокого напряжения 8). В результате через логический блок 4 отключается источник тока 1, включается блок индикации 7, сигнализирующий о прекращении процесса очистки. Начинается интервал пробного пуска, по окончании которого формирователь временных интервалов 5 выдает сигнал и логический блок 4 разрешает пробный пуск источника тока 1. При сохранении указанного состояния нагрузки источник тока 1 работает в режиме опроса (пробных пусков) и блок индикации 7 сигнализирует о прекращении процесса очистки. Такой режим может быть прерван только оператором.

В тех случаях, когда имеет место повышенная засоленность воды или короткое замыкание электродов, например, шламом, напряжение на выходе источника тока 1 опускается за пределы нижнего уровня, что приводит к срабатыванию блока контроля 6 (датчика низкого напряжения 9) и через логический блок 4 к выключению источника тока 1. С помощью формирователя временных интервалов 5 источник тока 1 переводится в режим опроса (повторных пусков) с периодом, равным интервалу пробного пуска. Блок индикации 7 сигнализирует о прекращении процесса очистки. Прерывается такой режим тоже только оператором.

Расширение эксплуатационных возможностей предлагаемого устройства при гарантированной степени очистки воды достигается следующим образом. За счет введения формирователя временных интервалов и блока контроля при наличии логического блока исключается следующее:

использование устройства при неисправностях типа "обрыв" в соединительных цепях источника тока и электродов, а также при коротком замыкании между электродами;

проведение процесса очистки при пассивированных (загрязненных, например, нефтепродуктами) или значительно изношенных электродах;

работу устройства с водой, природный солевой состав которой не соответствует гигиеническим нормам;

появление опасного для человека (оператора) напряжения на сухих (вынутых из воды) электродах при подключенном к сети источнике тока.

Во всех перечисленных случаях источник тока отключается или переводится в режим опроса (кратковременных повторных пусков) и блок индикации сигнализирует о появлении недопустимого режима работы устройства. В то же время гарантированно обеспечивается требуемая степень очистки порции воды заданного объема с сигнализацией блоком индикации о нормальном протекании процесса за счет стабилизации тока между электродами в пределах временного интервала очистки, определяемого формирователем временных интервалов. Таким образом достигнуто расширение эксплуатационных возможностей в предлагаемом устройстве при гарантированной степени очистки воды.

Для проверки функционирования создано устройство управления процессом электрохимической очистки воды дискретного типа действия. В него входят источник, обеспечивающий ток силой до 1 А, формирователь временных интервалов, задающий длительность интервала очистки 6 1 мин, длительность интервала пробного пуска 10-12 с, длительность интервала задержки повторного включения 30-60 с, блок контроля с датчиком высокого напряжения (уровень срабатывания 20-24 В), датчиком низкого напряжения (уровень срабатывания 3-5 В), и датчиком сетевого напряжения. В электролизере за один цикл обрабатывается 3 л воды с гарантированной степенью очистки. В то же время исключается работа устройства при пассивированных или значительно изношенных электродах, при возникновении неисправностей типа "обрыв" или при коротком замыкании между электродами. Процесс очистки не происходит, если в электролизер залита вода с избыточным (более 1,2 г/л) засолением. Исключается поражение человека (оператора) напряжением на вынутых (сухих) электродах, поскольку амплитуда этого напряжения не превышает 24 В, а действующее значение из-за большой скважности импульсного напряжения 1-2 В. При нормальном протекании процесса очистки светодиод блока индикации постоянно светится, а после окончания процесса гаснет. В тех случаях, когда процесс очистки прекращается по указанным выше причинам, светодиод блока индикации начинает мигать с периодом, равным интервалу пробного пуска. Проведенные испытания подтвердили способность предлагаемого устройства с гарантированной степенью очистки обрабатывать питьевую воду в бытовых условиях и выявлять недопустимые состояния электродов, соединительных цепей и очищаемой воды. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Устройство управления процессом электрохимической очистки воды дискретного типа действия, содержащее источник тока, выход которого соединен с электродами электролизера, и логический блок, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено формирователем временных интервалов блоком контроля, а также блоком индикации, связанным с логическим блоком, у которого управляющие вход и выход соединены с источником тока, сигнальные входы и выход с формирователем временных интервалов, а входы контроля с выходами блока контроля, подключенного входами к выходу и сетевому входу источника тока.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок контроля выполнен в виде трех датчиков, входы и выходы которых являются соответственно входами и выходами блока контроля, причем входы датчиков высокого и низкого напряжения связаны с выходом источника тока, а вход датчика сетевого напряжения с сетевым входом источника тока.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru