RU228101U1 - Ультрафиолетовый стерилизатор питьевой воды - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к аквавендинговым аппаратам, т.е. к автоматам продажи питьевой воды путем автоматически управляемой выдачи воды в тару покупателя воды. Ультрафиолетовый стерилизатор питьевой воды содержит корпус 1 с верхней крышкой 7 и днищем 3, в котором установлен выпускной патрубок 10, источник 2 ультрафиолетового излучения, установленный в корпусе 1, центробежный насос 4 с «мокрым» ротором, выходной трубопровод 5 стерилизованной питьевой воды. В корпусе 1 расположен вертикально ориентированный стакан 6. Стакан прикреплен своей верхней частью к съемной крышке 7. В стакане 6 расположены насос 4, выходной трубопровод 5, который в стакане 6 расположен вертикально и верхний конец которого через крышку 7 выходит наружу, а также патрубок 8 подачи стерилизованной воды, герметично и вертикально установленный в днище 9 стакана 6. Нижний конец патрубка 8 гидравлически сообщается с внутренней полостью корпуса 1, а его верхний конец гидравлически связан с входом указанного насоса 4. Выход насоса 4 гидравлически связан с нижним концом выходного трубопровода 5. Технический результат: повышение надежности системы подачи воды за счет бесперебойной работы насоса. 1 ил.

Description

Область техники, к которым относится полезная модель

Полезная модель относится к аквавендинговым аппаратам, т.е. к автоматам продажи воды путем автоматически управляемой выдачи очищенной с использованием обратного осмоса и стерилизованной ультрафиолетом воды из проточно-накопительного акварезервуара, находящегося внутри аква-вендингового аппарата, в тару (емкость, бутыль) покупателя воды при помощи погружного центробежного насоса с «мокрым» ротором (погружного, возможно циркуляционного), рабочее колесо которого приводится электроприводом постоянного тока с низким (безопасным) напряжением питания.

Уровень техники

Использование погружного центробежного насоса с «мокрым» ротором, рабочее колесо которого приводится электроприводом постоянного тока с низким (безопасным) напряжением питания, обеспечивает, как это широко известно, существенное снижение шума от работы насоса, снижение напряжения питающей электросети до безопасного уровня, повышение надежности и долговечности за счет использования воды в качестве смазки и охлаждающего агента. Эти известные свойства погружного насоса с очевидностью проявляются при его применении в аквавендинговых аппаратах, причем так, что предполагает размещение этого насоса внутри проточно-накопительного акварезервуара этого аппарата непосредственно в его (акварезервуара) воде и в области его днища. Однако такое применение рассматриваемого насоса в аквавендинговом аппарате создает известное техническое противоречие, так как с одной стороны, имеет место проявление всех его известных позитивных свойств, важных для аквавендинга, а с другой стороны, значительно затрудняет обеспечение необходимой стерильности воды в акварезервуаре, так как такой насос при таком его расположении создает существенные помехи периодическому осуществлению процедур автоматизированного промывания акварезервуара, предписываемых санитарными нормами.

Данное противоречие снимает техническое решение по патенту RU №2742909 С1 (МПК G07F 13/00, опубликовано 11.02.2021 Бюл. №5), принятое за прототип. При этом в этом техническом решении достигается цель снятия этого противоречия тем, что в этом известном техническом решении выходной трубопровод акварезервуара (корпуса), подключенный к акварезервуару (корпусу) в области его днища, выполнен U-образным с протяженным горизонтальным участком, так что в нем (в выходном трубопроводе) в его горизонтальном участке образуется гидрозатвор, а погружной насос расположен в этом горизонтальном участке и, следовательно, в воде этого гидрозатвора.

Указанный известный ультрафиолетовый стерилизатор питьевой воды (прототип: указанный патент RU №2742909) содержит проточно-накопительный акварезервуар (корпус стерилизатора), источник ультрафиолетового излучения, установленный в этом акварезервуаре (корпусе) в области его днища, центробежный насос с «мокрым» ротором, снабженный электроприводом постоянного тока, и выходной трубопровод для подачи воды из этого акварезервуара (корпуса) при помощи этого насоса в тару покупателя воды в процессе аквавендинга, при этом указанный выходной трубопровод выполнен U-образным, в горизонтальном участке которого образуется гидрозатвор и в нем установлен указанный насос.

Признаки известного ультрафиолетового стерилизатора питьевой воды (прототипа), общие с признаками заявленного технического решения, заключаются в том, что известный стерилизатор содержит проточно-накопительный акварезервуар (корпус стерилизатора), источник ультрафиолетового излучения, установленный в этом акварезервуаре (в корпусе) в области его днища, центробежный насос с «мокрым» ротором, снабженный электроприводом постоянного тока, и выходной трубопровод для подачи воды из этого акварезервуара (корпуса) при помощи этого насоса в тару покупателя воды в процессе аквавендинга.

Причина, препятствующая получению в известном стерилизаторе (прототипе) технического результата, который обеспечивается заявленным для патентования техническим решением, заключается в том, что в прототипе выходной трубопровод выполнен U-образным и в его горизонтальном участке расположен погружной насос. По этой причине в этом горизонтальном участке в ситуации низкого уровня воды в акварезервуаре (в корпусе) и в моменты старта данного насоса образуются воздушно-водяные смеси, нарушающие работу насоса и тем самым снижающие надежность системы подачи воды из акварезервуара (корпуса) в тару покупателя воды. Причина этого негативного явления заключается в том, что в момент старта (включения) насоса в выходном трубопроводе непосредственно на входе в насос резко и значительно снижается давление, и тогда при малом уровне воды в акварезервуаре (в корпусе стерилизатора) происходит прорыв воздуха, находящегося в акварезервуаре (в корпусе стерилизатора) над водой, через толщу этого малого уровня воды к входу насоса с образованием воздушно-водяной смеси, нарушающей работу насоса.

Кроме того, в зимнее время эксплуатации аппарата насос, расположенный в горизонтальном участке выходного U-образного трубопровода, подвергается риску замерзания, что требует теплоизоляции насоса и его обогрева с использованием дополнительных электронагревательных элементов.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявленное для патентования техническое решение, заключается в необходимости повышения надежности системы подачи воды из корпуса стерилизатора в тару покупателя воды.

Раскрытие сущности полезной модели

Технический результат, опосредствующий решение данной технической проблемы, заключается в том, что рассматриваемый насос включен в разрыв вертикального участка выходного трубопровода, являющегося его (трубопровода) начальным участком, расположенным внутри корпуса стерилизатора (проточно-накопительного акварезервуара) с образованием с этим корпусом эффекта сообщающихся сосудов (один сосуд - это сам корпуса стерилизатора, а другой сосуд, сообщающийся с первым, - это указанный вертикальный участок выходного трубопровода).

Проведенные эксперименты показали, что при таком расположении насоса и выходного трубопровода воздушно-водяная смесь в этом трубопроводе в момент старта насоса не образуется. А, кроме того, насос при таком расположении не требует его теплоизоляции и подогрева при его зимней эксплуатации, поскольку эту функцию берет на себя вода, находящаяся в корпусе стерилизатора и окружающая насос и связанный с ним вертикальный выходной трубопровод, ибо по определению эта вода всегда имеет положительную температуру как за счет энергии, полученной ранее из системы централизованного водоснабжения, так и за счет подогрева от источника ультрафиолетового излучения, а при необходимости, и от дополнительного электронагревателя.

Достигается технический результат тем, что заявленный ультрафиолетовый стерилизатор питьевой воды содержит корпус 1 с верхней крышкой 7 и днищем 3, в котором установлен выпускной патрубок 10, источник 2 ультрафиолетового излучения, установленный в корпусе 1, центробежный насос 4 с «мокрым» ротором, снабженный электроприводом постоянного тока, выходной трубопровод 5 стерилизованной питьевой воды, вертикально ориентированный стакан 6, который расположен в корпусе 1 и прикреплен своей верхней частью к съемной крышке 7 корпуса 1, и в этом стакане 6 расположен указанный насос 4, а также в стакане 6 расположен указанный выходной трубопровод 5, который в стакане 6 расположен вертикально и верхний конец которого через крышку 7 корпуса 1 выходит наружу, а также в стакане 6 вертикально расположен патрубок 8 подачи стерилизованной питьевой воды, герметично установленный в днище 9 стакана 6, так что его (патрубка 8) нижний конец гидравлически сообщается с внутренней полостью корпуса 1, а его (патрубка 8) верхний конец гидравлически связан с входом указанного насоса 4, выход которого гидравлически связан с нижним концом выходного трубопровода 5.

Здесь и далее по тексту описания и формулы заявленной полезной модели используется термин «корпус ультрафиолетового стерилизатора питьевой воды» (позиция 1 на прилагаемом чертеже) в общепринятом значении понятия «корпус», представленном в политехническом словаре: «Корпус (от лат. corpus - тело, сущность, единое целое) - деталь машины, обычно служащая ее основанием и несущая все осн. механизмы» (см.: Политехнический словарь / Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. - С. 247).

При этом, имея ввиду специфику этого понятия, определяемую технологией стерилизации питьевой воды, это понятие также указывает на дополнительную его (корпуса) функцию быть проточно-накопительным резервуаром питьевой воды.

Таким образом, рассматриваемый корпус 1 заявленного стерилизатора есть, во-первых, деталь стерилизатора, являющаяся основанием стерилизатора, несущим все основные конструктивные элементы стерилизатора, а во-вторых, проточно-накопительный акварезервуар (т.е. резервуар питьевой воды).

Краткое описание чертежей

На прилагаемой фигуре (без номера) приведена функциональная схема заявленного ультрафиолетового стерилизатора питьевой воды.

Осуществление полезной модели

Ультрафиолетовый стерилизатор питьевой воды (далее, - стерилизатор) содержит следующие конструктивные элементы, показанные на прилагаемой схеме.

Стерилизатор содержит корпус 1 с днищем 3, выполненным в виде либо конуса, обращенного вершиной вниз, либо пирамиды, обращенной вершиной вниз, так что в этой вершине днища 3 установлен промывочный (сливной) патрубок 10, предназначенный для промывки корпуса 1. При этом корпус 1 в его верхней части содержит съемную крышку 7, на которой закреплен («подвешен») стакан 6, и в нем (в корпусе 1 в рабочем состоянии стерилизатора), как показано на прилагаемой фигуре, находится вода 14, предварительно очищенная сорбционными фильтрами и мембраной обратного осмоса.

Стерилизатор также содержит источник 2 ультрафиолетового излучения, установленный в нижней части корпуса 1, а именно, в области его днища 3, и предназначенный для ультрафиолетовой стерилизации воды непосредственно на выходе этой воды из корпуса 1, т.е. у нижнего конца патрубка 8.

Стерилизатор также содержит центробежный насос 4 с «мокрым» ротором, снабженный электроприводом постоянного тока и предназначенный для подачи воды 14 из нижней части корпуса 1 в тару 13 покупателя воды. При этом насос 4 расположен в стакане 6 в его нижней части, а именно, на расстоянии (по вертикали) от днища 9 стакана 6, не превышающем 10% высоты (вертикального габарита) стакана 6, а указанное днище 9, в свою очередь, расположено вблизи днища 3 корпуса 1, а именно, на расстоянии (по вертикали) от днища 3, не превышающем 10% высоты корпуса 1.

Стерилизатор также содержит выходной трубопровод 5 для подачи воды 14 из корпуса 1 (его нижней части) при помощи насоса 4 и через патрубок 8 в тару 13 покупателя воды в процессе аквавендинга. При этом этот трубопровод 5 (его начальный участок) расположен в стакане 6 вертикально и с выходом наружу через крышку 7 корпуса 1.

Стерилизатор также содержит стакан 6, который представляет собой полый вертикально ориентированный цилиндр с плоским днищем 9, который установлен внутри корпуса 1 и закреплен своей верхней частью на крышке 7 (т.е. он висит на крышке 7). При этом высота стакана 6 является такой, что его днище 9 находится вблизи днища 3 корпуса 1 и в этом днище 9 установлен вертикально ориентированный патрубок 8 с герметичным прохождением этого патрубка через днище 9. Данная герметичность необходима для того, чтобы исключить возможность попадания воды 14 внутрь стакана 6 через зазоры между наружной стенкой патрубка 8 и периметром соответствующего отверстия в днище 9. При этом в стакане 6 в его нижней части (в непосредственной близости к днищу 9 стакана) расположен вертикально ориентированный насос 4, а также вертикально ориентированный выходной трубопровод 5, расположенный в стакане 6 над насосом 4, и вертикально ориентированный патрубок 8, проходящий сквозь днище 9 стакана 6, так что верхний конец трубопровода 5 через крышку 7 выходит наружу относительно корпуса 1 и стакана 6 и связан с камерой налива аквавендингового аппарата для подачи воды 14 в тару 13 покупателя этой воды, нижний конец трубопровода 5 гидравлически связан с выходом насоса 4, вход насоса 4 гидравлически связан с верхним концом патрубка 8, нижний конец которого гидравлически сообщается с внутренней полостью корпуса 1 в области его нижней части. Таким образом, трубопровод 5 и патрубок 8 совместно представляют собой единый трубопровод подачи воды 14 в тару 13 в процессе аквавендинга, а подающий эту воду насос 4 включен в разрыв начального (находящегося в стакане 6) вертикального участка этого единого трубопровода подачи воды 14, вход которого расположен под днищем 9 с таким расчетом, чтобы этот вход (т.е. нижний конец патрубка 8) находился в зоне эффективного облучения ультрафиолетом от источника 2. Это необходимо для обеспечения необходимой стерильности воды 14, подаваемой через патрубок 8, даже в том случае, когда вода в корпусе 1 некоторое время остается без движения.

Стерилизатор также содержит промывочный патрубок 10, установленный в нижней точке (вершине конуса или пирамиды) днища 3 корпуса 1 для вывода промывочной воды (промывочного раствора) из корпуса 1 через открытый управляемый промывочный клапан 11 и отводящий трубопровод 12, предназначенный для отвода промывочной воды в канализацию (вход клапана 11 гидравлически связан с выходом патрубка 10, а выход этого клапана гидравлически связан с входом трубопровода 12).

Функционирование стерилизатора заключается в следующем.

Вода из сети общего водоснабжения в рамках аквавендингового аппарата проходит очистку фильтрами и мембраной обратного осмоса и поступает в корпус 1 и из него через патрубок 8 и неработающий насос 4 заходит в трубопровод 5, так что по закону сообщающихся сосудов уровни воды 14 в корпусе 1 и в вертикальном трубопроводе 5 являются всегда одинаковыми. При этом система управления аквавендинговым аппаратом в автоматическом режиме обеспечивает уровень воды 14 в корпусе 1 (и, следовательно, в вертикальном трубопроводе 5) выше уровня расположения насоса 4 (точнее выше уровня расположения его выхода), что гарантирует выполнение условия «мокрого» ротора для насоса 4.

При включении насоса 4 давление на его входе резко снижается, что обусловливает жесткий старт подачи воды 14 через насос 4 вертикально вверх по вертикальному трубопроводу 5, в котором при этом по закону сообщающихся сосудов тот же исходный уровень воды 14, что и в корпусе 1, что как раз и обеспечивает (как было установлено экспериментально) высокую устойчивость выполнения условия «мокрого» ротора в работе насоса 4, причем в экспериментах не было зафиксировано ни одного сбоя в работе насоса 4.

Кроме того, насос 4 и вертикальный трубопровод 5, располагаясь в стакане 6, находятся при этом в корпусе 1 в окружении воды 14, всегда имеющей положительную температуру, так что по этой причине данный стерилизатор может работать при минусовых температурах окружающего аппарат воздуха без применения дополнительных электрических средств обогрева насоса 4.

Для осуществления промывки корпуса 1 промывочной водой (специальным дезинфицирующим раствором) снимают крышку 7 вместе с прикрепленным к ней стаканом 6 и расположенными в этом стакане насосом 4, трубопроводом 5 и патрубком 8. После этого в корпус 1 подают промывочную воду при открытом клапане 11.

Claims (1)

1. Ультрафиолетовый стерилизатор питьевой воды, содержащий корпус (1) с верхней крышкой (7) и днищем (3), в котором установлен выпускной патрубок (10), источник (2) ультрафиолетового излучения, установленный в корпусе (1), центробежный насос (4) с «мокрым» ротором, снабжённый электроприводом постоянного тока, и выходной трубопровод (5) стерилизованной питьевой воды, отличающийся тем, что он содержит вертикально ориентированный стакан (6), который расположен в корпусе (1) и прикреплён своей верхней частью к съёмной крышке (7) корпуса (1), и в этом стакане (6) расположен указанный насос (4), а также в стакане (6) расположен указанный выходной трубопровод (5), который в стакане (6) расположен вертикально и верхний конец которого через крышку (7) корпуса (1) выходит наружу, а также в стакане (6) вертикально расположен патрубок (8) подачи стерилизованной питьевой воды, герметично установленный в днище (9) стакана (6), так что его (патрубка 8) нижний конец гидравлически сообщается с внутренней полостью корпуса (1), а его (патрубка 8) верхний конец гидравлически связан с входом указанного насоса (4), выход которого гидравлически связан с нижним концом выходного трубопровода (5).