RU2502675C1

RU2502675C1 - Water cleaner

Info

Publication number: RU2502675C1
Application number: RU2012130393/05A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Петрович Богачев; Римма Вячеславовна Аникевич; Дмитрий Георгиевич Кожокар; Андрей Викторович Михашев; Татьяна Евгеньевна Усова; Денис Витальевич Щербина; Роман Владимирович Налетов
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2013-12-27

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to tertiary treatment of whatever partially fit drinking water. Proposed device has one lengthwise vessel accommodating water freezing zone with annular freezing chamber, zone of impurity displacement from ice front and impurity concentration in the form of brine, zone of water transfer from solid state into liquid state with annular heating element , separate branch pipes to discharge brine and melt drinking water arranged at vessel bottom, device to drive frozen water rod made up of ring with threaded inner surface and toothed rotation drive on outer surface, as well as disengaging gear made up of tube with circular cutting section. Frozen core drive is composed by driven screws arranged in the vessel wall openings along vessel edges. Water cleaner has two to six screws arranged symmetrically about vessel lengthwise axis.

EFFECT: higher efficiency and quality of water cleaning.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды.The invention relates to a device for the purification of tap, artesian, well and other conditionally drinking water.

Известно устройство для очистки воды, включающее расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда (FR 2858607 А1, 11.02.2005).A device for water purification is known, including a zone of water freezing with an annular freezer located in series in a longitudinal vessel, an area for displacing impurities from the ice front and a concentration of impurities in the form of a brine, and a zone for transferring water from solid to liquid with an annular heating element, separate nozzles to remove impurities in the form of brine and melt drinking water, located in the lower part of the vessel (FR 2858607 A1, 02/11/2005).

Недостатком таких устройств является не достаточно качественная очистка воды, связанная с технологической сложностью осуществления процесса охлаждения и нагрева.The disadvantage of such devices is the insufficiently high-quality water purification associated with the technological complexity of the cooling and heating process.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является водоочиститель для получения талой питьевой воды, включающий расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью (патент RU №2312817, C02F 1/22, Б.И. №35, 2007)Closest to the proposed device is a water purifier for producing melt drinking water, including a zone of water freezing with an annular freezer located in series in a longitudinal vessel, an area for displacing impurities from the ice front and concentration of impurities in the form of brine, and a zone for the transition of water from solid to liquid with an annular heating element, separate nozzles for removing impurities in the form of brine and melt drinking water, located in the lower part of the vessel, AC drive unit openings of the core of frozen water, as well as the uncoupling device in the form of a pipe with an annular cutting part (patent RU No. 2312817, C02F 1/22, B.I. No. 35, 2007)

Недостатком известного водоочистителя является низкая производительность из-за конструктивного несовершенства приводного устройства перемещения стержня замороженной воды выполненного в виде роликов с зубчатыми поверхностями (зубья имеют точечный контакт, в связи с чем происходит скалывание льда при его сдвиге роликом и стержень не смещается), что снижает производительность известного водоочистителя.A disadvantage of the known water purifier is the low productivity due to the structural imperfection of the drive device for moving the frozen water rod made in the form of rollers with gear surfaces (the teeth have point contact, in this connection ice is chipped when it is shifted by the roller and the rod does not move), which reduces productivity famous water purifier.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности и степени чистоты воды.The technical problem to which the invention is directed is to increase the productivity and degree of purity of water.

Указанная задача достигается тем, что в предлагаемом техническом решении, включающем водоочиститель для получения талой питьевой воды, который включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью, согласно изобретению, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды выполнено в виде шнеков, расположенных в окнах в стенках продольного сосуда по периметру продольного сосуда, при этом шнеки имеют привод вращения. Кроме того, водоочиститель имеет от двух до шести шнеков, которые расположены симметрично относительно оси продольного сосуда.This problem is achieved by the fact that in the proposed technical solution, including a water purifier for producing thawed drinking water, which includes a zone of water freezing with an annular freezer located in series in a longitudinal vessel, a zone for displacing impurities from the ice front and concentration of impurities in the form of brine, a transition zone water from solid to liquid with an annular heating element, separate nozzles for removing impurities in the form of brine and melt drinking water, located in the lower part vessels, a drive unit for moving a rod of frozen water, as well as an uncoupling device in the form of a pipe with an annular cutting part, according to the invention, a drive unit for moving a rod of frozen water is made in the form of screws located in the windows in the walls of the longitudinal vessel along the perimeter of the longitudinal vessel, while the screws have a rotation drive. In addition, the water purifier has from two to six screws, which are located symmetrically with respect to the axis of the longitudinal vessel.

Выполнение приводного устройства продольного перемещения замороженного стержня воды в виде шнеков, расположенных в окнах в стенках продольного сосуда по периметру продольного сосуда, при этом шнеки имеют привод вращения, с наименьшими энергетическими затратами обеспечивать надвижение замороженного стержня воды на разобщающее устройство.The implementation of the drive device for the longitudinal movement of the frozen water rod in the form of screws located in the windows in the walls of the longitudinal vessel along the perimeter of the longitudinal vessel, while the screws have a rotation drive, provide the movement of the frozen water rod on the uncoupling device with the least energy costs.

Использование от двух до шести шнеков, которые расположены симметрично относительно оси продольного сосуда повышает производительность водоочистителя.The use of two to six screws, which are located symmetrically about the axis of the longitudinal vessel, increases the performance of the water purifier.

Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На нем приведена схема работы водоочистителя с основными элементами конструкции устройства.It shows the operation of the water purifier with the main structural elements of the device.

Водоочиститель содержит продольный сосуд 1 из нержавеющего материала, например стали, бронзы, меди, полимера (полиэтилена, фторопласта и др.) с поверхностью контактирующей со льдом, а также высокой чистоты шероховатости (гладкой относительно наружной поверхности стенок), в зоне замораживания воды которого установлена кольцевая морозильная камера 2, за ней смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня 3, выполненное в виде шнеков 4, расположенных в окнах 5 в стенках продольного сосуда 1 по периметру продольного сосуда 1, при этом шнеки 4 имеют привод вращения (не показан).The water purifier contains a longitudinal vessel 1 made of stainless material, for example steel, bronze, copper, polymer (polyethylene, fluoroplastic, etc.) with a surface in contact with ice, as well as high roughness (smooth relative to the outer surface of the walls), in the water freezing zone of which it is installed ring freezer 2, behind it is mounted a drive device for the longitudinal movement of the frozen rod 3, made in the form of screws 4 located in the windows 5 in the walls of the longitudinal vessel 1 along the perimeter of the longitudinal Nogo vessel 1, the screws 4 have a rotary drive (not shown).

Водоочиститель имеет от двух до шести шнеков 4, которые расположены симметрично относительно оси продольного сосуда 1 и имеют зацепление с замороженным стержнем 3 в продольном сосуде 1. В зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня 3 разобщающее устройство в виде трубы 6, которая на входе имеет режущую часть в виде зубчатого венца 7, а на выходе - расширяющийся профиль, образующий выходной патрубок 8 для удаления примесей в виде рассола в канализацию 9. Ниже зубчатого венца 7 расположен кольцевой нагревательный элемент 10. Для вывода талой воды имеется патрубок 11, напротив которого расположены емкости 12 для сбора готового продукта.The water purifier has from two to six screws 4, which are located symmetrically with respect to the axis of the longitudinal vessel 1 and are engaged with the frozen rod 3 in the longitudinal vessel 1. In the zone of displacement of impurities, a disconnecting device in the form of a pipe 6 is placed in the center of the frozen rod 3, which has an input at the entrance the cutting part is in the form of a gear ring 7, and at the output there is an expanding profile forming an outlet pipe 8 for removing impurities in the form of a brine into the sewer 9. An annular heating element 10 is located below the gear ring 7 There is a pipe 11 for the removal of melt water, opposite which there are containers 12 for collecting the finished product.

Для подачи воды в водоочиститель используют конструкции устройств с регуляторами 13.To supply water to the water purifier, device designs with regulators 13 are used.

Принцип работы устройства заключается в непрерывном производстве талой воды по временной и температурной схеме повторяющей процесс образования талой воды в природе. Слишком быстрое замораживание не позволит очистить воду от вредных примесей, а слишком быстрое размораживание приводит к нарушению структурирования талой воды, в результате чего свойство биологической активности будет сведено к нулю.The principle of operation of the device is the continuous production of melt water according to the time and temperature scheme repeating the process of formation of melt water in nature. Too fast freezing will not allow purification of water from harmful impurities, and too quick defrosting will disrupt the structuring of melt water, as a result of which the biological activity property will be reduced to zero.

Вода, например, водопроводная, подается в сосуд 1, где посредством кольцевой морозильной камеры 2 замораживается в медленном темпе, при котором промежутки между ледяными кристаллами заполняются новыми кристаллами, а раствор солей и других вредных веществ в воде (то есть рассол) успевает вытечь из межктисталлических промежутков и сосредотачиться в центральной части замороженного стержня 3. При этом замороженный стержень 3 посредством шнеков 4 непрерывно надвигается на режущую часть 7 трубы 6, за счет чего происходит механическое отделение примесей в виде рассола (типа утрамбованного снега) от чистого льда. За счет того, что контакт поверхностей замороженного стержня 3 и шнеков 4 происходит по линии (а не точечно, как в прототипе) обеспечивают надежное смещение замороженного стержня вдоль оси сосуда 1. Отделенные примеси по выходному патрубку 8 поступают в канализацию 9. После освобождения замороженного стержня 3 от центральной части он надвигается на кольцевой нагревательный элемент 10, что позволяет производить размораживание льда с образованием активной питьевой воды, имеющей упорядоченную структуру, сходную со строением талой воды. По патрубку 11 талая вода поступает в емкости 12. Для подачи необходимого количества воды в водоочиститель используют регулятор 13.Water, for example, tap water, is supplied to a vessel 1, where it is frozen at a slow pace through an annular freezer 2, at which the gaps between ice crystals are filled with new crystals, and the solution of salts and other harmful substances in water (i.e. brine) has time to flow out of inter-crystal gaps and focus in the Central part of the frozen rod 3. In this case, the frozen rod 3 by means of screws 4 is continuously pushed onto the cutting part 7 of the pipe 6, due to which there is a mechanical separation Rimes in the form of brine (such as compacted snow) from pure ice. Due to the fact that the surfaces of the frozen rod 3 and the screws 4 are contacted along the line (and not pointwise, as in the prototype), the frozen rod is reliably displaced along the axis of the vessel 1. Separated impurities enter the sewer 9 through the outlet pipe 8. After the frozen rod is released 3 from the central part, it slides over the annular heating element 10, which allows defrosting the ice with the formation of active drinking water having an ordered structure similar to the structure of melt water. Through the pipe 11, melt water enters the tank 12. To supply the required amount of water to the water purifier, use the regulator 13.

Процентное соотношение массы получаемой талой воды к общей массы воды составляет 50-70%, а весь процесс от начала загрузки сырой воды и выхода этой воды в виде талой занимает не менее 12-18 часов. Производительность предлагаемого водоочистителя зависит от его габаритных размеров и составляет для объема 2-4 л 12 часов, для объема 5-8 л - 24 часа.The percentage ratio of the mass of melt water received to the total mass of water is 50-70%, and the whole process from the start of loading raw water and the release of this water in the form of melt takes at least 12-18 hours. The performance of the proposed water purifier depends on its overall dimensions and is 12 hours for a volume of 2-4 liters, 24 hours for a volume of 5-8.

Предлагаемая конструкция водоочистителя позволяет повысить производительность за счет непрерывности процесса получения талой воды, увеличить степень очистки (в 2-4 раза) из-за исключения возможности смешивания талой воды с примесями (рассолом), что происходит при циклическом производстве талой воды. Кроме того, при использовании водоочистителя технологический процесс полностью становится контролируемый и в случае необходимости может регулироваться температурным режимом.The proposed design of the water purifier allows you to increase productivity due to the continuity of the process of obtaining melt water, increase the degree of purification (2-4 times) due to the exclusion of the possibility of mixing melt water with impurities (brine), which occurs during cyclic production of melt water. In addition, when using a water purifier, the technological process becomes completely controlled and, if necessary, can be regulated by the temperature regime.

Claims

1. A water purifier for producing thawed drinking water, which includes a zone of water freezing with an annular freezer located in series in a longitudinal vessel, an area for displacing impurities from the ice front and a concentration of impurities in the form of a brine, and a zone for transferring water from solid to liquid with an annular heating element , separate nozzles for removing impurities in the form of brine and melt drinking water, located in the lower part of the vessel, a drive unit for moving the frozen water rod, as well as disconnecting The device is in the form of a pipe with an annular cutting part, characterized in that the drive device for moving the frozen water rod is made in the form of screws located in the windows in the walls of the longitudinal vessel along the perimeter of the longitudinal vessel, and the screws have a rotation drive.

2. The water purifier according to claim 1, characterized in that the water purifier has from two to six screws that are located symmetrically with respect to the axis of the longitudinal vessel.