RU2546145C1 - Water decontaminator - Google Patents

Water decontaminator Download PDF

Info

Publication number
RU2546145C1
RU2546145C1 RU2013151759/05A RU2013151759A RU2546145C1 RU 2546145 C1 RU2546145 C1 RU 2546145C1 RU 2013151759/05 A RU2013151759/05 A RU 2013151759/05A RU 2013151759 A RU2013151759 A RU 2013151759A RU 2546145 C1 RU2546145 C1 RU 2546145C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cavity
inlet
outlet
housing
impeller
Prior art date
Application number
RU2013151759/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Борисович Болотин
Валерий Дмитриевич Дудышев
Original Assignee
Николай Борисович Болотин
Валерий Дмитриевич Дудышев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Борисович Болотин, Валерий Дмитриевич Дудышев filed Critical Николай Борисович Болотин
Priority to RU2013151759/05A priority Critical patent/RU2546145C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2546145C1 publication Critical patent/RU2546145C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to water treatment and can be used for decontamination of drinking water. Device comprises housing made of dielectric material, primarily, of cylindrical shape with inner cavity. Besides, it comprises two covers: inlet and outlet covers and fitted at housing ends, inlet and outlet fuel unions with feed and discharge channels. It comprises magnetic system composed of two permanent ring magnets arranged in the housing, aligned with clearance. Partition separates the cavity in two working chambers: first and second. Besides, it includes hydraulic turbine and impeller fitted inside second working chamber. First ring magnet is centred in inlet cover. Partition has two centring cylindrical ledges on both sides. One of said ledges serves to centre the second permanent magnet. Second cylindrical ledge serves to fit centrifugal turbine impeller hub in place. Partition periphery has circular cavity connected by radial holes with blind plugged axial bore. Said bore is communicated via radial holes with hydraulic turbine inner chamber arranged in its hub. Said hub, in its turn, is communicated by outlet radial holes with hydraulic turbine impeller cavity.
EFFECT: better decontamination.
10 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки воды и может найти применение в быту для очистки питьевой воды.The invention relates to a device for water purification and may find application in everyday life for the purification of drinking water.

Известно устройство для очистки воды по патенту РФ на изобретение №2338573, МПК B01D 17/038, опубл. 20.11.2008 г.A device for water purification according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2338573, IPC B01D 17/038, publ. November 20, 2008

Устройство включает цилиндрический корпус, в котором коаксиально установлена цилиндрическая реакционная камера и источник света. Между корпусом и реакционной камерой образованы распределительная и накопительная емкости, разделенные герметичной перегородкой. Внутри реакционной камеры коаксиально установлен частотно-волновой фильтр в виде вертикальных струн, равномерно расположенных по окружности цилиндра, или в виде сетки с вертикальной основой. С внутренней стороны фильтра образована емкость товарной жидкости. Натяжением струн фильтра обеспечивают настройку резонансно-модулированного сигнала. Частотно-волновой энергетический фильтр, элементы формирования вихревого потока, а также элементы подачи и отвода жидкостей. Технический результат состоит в повышении эффективности очистки.The device includes a cylindrical body in which a cylindrical reaction chamber and a light source are coaxially mounted. Between the body and the reaction chamber, distribution and storage tanks are formed, separated by a sealed partition. A frequency-wave filter in the form of vertical strings uniformly spaced around the circumference of the cylinder, or in the form of a grid with a vertical base, is coaxially mounted inside the reaction chamber. On the inside of the filter, a reservoir liquid is formed. The tension of the filter strings provides tuning resonant modulated signal. The frequency-wave energy filter, the elements of the formation of the vortex flow, as well as the elements of the supply and removal of liquids. The technical result consists in increasing the cleaning efficiency.

Недостаток - сложность устройства.The disadvantage is the complexity of the device.

Известно устройство для очистки воды по патенту РФ на полезную модель №130872, МПК B01D 24/00, опубл. 10.08.2013 г.A device for water purification according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 130872, IPC B01D 24/00, publ. 08/10/2013

Этот фильтр для очистки питьевой воды, содержащий фильтрующий материал, два полых перфорированных цилиндра разного диаметра, при этом цилиндр меньшего диаметра помещен внутрь цилиндра большего диаметра, между ними уложен фильтрующий материал, отделенный от поверхностей цилиндров сетчатым материалом, на торцевых сторонах цилиндров установлены крышки, а внешняя поверхность цилиндра большего диаметра закрыта нетканым пористым материалом из полимерных волокон.This filter for drinking water purification, containing filter material, two hollow perforated cylinders of different diameters, while a cylinder of a smaller diameter is placed inside a cylinder of a larger diameter, a filter material is laid between them, separated from the surfaces of the cylinders by a mesh material, lids are installed on the end faces of the cylinders, and the outer surface of the larger cylinder is covered by a non-woven porous material made of polymer fibers.

Известно устройство для очистки воды по патенту РФ на полезную модель №107972, МПК В04С 5/12, опубл. 10.09.2011 г.A device for water purification according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 107972, IPC B04C 5/12, publ. 09/10/2011

Устройство для очистки жидкости от твердых частиц включает как минимум две ступени очистки, одна из которых содержит как минимум одно устройство центробежного отделения твердых частиц от жидкости, а другая ступень содержит как минимум один фильтрующий элемент, отличающееся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде листовых фильтров с внешним коллектором для отвода отфильтрованной жидкости.A device for cleaning liquids from solid particles includes at least two stages of cleaning, one of which contains at least one device for centrifugal separation of solid particles from liquid, and the other stage contains at least one filter element, characterized in that the filter element is made in the form of sheet filters with an external collector for draining the filtered liquid.

Недостаток - маленький ресурс устройства из-за засорения его фильтрующего элемента.The disadvantage is the small resource of the device due to clogging of its filter element.

Известно устройство для обеззараживания воды по патенту US на изобретение №6521248, МПК А61К 35/02, опубл. 18.02.2003 г.A device for disinfecting water according to US patent for the invention No. 6521248, IPC A61K 35/02, publ. 02/18/2003

Устройство содержит корпус и кавитатор для дезинфекции питьевой воды. Однако в нем не предусмотрены средства для очистки и структурирования воды.The device includes a housing and a cavitator for disinfection of drinking water. However, it does not provide means for purifying and structuring water.

Известно устройство индивидуальное для структурирования и биологической активации питьевой воды по патенту РФ на изобретение №2398739, МПК A02F 1/00, опубл. 10.09.2010 г.A device is known individual for structuring and biological activation of drinking water according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2398739, IPC A02F 1/00, publ. 09/10/2010

Признаки, общие с у аналога и предложенного устройства: корпус, выполненный из диэлектрического материала, преимущественно цилиндрической формы, две крышки: входную и выходную, входной и выходной штуцера с подводящим и отводящим каналами, магнитную систему, образованную постоянными магнитами.Signs common with the analogue and the proposed device: a housing made of a dielectric material, mainly of cylindrical shape, two covers: inlet and outlet, inlet and outlet fitting with inlet and outlet channels, a magnetic system formed by permanent magnets.

Недостаток - низкая эффективность магнитной системы из-за расположения постоянных магнитов вне корпуса и отсутствие средств обеззараживания воды.The disadvantage is the low efficiency of the magnetic system due to the location of permanent magnets outside the case and the lack of water disinfection.

Известно устройство для очистки воды по патенту РФ на полезную модель №107972, МПК B01F 13/00, опубл. 10.10.2000 г., прототип.A device for water purification according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 107972, IPC B01F 13/00, publ. 10.10.2000, the prototype.

Этот фильтр очистки воды высокого давления, включающий основание, цилиндрический корпус, внутри которого расположен фильтрующий узел, входной, выходной и сливной патрубки, отличающийся тем, что за счет устройства входного патрубка по касательной к корпусу, создающего поле центробежных сил и разделение жидкости на твердую и жидкую фазу, производится двухступенчатая очистка фильтрующей жидкости.This high-pressure water purification filter, including a base, a cylindrical body, inside which there is a filter assembly, an inlet, outlet and drain pipe, characterized in that due to the device of the inlet pipe tangentially to the body, creating a field of centrifugal forces and separation of liquid into solid and the liquid phase, a two-stage cleaning of the filter fluid is performed.

Признаки, общие для прототипа и заявленного устройства: верхний и нижний цилиндрические корпуса, соединенные между собой с образованием внутренней полости, входной выполненный тангенциально и выходной патрубок, установленные вдоль оси корпусов.Signs common to the prototype and the claimed device: the upper and lower cylindrical bodies interconnected to form an internal cavity, the input tangentially made and the output pipe mounted along the axis of the buildings.

Недостаток устройства - относительно низкая эффективность очистки из-за небольших центробежных сил, действующих на твердые частицы (примеси).The disadvantage of this device is the relatively low cleaning efficiency due to the small centrifugal forces acting on solid particles (impurities).

Задачами создания изобретения являются улучшение очистки воды и обеспечение ее дезинфекции без применения химических средств.The objectives of the invention are to improve water purification and ensure its disinfection without the use of chemicals.

Технические результаты - обеспечение обеззараживания воды и ее очистки.Technical results - ensuring the disinfection of water and its purification.

Решение указанных задач достигнуто в устройстве для обеззараживания воды, содержащем корпус, выполненный из диэлектрического материала, преимущественно цилиндрической формы, две крышки: входную и выходную, установленные на торцах корпуса, входной и выходной топливные штуцера с подводящим и отводящим каналами, магнитную систему, образованную двумя постоянными магнитами кольцевой формы, размещенными в корпусе соосно друг за другом с зазором, две рабочие камеры: первую и вторую, разделенные перегородкой, отличающемся тем, что согласно изобретению первая рабочая камера выполнена концентрично постоянным магнитам между ними и корпусом, а вторая выполнена между перегородкой и выходной крышкой, во второй рабочей полости установлена центробежная гидротурбина, первый кольцевой магнит центрирован во входной крышке, перегородка выполнена с двумя центрирующими цилиндрическими выступами с обеих сторон, один из которых предназначен для центрирования второго постоянного магнита, а второй цилиндрический выступ служит для установки ступицы рабочего колеса центробежной гидротурбины, в перегородке по периферии выполнена кольцевая полость, соединенная радиальными отверстиями с несквозным заглушенным осевым отверстием, которое радиальными отверстиями сообщается с входной полостью гидротурбины, выполненной в ее ступице, которая, в свою очередь, выходными радиальными отверстиями сообщается с полостью рабочего колеса центробежной гидротурбины. Рабочее колесо центробежной гидротурбины выполнено в виде диска, установленного на ступице перпендикулярно оси устройства, а на одном торце диска выполнены лопатки турбины. Лопатки турбины могут быть выполнены в виде спирали Архимеда. Лопатки турбины могут быть закрыты передней крышкой. Внутри второй камеры может быть выполнены кавитаторы, установленные на внутренней стенке корпуса и/или торце ее выходной крышки. Кавитаторы могут быть выполнены в виде выступов треугольной формы.The solution of these problems was achieved in a device for disinfecting water, comprising a housing made of dielectric material, mainly of cylindrical shape, two covers: inlet and outlet mounted on the ends of the housing, inlet and outlet fuel fittings with inlet and outlet channels, a magnetic system formed by two with permanent magnets of a circular shape, placed in the housing coaxially one after another with a gap, two working chambers: the first and second, separated by a partition, characterized in that according to upon acquiring, the first working chamber is made concentrically with permanent magnets between them and the housing, and the second is made between the partition and the outlet cover, a centrifugal hydraulic turbine is installed in the second working cavity, the first ring magnet is centered in the inlet cover, the partition is made with two centering cylindrical protrusions on both sides, one of which is designed to center the second permanent magnet, and the second cylindrical protrusion serves to install the impeller hub of a centrifugal hydrotour bins, in the partition along the periphery there is an annular cavity connected by radial holes with a non-through muffled axial hole, which is connected by radial holes to the inlet cavity of the hydraulic turbine made in its hub, which, in turn, is connected with the outlet radial holes to the cavity of the impeller of a centrifugal hydraulic turbine. The impeller of a centrifugal hydraulic turbine is made in the form of a disk mounted on the hub perpendicular to the axis of the device, and turbine blades are made on one end of the disk. The turbine blades can be made in the form of a spiral of Archimedes. Turbine blades can be covered with a front cover. Cavitators mounted on the inner wall of the housing and / or the end of its outlet cover can be made inside the second chamber. Cavitators can be made in the form of protrusions of a triangular shape.

На внутренней поверхности корпуса может быть нанесено покрытие из серебра.Silver may be coated on the inside of the case.

На внутренней поверхности конфузора может быть нанесено покрытие из серебра.Silver may be coated on the inside of the confuser.

Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг. 1…8, где:The invention is illustrated in the drawings of FIG. 1 ... 8, where:

- на фиг 1 приведена конструкция устройства,- Fig 1 shows the design of the device,

- на фиг. 2 приведены перегородка и рабочее колесо центробежной гидротурбины,- in FIG. 2 shows the partition and the impeller of a centrifugal turbine,

- на фиг. 3 приведено рабочее колесо центробежной гидротурбины, первый вариант,- in FIG. 3 shows the impeller of a centrifugal hydraulic turbine, the first option,

- на фиг. 4 приведено рабочее колесо центробежной гидротурбины, второй вариант,- in FIG. 4 shows the impeller of a centrifugal hydraulic turbine, the second option,

- на фиг. 5 приведена спираль Архимеда,- in FIG. 5 shows the spiral of Archimedes,

- на фиг. 6 приведен первый вариант установки кавитаторов,- in FIG. 6 shows the first option for installing cavitators,

- на фиг. 7 приведен второй вариант установки кавитаторов,- in FIG. 7 shows a second option for installing cavitators,

- на фиг. 8 приведено устройство с выходным конфузором.- in FIG. 8 shows a device with an output confuser.

На фиг. 1…8 изображена схема устройства для магнитного обеззараживания воды и варианты исполнения ее отдельных основных узлов.In FIG. 1 ... 8 shows a diagram of a device for magnetic disinfection of water and options for the execution of its individual main nodes.

Устройство (фиг.1) содержит корпус 1, выполненный из диэлектрического материала, преимущественно цилиндрической формы, две крышки: входную крышку 2 и выходную крышку 3, установленные в резьбовых участках 4 и 5. На наружных торцах 6 и 7 крышек 2 и 3 выполнены входной 8 и выходной 9 топливные штуцера с подводящим 10 и отводящим 11 каналами, магнитную систему, образованную двумя постоянными магнитами первым 12 и вторым 13 кольцевой формы, имеющими центральные отверстия 14, размещенными внутри корпуса 1 соосно друг за другом с зазором 15, имеющим ширину δ. Первый постоянный магнит 11 центрируется на входной крышке 2. Устройство содержит две рабочие полости 16 и 17, разделенные перегородкой 18. Первая полость 16 выполнена между внутренней стенкой 19 корпуса 1 и постоянными магнитами 12 и 13. Вторая рабочая полость 17 выполнена между перегородкой 18 и внутренним торцом 20 выходной крышки 3.The device (figure 1) contains a housing 1 made of a dielectric material, mainly of cylindrical shape, two covers: an inlet cover 2 and an outlet cover 3 installed in threaded sections 4 and 5. At the outer ends 6 and 7 of the covers 2 and 3 are made inlet 8 and output 9 are fuel nozzles with inlet 10 and outlet 11 channels, a magnetic system formed by two permanent magnets of the first 12 and second 13 ring-shaped, having central holes 14 located inside the housing 1 coaxially one after another with a gap 15 having a width δ. The first permanent magnet 11 is centered on the inlet cover 2. The device contains two working cavities 16 and 17 separated by a partition 18. The first cavity 16 is made between the inner wall 19 of the housing 1 and the permanent magnets 12 and 13. The second working cavity 17 is made between the partition 18 and the inner end face 20 of the output cover 3.

Во второй рабочей полости 17 выполнена центробежная гидротурбина 21 с рабочим колесом 22. Роль корпуса гидротурбины 21 выполняют корпус 1, выходная крышка 3 и перегородка 18.In the second working cavity 17, a centrifugal hydraulic turbine 21 with an impeller 22 is made. The housing of the hydraulic turbine 21 is made by the housing 1, the outlet cover 3 and the partition 18.

Перегородка 18 (фиг.2) выполнена с двумя центрирующими цилиндрическими выступами 23 и 24 с обеих сторон, один из которых 23 предназначен для центрирования второго постоянного магнита 13, а второй цилиндрический выступ 24 служит для установки ступицы 25 рабочего колеса 22 центробежной гидротурбины 21. В перегородке 18 по периферии выполнен кольцевой коллектор 26, соединенный осевыми отверстиями 27 с первой рабочей полостью 16 и радиальными отверстиями 28 с центральным осевым отверстием 29, которое выполнено несквозным и заглушено с одной стороны винтом 30. В ступице 25 выполнена входная полость 31 центробежной гидротурбины 21. Центральное осевое отверстие 29 радиальными отверстиями 32 сообщается с входной полостью 31 гидротурбины 21 (фиг.2), которая, в свою очередь, выходными радиальными отверстиями 33 сообщается с полостью 34 рабочего колеса 22 центробежной гидротурбины 21.The partition 18 (figure 2) is made with two centering cylindrical protrusions 23 and 24 on both sides, one of which 23 is designed to center the second permanent magnet 13, and the second cylindrical protrusion 24 serves to install the hub 25 of the impeller 22 of the centrifugal turbine 21. B an annular collector 26 is made on the periphery of the partition 18 at the periphery, connected by axial holes 27 to the first working cavity 16 and radial holes 28 with a central axial hole 29, which is made through and closed off on one side by a screw 3 0. In the hub 25, the inlet cavity 31 of the centrifugal hydraulic turbine 21 is made. The central axial hole 29 with radial holes 32 is in communication with the inlet cavity 31 of the hydraulic turbine 21 (FIG. 2), which, in turn, is connected with the outlet radial holes 33 with the cavity 34 of the impeller 22 centrifugal hydroturbine 21.

Перегородка 18 может быть выполнена из диэлектрического материала и установлена внутри корпуса 1, и ее осевое положение зафиксировано при помощи разрезного кольца 35. установленного в корпусе 1.The partition 18 can be made of dielectric material and installed inside the housing 1, and its axial position is fixed using a split ring 35. installed in the housing 1.

Рабочее колесо 22 центробежной гидротурбины 21 кроме ступицы 25 содержит диск 36, на котором выполнены рабочие лопатки 37. Ступица 25 закреплена на выступе 24 с возможностью вращения при помощи винта 30, под которым установлена шайба 38 (фиг.3).The impeller 22 of the centrifugal hydraulic turbine 21 in addition to the hub 25 contains a disk 36 on which the working blades 37 are made. The hub 25 is mounted on the protrusion 24 with the possibility of rotation by means of a screw 30, under which the washer 38 is installed (Fig. 3).

Во втором варианте исполнения гидротурбины 21 рабочие лопатки 37 закрыты передней крышкой 39 (фиг. 4). Рабочие лопатки 37 могут быть выполнены в виде спирали Архимеда (фиг. 5).In the second embodiment of the hydraulic turbine 21, the rotor blades 37 are closed by the front cover 39 (Fig. 4). The working blades 37 can be made in the form of a spiral of Archimedes (Fig. 5).

Для снижения гидравлических потерь внутри выходной крышки 3 может быть выполнен конический канал 40 (фиг. 1) или на выходной крышке 3 перед выходным штуцером 9 выполнен конфузор 41 (фиг. 8).To reduce hydraulic losses inside the outlet cover 3, a conical channel 40 can be made (Fig. 1) or a confuser 41 (Fig. 8) is made on the outlet cover 3 in front of the outlet fitting 9.

Для глубокой полного обеззараживания воды кавитацией в устройстве могут быть применены кавитаторы 42, которые могут быть выполнены, например, в виде треугольных выступов, расположенных на внутренней стенке 19 корпуса 1 во второй рабочей полости 17 (фиг. 6), или на внутреннем торце 20 выходной крышки 7 (фиг. 7), или на внутренней стенке 43 конфузора 41 (фиг. 8).For deep complete disinfection of water by cavitation, cavitators 42 can be used in the device, which can be made, for example, in the form of triangular protrusions located on the inner wall 19 of the housing 1 in the second working cavity 17 (Fig. 6), or on the output end 20 cover 7 (Fig. 7), or on the inner wall 43 of the confuser 41 (Fig. 8).

Место установки кавитаторов 42 выбрано из условия максимальной скорости движения потока воды и, как следствие, минимума статического давления способствующего кавитации.The installation site of the cavitators 42 is selected from the condition of the maximum speed of the water flow and, as a consequence, the minimum static pressure contributing to cavitation.

КавитацияCavitation

Кавитация - К. (от лат. cavitas - пустота), образование в капельной жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью (так называемых кавитационных пузырьков, или каверн). Кавитационные пузырьки образуются в тех местах, где давление в жидкости становится ниже некоторого критического значения pkp (в реальной жидкости pkp приблизительно равно давлению насыщенного пара этой жидкости при данной температуре). Если понижение давления происходит вследствие больших местных скоростей в потоке движущейся капельной жидкости, то К. называют гидродинамической, а если вследствие прохождения акустических волн - акустической.Cavitation - K. (from Lat. Cavitas - void), the formation in the droplet liquid of cavities filled with gas, steam or a mixture thereof (the so-called cavitation bubbles, or caverns). Cavitation bubbles form in places where the pressure in the liquid falls below a certain critical value p kp (in real liquid, p kp is approximately equal to the saturated vapor pressure of this liquid at a given temperature). If the decrease in pressure occurs due to high local velocities in the flow of a moving droplet liquid, then K. is called hydrodynamic, and if due to the passage of acoustic waves - acoustic.

Гидродинамическая кавитацияHydrodynamic cavitation

Поскольку в реальной жидкости всегда присутствуют мельчайшие пузырьки газа или пара, то, двигаясь с потоком и попадая в область давления р<ркр, они теряют устойчивость и приобретают способность к неограниченному росту). После перехода в зону повышенного давления и исчерпания кинетической энергии расширяющейся жидкости рост пузырька прекращается и он начинает сокращаться. Если пузырек содержит достаточно много газа, то по достижении им минимального радиуса он восстанавливается и совершает нескольких циклов затухающих колебаний, а если газа мало, то пузырек захлопывается полностью в первом периоде жизни. Таким образом, вблизи обтекаемого тела (например, в трубе с местным сужением, фиг. 2) создается довольно четко ограниченная ″кавитационная зона″, заполненная движущимися пузырьками.Since tiny bubbles of gas or vapor are always present in a real liquid, moving with the flow and falling into the pressure region p <p cr , they lose stability and become capable of unlimited growth). After the transition to the zone of increased pressure and the kinetic energy of the expanding fluid is exhausted, the bubble growth stops and it begins to contract. If the bubble contains a lot of gas, then when it reaches the minimum radius, it is restored and performs several cycles of damped oscillations, and if there is not enough gas, then the bubble completely closes in the first period of life. Thus, in the vicinity of the streamlined body (for example, in a pipe with local narrowing, Fig. 2), a rather clearly defined “cavitation zone” is created, filled with moving bubbles.

Сокращение кавитационного пузырька происходит с большой скоростью и сопровождается звуковым импульсом (своего рода гидравлическим ударом), тем более сильным, чем меньше газа содержит пузырек. Если степень развития К. такова, что в случайные моменты времени возникает и захлопывается множество пузырьков, то явление сопровождается сильным шумом со сплошным спектром от нескольких сотен Гц до сотен и тысяч кГц. Если кавитационная каверна замыкается вблизи от обтекаемого тела, то многократно повторяющиеся удары приводят к разрушению (к так называемой кавитационной эрозии) поверхности обтекаемого тела (лопастей гидротурбин, гребных винтов кораблей и др. гидротехнических устройств).The contraction of the cavitation bubble occurs at high speed and is accompanied by a sound pulse (a kind of hydraulic shock), the stronger, the less gas the bubble contains. If the degree of K.'s development is such that many bubbles arise and collapses at random times, then the phenomenon is accompanied by strong noise with a continuous spectrum from several hundred Hz to hundreds and thousands of kHz. If the cavitation cavity closes close to the streamlined body, then repeatedly repeated blows lead to the destruction (to the so-called cavitation erosion) of the surface of the streamlined body (blades of hydraulic turbines, ship propellers, and other hydraulic devices).

Если бы жидкость была идеально однородной, а поверхность твердого тела, с которым она граничит, идеально смачиваемой, то разрыв происходил бы при давлении, значительно более низком, чем давление насыщенного пара жидкости. Прочность на разрыв воды, вычисленная при учете тепловых флуктуации, равна 150 Мн/м2 (1500 кг/см2). Реальные жидкости менее прочны. Максимальное растяжение тщательно очищенной воды, достигнутое при растяжении воды при 10°C, составляет 28 Мн/м2 (280 кг/см2). Обычно же разрыв возникает при давлениях, лишь немного меньших давления насыщенного пара. Низкая прочность реальных жидкостей связана с наличием в них так называемых кавитационных зародышей: плохо смачиваемых участков твердого тела, твердых частиц с трещинами, заполненными газом, микроскопических газовых пузырьков, предохраняемых от растворения мономолекулярными органическими оболочками, ионных образований, возникающих под действием космических лучей.If the liquid were ideally homogeneous, and the surface of the solid with which it borders is ideally wettable, then the rupture would occur at a pressure significantly lower than the pressure of the saturated vapor of the liquid. The tensile strength of water, calculated taking into account thermal fluctuations, is equal to 150 Mn / m 2 (1500 kg / cm 2 ). Real liquids are less durable. The maximum stretching of carefully treated water, achieved by stretching the water at 10 ° C, is 28 Mn / m 2 (280 kg / cm 2 ). Usually, a rupture occurs at pressures only slightly lower than the saturated vapor pressure. The low strength of real liquids is associated with the presence of so-called cavitation nuclei in them: poorly wetted areas of a solid body, solid particles with cracks filled with gas, microscopic gas bubbles that are protected from dissolution by monomolecular organic shells, and ionic formations that arise under the influence of cosmic rays.

При данной форме обтекаемого тела К. возникает при некотором, вполне определенном для данной точки потока, значении безразмерного параметраWith a given shape of a streamlined body, a K. occurs when there is a certain dimensionless parameter that is well defined for a given point of the flow

χ = 2 p p H ρ υ 2

Figure 00000001
χ = 2 p - p H ρ υ 2
Figure 00000001

где p - гидростатическое давление набегающего потока, pн - давление насыщенного пара, ρ - плотность жидкости, υ - скорость жидкости на достаточном отдалении от тела. Этот параметр называют "числом кавитации", служит одним из критериев подобия при моделировании гидродинамических течений. Увеличение скорости потока после начала К. вызывает быстрое возрастание числа кавитационных пузырьков, вслед за чем происходит их объединение в общую кавитационную каверну, затем течение переходит в струйное (см. Струя). При этом течение сохраняет нестационарный характер только в области замыкания каверны. Особенно быстро струйное течение организуется в случае плохо обтекаемых тел.where p is the hydrostatic pressure of the oncoming flow, p n is the pressure of saturated vapor, ρ is the density of the liquid, υ is the velocity of the liquid at a sufficient distance from the body. This parameter, called the “cavitation number”, serves as one of the similarity criteria for modeling hydrodynamic flows. An increase in the flow velocity after the onset of K. causes a rapid increase in the number of cavitation bubbles, after which they merge into a common cavitation cavity, then the flow passes into a jet (see. Jet). In this case, the flow remains unsteady only in the region of cavity closure. Especially quickly, the jet stream is organized in the case of poorly streamlined bodies.

Если внутрь каверны, через тело, около которого возникает К., подвести атмосферный воздух или иной газ, то размеры каверны увеличиваются. При этом установится течение, которое будет соответствовать числу кавитации, образованному уже не по насыщающему давлению водяного пара pн, а по давлению газа внутри каверны pk, т.е. χ = 2 p p k ρ υ 2 .

Figure 00000002
Всплывание такой кавитационной каверны будет определяться т.н. числом Фруда F r = υ 2 / g d
Figure 00000003
, где g - ускорение силы тяжести, a d - некоторый характерный линейный размер. Так как pk может быть много больше pн, то в таких условиях возможно при малых скоростях набегающего потока получать течения, соответствующие очень низким значениям, т.е. глубоким степеням развития К. Так, при движении тела в воде со скоростью 6-10 м/сек можно получить его обтекание, соответствующее скоростям до 100 м/сек. Кавитационные течения, получающиеся в результате подвода газа внутрь каверны, называют искусственной К.If atmospheric air or another gas is brought inside the cavity, through the body near which K. appears, then the size of the cavity increases. In this case, a flow will be established that will correspond to the cavitation number, formed no longer by the saturating pressure of water vapor p n , but by the gas pressure inside the cavity p k , i.e. χ = 2 p - p k ρ υ 2 .
Figure 00000002
The emergence of such a cavitation cavity will be determined by the so-called Froude number F r = υ 2 / g d
Figure 00000003
, where g is the acceleration of gravity, ad is some characteristic linear size. Since p k can be much larger than p n , under such conditions it is possible to obtain flows corresponding to very low values at low speeds of the incoming flow, i.e. deep degrees of development of K. So, when the body moves in water at a speed of 6-10 m / s, it is possible to obtain a flow around it corresponding to speeds of up to 100 m / s. Cavitation flows resulting from the supply of gas into the cavity are called artificial K.

Гидродинамическая К. может сопровождаться рядом физико-химических эффектов, например искрообразованием и люминесценцией. В ряде работ обнаружено влияние электрического тока и магнитного поля на К., возникающую при обтекании цилиндра в гидродинамической трубе.Hydrodynamic K. can be accompanied by a number of physicochemical effects, for example, sparking and luminescence. In a number of works, the influence of an electric current and a magnetic field on carbon was discovered, which occurs during the flow around a cylinder in a hydrodynamic pipe.

Исследование К. и борьба с ней имеют большое значение, так как К. оказывает вредное влияние на работу гидротурбин, жидкостных насосов, гребных винтов кораблей, подводных звукоизлучателей, жидкостных систем высотных самолетов и т.д., снижает коэффициент полезного действия и приводит к разрушениям. К. может быть уменьшена при увеличении гидростатического давления, например, помещением устройства на достаточной глубине по отношению к свободной поверхности жидкости, а также подбором соответствующих форм элементов конструкции, при которых вредное влияние К. уменьшается. Для уменьшения эрозии лопасти рабочих колес изготавливают из нержавеющих сталей и шлифуют.K.'s research and the fight against it are of great importance, since K. has a detrimental effect on the operation of hydraulic turbines, liquid pumps, ship propellers, underwater sound emitters, high-altitude aircraft liquid systems, etc., reduces the efficiency and leads to destruction . K. can be reduced with increasing hydrostatic pressure, for example, by placing the device at a sufficient depth relative to the free surface of the liquid, as well as by selecting appropriate forms of structural elements, in which the harmful effect of K. decreases. To reduce erosion, the impeller blades are made of stainless steel and ground.

Экспериментальные исследования К. производятся в так называемых кавитационных трубах, представляющих собой обычные гидродинамические трубы, оборудованные системой регулирования статического давления.Experimental research K. are carried out in the so-called cavitation pipes, which are ordinary hydrodynamic pipes equipped with a system for regulating static pressure.

Кавитация разрушает микробы и приводит к дезинфекции питьевой воды без применения химических средств.Cavitation destroys microbes and leads to disinfection of drinking water without the use of chemicals.

Стрелками показано направление движения воды.Arrows indicate the direction of water movement.

Работает устройство следующим образом (фиг.1…8).The device operates as follows (figure 1 ... 8).

Вода из крана по шлангу (не показаны) через входной штуцер 8 по входному каналу 10 и отверстию 14 подается в зазор 15 между постоянными магнитами 12 и 13, где очищается от металлических примесей и происходит ее обеззараживание.Water from the tap through a hose (not shown) through the inlet 8 through the inlet channel 10 and the hole 14 is fed into the gap 15 between the permanent magnets 12 and 13, where it is cleaned of metal impurities and disinfected.

В первой рабочей полости 16 выпадают металлические осадки. Далее по осевым отверстиям 27 вода поступает в кольцевой коллектор 26 и далее по радиальным отверстиям 28 в центральное осевое отверстие 29. Из центрального осевого отверстия 29 через радиальные отверстия 32 сначала во входную полость 31 и через выходные радиальные отверстия 33 в полость 34 между диском 36 и рабочими лопатками 37.In the first working cavity 16, metal precipitation falls out. Further, through the axial openings 27, water enters the annular manifold 26 and then through the radial openings 28 into the central axial bore 29. From the central axial bore 29 through the radial openings 32, first into the inlet cavity 31 and through the outlet radial openings 33 into the cavity 34 between the disk 36 and working blades 37.

Общее воздействие магнитного поля заключается в ослаблении молекулярных связей приводит к оптимизации процессов очистки. Происходит обеззараживание воды из-за уничтожения микробов кавитацией.The general effect of the magnetic field is the weakening of molecular bonds leading to the optimization of cleaning processes. Water disinfection occurs due to the destruction of microbes by cavitation.

Таким образом, выполнение устройства с второй рабочей камерой и центробежной гидротурбиной обеспечивает добавочное завихрение воды с одновременной повторной поляризацией ядер атомов под воздействием магнитного поля со стороны наружной цилиндрической поверхности второго постоянного магнита через перегородку, выполненную из диэлектрического материала, за счет чего добавочно уменьшается вязкость воды и ее поверхностное натяжение и, как следствие, повышаются полезные качества воды и ее лечебные и вкусовые свойства.Thus, the implementation of the device with a second working chamber and a centrifugal hydraulic turbine provides an additional swirl of water with the simultaneous re-polarization of the atomic nuclei under the influence of a magnetic field from the outer cylindrical surface of the second permanent magnet through a baffle made of a dielectric material, thereby additionally decreasing the viscosity of water and its surface tension and, as a result, the beneficial qualities of water and its healing and taste properties increase.

Изготовлен и успешно испытан опытный образец устройства.A prototype device has been manufactured and successfully tested.

Claims (10)

1. Устройство для обеззараживания воды, содержащее корпус, выполненный из диэлектрического материала, преимущественно цилиндрической формы, с полостью внутри, две крышки: входную и выходную, установленные на торцах корпуса, входной и выходной топливные штуцера с подводящим и отводящим каналами, магнитную систему, образованную двумя постоянными магнитами кольцевой формы, размещенными в корпусе соосно друг за другом с зазором, отличающееся тем, что устройство содержит перегородку, разделяющую полость на две рабочие полости: первую и вторую, центробежную гидротурбину, рабочее колесо которой установлено внутри второй рабочей полости, первый кольцевой магнит центрирован во входной крышке, перегородка выполнена с двумя центрирующими цилиндрическими выступами с обеих сторон, один из которых предназначен для центрирования второго постоянного магнита, а второй цилиндрический выступ служит для установки ступицы рабочего колеса центробежной гидротурбины, в перегородке по периферии выполнена кольцевая полость, соединенная радиальными отверстиями с несквозным заглушенным осевым отверстием, которое радиальными отверстиями сообщатся с входной полостью гидротурбины, выполненной в ее ступице, которая, в свою очередь, выходными радиальными отверстиями сообщается с полостью рабочего колеса центробежной гидротурбины.1. Device for disinfecting water, comprising a housing made of a dielectric material, mainly of cylindrical shape, with a cavity inside, two covers: inlet and outlet mounted on the ends of the housing, inlet and outlet fuel fittings with inlet and outlet channels, a magnetic system formed two permanent ring-shaped magnets placed in the housing coaxially one after another with a gap, characterized in that the device comprises a partition dividing the cavity into two working cavities: the first and the second a centrifugal hydraulic turbine, the impeller of which is installed inside the second working cavity, the first ring magnet is centered in the inlet cover, the partition is made with two centering cylindrical protrusions on both sides, one of which is designed to center the second permanent magnet, and the second cylindrical protrusion serves to install the impeller hub of a centrifugal hydraulic turbine, in the partition along the periphery an annular cavity is made, connected by radial openings with a non-through muffled a hole that communicates with radial openings to the inlet cavity of the turbine made in its hub, which, in turn, communicates with the outlet radial openings to the cavity of the impeller of a centrifugal turbine. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочее колесо центробежной гидротурбины выполнено в виде диска, установленного на ступице перпендикулярно оси устройства, а на одном торце диска выполнены лопатки турбины.2. The device according to claim 1, characterized in that the impeller of a centrifugal hydraulic turbine is made in the form of a disk mounted on the hub perpendicular to the axis of the device, and turbine blades are made on one end of the disk. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что лопатки турбины выполнены в виде спирали Архимеда.3. The device according to claim 2, characterized in that the turbine blades are made in the form of an Archimedes spiral. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что лопатки турбины закрыты передней крышкой.4. The device according to claim 2, characterized in that the turbine blades are closed by a front cover. 5. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что внутри второй камеры выполнены кавитаторы, установленные на внутренней стенке корпуса и/или торце ее выходной крышки.5. The device according to claim 1 or 2, characterized in that cavitators are mounted inside the second chamber, mounted on the inner wall of the housing and / or the end of its outlet cover. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что кавитаторы выполнены в виде выступов треугольной формы.6. The device according to claim 5, characterized in that the cavitators are made in the form of protrusions of a triangular shape. 7. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что между второй полостью и выходным штуцером выполнен конфузор.7. The device according to claim 1 or 2, characterized in that a confuser is made between the second cavity and the outlet fitting. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что на внутренней поверхности конфузора выполнены кавитаторы.8. The device according to claim 7, characterized in that on the inner surface of the confuser cavitators are made. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на внутренней поверхности корпуса нанесено покрытие из серебра.9. The device according to claim 1, characterized in that on the inner surface of the body is coated with silver. 10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что на внутренней поверхности конфузора нанесено покрытие из серебра. 10. The device according to claim 7, characterized in that on the inner surface of the confuser a silver coating is applied.
RU2013151759/05A 2013-11-20 2013-11-20 Water decontaminator RU2546145C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151759/05A RU2546145C1 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Water decontaminator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151759/05A RU2546145C1 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Water decontaminator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2546145C1 true RU2546145C1 (en) 2015-04-10

Family

ID=53295748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013151759/05A RU2546145C1 (en) 2013-11-20 2013-11-20 Water decontaminator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2546145C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3761062A (en) * 1972-04-28 1973-09-25 A King Method and apparatus for treating carbureted mixtures
RU2079374C1 (en) * 1993-12-06 1997-05-20 Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования Electromagnetic separator
US6558638B2 (en) * 1998-03-14 2003-05-06 Splits Technologies Limited Treatment of liquids
RU2215698C2 (en) * 2000-12-25 2003-11-10 Кобец Федор Михайлович Method of separation of dissociated solutions and device for realization of this method
RU2380396C2 (en) * 2007-06-28 2010-01-27 Самир Энвер оглы Мамедов Method of modification of liquid hydro-carbon fuel and facility for implementation of this method
RU107972U1 (en) * 2010-12-14 2011-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инновационный центр "Химагрегат" LIQUID CLEANING DEVICE (OPTIONS)

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3761062A (en) * 1972-04-28 1973-09-25 A King Method and apparatus for treating carbureted mixtures
RU2079374C1 (en) * 1993-12-06 1997-05-20 Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования Electromagnetic separator
US6558638B2 (en) * 1998-03-14 2003-05-06 Splits Technologies Limited Treatment of liquids
RU2215698C2 (en) * 2000-12-25 2003-11-10 Кобец Федор Михайлович Method of separation of dissociated solutions and device for realization of this method
RU2380396C2 (en) * 2007-06-28 2010-01-27 Самир Энвер оглы Мамедов Method of modification of liquid hydro-carbon fuel and facility for implementation of this method
RU107972U1 (en) * 2010-12-14 2011-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инновационный центр "Химагрегат" LIQUID CLEANING DEVICE (OPTIONS)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2006348738B2 (en) Vortex generator
CN107162101B (en) Large-flux hydrodynamic cavitation generator based on venturi tube and cavitation method
US20080197516A1 (en) Micro-Bubble Generator, Vortex Breakdown Nozzle for Micro-Bubble Generator, Vane Swirler for Micro-Bubble Generator, Micro-Bubble Generating Method, and Micro-Bubble Applying Device
JP2009136864A (en) Microbubble generator
US20120222744A1 (en) Cavitation reactor
US20160054031A1 (en) Hiydrodynamic and hydrosonic cavitation generator
CN104043382A (en) Hydrodynamic cavitation generating device
RU141817U1 (en) WATER DISINFECTION DEVICE
CN207632551U (en) A kind of Hydrodynamic cavitation equipment
CN102491485B (en) Choking cavitator for treating organic sewage
RU2006114615A (en) HYDRODYNAMIC GENERATOR OF ACOUSTIC OSCILLATIONS OF THE ULTRASONIC RANGE AND METHOD FOR CREATING ACOUSTIC OSCILLATIONS OF THE ULTRASONIC RANGE
WO2015175377A1 (en) Method and system for generating cavitation in a fluid
CN106110708A (en) A kind of continuous oily-water seperating equipment based on super-hydrophobic super-oleophylic nethike embrane
US4010891A (en) Vapor removal apparatus for oil/water separator
RU2546145C1 (en) Water decontaminator
US11130101B2 (en) Bubble generating device for sewage purification
CN104707497A (en) Tiny bubble generation device
CN107188267B (en) Large-flux hydrodynamic cavitation generator and hydrodynamic cavitation method
CN206428033U (en) Rotating Liquid Whistle Cavitation Generator
CN106477670A (en) A kind of oil-containing emulsifies sewage breaking device
CN205832680U (en) A kind of continuous oily-water seperating equipment based on super-hydrophobic super-oleophylic nethike embrane
CN215924720U (en) Action device for performing hydrodynamic cavitation demulsification on dirty oil sludge
KR101962903B1 (en) micro bubble generator
KR20150018514A (en) Liquid Filtration System With Energy Recovery Device
RU139838U1 (en) VORTEX WATER TREATMENT