RU2736991C1

RU2736991C1 - Device for water purification and disinfection

Info

Publication number: RU2736991C1
Application number: RU2020108721A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Курдюмов; Андрей Александрович Павлушин; Анна Юрьевна Ракова
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2020-11-23

Abstract

FIELD: water treatment.SUBSTANCE: invention relates to devices for purification and disinfection of water and comprises a body equipped with a lid with ledges on its lower surface. On the inner surface of the cover there are ultraviolet light-emitting diodes. Proposed device comprises ultrasound radiators, settling tank made up of hollow semi-sphere facing downward, outlet branch pipe, vertically perforated tube, baffle plate arranged in the form of logarithmic spiral. On the deflector there is a plate with perforated edges is installed upside down, the outer diameter of which is equal to the inner diameter of the body. Device contains a filter element made in the form of a cylinder, as well as an inlet nozzle. Outside the housing there is a tight casing repeating the housing shape. Lower end of the perforated tube is installed in the cavity between the housing and the casing. Inlet union is tangentially installed in horizontal plane in upper part of casing. In the cavity between the housing and the casing an additional deflector is installed, which is made in the form of a flat spiral, the width of which is equal to the distance between the housing and the casing. Ultrasound emitters are installed on inner surface of casing.EFFECT: technical result consists in improvement of quality of water treatment and disinfection.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки и обеззараживания воды.The invention relates to mechanical engineering and can be used for purification and disinfection of water.

Известно устройство для очистки и обеззараживания воды [Устройство для очистки и обеззараживания воды. - Патент RU №144624. - Опубл. 27.08.2014 г., Бюл. №24], Патент RU №189132. - Опубл. 13.05.2019 г., Бюл. № 14], содержащее корпус, снабженный крышкой, фильтрующий элемент, входной штуцер, отстойник, установленный в крышке выходной патрубок, установленное в верхней части корпуса кольцо, внешняя поверхность которого контактирует с внутренней поверхностью корпуса. На внутренней поверхности крышки установлены ультрафиолетовые светодиоды. Отстойник выполнен в форме полой полусферы, обращенной центром вниз, причём входной штуцер установлен в центре отстойника. В корпусе вертикально установлена перфорированная трубка, соединённая со входным штуцером, на трубке установлен дефлектор, выполненный в форме спирали, на дефлекторе установлена пластина круглой формы. Кольцо установлено над пластиной, на нижней поверхности крышки установлены уступы. Фильтрующий элемент установлен между кольцом и уступами и выполнен в форме цилиндра, диаметр которого равен внутреннему диаметру корпуса.Known device for purification and disinfection of water [Device for purification and disinfection of water. - Patent RU No. 144624. - Publ. 27.08.2014, Bul. No. 24], Patent RU No. 189132. - Publ. 05/13/2019, Bul. No. 14], containing a housing equipped with a lid, a filter element, an inlet fitting, a sump, an outlet pipe installed in the lid, a ring installed in the upper part of the housing, the outer surface of which contacts the inner surface of the housing. UV LEDs are installed on the inner surface of the cover. The sump is made in the form of a hollow hemisphere, centered downward, with the inlet fitting installed in the center of the sump. In the body, a perforated tube is vertically installed, connected to the inlet fitting, a deflector made in the form of a spiral is installed on the tube, and a round plate is installed on the deflector. The ring is installed above the plate, and there are ledges on the lower surface of the cover. The filter element is installed between the ring and the ledges and is made in the form of a cylinder, the diameter of which is equal to the inner diameter of the body.

Недостатком данного устройства является низкое качество очистки и обеззараживания воды.The disadvantage of this device is the low quality of water purification and disinfection.

Достигаемый технический результат - повышение качества очистки и обеззараживания воды.The achieved technical result is an improvement in the quality of water purification and disinfection.

Указанный результат достигается тем, что снаружи корпуса устанавливают герметичный кожух, который повторяет форму корпуса. Нижний конец перфорированной трубки устанавливают в полости между корпусом и кожухом. Входной штуцер устанавливают тангенциально в горизонтальной плоскости в верхней части кожуха. Напротив входного штуцера тангенциально устанавливают входной патрубок. В полости между корпусом и кожухом устанавливают дополнительный дефлектор, который выполняют в виде плоской спирали, ширина которой равна расстоянию между корпусом и кожухом. Излучатели ультразвука устанавливают на внутренней поверхности кожуха.The specified result is achieved in that a sealed casing is installed outside the housing, which follows the shape of the housing. The lower end of the perforated tube is installed in the cavity between the body and the casing. The inlet fitting is installed tangentially in the horizontal plane at the top of the casing. Opposite the inlet nozzle, the inlet nozzle is tangentially installed. An additional deflector is installed in the cavity between the body and the casing, which is made in the form of a flat spiral, the width of which is equal to the distance between the casing and the casing. Ultrasound emitters are installed on the inner surface of the casing.

На фиг. 1 показано устройство для очистки и обеззараживания воды, на фиг. 2 - то же, вид сверху.FIG. 1 shows a device for cleaning and disinfecting water, FIG. 2 - the same, top view.

Устройство для очистки и обеззараживания воды содержит корпус 1, снабженный крышкой 2 с уступами на ее нижней поверхности, установленные на ее внутренней поверхности ультрафиолетовые светодиоды 3, излучатели ультразвука 4, отстойник 5, выполненный в форме полой полусферы, обращенной центром вниз, выходной патрубок 6, установленный в крышке 2, вертикально установленную в корпусе 1 перфорированную трубку 7, установленный на трубке дефлектор 8, выполненный в форме логарифмической спирали, установленную на дефлекторе 8 дном вниз тарелку 9 с перфорированными краями, наружный диаметр которой равен внутреннему диаметру корпуса 1, фильтрующий элемент 10, выполненный в форме цилиндра, а также входной штуцер 11. Снаружи корпуса 1 установлен герметичный кожух 12, повторяющий форму корпуса 1. Нижний конец перфорированной трубки 7 установлен в полости между корпусом 1 и кожухом 12. Входной штуцер 11 тангенциально установлен в горизонтальной плоскости в верхней части кожуха 12. Напротив входного штуцера 11 тангенциально установлен входной патрубок 13. В полости между корпусом 1 и кожухом 12 установлен дополнительный дефлектор 14, выполненный в виде плоской спирали, ширина которой равна расстоянию между корпусом и кожухом. Излучатели ультразвука 4 установлены на внутренней поверхности кожуха 12.The device for water purification and disinfection contains a housing 1, equipped with a cover 2 with ledges on its lower surface, UV LEDs 3 installed on its inner surface, ultrasound emitters 4, a sump 5 made in the form of a hollow hemisphere facing the center down, an outlet 6, installed in the lid 2, vertically installed in the housing 1 perforated tube 7, installed on the tube 8, made in the form of a logarithmic spiral, mounted on the baffle 8 bottom down plate 9 with perforated edges, the outer diameter of which is equal to the inner diameter of the body 1, filter element 10 , made in the form of a cylinder, as well as the inlet fitting 11. Outside the housing 1, a sealed casing 12 is installed, repeating the shape of the housing 1. The lower end of the perforated tube 7 is installed in the cavity between the housing 1 and the casing 12. The inlet fitting 11 is tangentially installed in the horizontal plane in the upper parts of the casing 12. Opposite the inlet piece Cera 11 tangentially installed inlet pipe 13. In the cavity between the housing 1 and the casing 12 is installed an additional deflector 14, made in the form of a flat spiral, the width of which is equal to the distance between the casing and the casing. Ultrasound emitters 4 are installed on the inner surface of the casing 12.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Вода под напором через входной патрубок 13 попадает в полость между корпусом 1 и кожухом 12, где установлен дополнительный дефлектор 14, выполненный в виде плоской спирали, ширина которой равна расстоянию между корпусом и кожухом. Дополнительный дефлектор 14 придает воде вращательное движение вокруг корпуса 1, увеличивая время нахождения воды в полости между корпусом 1 и кожухом 12. Здесь вода обеззараживается с помощью создаваемых излучателями ультразвука 4, расположенными на внутренней поверхности кожуха 12, ультразвуковых волн, которые вызывают эффект кавитации, способствующий разрушению загрязняющих воду химических веществ и микроорганизмов. Увеличение времени нахождения воды в полости между корпусом 1 и кожухом 12 приводит к увеличению времени воздействия ультразвука на обрабатываемую воду, что улучшает качество ее обеззараживания. Одновременно через входной штуцер 11, который установлен тангенциально в горизонтальной плоскости в верхней части кожуха 12 напротив входного патрубка 13, подается озон. При поступлении озона в воду он окисляет находящееся в ней в растворенное двухвалентное железо до нерастворимого в воде трехвалентного железа, а имеющиеся в воде ионы марганца образуют нерастворимый диоксид марганца. Также озон обеззараживает, обесцвечивает и дезодорирует воду. Затем вода через перфорированную трубку 7 и поступает во внутреннюю полость корпуса 1, где с помощью дефлектора 8 вовлекается во вращательное движение по логарифмической спирали от центра дефлектора 8 к его периферии. При вращении воды в дефлекторе 8 находящиеся в жидкости частицы загрязнений отбрасываются под действием центробежной силы к поверхностям дефлектора 8, а, далее, к стенкам корпуса 1 и попадают в отстойник 5. После окончания спиралеобразного движения в дефлекторе 8 вода меняет направление движения, теряет свою скорость и проходит через фильтрующий элемент 10, где дополнительно очищается от примесей и находящихся в ней нерастворимых соединений железа и марганца. Затем вода, очищенная от примесей, попадает в пространство между верхней частью фильтрующего элемента 10 и внутренней поверхностью крышки 2, где под действием ультрафиолетовых лучей, испускаемых ультрафиолетовыми светодиодами 3, дополнительно обеззараживается. Наличие ультрафиолетовых светодиодов, установленных на внутренней поверхности крышки, позволяет более эффективно обеззараживать воду, так как качество ультрафиолетовой обработки улучшается при повышении чистоты воды, а в верхней части корпуса устройства обрабатывается уже очищенная вода. После этого вода удаляется наружу устройства через выходной патрубок 6, установленный в крышке 2. Имеющиеся в воде загрязнения накапливаются в отстойнике 5 и в фильтрующем элементе 10. Периодически крышку 2 снимают, заменяют фильтрующий элемент 10 и удаляют накопившиеся с нижней части корпуса 1 загрязнения.Water under pressure through the inlet 13 enters the cavity between the housing 1 and the casing 12, where an additional deflector 14 is installed, made in the form of a flat spiral, the width of which is equal to the distance between the casing and the casing. An additional deflector 14 imparts a rotational motion to the water around the housing 1, increasing the residence time of the water in the cavity between the housing 1 and the casing 12. Here, the water is disinfected using ultrasonic waves generated by ultrasound emitters 4 located on the inner surface of the casing 12, which cause a cavitation effect that promotes destruction of water polluting chemicals and microorganisms. An increase in the residence time of water in the cavity between the housing 1 and the casing 12 leads to an increase in the time of exposure to ultrasound on the treated water, which improves the quality of its disinfection. At the same time, ozone is supplied through the inlet 11, which is installed tangentially in the horizontal plane in the upper part of the casing 12 opposite to the inlet 13. When ozone enters the water, it oxidizes the dissolved ferrous iron in the water to the water-insoluble ferric iron, and the manganese ions in the water form the insoluble manganese dioxide. Ozone also disinfects, discolors and deodorizes water. Then the water through the perforated tube 7 and enters the inner cavity of the housing 1, where with the help of the deflector 8 it is drawn into rotational motion along a logarithmic spiral from the center of the deflector 8 to its periphery. When the water rotates in the deflector 8, the particles of contaminants in the liquid are thrown under the action of centrifugal force to the surfaces of the deflector 8, and, then, to the walls of the housing 1 and fall into the sump 5. After the end of the spiral movement in the deflector 8, the water changes its direction of movement, loses its speed and passes through the filter element 10, where it is additionally cleaned of impurities and insoluble iron and manganese compounds contained in it. Then the water, purified from impurities, enters the space between the upper part of the filter element 10 and the inner surface of the cover 2, where it is additionally disinfected under the action of ultraviolet rays emitted by ultraviolet LEDs 3. The presence of ultraviolet light-emitting diodes installed on the inner surface of the lid makes it possible to disinfect water more effectively, since the quality of ultraviolet treatment improves with increasing water purity, and already purified water is processed in the upper part of the device body. After that, the water is removed to the outside of the device through the outlet 6 installed in the cover 2. The impurities in the water accumulate in the sump 5 and in the filter element 10. Periodically, the cover 2 is removed, the filter element 10 is replaced and the dirt accumulated from the lower part of the housing 1 is removed.

Установка снаружи корпуса герметичного кожуха, повторяющего форму корпуса, установка между корпусом и кожухом дополнительного дефлектора, выполненного в виде плоской спирали, ширина которой равна расстоянию между корпусом и кожухом, установка нижнего конца перфорированной трубки в полости между корпусом и кожухом, снабжение кожуха в верхней части тангенциально расположенным в горизонтальной плоскости входным патрубком и установленным тангенциально в горизонтальной плоскости в верхней части кожуха напротив входного патрубка входным штуцером, а также установка излучателей ультразвука на внутренней поверхности кожуха, позволяет обеспечить качественную очистку воды от примесей и содержащихся в ней растворимых соединений железа и марганца и одновременно обеззаразить её.Installation of a sealed casing outside the casing, repeating the shape of the casing, installation between the casing and the casing of an additional deflector made in the form of a flat spiral, the width of which is equal to the distance between the casing and the casing, installing the lower end of the perforated tube in the cavity between the casing and the casing, supplying the casing in the upper part an inlet pipe tangentially located in the horizontal plane and an inlet pipe installed tangentially in the horizontal plane in the upper part of the casing opposite the inlet pipe, as well as the installation of ultrasound emitters on the inner surface of the casing, allows for high-quality water purification from impurities and soluble iron and manganese compounds contained in it and disinfect it at the same time.

Claims

A device for purifying and disinfecting water, comprising a housing equipped with a lid with ledges on its lower surface, ultraviolet LEDs installed on its inner surface, ultrasound emitters, a sump made in the form of a hollow hemisphere facing center down, an outlet pipe installed in the lid, installed a vertically perforated tube in the body, a deflector mounted on the tube, made in the form of a logarithmic spiral, a plate with perforated edges mounted on the baffle bottom down, the outer diameter of which is equal to the inner diameter of the body, a filter element made in the form of a cylinder, as well as an inlet fitting characterized by that a sealed casing is installed outside the casing, repeating the shape of the casing, the lower end of the perforated tube is installed in the cavity between the casing and the casing, the inlet fitting is installed tangentially in the horizontal plane in the upper part of the casing, opposite the inlet fitting tangentially installed There is an inlet pipe, an additional deflector is installed in the cavity between the body and the casing, made in the form of a flat spiral, the width of which is equal to the distance between the casing and the casing, and the ultrasound emitters are installed on the inner surface of the casing.