ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2228299
УСТРОЙСТВО ВОДОПОДГОТОВКИ
Имя изобретателя: Есиев Сергей Саладинович
Имя патентообладателя: Есиев Сергей Саладинович
Адрес для переписки: 109028, Москва, Б.Трехсвятский пер., 3/12, к.508, МИЭМ, ООО "НПА", пат.пов. Т.В.Григорьевой
Дата начала действия патента: 2003.03.19
Изобретение относится к устройствам обеззараживания и нагрева воды для
технологических температур при помощи ультрафиолетового излучения и может быть
использовано для подготовки воды для бытового и технического потребления. Устройство
водоподготовки снабжено кожухом с входными и выходными патрубками для подвода и
отвода воды, внутри которого размещен корпус. Кожух и корпус выполнены разъемными,
внутри корпуса размещено средство для перемешивания воды. Оно герметично установлено
на вал электродвигателя, помещенный в защитную трубу, жестко связанную с корпусом.
Источник УФ излучения расположен между отражателем УФ излучения и уровнем
обрабатываемой воды и снабжен средством для создания электростатического барьера
непроницаемости для заряженных недоокисленных частиц. Устройство выполнено с
возможностью охлаждения кожуха и корпуса посредством проточной воды, перемещаемой
между стенками кожуха и корпуса. Отражатель УФ излучения выполнен в виде полированной
стальной пластины. Средство для перемешивания воды выполнено в виде как минимум одной
двухуровневой лопасти. Средство для создания электростатического барьера
непроницаемости для заряженных недоокисленных частиц выполнено в виде сетки из,
например, платинита. Технический результат выражается в повышении эффективности
стерилизации воды, обеспечении возможности осуществлять одновременно эффективное
обеззараживание и нагрев воды до технологических температур.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к устройствам обеззараживания и нагрева воды для
технологических температур при помощи ультрафиолетового излучения и может быть
использовано для подготовки воды для бытового и технического потребления.
Известно устройство для стерилизации потока жидкости ультрафиолетовыми
лучами, содержащее корпус, камеры излучения с источниками ультрафиолетового излучения,
камеру входа с патрубками для входа жидкости, камеру выхода с патрубками для выхода
жидкости, переходные камеры, соединяющие камеры излучения между собой, а также с
камерами входа и выхода (А.С. №981238, МПК 3 С 02 F 1/32, опубл. 15.12.1982 г., бюлл. №46).
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для стерилизации
питьевой воды, содержащее корпус с входным и выходным патрубками для подвода исходной
воды и отвода обработанной воды, по меньшей мере один источник ультрафиолетового (УФ)
излучения, параболический отражатель УФ излучения, а также посеребренную пластину,
размещаемую в потоке обрабатываемой воды. В устройстве за счет применения
ультрафиолетовых лучей, сконцентрированных параболическим отражателем на
поверхности потока воды, и применения посеребренной пластины с созданием на ней силы
тока 10 мА обеспечивается обеззараживание воды (Патент РФ №2073646, МПК 6 С 02 F 1/32, опубл.
20.02.1997 г., бюлл. №5).
Недостатком известных устройств является помимо невысокого стерилизующего эффекта из-за
неравномерной обработки всех слоев воды УФ излучением отсутствие также возможности
осуществлять одновременно обеззараживание и нагрев воды до технологических
температур.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является
повышение эффективности стерилизации воды и обеспечение возможности осуществлять
одновременно эффективное обеззараживание и нагрев воды до технологических температур.
Поставленная техническая задача решается тем, что устройство водоподготовки,
включающее корпус с входным и выходным патрубками для подвода исходной воды и отвода
обработанной воды, по меньшей мере один источник ультрафиолетового (УФ) излучения,
согласно изобретению снабжено кожухом с входными и выходными патрубками для подвода и
отвода воды, внутри которого размещен корпус, кожух и корпус выполнены разъемными,
внутри корпуса размещено средство для перемешивания воды, герметично установленное на
вал электродвигателя, помещенный в защитную трубу, жестко связанную с корпусом,
источник УФ излучения расположен между отражателем УФ излучения и уровнем
обрабатываемой воды и снабжен средством для создания электростатического барьера
непроницаемости для заряженных недоокисленных частиц.
Дополнительные отличия состоят в следующем. Устройство выполнено с возможностью
охлаждения кожуха и корпуса посредством проточной воды, перемещаемой между стенками
кожуха и корпуса. Корпус выполнен разъемным и включает крышку и емкость для
обрабатываемой воды. Кожух выполнен разъемным и включает крышку с входным и выходным
патрубками для подвода и отвода воды и емкость для охлаждающей воды с входным и
выходным патрубками для подвода и отвода воды. Отражатель УФ излучения выполнен в виде
полированной стальной пластины. Средство для перемешивания воды выполнено в виде как
минимум одной двухуровневой лопасти. Средство для создания электростатического
барьера непроницаемости для заряженных недоокисленных частиц выполнено в виде сетки
из, например, платинита. Устройство снабжено системой регулирования подачи воды в
систему водообеспечения устройства. Также устройство снабжено воздушным насосом,
соединенным патрубком с полостью корпуса. В устройстве источник УФ излучения содержит
один или не менее двух излучательных элементов с автономным питанием каждый.
Предложенное конструктивное выполнение средства для перемешивания воды позволяет
перемешивать придонные и поверхностные слои воды для равномерной обработки всех слоев
воды УФ излучением, вследствие чего повышается эффективность стерилизации и
равномерность нагрева всех слоев подготавливаемой воды. Наличие в источнике в
качестве излучательного элемента совокупности из, как минимум, двух излучательных
элементов с автономным питанием позволяет расширить температурный интервал нагрева
подготавливаемой воды.
Предложенное устройство позволяет повысить эффективность стерилизации воды, а также
обеспечивает возможность осуществлять одновременно эффективное обеззараживание и
нагрев воды до технологических температур.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема заявляемого устройства.
|
Устройство водоподготовки содержит разъемный кожух, включающий крышку 1 с входным
патрубком 2 для подвода воды и выходным патрубкам 3 для отвода воды, разъемный корпус, а
также емкость 4 для охлаждающей воды с входным патрубком 2’ для подвода воды и выходным
патрубкам 3’ для отвода воды. Внутри кожуха расположен разъемный корпус, включающий
крышку 5 и емкость 6 для обрабатываемой воды с входным патрубком 3’ для подвода воды и
выходным патрубкам 7 для отвода обеззараженной и нагретой до заданной технологической
температуры воды.
Внутри корпуса размещено средство 8 для перемешивания воды, которое выполнено в виде,
как минимум, одной двухуровневой лопасти. Такое конструктивное выполнение позволяет
перемешивать придонные и поверхностные слои воды для равномерной обработки ее УФ
излучением. Средство 8 герметично установлено на валу 9 электродвигателя 10. При этом вал
9 защищен трубой 11, жестко закрепленной на донной внутренней части корпуса, например
сваркой. Поэтому обрабатываемая вода соприкасается только со средством 8 для
перемешивания воды, выполненным, например, из нержавеющей стали. Конструкция
устройства выполнена таким образом, чтобы обеспечивалась возможность охлаждения
стенок кожуха и корпуса. Охлаждение осуществляется посредством перемещения проточной
воды в герметичном объеме, образовавшемся между стенками кожуха и корпуса. Устройство
водоподготовки содержит отражатель 12 УФ излучения, выполненный в виде полированной
стальной пластины.
|
В устройстве источник 13 УФ излучения размещен посередине между
отражателем УФ излучения 12 и уровнем обрабатываемой воды и связан электроконтактами с
автономным блоком питания (не показан). При этом источник 13 УФ излучения может
содержать как один излучательный элемент, так и их совокупность из не менее двух
излучательных элементов с автономным питанием каждый. Это дает возможность расширить
температурный интервал нагрева подготавливаемой воды и позволяет производить замену
элементов в соответствии с технологическими требованиями к конечному продукту.
Источник 13 УФ излучения снабжен средством 14 для создания электростатического барьера
непроницаемости для заряженных недоокисленных частиц. Упомянутое средство 14
выполнено в виде сетки из, например, платинита. Сетка соединена с источником высокого
напряжения (не показан) и заизолирована. Благодаря ей заряженные частицы осаждаются и
таким образом создается электростатический барьер непроницаемости. Устройство
дополнительно снабжено воздушным насосом, соединенным патрубком с полостью корпуса,
предназначенным для охлаждения отражателя 12 УФ излучения.
Устройство водоподготовки дополнительно снабжено системой 18 регулирования подачи
воды в систему водообеспечения устройства. Оснащение устройства упомянутой системой 18
позволяет охлаждающую воду из объема, образованного стенками кожуха и корпуса,
подавать в емкость 6 для обработки воды.
УСТРОЙСТВО РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
В устройство водоподготовки из системы подачи воды 19 через входные патрубки 2 и 2’
подается вода для обработки в емкость 6 корпуса, охлаждающая вода в герметичный объем,
образованный стенками крышки 1 кожуха и крышкой 5 корпуса, и в герметичный объем,
образованный стенками емкости 4 кожуха и емкости 6 корпуса. Из соотношения температур
поступающей воды в емкость 6 для обработки и необходимой по технологии по известным
математическим зависимостям определяется количество энергии для нагрева заданного
объема воды до технологических температур. Далее воду обрабатывают потоком
ультрафиолетового излучения. Для равномерной обработки воды УФ излучением в процессе
облучения постоянно перемешивают поверхностные и придонные слои воды с помощью
средства 8 для перемешивания воды, которое выполнено в виде как минимум одной
двухуровневой лопасти. Кожух и корпус в процессе работы устройства постоянно
охлаждаются перемещающимися в герметичном пространстве между стенками потоками воды,
а отражатель 12 УФ излучения - с помощью воздушного насоса 16. При достижении
обрабатываемого объема воды заданной технологической температуры процесс обработки
прекращается. Тестирующий контроль температуры осуществляется по поверхностному
натяжению воды. Готовый конечный продукт отводится через патрубок 7 для отвода
обеззараженной и нагретой до заданной технологической температуры воды, а поток
охлаждающей воды отводится через патрубки 3 и 3’ в систему отвода воды 20.
Предлагаемое устройство является устройством периодического действия, и по
завершении технологического процесса он может повторяться снова. Устройство снабжено
известной системой термометрии (не показана) для управления и регулирования
температурными режимами водоподготовки, а также блоком управления 21 системами
водообепечения устройства и электродвигателя 10, выполненным известным способом. Весь
процесс, осуществляемый устройством водоподготовки, проводится в автоматическом
режиме, обеспечивающимся известными программно-аппаратными средствами.
Пример 1. Объем воды в 25 л, подаваемой в предложенное устройство водоподготовки при
начальной температуре, равной ºС,
нагревается потоком УФ излучения до 0,4 Вт/см2 до температуры, равной 24ºС
за 4 часа.
Пример 2. Используя предлагаемое устройство с источником УФ излучения, в котором
излучательный элемент выполнен в виде совокупности излучательных элементов с
автономным питанием с совокупной мощностью 7 КВт, можно нагреть объем воды в 70 л при
начальной температуре подаваемой воды, равной 8ºС,
до технологической температуры, равной 28ºС,
за 4 часа. При этом опытная проверка показала, что применение предложенного устройства
позволяет уничтожить до 100% бактерий в готовом продукте.
Эффективность работы устройства подтверждается протоколом исследования качества
питьевой воды, которое проводилось авторами в процессе работы над предложенным
устройством.
Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить эффективность стерилизации
воды, а также обеспечивает возможность осуществлять одновременно эффективное
обеззараживание и нагрев воды до технологических температур.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство водоподготовки включает корпус с входным и выходным патрубками для
подвода исходной воды и отвода обработанной воды, по меньшей мере один источник
ультрафиолетового (УФ) излучения, отражатель УФ излучения, отличающееся тем, что
устройство снабжено кожухом с входными и выходными патрубками для подвода и отвода
воды, внутри которого размещен корпус, кожух и корпус выполнены разъемными, внутри
корпуса размещено средство для перемешивания воды, герметично установленное на вал
электродвигателя, помещенный в защитную трубу, жестко связанную с корпусом, источник
УФ излучения расположен между отражателем УФ излучения и уровнем обрабатываемой воды
и снабжен средством для создания электростатического барьера непроницаемости для
заряженных недоокисленных частиц, устройство выполнено с возможностью охлаждения
кожуха и корпуса посредством проточной воды, перемещаемой между стенками кожуха и
корпуса.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен разъемным и включает крышку и
емкость для обрабатываемой воды.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кожух выполнен разъемным и включает крышку с
входным и выходным патрубками для подвода и отвода воды и емкость для охлаждающей воды
с входным и выходным патрубками для подвода и отвода воды.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отражатель УФ излучения выполнен в виде
полированной стальной пластины.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для перемешивания воды выполнено в
виде как минимум одной двухуровневой лопасти.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для создания электростатического
барьера непроницаемости для заряженных недоокисленных частиц выполнено в виде сетки
из, например, платинита.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено системой регулирования подачи воды в
систему водообеспечения устройства.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено воздушным насосом, соединенным
патрубком с полостью корпуса.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник УФ излучения содержит один или не
менее двух излучательных элементов с автономным питанием каждый.
Версия для печати
Дата публикации 25.02.2007гг
вверх
|
