RU2797132C1 - Method of vending drinking water obtained from water of common water supply network using reverse osmosis membrane equipped with a boost pump, and water vending machine module for this method - Google Patents

Method of vending drinking water obtained from water of common water supply network using reverse osmosis membrane equipped with a boost pump, and water vending machine module for this method Download PDF

Info

Publication number
RU2797132C1
RU2797132C1 RU2022133573A RU2022133573A RU2797132C1 RU 2797132 C1 RU2797132 C1 RU 2797132C1 RU 2022133573 A RU2022133573 A RU 2022133573A RU 2022133573 A RU2022133573 A RU 2022133573A RU 2797132 C1 RU2797132 C1 RU 2797132C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
pump
drinking water
temperature
diaphragm pump
Prior art date
Application number
RU2022133573A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Владимирович Вяткин
Original Assignee
Вячеслав Владимирович Вяткин
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Владимирович Вяткин filed Critical Вячеслав Владимирович Вяткин
Application granted granted Critical
Publication of RU2797132C1 publication Critical patent/RU2797132C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: vending machines.
SUBSTANCE: vending machines for drinking water obtained from water of the public water supply network by its multi-stage purification using a reverse osmosis membrane. The module of the water vending machine designed to implement the method of drinking water vending comprises reverse osmosis membrane 1 with outlets for permeate 2 and concentrate 3, booster pump 4, control valve 5, shut-off valve 6, flow resistor 7, drain pipe 8, modifier 9, hydraulic accumulator 10, supply pump 11, primary thermoelectric converter 12, temperature controller 13, electric key 14 included in the break in the power circuit 15 of pump 4. In the process of water vending, the resulting drinking water is accumulated in hydraulic accumulator 10, from which drinking water is dispensed to the water buyer. As a booster pump, diaphragm pump 4 with a low-voltage electric drive is used, which is not designed for continuous operation. Each dispensing of drinking water from accumulator 10 is compensated by the process of replenishing accumulator 10 with new drinking water, triggered by said dispensing. Replenishment is carried out either by creating pressure at the inlet of membrane 1 by diaphragm pump 4, if the temperature of its body is less than the specified maximum allowable value, or by using water pressure in the public water supply network if the temperature of its body is equal to or exceeds the specified maximum allowable value. If in the process of dispensing drinking water to the buyer of water, the temperature of the housing of diaphragm pump 4 rises and reaches the specified maximum allowable value, its operation is forcibly stopped and at the same time it is prohibited to turn it on until the temperature of its housing decreases reaching the specified minimum allowable value, upon which the diaphragm pump can be turned on.
EFFECT: automatic formation of additional breaks in the operation of the diaphragm pump, the frequency and duration of which is a function of both the frequency of dispensing drinking water from the accumulator and the temperature changes of this diaphragm pump, which is not intended for continuous operation.
2 cl

Description

Область техники, к которой, относятся изобретенияThe field of technology to which the inventions belong

Изобретения относятся к аквавендинговым аппаратам, т.е. к автоматам продажи питьевой воды, полученной из воды сети общего водоснабжения путем ее многоступенчатой очистки с использованием обратноосмотической мембраны, производительность которой увеличена за счет создания дополнительного давления воды на ее входе при помощи диафрагменного насоса. The inventions relate to aqua vending machines, i. e. to vending machines for drinking water obtained from the water of the public water supply network by its multi-stage purification using a reverse osmosis membrane, the productivity of which is increased by creating additional water pressure at its inlet using a diaphragm pump.

Уровень техникиState of the art

Известен способ и обратноосмотический модуль подготовки питьевой воды, включающий обратноосмотическую мембрану, диафрагменный насос на напряжение постоянного тока 36 В, гидроаккумулятор и датчики высокого и низкого давления. При этом датчик низкого давления подключен к насосу посредством тройника и предназначен для отключения насоса при понижении давления на входе ниже установленной величины, а датчик высокого давления предназначен для контроля наполненности гидроаккумулятора (см.: http://аква-сервис62.рф/d/instruktsiya_nasos_povysheniya_ davleniya_up7000_36v.pdf).A known method and a reverse osmosis module for the preparation of drinking water, including a reverse osmosis membrane, a diaphragm pump for a DC voltage of 36 V, a hydraulic accumulator and high and low pressure sensors. At the same time, the low pressure sensor is connected to the pump via a tee and is designed to turn off the pump when the inlet pressure drops below the set value, and the high pressure sensor is designed to control the fullness of the accumulator (see: http://aqua-service62.rf/d/instruktsiya_nasos_povysheniya_ davleniya_up7000_36v.pdf).

Признаки известного способа, общие с признаками заявленного для патентования способа аквавендинга питьевой воды, заключаются в использовании обратноосмотической мембраны, снабженной повышающим диафрагменным насосом, так что полученную питьевую воду накапливают в гидроаккумуляторе.The features of the known method, which are common with the features of the patented drinking water aqua vending method, are the use of a reverse osmosis membrane equipped with a boosting diaphragm pump, so that the resulting drinking water is accumulated in a hydraulic accumulator.

Признаки известного модуля, общие с признаками заявленного для патентования модуля аквавендингового аппарата, заключаются в том, что известный модуль содержит обратноосмотическую мембрану, повышающий диафрагменный насос и гидроаккумулятор.The features of the known module, which are common with the features of the aqua vending machine module claimed for patenting, are that the known module contains a reverse osmosis membrane, a boosting diaphragm pump and a hydraulic accumulator.

Причина, препятствующая получению в известных способе и модуле технического результата, который обеспечивается заявленными для патентования способом и осуществляющим его модулем, заключается в том, что известные способ и модуль не содержат средств контроля температуры повышающего диафрагменного насоса в процессе его работы и блокирования его работы при перегреве в процессе аквавендинга.The reason that prevents the known method and module from obtaining a technical result, which is provided by the patented method and the module implementing it, is that the known method and module do not contain means for controlling the temperature of the booster diaphragm pump during its operation and blocking its operation in case of overheating. during aqua vending.

Известен наиболее близкий способ (прототип), а именно способ аквавендинга питьевой воды, полученной из воды сети общего водоснабжения с использованием обратноосмотической мембраны, снабженной повышающим насосом, заключающийся в том, что предварительно очищенную водопроводную воду разделяют на пермеат и концентрат при помощи обратноосмотической мембраны, снабженной повышающим насосом, полученный таким образом пермеат модифицируют путем корректировки его как минимум органолептических свойств, получая тем самым питьевую воду, которую подают в гидроаккумулятор, в котором эту воду обеззараживают ультрафиолетом и по запросу покупателя воды подают в его тару, внутреннее пространство которой предварительно озонируют (см. описание изобретения по патенту RU №2767311 С1, МПК C02F 9/00, C07F 13/00, опубликовано: 17.03.2022 Бюл. №8).The closest method (prototype) is known, namely the method of aquavending drinking water obtained from the water of the public water supply network using a reverse osmosis membrane equipped with a booster pump, which consists in the fact that pre-purified tap water is separated into permeate and concentrate using a reverse osmosis membrane equipped with booster pump, the permeate obtained in this way is modified by adjusting its at least organoleptic properties, thereby obtaining drinking water, which is fed into the hydroaccumulator, in which this water is disinfected with ultraviolet radiation and, at the request of the buyer of water, is fed into its container, the interior of which is preliminarily ozonated (see description of the invention according to the patent RU No. 2767311 C1, IPC C02F 9/00, C07F 13/00, published: 17.03.2022 Bull. No. 8).

Признаки известного способа (прототипа), общие с признаками заявленного для патентования способа аквавендинга, заключаются в том, что в нем (прототипе) используют обратноосмотическую мембрану, снабженную повышающим насосом, а полученную питьевую воду накапливают в гидроаккумуляторе, где осуществляют обеззараживание воды ультрафиолетом, а выдачу питьевой воды покупателю воды осуществляют из гидроаккумулятора.The features of the known method (prototype), which are common with the features of the aqua vending method claimed for patenting, are that it (prototype) uses a reverse osmosis membrane equipped with a booster pump, and the resulting drinking water is accumulated in a hydraulic accumulator, where the water is disinfected with ultraviolet light, and the issuance drinking water to the buyer of water is carried out from a hydraulic accumulator.

Известна система (прототип), осуществляющая указанный известный способ, которая содержит гидравлически последовательно связанные между собой модуль фильтрации водопроводной воды, мембранный модуль разделения фильтрованной воды на пермеат и концентрат, модуль модификации пермеата для получения питьевой воды и модуль обеззараживания и выдачи питьевой воды. При этом указанный мембранный модуль содержит повышающий насос, управляющий клапан, обратноосмотическую мембрану с выходом пермеата и выходом концентрата, гидравлическое сопротивление, запорный клапан, а также сливной патрубок слива концентрата в канализацию. Указанный насос предназначен для создания дополнительного давления на входе мембраны для повышения ее производительности. Управляющий клапан предназначен для управляемого контроллером включения и выключения процесса подачи воды в модуль обеззараживания и выдачи питьевой воды. Указанное гидравлическое сопротивление предназначено для заданного распределения потоков пермеата и концентрата. Указанный запорный клапан предназначен для периодического промывания мембраны с целью увеличения времени ее эффективной эксплуатации (см. описание изобретения по патенту RU №2767311 С1, МПК C02F 9/00, C07F 13/00, опубликовано: 17.03.2022 Бюл. №8).A known system (prototype) that implements the specified well-known method, which contains a hydraulically interconnected tap water filtration module, a membrane module for separating filtered water into permeate and concentrate, a permeate modification module for producing drinking water and a module for disinfecting and issuing drinking water. At the same time, said membrane module contains a booster pump, a control valve, a reverse osmosis membrane with a permeate outlet and a concentrate outlet, a hydraulic resistance, a shut-off valve, and a drain pipe for draining the concentrate into the sewer. The specified pump is designed to create additional pressure at the inlet of the membrane to increase its performance. The control valve is designed to be controlled by the controller for switching on and off the process of supplying water to the disinfection module and dispensing drinking water. The specified hydraulic resistance is designed for a given distribution of permeate and concentrate flows. The specified shut-off valve is designed for periodic flushing of the membrane in order to increase the time of its effective operation (see the description of the invention according to patent RU No. 2767311 C1, IPC C02F 9/00, C07F 13/00, published: 17.03.2022 Bull. No. 8).

Признаки известной системы (прототипа), общие с признаками заявленного для патентования модуля аквавендингового аппарата, заключаются в том, что известная система содержит обратноосмотическую мембрану с выходами пермеата и концентрата, повышающий насос для повышения давления воды на входе этой мембраны, управляющий клапан, предназначенный для управляемого контроллером включения и выключения процесса выдачи пермеата, запорный клапан, предназначенный для организации периодического промывания мембраны, гидравлическое сопротивление, предназначенное для заданного распределения потоков пермеата и концентрата, сливной патрубок для слива концентрата в канализацию, модификатор для преобразования пермеата в питьевую воду, гидроаккумулятор для динамического накопления питьевой воды и подающий насос для подачи питьевой воды покупателю воды из гидроаккумулятора.The features of the known system (prototype), which are common with the features of the aqua vending apparatus module claimed for patenting, are that the known system contains a reverse osmosis membrane with permeate and concentrate outlets, a boost pump to increase the water pressure at the inlet of this membrane, a control valve designed for controlled controller for switching on and off the process of issuing permeate, a shut-off valve designed to organize periodic flushing of the membrane, hydraulic resistance designed for a given distribution of permeate and concentrate flows, a drain pipe for draining the concentrate into the sewer, a modifier for converting permeate into drinking water, a hydraulic accumulator for dynamic accumulation drinking water and a supply pump for supplying drinking water to the buyer of water from the accumulator.

Причина, препятствующая получению в известных способе и системе (прототипах) технического результата, который обеспечивается заявленными для патентования способом аквавендинга и осуществляющим его модулем, заключается в том, что известные способ и модуль не содержат средств обеспечения надежной долговременной работы повышающего диафрагменного насоса, не предназначенного для непрерывной работы в процессе аквавендинга.The reason that prevents obtaining in the known method and system (prototypes) the technical result, which is provided by the aquavending method claimed for patenting and the module that implements it, is that the known method and module do not contain means for ensuring reliable long-term operation of the booster diaphragm pump, which is not intended for continuous operation during aqua vending.

Техническая проблема, на решение которой направлены заявленные для патентования способ аквавендинга и соответствующий модуль аквавендингового аппарата, заключается в том, что экономическая целесообразность аквавендинга диктует применение в аквавендинге обратноосмотической мембраны с относительно невысокой производительностью (из-за ее умеренной цены). Однако этой производительности недостаточно для обеспечения необходимого расхода питьевой воды в процессе ее выдачи в тару покупателя воды. Данное противоречие в аквавендинге снимают двояко. Во-первых, используют гидроаккумулятор, в котором удерживают резерв питьевой воды и из которого осуществляют выдачу питьевой воды в тару покупателя воды. Во-вторых, увеличивают производительность обратноосмотической мембраны путем повышения давления воды на ее входе при помощи насоса сверх того давления, которое имеет место в сети общего водоснабжения. При этом по ключевым экономическим и технологическим параметрам, заданным спецификой аквавендинга, для этой цели лучшим является относительно небольшой мощности диафрагменный (мембранный) насос с низковольтным электроприводом постоянного тока (12, 24, 34 или 48 В), не предназначенный для непрерывной работы, так как он имеет низкую цену, низкое электропотреблении и высоком КПД, у него посредством диафрагмы (мембраны) абсолютно разделены пространство привода и пространство перекачиваемой воды, что имеет важное гигиеническое значение для аквавендинга, он не требует специального технического обслуживания, его применение не создает электрической опасности для покупателя воды и для обслуживающего персонала.The technical problem that the patented method of aquavending and the corresponding module of the aquavending apparatus are aimed at solving is that the economic feasibility of aquavending dictates the use of a reverse osmosis membrane with relatively low productivity (due to its moderate price) in aquavending. However, this productivity is not enough to ensure the necessary consumption of drinking water in the process of its issuance to the container of the water buyer. This contradiction in aqua vending is removed in two ways. Firstly, a hydraulic accumulator is used, in which a reserve of drinking water is kept and from which drinking water is dispensed into the container of the water buyer. Secondly, they increase the performance of the reverse osmosis membrane by increasing the pressure of the water at its inlet using a pump in excess of the pressure that occurs in the public water supply network. At the same time, according to the key economic and technological parameters set by the specifics of aqua vending, a relatively low-power diaphragm (membrane) pump with a low-voltage DC electric drive (12, 24, 34 or 48 V) is best for this purpose, not intended for continuous operation, since it has a low price, low power consumption and high efficiency, its diaphragm (membrane) absolutely separates the drive space and the pumped water space, which is of great hygienic importance for aqua vending, it does not require special maintenance, its use does not create an electrical hazard for the buyer water and maintenance personnel.

Однако использование такого насоса с таким электроприводом создает в области аквавендинга проблемы, связанные с отсутствием у такого насоса необходимой «выносливости», так как он по определению его изготовителя не предназначен для непрерывной работы. Частично этот недостаток такого насоса нивелирует сам характер аквавендинга, так как для аквавендинга характерна прерывистость продажи питьевой воды, обусловливающая и прерывистость работы диафрагменного насоса. Однако указанная прерывистость продажи воды относительна: перерывы могут быть малыми, так что их (перерывов) продолжительность может быть недостаточной для нормальной работы такого насоса (так как по определению производителя насосов необходимо, чтобы длительность перерыва была равна или превышала длительность работы); перерывов в течение определенного периода может и вовсе не быть, если к аквавендинговому аппарату на этот период выстроилась очередь покупателей воды. И тогда возникает проблема защиты такого диафрагменного насоса (точнее, его электропривода) от перегрева, обусловленного его объективно вынужденной непрерывной работой из-за указанной очереди покупателей. На решение этой проблемы и направлены заявленные для патентования изобретения. Раскрытие сущности изобретенийHowever, the use of such a pump with such an electric drive creates problems in the field of aqua vending due to the lack of such a pump for the necessary "stamina", since it, by definition of its manufacturer, is not designed for continuous operation. Partially, this drawback of such a pump eliminates the very nature of aqua vending, since aqua vending is characterized by intermittency in the sale of drinking water, which also determines the intermittency of the operation of a diaphragm pump. However, the specified discontinuity in the sale of water is relative: breaks may be small, so that their (breaks) duration may not be sufficient for the normal operation of such a pump (since, according to the definition of the pump manufacturer, it is necessary that the duration of the break be equal to or exceed the duration of operation); there may be no breaks during a certain period if there is a queue of water buyers at the aqua vending machine for this period. And then there is the problem of protecting such a diaphragm pump (more precisely, its electric drive) from overheating, due to its objectively forced continuous operation due to the specified queue of buyers. The patented inventions are aimed at solving this problem. Disclosure of the essence of inventions

Технический результат, опосредствующий решение данной технической проблемы, заключается в автоматическом формировании дополнительных перерывов в работе диафрагменного насоса, не предназначенного для непрерывной работы, частота и длительность которых является функцией как от частоты выдачи питьевой воды из гидроаккумулятора, так и от изменений температуры этого диафрагменного насоса, не предназначенного для непрерывной работы.The technical result, mediating the solution of this technical problem, is the automatic formation of additional interruptions in the operation of a diaphragm pump that is not intended for continuous operation, the frequency and duration of which is a function of both the frequency of dispensing drinking water from the accumulator and the temperature changes of this diaphragm pump, not designed for continuous operation.

Достигается технический результат в заявленном способе аквавендинга питьевой воды, полученной из воды сети общего водоснабжения с использованием обратноосмотической мембраны, снабженной повышающим насосом, тем, что полученную питьевую воду накапливают в гидроаккумуляторе, где осуществляют обеззараживание воды ультрафиолетом, выдачу питьевой воды покупателю воды осуществляют из гидроаккумулятора, в качестве повышающего насоса используют диафрагменный (мембранный) насос с низковольтным электроприводом постоянного тока, не предназначенный для непрерывной работы, а каждую выдачу питьевой воды из гидроаккумулятора покупателю воды компенсируют процессом пополнения гидроаккумулятора новой питьевой водой, запускаемым указанной выдачей, причем либо за счет создания давления на входе мембраны указанным диафрагменным насосом, если температура его корпуса менее заданного максимально допустимого значения, либо за счет использования давления воды в сети общего водоснабжения, если температура его корпуса равна или превышает заданное максимально допустимое значение, а если в процессе выдачи питьевой воды покупателю воды температура корпуса указанного диафрагменного насоса, повышаясь, достигает заданного максимально допустимого значения, то его работу принудительно прекращают и при этом запрещают его включение до тех пор, пока температура его корпуса, понижаясь, не достигнет заданного минимально допустимого значения, при достижении которого включение диафрагменного насоса разрешают.A technical result is achieved in the claimed method of aquavending drinking water obtained from the water of a public water supply network using a reverse osmosis membrane equipped with a booster pump, in that the resulting drinking water is accumulated in a hydraulic accumulator, where water is disinfected with ultraviolet light, drinking water is dispensed to the buyer of water from a hydraulic accumulator, as a booster pump, a diaphragm (diaphragm) pump with a low-voltage DC electric drive is used, which is not intended for continuous operation, and each delivery of drinking water from the accumulator to the water buyer is compensated by the process of replenishing the accumulator with new drinking water, triggered by the indicated delivery, and either by creating pressure on membrane inlet by the specified diaphragm pump, if the temperature of its casing is less than the specified maximum allowable value, or by using the water pressure in the public water supply network, if the temperature of its casing is equal to or exceeds the specified maximum allowable value, and if in the process of issuing drinking water to the buyer of water, the temperature of the casing of the specified diaphragm pump, increasing, reaches the specified maximum allowable value, then its operation is forcibly stopped and, at the same time, its activation is prohibited until the temperature of its casing, decreasing, reaches the specified minimum allowable value, upon reaching which the inclusion of the diaphragm pump is allowed.

Достигается технический результат в модуле аквавендингового аппарата тем, что он содержит обратноосмотическую мембрану с выходами пермеата и концентрата, повышающий насос, предназначенный для повышения давления воды на входе этой мембраны, управляющий клапан, предназначенный для управляемого контроллером включения и выключения процесса выдачи пермеата, запорный клапан, предназначенный для организации периодического промывания обратноосмотической мембраны, гидравлическое сопротивление, предназначенное для заданного распределения потоков с выходов пермеата и концентрата, сливной патрубок, предназначенный для слива концентрата в канализацию, модификатор, предназначенный для преобразования пермеата в питьевую воду, гидроаккумулятор, предназначенный для динамического накопления питьевой воды, подающий насос, предназначенный для подачи питьевой воды в тару покупателя воды из гидроаккумулятора, первичный термоэлектрический преобразователь и регулятор температуры, выполненный с возможностью двухпозиционного с гистерезисом регулирования температуры, вход которого электрически соединен с первичным термоэлектрическим преобразователем, а выход - с управляющим входом электрического ключа, включенного в разрыв цепи питания электропривода повышающего насоса, представляющего собой диафрагменный насос с низковольтным электроприводом, не предназначенный для непрерывной работы, при этом на корпусе повышающего насоса установлен указанный первичный термоэлектрический преобразователь с обеспечением теплового контакта с этим корпусом.The technical result is achieved in the module of the aqua vending apparatus in that it contains a reverse osmosis membrane with permeate and concentrate outlets, a booster pump designed to increase the water pressure at the inlet of this membrane, a control valve designed to turn on and off the permeate dispensing process controlled by the controller, a shut-off valve, designed to organize periodic washing of the reverse osmosis membrane, hydraulic resistance designed for a given distribution of flows from the permeate and concentrate outlets, a drain pipe designed to drain the concentrate into the sewer, a modifier designed to convert permeate into drinking water, a hydraulic accumulator designed to dynamically accumulate drinking water , a supply pump designed to supply drinking water to the container of the water buyer from a hydraulic accumulator, a primary thermoelectric converter and a temperature controller made with the possibility of on-off temperature control with hysteresis, the input of which is electrically connected to the primary thermoelectric converter, and the output - to the control input of the electric switch, included in the break in the power supply circuit of the booster pump electric drive, which is a diaphragm pump with a low-voltage electric drive, not intended for continuous operation, while the specified primary thermoelectric converter is installed on the booster pump housing with thermal contact with this housing.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На прилагаемой фигуре (без номера) приведена функциональная схема заявленного для патентования модуля аквавендингового аппарата, осуществляющего заявленный для патентования способ аквавендинга питьевой воды, полученной из воды сети общего водоснабжения с использованием обратноосмотической мембраны, снабженной повышающим насосом.The attached figure (without number) shows a functional diagram of a patented aqua vending unit module that implements a patented method of aqua vending drinking water obtained from public water supply network water using a reverse osmosis membrane equipped with a booster pump.

Осуществление изобретенийImplementation of inventions

Модуль аквавендингового аппарата содержит обратноосмотическую мембрану 1 с выходами пермеата 2 и концентрата 3, повышающий насос 4, управляющий клапан 5, запорный клапан 6, гидравлическое сопротивление 7, сливной патрубок 8, модификатор 9, гидроаккумулятор 10, подающий насос 11, первичный термоэлектрический преобразователь 12, регулятор температуры 13, электрический ключ 14, включенный в разрыв цепи питания 15 насоса 4.The aqua vending apparatus module contains a reverse osmosis membrane 1 with outlets for permeate 2 and concentrate 3, a booster pump 4, a control valve 5, a shut-off valve 6, a hydraulic resistance 7, a drain pipe 8, a modifier 9, a hydraulic accumulator 10, a feed pump 11, a primary thermoelectric converter 12, temperature controller 13, electric key 14 included in the break in the power circuit 15 of pump 4.

Применяемая для аквавендинга обратноосмотическая мембрана 1 по экономическим причинам характеризуется относительно небольшой производительностью, причем такой, что она при использовании на ее входе повышающего давление воды насоса 4 непосредственно не обеспечивает необходимую производительность процесса выдачи питьевой воды в тару покупателя воды, что обусловливает необходимость применения гидроаккумулятора 10.The reverse osmosis membrane 1 used for aqua vending is characterized by a relatively low productivity for economic reasons, and such that, when used at its inlet, a pump 4 that increases the water pressure, does not directly provide the necessary productivity for the process of dispensing drinking water into the container of the water buyer, which necessitates the use of a hydraulic accumulator 10.

Повышающий насос 4 предназначен для повышения давления воды на входе мембраны 1 с целью повышения ее производительности. Это относительно небольшой мощности диафрагменный насос с низковольтным электроприводом постоянного тока (12, 24, 36, или 48 В), не предназначенный для непрерывной работы, так как по определению производителя такого насоса он (насос) рассчитан исключительно на работу с перерывами. При этом длительность этих перерывов должна быть равна или превышать длительность периодов работы, а температура корпуса электропривода насоса не должна превышать 60°С. Здесь также надо заметить, что термин «диафрагменный насос» в данной заявке используется в значении, принятом в ГОСТ 17398-72 «НАСОСЫ Термины и определения», дата введения 01.01.1973: это «возвратно-поступательный насос, у которого рабочие органы выполнены в виде упругих диафрагм» (пункт 64 этого ГОСТа). Однако нередко в технической литературе используется термин «мембранный насос», который в рамках данной заявки рассматривается как синоним термина «диафрагменный насос».The booster pump 4 is designed to increase the water pressure at the inlet of the membrane 1 in order to increase its performance. This is a relatively small capacity diaphragm pump with a low voltage DC electric drive (12, 24, 36, or 48 V), not intended for continuous operation, since, according to the definition of the manufacturer of such a pump, it (the pump) is designed only for intermittent operation. At the same time, the duration of these breaks should be equal to or exceed the duration of the periods of operation, and the temperature of the pump electric drive housing should not exceed 60 ° C. It should also be noted here that the term "diaphragm pump" in this application is used in the meaning adopted in GOST 17398-72 "PUMPS Terms and Definitions", date of introduction 01/01/1973: this is "a reciprocating pump, in which the working bodies are made in the form of elastic diaphragms "(paragraph 64 of this GOST). However, the term "diaphragm pump" is often used in the technical literature, which is considered as a synonym for the term "diaphragm pump" within the scope of this application.

Текущее управление работой насоса 4 (включение и выключение) в процессе аквавендинга осуществляет центральный контроллер аквавендингового аппарата посредством подачи напряжения питания на электропривод насоса 4 (контроллер не показан), а аварийное отключение насоса 4 на определенное время при его перегреве осуществляет регулятор температуры 13, причем последний имеет приоритет перед указанным контроллером.The current control of the pump 4 operation (switching on and off) during the aqua vending process is carried out by the central controller of the aqua vending machine by supplying voltage to the electric drive of the pump 4 (the controller is not shown), and the emergency shutdown of the pump 4 for a certain time when it overheats is carried out by the temperature controller 13, the latter takes precedence over the specified controller.

Управляющий клапан 5 предназначен для управляемого центральным контроллером аквавендингового аппарата включения и выключения процесса выдачи пермеата с выхода 2 мембраны 1.The control valve 5 is intended for the aqua-vending apparatus controlled by the central controller to turn on and off the process of issuing permeate from the outlet 2 of the membrane 1.

Запорный клапан 6 предназначен для организации периодического промывания мембраны 1 с целью увеличения времени ее эффективной эксплуатации (промывание происходит, когда центральный контроллер в соответствие с программой обслуживания мембраны 1 на заданное время открывает клапан 6).Shut-off valve 6 is designed to organize periodic flushing of membrane 1 in order to increase the time of its effective operation (washing occurs when the central controller opens valve 6 for a specified time in accordance with the membrane 1 maintenance program).

Гидравлическое сопротивление 7 предназначено для заданного распределения потоков пермеата и концентрата с соответствующих выходов 2 и 3 мембраны 1.Hydraulic resistance 7 is designed for a given distribution of permeate and concentrate flows from the corresponding outlets 2 and 3 of the membrane 1.

Сливной патрубок 8 предназначен для слива в канализацию концентрата с выхода 3 мембраны 1 (канализация не показана).The drain pipe 8 is designed to drain the concentrate from the outlet 3 of the membrane 1 into the sewer (the sewer is not shown).

Модификатор 9 предназначен для преобразования пермеата, взятого с выхода 2 мембраны 1, в питьевую воду путем модификации минерального состава пермеата, его органолептических свойств, его рН.The modifier 9 is designed to convert the permeate taken from the output 2 of the membrane 1 into drinking water by modifying the mineral composition of the permeate, its organoleptic properties, its pH.

Гидроаккумулятор 10 предназначен для динамического накопления питьевой воды, взятой с выхода модификатора 9. При этом внутри гидроаккумулятора 10 расположена ультрафиолетовая лампа (не показана).Hydraulic accumulator 10 is designed for dynamic accumulation of potable water taken from modifier 9 outlet. At the same time, an ultraviolet lamp (not shown) is located inside hydraulic accumulator 10.

Подающий насос 11 предназначен для подачи питьевой воды в тару покупателя воды из гидроаккумулятора 10 и представляет собой, например, центробежный насос, обеспечивающий необходимую производительность процесса выдачи питьевой воды из гидроаккумулятора 10 в тару покупателя воды.The supply pump 11 is designed to supply drinking water to the container of the water buyer from the accumulator 10 and is, for example, a centrifugal pump that provides the necessary performance for the process of issuing drinking water from the accumulator 10 to the container of the water buyer.

Первичный термоэлектрический преобразователь 12 (датчик температуры) предназначен для преобразования температуры корпуса повышающего насоса 4 в электрический сигнал и представляет собой термомерт-сопротивление. При этом указанный преобразователь 12 закреплен (установлен) на корпусе насоса 4 с обеспечением необходимого для этого теплового контакта 16 (например, путем использования алюминиевого скотча, которым преобразователь 12 с натягом приматывают к корпусу электропривода насоса 4).The primary thermoelectric converter 12 (temperature sensor) is designed to convert the temperature of the casing of the boost pump 4 into an electrical signal and is a resistance thermometer. This transducer 12 is fixed (installed) on the pump housing 4 with the necessary thermal contact 16 (for example, by using aluminum tape, with which the transducer 12 is tightly wound to the housing of the electric drive of the pump 4).

Регулятор температуры 13 выполнен с возможностью двухпозиционного с гистерезисом регулирования температуры и соединен своим входом с выходом преобразователя 12. При этом регулятор 13 представляет собой либо отдельное устройство, либо функцию этого регулятора выполняет центральный контроллер, осуществляющий управление всем процессом аквавендинга. Что касается указанного гистерезиса, то он, как правило, определен производителем аквавендингового аппарата исходя из максимально допустимой температуры корпуса насоса 4 (его электропривода). Так, если эта температура составляет 60°С (что типично для таких насосов), то в настройках регулятора 13 указанный гистерезис устанавливают в виде двух температур: 40°С (заданное минимально допустимое значение) и 50°С (заданное максимально допустимое значение). Однако возможен и другой гистерезис.The temperature controller 13 is made with the possibility of two-position temperature control with hysteresis and is connected by its input to the output of the converter 12. In this case, the controller 13 is either a separate device, or the function of this controller is performed by a central controller that controls the entire aquavending process. As for the specified hysteresis, it is usually determined by the manufacturer of the aqua vending machine based on the maximum allowable temperature of the pump housing 4 (its electric drive). So, if this temperature is 60°C (which is typical for such pumps), then in the settings of the controller 13 the specified hysteresis is set in the form of two temperatures: 40°C (set minimum allowable value) and 50°C (set maximum allowable value). However, another hysteresis is also possible.

Электрический ключ 14 обычно представляет собой электромагнитное реле, соленоид которого соединен с выходом регулятора 13, а контакты включены в разрыв цепи питания 15 насоса 4. Но он (ключ 14) может быть выполнен и в виде достаточно мощного биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, в цепь коллектора которого включена обмотка привода постоянного тока насоса 4, а его (транзистора) база при этом соединена с выходом регулятора 13.The electric key 14 is usually an electromagnetic relay, the solenoid of which is connected to the output of the regulator 13, and the contacts are included in the power supply circuit 15 of the pump 4. But it (the key 14) can also be made in the form of a sufficiently powerful bipolar transistor connected according to a circuit with a common emitter, in the collector circuit of which the winding of the DC drive of the pump 4 is included, and its (transistor) base is connected to the output of the regulator 13.

Работа модуля аквавендингового аппарата и пример осуществления способа аквавендинга питьевой воды, полученной из воды сети общего водоснабжения с использованием обратноосмотической мембраны, снабженной повышающим насосом, заключается в следующем.The operation of the aqua vending apparatus module and an exemplary implementation of the method for aqua vending of drinking water obtained from the water of a public water supply network using a reverse osmosis membrane equipped with a booster pump is as follows.

При запуске аквавендингового аппарата в работу его центральный контроллер открывает управляющий клапан 5 и включает повышающий насос 4 путем подачи на его электропривод напряжения питания. При этом по сигналу регулятора 13 электрический ключ 14 открыт, так как температура корпуса насоса 4 меньше заданного максимально допустимого значения (50°С). Тем самым открытый ключ 14 дает разрешение центральному контроллеру на осуществление текущего управления работой насоса 4 с целью наполнения гидроаккумулятора 10 питьевой водой, в то время как подающий насос 11 находится в выключенном состоянии. В результате происходит накопление питьевой воды в гидроаккумуляторе 10 до максимального уровня, при достижении которого центральный контроллер закрывает управляющий клапан 5 и прекращает работу повышающего насоса 4, отключая электропитание его электропривода. Таким образом, в работе насоса 4 возникает естественный перерыв, необходимый для его нормального функционирования, а питьевая вода некоторое время хранится в гидроаккумуляторе 10, подвергаясь при этом обеззараживающему воздействию ультрафиолета от находящейся в гидроаккумуляторе соответствующей лампы.When the aqua vending machine is put into operation, its central controller opens the control valve 5 and turns on the boost pump 4 by supplying a supply voltage to its electric drive. At the same time, at the signal of the regulator 13, the electric key 14 is open, since the temperature of the pump housing 4 is less than the specified maximum allowable value (50°C). Thus, the public key 14 gives permission to the central controller to carry out the current control of the operation of the pump 4 in order to fill the accumulator 10 with drinking water, while the supply pump 11 is in the off state. As a result, drinking water accumulates in the accumulator 10 to the maximum level, upon reaching which the central controller closes the control valve 5 and stops the operation of the booster pump 4, turning off the power supply to its electric drive. Thus, a natural break occurs in the operation of the pump 4, which is necessary for its normal functioning, and drinking water is stored for some time in the accumulator 10, while being exposed to the disinfecting effect of ultraviolet radiation from the corresponding lamp located in the accumulator.

Далее при появлении покупателя воды центральный контроллер включает подающий насос 11, вследствие чего питьевая вода из гидроаккумулятора 10 поступает в тару покупателя воды, а уровень питьевой воды в гидроаккумуляторе 10 соответственно понижается.Further, when a water buyer appears, the central controller turns on the supply pump 11, as a result of which drinking water from the accumulator 10 enters the container of the water buyer, and the level of drinking water in the accumulator 10 decreases accordingly.

В свою очередь это понижение уровня благодаря соответствующему датчику уровня (датчик не показан) фиксируется центральным контроллером, который по этой причине открывает управляющий клапан 5 и включает повышающий насос 4 при условии, что ключ 14 открыт. А открыт он при условии, что температура корпуса повышающего насоса 4 менее заданного максимально допустимого значения (менее 50°С). Если же по каким-либо причинам (сейчас не рассматриваемым) температура корпуса повышающего насоса 4 оказывается равной или превышающей заданное максимально допустимое значение (50°С), то благодаря информации от преобразователя 12 регулятор температуры 13 формирует соответствующий сигнал ключу 14, который вследствие этого оказывается закрыт, а повышающий насос 4 вследствие этого оказывается выключен и это выключенное состояние насоса 4 является приоритетным по отношению к управляющим сигналам центрального контроллера. При таких обстоятельствах клапан 5 остается открытым и на входе мембраны 1 действует только относительно низкое давление воды сети общего водоснабжения, что обеспечивает работу мембраны 1 в режиме пониженной производительности.In turn, this decrease in level due to the corresponding level sensor (sensor not shown) is fixed by the central controller, which for this reason opens the control valve 5 and turns on the booster pump 4, provided that the key 14 is open. And it is open provided that the temperature of the body of the booster pump 4 is less than the specified maximum allowable value (less than 50 ° C). If, for some reason (not currently considered), the temperature of the body of the booster pump 4 turns out to be equal to or exceeds the specified maximum allowable value (50 ° C), then, thanks to information from the converter 12, the temperature controller 13 generates a corresponding signal to the key 14, which, as a result, turns out to be is closed, and the boost pump 4 is therefore turned off and this off state of the pump 4 is a priority in relation to the control signals of the central controller. Under such circumstances, the valve 5 remains open and only the relatively low water pressure of the public water supply operates at the inlet of the membrane 1, which ensures the operation of the membrane 1 in a reduced capacity mode.

В любом случае при понижении уровня воды в гидроаккумуляторе 10 вследствие выдачи воды из него эта выдача запускает процесс компенсирующего пополнения гидроаккумулятора 10 новой питьевой водой, причем либо за счет создания давления на входе мембраны 1 диафрагменным насосом 4, если температура его (насоса 4, точнее его электропривода) корпуса менее заданного максимально допустимого значения (50°С), либо за счет использования давления воды в сети общего водоснабжения, если температура его (насоса 4, точнее его электропривода) корпуса равна или превышает заданное максимально допустимое значение (50°С). При этом период этого компенсирующего пополнения в любом случае превышает период выдачи воды в тару покупателя воды.In any case, when the water level in the accumulator 10 drops due to the release of water from it, this issue starts the process of compensating replenishment of the accumulator 10 with new drinking water, and either by creating pressure at the inlet of the membrane 1 by the diaphragm pump 4, if its temperature (pump 4, more precisely, it electric drive) housing is less than the specified maximum allowable value (50°C), or by using water pressure in the public water supply network, if the temperature of its (pump 4, more precisely its electric drive) housing is equal to or exceeds the specified maximum allowable value (50°С). At the same time, the period of this compensatory replenishment in any case exceeds the period of dispensing water into the container of the water buyer.

Однако в часы пик возникает ситуация, когда интервалы времени между приходами покупателей минимальны, а то и вовсе отсутствуют, так что насос 4 становится вынужденным работать непрерывно довольно длительное время, что создает угрозу перегрева его электропривода, неминуемо ведущего к выходу его из строя. В этом случае при повышении температуры корпуса насоса 4, фиксируемом преобразователем 12, до заданного максимально допустимого значения (50°С), регулятор 13 закрывает ключ 14, разрывая тем самым цепь питания насоса 4 и вводя тем самым для центрального контроллера запрет на управление работой насоса 4. При таких обстоятельствах клапан 5 продолжает оставаться открытым и на входе мембраны 1 действует давление воды сети общего водоснабжения. Таким образом, в работе насоса 4 возникает вынужденный дополнительный перерыв, который продолжается до тех пор, пока температура его корпуса, понижаясь, не достигнет заданного минимально допустимого значения (40°С), при достижении которого регулятор 13 открывает ключ 14, разрешая тем самым центральному контроллеру осуществлять текущее управление насосом 4.However, during peak hours, a situation arises when the time intervals between the arrivals of customers are minimal, or even completely absent, so that the pump 4 becomes forced to work continuously for quite a long time, which creates a threat of overheating of its electric drive, which inevitably leads to its failure. In this case, when the temperature of the pump housing 4, fixed by the converter 12, rises to a predetermined maximum allowable value (50 ° C), the regulator 13 closes the key 14, thereby breaking the power supply circuit of the pump 4 and thereby introducing a prohibition for the central controller to control the operation of the pump 4. Under such circumstances, the valve 5 remains open and the water pressure of the public water supply network acts at the inlet of the membrane 1. Thus, a forced additional break occurs in the operation of the pump 4, which continues until the temperature of its housing, decreasing, reaches the specified minimum allowable value (40 ° C), upon reaching which the regulator 13 opens the key 14, thereby allowing the central controller to carry out the current control of the pump 4.

Claims (2)

1. Способ аквавендинга питьевой воды, полученной из воды сети общего водоснабжения с использованием обратноосмотической мембраны, снабжённой повышающим насосом, так что полученную питьевую воду накапливают в гидроаккумуляторе, где осуществляют обеззараживание воды ультрафиолетом, а выдачу питьевой воды покупателю воды осуществляют из гидроаккумулятора, отличающийся тем, что в качестве повышающего насоса используют диафрагменный насос с низковольтным электроприводом, не предназначенный для непрерывной работы, а каждую выдачу питьевой воды из гидроаккумулятора покупателю воды компенсируют процессом пополнения гидроаккумулятора новой питьевой водой, запускаемым указанной выдачей, причём либо за счёт создания давления на входе мембраны указанным диафрагменным насосом, если температура его корпуса менее заданного максимально допустимого значения, либо за счёт использования давления воды в сети общего водоснабжения, если температура его корпуса равна или превышает заданное максимально допустимое значение, а если в процессе выдачи питьевой воды покупателю воды температура корпуса указанного диафрагменного насоса, повышаясь, достигает заданного максимально допустимого значения, то его работу принудительно прекращают и при этом запрещают его включение до тех пор, пока температура его корпуса, понижаясь, не достигнет заданного минимально допустимого значения, при достижении которого включение диафрагменного насоса разрешают. 1. A method for aqua-vending drinking water obtained from water from a public water supply network using a reverse osmosis membrane equipped with a booster pump, so that the resulting drinking water is accumulated in a hydroaccumulator, where water is disinfected with ultraviolet light, and drinking water is dispensed to the buyer of water from a hydroaccumulator, characterized in that that a diaphragm pump with a low-voltage electric drive, not intended for continuous operation, is used as a booster pump, and each delivery of drinking water from the accumulator to the buyer of water is compensated by the process of replenishing the accumulator with new drinking water, triggered by the indicated delivery, moreover, either by creating pressure at the membrane inlet by the indicated diaphragm pump, if the temperature of its casing is less than the specified maximum allowable value, or by using the water pressure in the public water supply network, if the temperature of its casing is equal to or exceeds the specified maximum allowable value, and if, in the process of issuing drinking water to the buyer of water, the temperature of the casing of the specified diaphragm pump, increasing, reaches the specified maximum allowable value, then its operation is forcibly stopped and, at the same time, its inclusion is prohibited until the temperature of its body, decreasing, reaches the specified minimum allowable value, upon reaching which the inclusion of the diaphragm pump is allowed. 2. Модуль аквавендингового аппарата, содержащий обратноосмотическую мембрану (1) с выходами пермеата (2) и концентрата (3), повышающий насос (4), предназначенный для повышения давления воды на входе этой мембраны (1), управляющий клапан (5), предназначенный для управляемого контроллером включения и выключения процесса выдачи пермеата с выхода (2), запорный клапан (6), предназначенный для организации периодического промывания мембраны (1), гидравлическое сопротивление (7), предназначенное для заданного распределения потоков с выходов пермеата (2) и концентрата (3), сливной патрубок (8), предназначенный для слива концентрата в канализацию, модификатор (9), предназначенный для преобразования пермеата в питьевую воду, гидроаккумулятор (10), предназначенный для динамического накопления питьевой воды, и подающий насос (11), предназначенный для подачи питьевой воды в тару покупателя воды из гидроаккумулятора (10), отличающийся тем, что он содержит первичный термоэлектрический преобразователь (12) и регулятор температуры (13), выполненный с возможностью двухпозиционного с гистерезисом регулирования температуры, вход которого электрически соединён с первичным термоэлектрическим преобразователем (12), а выход – с управляющим входом электрического ключа (14), включенного в разрыв цепи питания (15) электропривода повышающего насоса (4), представляющего собой диафрагменный насос с низковольтным электроприводом, не предназначенный для непрерывной работы, при этом на корпусе повышающего насоса (4) установлен первичный термоэлектрический преобразователь (12) с обеспечением теплового контакта (16) с этим корпусом.2. The module of the aqua vending machine, containing a reverse osmosis membrane (1) with outlets for permeate (2) and concentrate (3), a booster pump (4) designed to increase the water pressure at the inlet of this membrane (1), a control valve (5) designed for controller-controlled switching on and off of the process of issuing permeate from the outlet (2), a shut-off valve (6) designed to organize periodic flushing of the membrane (1), hydraulic resistance (7) designed for a given distribution of flows from the outputs of permeate (2) and concentrate (3), a drain pipe (8) for draining the concentrate into the sewer, a modifier (9) for converting permeate into drinking water, a hydraulic accumulator (10) for dynamic accumulation of drinking water, and a feed pump (11) for for supplying drinking water to the container of the water buyer from the hydroaccumulator (10), characterized in that it contains a primary thermoelectric converter (12) and a temperature controller (13), made with the possibility of on-off temperature control with hysteresis, the input of which is electrically connected to the primary thermoelectric converter (12), and the output - with the control input of the electric key (14), included in the power circuit (15) of the electric drive of the boost pump (4), which is a diaphragm pump with a low-voltage electric drive, not intended for continuous operation, while on the casing of the boost pump pump (4), a primary thermoelectric converter (12) is installed with thermal contact (16) with this housing.
RU2022133573A 2022-12-21 Method of vending drinking water obtained from water of common water supply network using reverse osmosis membrane equipped with a boost pump, and water vending machine module for this method RU2797132C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2797132C1 true RU2797132C1 (en) 2023-05-31

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4801375A (en) * 1987-02-17 1989-01-31 Cuno Incorporated Water vending system
US5817231A (en) * 1996-12-20 1998-10-06 American Dryer Corporation Water purifying and vending apparatus
RU139649U1 (en) * 2013-05-27 2014-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Фирменное специализированное предприятие "КРАВТ" AUTOMATIC MODULAR WATER TREATMENT STATION WITH BOTTLE SYSTEM AND SALES OF DRINKED WATER OF IMPROVED TASTE QUALITY
US20150210569A1 (en) * 2011-07-10 2015-07-30 Woosh Watersystem Ltd Drinking water vending dispenser facilitated to collect and purify drainage water
RU2767311C1 (en) * 2020-09-07 2022-03-17 Вячеслав Владимирович Вяткин Method of conditioning tap water during aqua vending of drinking water

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4801375A (en) * 1987-02-17 1989-01-31 Cuno Incorporated Water vending system
US5817231A (en) * 1996-12-20 1998-10-06 American Dryer Corporation Water purifying and vending apparatus
US20150210569A1 (en) * 2011-07-10 2015-07-30 Woosh Watersystem Ltd Drinking water vending dispenser facilitated to collect and purify drainage water
RU139649U1 (en) * 2013-05-27 2014-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Фирменное специализированное предприятие "КРАВТ" AUTOMATIC MODULAR WATER TREATMENT STATION WITH BOTTLE SYSTEM AND SALES OF DRINKED WATER OF IMPROVED TASTE QUALITY
RU2767311C1 (en) * 2020-09-07 2022-03-17 Вячеслав Владимирович Вяткин Method of conditioning tap water during aqua vending of drinking water

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2016233B1 (en) Integrated system for hydro-thermo-sanitary apparatuses
JP5384328B2 (en) Water purification device that functions autonomously
WO2017180584A2 (en) Household water purification system
CN107848841B (en) Ultraviolet treatment system for fluids
CN112142214B (en) Water purifier and control method and device thereof
RU2797132C1 (en) Method of vending drinking water obtained from water of common water supply network using reverse osmosis membrane equipped with a boost pump, and water vending machine module for this method
CN202193666U (en) Multifunctional reverse osmosis (RO) water purification machine
US6468420B1 (en) Device for degerminating water passing through a sanitary device
US9938741B1 (en) System for operating ancillary equipment with multi-speed pool pumps
CA2644329C (en) Water disinfection apparatus
EP1562865B1 (en) System for supply of liquid
CN101775832A (en) Pumped shower draining device
CN207498202U (en) Pure drinking machine
US10471390B1 (en) Pump-assisted water filtration system
US6468419B1 (en) UV treatment device with time delay of water flowing there through
RU217043U1 (en) REVERSE OSMOSIS MODULE
JP4517937B2 (en) Water distribution control method
CN219670290U (en) Water purifier
CN220370616U (en) Water purifying device
KR20210048313A (en) Water Purifier and Controling Method thereof
CN218922316U (en) Water route system and clean drink machine of clean drink machine
CN218596145U (en) Water tank-free instant heating water outlet system adaptive to large-flux filter element and water purifying device
CN215650539U (en) Water purifying drinking machine
JP2004257577A (en) Water heater
CN106745909B (en) Control method of water purification and heating integrated machine