RU2774686C1

RU2774686C1 - Device for water cleaning and disinfecting

Info

Publication number: RU2774686C1
Application number: RU2021117012A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Курдюмов; Андрей Александрович Павлушин; Анна Юрьевна Ракова
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2022-06-21

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to mechanical engineering and can be used for water purification and disinfection. Contains a housing, UV LEDs mounted on the inner surface of the cover. Ultrasonic emitters are installed on the inner surface of the casing. The sump is made removable in the form of a hollow hemisphere, centered down, and is provided in the lower part with a drain bolt located in its center. In the case, a perforated tube is installed vertically in its center, at the end of which a collector is installed. The collector is made in the form of a plate turned upside down with flat edges and a hole in its center. A deflector is installed on the perforated tube, which is made in the form of a logarithmic spiral. A plate with perforated edges is installed on the deflector upside down. The filter element is made in the form of a cylinder. An additional deflector made in the form of a flat spiral is installed in the cavity between the housing and the casing. The pitch of the deflector spiral is made smaller than the pitch of the additional deflector spiral, and the winding direction of the deflector and additional deflector spirals is made in opposite directions.

EFFECT: invention improves the quality of water purification 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 water purification and disinfection.

Известно устройство для очистки и обеззараживания воды [Устройство для очистки и обеззараживания воды. - Патент RU №2734880. - Опубл. 23.10.2020 Бюл. №30], содержащее корпус, корпус, снабженный крышкой с уступами на ее нижней поверхности, установленные на ее внутренней поверхности ультрафиолетовые светодиоды, излучатели ультразвука, отстойник, выполненный в форме полой полусферы, обращенной центром вниз, выходной патрубок, установленный в крышке, установленную в корпусе вертикально перфорированную трубку, установленный на трубке дефлектор, выполненный в форме логарифмической спирали, установленную на дефлекторе дном вниз тарелку с перфорированными краями, наружный диаметр которой равен внутреннему диаметру корпуса, фильтрующий элемент, выполненный в форме цилиндра, а также входной штуцер. Снаружи корпуса установлен герметичный кожух, повторяющий форму корпуса. Нижний конец перфорированной трубки установлен в полости между корпусом и кожухом. Входной штуцер тангенциально установлен в горизонтальной плоскости в верхней части кожуха. Напротив входного штуцера тангенциально установлен входной патрубок. В полости между корпусом и кожухом установлен дополнительный дефлектор, выполненный в виде плоской спирали, ширина которой равна расстоянию между корпусом и кожухом. Излучатели ультразвука установлены на внутренней поверхности кожуха. Входной штуцер снабжен обратным клапаном.A device for purification and disinfection of water [Device for purification and disinfection of water. - Patent RU No. 2734880. - Published. 23.10.2020 Bull. No. 30], containing a housing, 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 the center down, an outlet pipe installed in the lid installed in a vertically perforated tube, a deflector mounted on the tube, made in the form of a logarithmic spiral, a plate with perforated edges installed bottom down on the deflector, the outer diameter of which is equal to the inner diameter of the housing, a filter element made in the form of a cylinder, as well as an inlet fitting. A hermetic casing is installed outside the case, repeating the shape of the case. The lower end of the perforated tube is installed in the cavity between the housing and the casing. The inlet fitting is tangentially installed in a horizontal plane in the upper part of the casing. Opposite the inlet fitting, an inlet pipe is installed tangentially. In the cavity between the body and the casing there is an additional deflector made in the form of a flat spiral, the width of which is equal to the distance between the body and the casing. Ultrasonic emitters are installed on the inner surface of the casing. The inlet fitting is equipped with a check valve.

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.Achievable technical result - improving the quality of purification and disinfection of water.

Указанный результат достигается тем, что отстойник выполняют съемным и в нижней части снабжают сливным болтом, который располагают по его центру. Перфорированную трубку располагают в центре корпуса, а на ее конце устанавливают сборник, который выполняют в виде перевернутой дном вниз тарелки с плоскими краями и отверстием в ее центре, диаметр которого выполняют равным наружному диаметру перфорированной трубки. Диаметр сборника выполняют равным наружному диаметру корпуса. Края сборника выполняют герметично прилегающими к корпусу. Нижний конец перфорированной трубки через отверстие в центре сборника выводят в верхнюю часть полости между корпусом и кожухом. Шаг спирали дефлектора выполняют меньшим, чем шаг спирали дополнительного дефлектора, а направление навивки спиралей дефлектора и дополнительного дефлектора выполняют в противоположные стороны.This result is achieved by the fact that the sump is made removable and in the lower part is provided with a drain bolt, which is located in its center. The perforated tube is placed in the center of the body, and a collector is installed at its end, which is made in the form of a plate turned upside down with flat edges and a hole in its center, the diameter of which is equal to the outer diameter of the perforated tube. The diameter of the collector is made equal to the outer diameter of the body. The edges of the collector are made hermetically adjacent to the body. The lower end of the perforated tube is led through the hole in the center of the collector into the upper part of the cavity between the housing and the casing. The pitch of the deflector spiral is smaller than the pitch of the additional deflector spiral, and the winding direction of the deflector and additional deflector spirals is performed in opposite directions.

На фиг. 1 показано устройство для очистки и обеззараживания воды, на фиг. 2 - то же, вид сверху.In FIG. 1 shows a device for purification and disinfection of 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 съемным в форме полой полусферы, обращенной центром вниз. Отстойник 5 соединен с кожухом 6 посредством резьбового соединения. В нижней части отстойник снабжен сливным болтом 7, который расположен по его центру. Снаружи корпуса 1 установлен герметичный кожух 6, повторяющий форму корпуса 1.The water purification and disinfection device comprises a housing 1 provided with a cover 2 with ledges on its lower surface, ultraviolet light-emitting diodes 3 installed on its inner surface, ultrasound emitters 4, a sump 5 made removable in the form of a hollow hemisphere, centered down. The sump 5 is connected to the casing 6 by means of a threaded connection. In the lower part of the sump is equipped with a drain bolt 7, which is located in its center. A hermetic casing 6 is installed outside the housing 1, repeating the shape of the housing 1.

Устройство для очистки и обеззараживания воды также включает выходной патрубок 8, установленный в крышке 2, вертикально установленную в центре корпуса 1 перфорированную трубку 9, на конце которой установлен сборник 10, выполненный в виде перевернутой дном вниз тарелки с отверстием в ее центре, диаметр которого равен наружному диаметру перфорированной трубки. Диаметр сборника 10 равен наружному диаметру корпуса 1, причем края сборника 10 герметично прилегают к корпусу. Нижний конец перфорированной трубки 9 через отверстие в центре сборника 10 выведен в верхнюю часть полости между корпусом 1 и кожухом 6 и плотно закреплен пробкой 11, прилегающей к сборнику 10. На перфорированной трубке 9 установлен дефлектор 12, выполненный в форме логарифмической спирали. На дефлекторе 12 установлена дном вниз тарелка 13 с перфорированными краями, наружный диаметр которой равен внутреннему диаметру корпуса 1.The device for purification and disinfection of water also includes an outlet pipe 8 installed in the cover 2, a perforated tube 9 vertically installed in the center of the body 1, at the end of which a collector 10 is installed, made in the form of a plate turned upside down with a hole in its center, the diameter of which is equal to outside diameter of the perforated tube. The diameter of the collection 10 is equal to the outer diameter of the body 1, and the edges of the collection 10 are hermetically sealed to the body. The lower end of the perforated tube 9 through a hole in the center of the collector 10 is led into the upper part of the cavity between the body 1 and the casing 6 and is tightly fixed with a plug 11 adjacent to the collector 10. A deflector 12 is installed on the perforated tube 9, made in the form of a logarithmic spiral. On the deflector 12, a plate 13 with perforated edges is installed upside down, the outer diameter of which is equal to the inner diameter of the body 1.

Устройство для очистки и обеззараживания воды также включает в себя фильтрующий элемент 14, выполненный в форме цилиндра, и входной штуцер 15. Входной штуцер 15 тангенциально установлен в горизонтальной плоскости в верхней части кожуха 6. Напротив входного штуцера 15 тангенциально установлен входной патрубок 16. В полости между корпусом 1 и кожухом 6 установлен дополнительный дефлектор 17, выполненный в виде плоской спирали, ширина которой равна расстоянию между корпусом и кожухом. Излучатели ультразвука 4 установлены на внутренней поверхности кожуха 6. Шаг спирали дефлектора 12 выполнен меньшим, чем шаг спирали дополнительного дефлектора 17, а направление навивки спиралей дефлектора 12 и дополнительного дефлектора 17 выполнено в противоположные стороны.The device for purification and disinfection of water also includes a filter element 14, made in the form of a cylinder, and an inlet fitting 15. The inlet fitting 15 is tangentially installed in a horizontal plane in the upper part of the casing 6. Opposite the inlet fitting 15, an inlet pipe 16 is tangentially installed. between the body 1 and the casing 6 there is an additional deflector 17, made in the form of a flat spiral, the width of which is equal to the distance between the casing and the casing. Ultrasonic emitters 4 are installed on the inner surface of the casing 6. The pitch of the helix of the deflector 12 is made smaller than the pitch of the helix of the additional deflector 17, and the winding direction of the spirals of the deflector 12 and the additional deflector 17 is made in opposite directions.

Устройство для очистки и обеззараживания воды работает следующим образом.Device for purification and disinfection of water works as follows.

Вода под напором через входной патрубок 16 попадает в полость между корпусом 1 и кожухом 6, где установлен дополнительный дефлектор 17, выполненный в виде плоской спирали, ширина которой равна расстоянию между корпусом 1 и кожухом 6. Дополнительный дефлектор 17 придает воде вращательное движение вокруг корпуса 1, увеличивая время нахождения воды в полости между корпусом 1 и кожухом 6. Здесь вода обеззараживается с помощью создаваемых излучателями ультразвука 4, расположенными на внутренней поверхности кожуха 6, 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 6 приводит к увеличению времени воздействия ультразвука на обрабатываемую воду, что улучшает качество ее обеззараживания. При вращательном движении воды, создаваемом дополнительным дефлектором 17, крупные частицы загрязнений отбрасываются к наружной стенке отстойника 5. Установка в центре корпуса перфорированной трубки обеспечивает равную скорость вращательного движения воды вдоль дополнительного дефлектора 17. В отстойнике 5 вода теряет свою скорость, и крупные частицы загрязнений движутся в нижнюю часть отстойника, где и накапливаются. Одновременно через входной штуцер 15, который установлен тангенциально в горизонтальной плоскости в верхней части кожуха 6 напротив входного патрубка 16, подается озон. При поступлении озона в воду он окисляет находящееся в ней 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 9 поступает во внутреннюю полость корпуса 1, где с помощью дефлектора 12 вовлекается во вращательное движение по логарифмической спирали от центра дефлектора 12 к его периферии. При вращении воды в дефлекторе 12 находящиеся в жидкости частицы загрязнений отбрасываются под действием центробежной силы к поверхностям дефлектора 12, а, далее, к стенкам корпуса 1 и попадают в сборник 10 тарельчатой формы. Выполнение направлений навивки спиралей дефлектора 12 и дополнительного дефлектора 17 в противоположные стороны позволяет обеспечить вращательное движение воды также в противоположных направлениях и большее снижение ее скорости после их прохождения, обеспечивая большую полноту отделения загрязнений. Выполнение шага спирали дефлектора 12 меньшим, чем шаг спирали дополнительного дефлектора 17, позволяет обеспечить более высокую скорость вращательного движения воды во внутренней полости корпуса 1 и, следовательно, более качественную очистку воды от мелких примесей за счет центробежной силы.Water under pressure through the inlet pipe 16 enters the cavity between the body 1 and the casing 6, where an additional deflector 17 is installed, made in the form of a flat spiral, the width of which is equal to the distance between the body 1 and the casing 6. The additional deflector 17 gives the water a rotational movement around the casing 1 , increasing the residence time of water in the cavity between the body 1 and the casing 6. Here, the water is disinfected using ultrasonic waves generated by ultrasonic emitters 4 located on the inner surface of the casing 6, which cause a cavitation effect that contributes to the destruction of water polluting chemicals and microorganisms. An increase in the residence time of water in the cavity between the body 1 and the casing 6 leads to an increase in the time of exposure to ultrasound on the treated water, which improves the quality of its disinfection. With the rotational movement of water created by the additional deflector 17, large particles of contaminants are thrown to the outer wall of the sump 5. Installing a perforated tube in the center of the body ensures an equal speed of the rotational movement of water along the additional deflector 17. In the sump 5, the water loses its speed, and large particles of contaminants move to the bottom of the sump, where they accumulate. At the same time, ozone is supplied through the inlet fitting 15, which is installed tangentially in a horizontal plane in the upper part of the casing 6 opposite the inlet pipe 16. When ozone enters the water, it oxidizes the dissolved ferrous iron in it to ferric iron insoluble in water, and the manganese ions present in water form insoluble manganese dioxide. Ozone also disinfects, discolors and deodorizes water. Then the water through the perforated tube 9 enters the internal cavity of the housing 1, where, with the help of the deflector 12, it is involved in a rotational movement in a logarithmic spiral from the center of the deflector 12 to its periphery. When the water rotates in the deflector 12, the particles of contaminants in the liquid are discarded under the action of centrifugal force to the surfaces of the deflector 12, and, further, to the walls of the housing 1 and fall into the collection 10 of the plate shape. The winding directions of the spirals of the deflector 12 and the additional deflector 17 in opposite directions make it possible to ensure the rotational movement of water also in opposite directions and a greater decrease in its speed after their passage, ensuring greater completeness of the separation of contaminants. Making the deflector 12 spiral pitch smaller than the additional deflector 17 spiral pitch makes it possible to provide a higher rotational speed of water in the internal cavity of the housing 1 and, consequently, better water purification from small impurities due to centrifugal force.

После окончания спиралеобразного движения в дефлекторе 12 вода меняет направление движения, теряет свою скорость и проходит через фильтрующий элемент 14, 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 14 и внутренней поверхностью крышки 2, где под действием ультрафиолетовых лучей, испускаемых ультрафиолетовыми светодиодами 3, дополнительно обеззараживается. Наличие ультрафиолетовых светодиодов, установленных на внутренней поверхности крышки 2, 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 8, установленный в крышке 2. Имеющиеся в воде загрязнения накапливаются в сборнике 10 тарельчатой формы, в отстойнике 5 и в фильтрующем элементе 14.After the end of the spiral movement in the deflector 12, the water changes its direction of movement, loses its speed and passes through the filter element 14, where it is additionally purified from impurities and insoluble compounds of iron and manganese contained in it. Then the water, purified from impurities, enters the space between the upper part of the filter element 14 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 LEDs installed on the inner surface of the cover 2 makes it possible to more effectively disinfect water, 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 outside the device through the outlet pipe 8, installed in the cover 2. The contaminants present in the water accumulate in the collector 10 of the plate shape, in the sump 5 and in the filter element 14.

Периодически крышку 2 и, предварительно открутив сливной болт 7, отстойник 5 снимают, заменяют фильтрующий элемент 14, удаляют накопившиеся загрязнения со сборника 10 тарельчатой формы и с отстойника 5. Улучшение процесса отделения и последующего удаления загрязнений способствует улучшению качества очистки воды.Periodically, the cover 2 and, having previously unscrewed the drain bolt 7, the sump 5 is removed, the filter element 14 is replaced, the accumulated contaminants are removed from the collector 10 of the plate shape and from the sump 5. Improving the separation process and subsequent removal of contaminants improves the quality of water purification.

Выполнение отстойника съемным и в нижней части снабжение сливным болтом, расположенным по его центру, установка на конце перфорированной трубки сборника, выполненного в виде перевернутой дном вниз тарелки с плоскими краями с отверстием в ее центре, диаметр которого равен наружному диаметру перфорированной трубки, выполнение диаметра сборника равным наружному диаметру корпуса, выполнение краев сборника герметично прилегающими к корпусу, выведение нижнего конца перфорированной трубки через отверстие в центре сборника в верхнюю часть полости между корпусом и кожухом, а также выполнение шага спирали дефлектора меньшим, чем шаг спирали дополнительного дефлектора, установка в центре корпуса перфорированной трубки, а также выполнение направления навивки спиралей дефлектора и дополнительного дефлектора в противоположные стороны позволяет обеспечить качественную очистку воды от примесей и содержащихся в ней растворимых соединений железа и марганца и одновременно обеззаразить ее.Making the sump removable and in the lower part supplied with a drain bolt located in its center, installing a collector at the end of the perforated tube, made in the form of a plate turned upside down with flat edges with a hole in its center, the diameter of which is equal to the outer diameter of the perforated tube, making the diameter of the collector equal to the outer diameter of the body, making the edges of the collector hermetically adjacent to the body, leading the lower end of the perforated tube through the hole in the center of the collector into the upper part of the cavity between the body and the casing, as well as making the pitch of the deflector spiral smaller than the pitch of the additional deflector, installation in the center of the casing perforated tube, as well as the winding of the spirals of the deflector and the additional deflector in opposite directions, allows for high-quality purification of water from impurities and soluble compounds of iron and manganese contained in it and at the same time disinfects it.

Claims

A device for purification and disinfection of water, containing a body equipped with a cover with ledges on its lower surface, ultraviolet LEDs installed on its inner surface, a hermetic casing installed outside the body, repeating the shape of the body, ultrasound emitters installed on the inner surface of the casing, a sump made in the form hollow hemisphere, centered down, an inlet fitting tangentially installed in a horizontal plane in the upper part of the casing and tangentially installed opposite the inlet fitting, an inlet pipe installed in the cover, an outlet pipe installed in the body, a vertically perforated tube with a deflector mounted on it, which is made in the form a logarithmic spiral, a plate with perforated edges installed on the deflector bottom down, the outer diameter of which is equal to the inner diameter of the housing, the filter element, made in the form of a cylinder, and also installed in the cavity between the housing and the casing 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, characterized in that the sump is made removable and in the lower part is equipped with a drain bolt located in its center, a collector is installed at the end of the perforated tube, made in the form a plate turned upside down with flat edges and a hole in its center, the diameter of which is equal to the outer diameter of the perforated tube, the diameter of the collector is equal to the outer diameter of the body, and the edges of the collector are hermetically sealed to the body, the lower end of the perforated tube through the hole in the center of the collector is led into the upper part of the cavity between the body and the casing, wherein the deflector spiral pitch is made smaller than that of the additional deflector, the perforated tube is installed in the center of the housing, and the winding direction of the deflector and additional deflector spirals is made in opposite directions.