RU2801386C1 - Устройство опреснения солёной воды - Google Patents
Устройство опреснения солёной воды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801386C1 RU2801386C1 RU2023107528A RU2023107528A RU2801386C1 RU 2801386 C1 RU2801386 C1 RU 2801386C1 RU 2023107528 A RU2023107528 A RU 2023107528A RU 2023107528 A RU2023107528 A RU 2023107528A RU 2801386 C1 RU2801386 C1 RU 2801386C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- salt water
- working cylinder
- heat exchanger
- pipeline
- distillate
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области опреснительной техники и может быть использовано для опреснения с применением низкопотенциальных источников тепла. Устройство опреснения соленой воды содержит рабочий цилиндр 1 с поршнем 2, производящим работу по снижению и увеличению давления в полости рабочего цилиндра 1. Под рабочим цилиндром 1 установлены нагревательные элементы 3. Также в рабочем цилиндре 1 установлены датчик давления 4 и датчик уровня 5. Также устройство опреснения соленой воды содержит емкость соленой воды 6, в которой размещен трубопровод подачи соленой воды 7 с клапаном соленой воды 8, трубопровод-теплообменник сброса рассола 9 с клапаном сброса рассола 10, трубопровод-теплообменник сброса дистиллята 11 с клапаном сброса дистиллята 12. Трубопровод-теплообменник сброса рассола 9 и трубопровод-теплообменник сброса дистиллята 11 установлены после клапана сброса рассола 10 и клапана сброса дистиллята 12 соответственно. Трубопровод подачи соленой воды 7 соединен одним концом с рабочим цилиндром 1, трубопровод-теплообменник сброса дистиллята 11 одним концом соединен с рабочим цилиндром 1, а другим - с емкостью сбора дистиллята 13, трубопровод-теплообменник 9 одним концом соединен с рабочим цилиндром 1, а другим - с емкостью сбора рассола 14. Технический результат заявляемого изобретения заключается в обеспечении высокой производительности устройства опреснения воды, упрощении его конструкции и продлении срока эксплуатации. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области опреснительной техники и может быть использовано для опреснения с применением низкопотенциальных источников тепла.
Из уровня техники известен аналог предлагаемого устройства (патент №2617489, «Устройство для опреснения воды», МПК C02F 1/04, опубл. 25.04.2017).
Недостатком устройства является пониженная эффективность из-за охлаждения испаряемой жидкости воздухом из атмосферы необходимым для работы сплинкеров.
Также известно устройство опреснения (патент № 2401802, «Опреснительная установка обратного осмоса», МПК C02F 1/00, опубл. 20.10.2010).
Недостатком установки можно отметить высокую стоимость устройства и необходимость в обслуживании по замене мембран.
Также известен ряд зарубежных патентов в области опреснения. Патенты US 10946302 B2 от 13.11.2002 и US 11002699 B2 от 27.07.2012 используют процесс выпаривания, однако без изменения давления, что делает процесс растянутым во времени и поэтому не вполне эффективным.
Наиболее близким по конструкции является устройство для опреснения (патент №2767322 C1, «Солнечная станция для дистилляции воды», МПК C02F 1/14, опубл. 17.03.2022), представляет собой солнечную станцию для дистилляции воды, содержащую емкость соленой воды, соединенную с рабочей камерой, теплообменник, соединенный с емкостью для сбора дистиллята.
Недостатками прототипа можно отметить следующее. Давление разряжения создается за счет водяного столба и вакуумного насоса, что значительно увеличивает габариты установки. Использование водяного столба так же приводит к неэффективному распределению тепла, так как его часть будет затрачиваться для прогрева толщи воды, не способствуя усилению парообразования.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в обеспечении высокой производительности устройства опреснения воды, упрощении его конструкции и продлении срока эксплуатации.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство опреснения соленой воды содержит рабочий цилиндр с поршнем, емкость соленой воды, емкость сбора рассола и емкость сбора дистиллята, при этом емкость соленой воды содержит трубопровод подачи соленой воды с установленным в нем клапаном соленой воды, трубопровод-теплообменник сброса рассола с установленным в нем клапаном сброса рассола, трубопровод-теплообменник сброса дистиллята с установленным в нем клапаном сброса дистиллята, при этом трубопроводы-теплообменники сброса установлены после соответствующих клапанов, при этом под рабочим цилиндром установлены нагревательные элементы, при этом трубопровод подачи соленой воды соединен одним концом с рабочим цилиндром, трубопровод-теплообменник для сброса дистиллята одним концом соединен с рабочим цилиндром, а другим - с емкостью для сбора дистиллята, трубопровод-теплообменник сброса рассола одним концом соединен с рабочим цилиндром, а другим - с емкостью сбора рассола, при этом в рабочем цилиндре установлены датчик давления и датчик уровня.
Обеспечение высокой производительности достигается за счет циклически повторяющейся операции испарения воды при пониженной температуре кипения, достигаемой при низком давлении и конденсации дистиллята при повышенной температуре и высоком давлении. Так, за счет движения вверх поршня в рабочем цилиндре при низком давлении обеспечивается испарение воды при пониженной температуре кипения, а при движении вниз поршня в рабочем цилиндре давление увеличивается и становится больше атмосферного, происходит конденсация паров в пресную воду.
Упрощение конструкции достигается путем исключения из работы устройства насосов и компрессоров, так как все этапы опреснения и конденсации производятся движением поршня.
Кроме этого, снижение числа подвижных компонентов в свою очередь способствует продлению срока эксплуатации.
Изобретение поясняется чертежом, где представлен общий вид устройства опреснения соленой воды.
Устройство опреснения соленой воды (см. чертеж) содержит рабочий цилиндр 1 с поршнем 2, производящим работу по снижению и увеличению давления в полости рабочего цилиндра 1. Под рабочим цилиндром 1 установлены нагревательные элементы 3. Также в рабочем цилиндре 1 установлены датчик давления 4 и датчик уровня 5. Также устройство опреснения соленой воды содержит емкость соленой воды 6, в которой размещен трубопровод подачи соленой воды 7 с клапаном соленой воды 8, трубопровод-теплообменник сброса рассола 9 с клапаном сброса рассола 10, трубопровод-теплообменник сброса дистиллята 11 с клапаном сброса дистиллята 12. Трубопровод-теплообменник сброса рассола 9 и трубопровод-теплообменник сброса дистиллята 11 установлены после клапана сброса рассола 10 и клапана сброса дистиллята 12 соответственно. Трубопровод подачи соленой воды 7 соединен одним концом с рабочим цилиндром 1, трубопровод-теплообменник сброса дистиллята 11 одним концом соединен с рабочим цилиндром 1, а другим - с емкостью сбора дистиллята 13, трубопровод-теплообменник 9 одним концом соединен с рабочим цилиндром 5, а другим - с емкостью сбора рассола 14.
Устройство опреснения соленой воды работает следующим образом.
Емкость соленой воды 6 изначальной заполняется подогретой соленой водой. Поршень 2 в рабочем цилиндре 1 находится в крайнем нижнем положении. Далее поршень 2 начинает подъем с одновременным открытием клапана солёной воды 8. За счет создаваемого разрежения вода всасывается по трубопроводу подачи соленой воды 7 из емкости соленой воды 6, внутрь рабочего цилиндра 1.
По достижении расчетного уровня воды, ограничиваемого датчиком уровня 5, клапан соленой воды 8 закрывается. Подъем поршня 2 продолжается до создания определенного пониженного давления, при котором температура кипения соленой воды снижается ниже 100°C. Вода начинает кипеть и испаряться. Одновременно с началом подачи воды к рабочему цилиндру 1 подводится дополнительное тепло от нагревательных элементов 3, что ускоряет процесс закипания и испарения. После испарения большей части жидкости, подвод тепла прекращается, поршень 2 начинает быстрое движение вниз, при этом в рабочем цилиндре 1 давление, измеряемое датчиком давления 4, быстро растет и по достижении определенного уровня выше атмосферного открывается клапан сброса рассола 10. При этом рассол с высоким содержанием солей устремляется по трубопроводу-теплообменнику сброса рассола 9 в емкость сбора рассола 14. Как только датчик уровня 5 регистрирует отсутствие жидкости, клапан сброса рассола 9 закрывается. Движение поршня 2 вниз продолжается до создания избыточного давления, при котором происходит ускоренная конденсация паров с повышенной температурой в пресную воду. При регистрации датчиком уровня 5 определенного уровня пресной воды, открывается клапан сброса дистиллята 12 и под давлением конденсат вытесняется через трубопровод-теплообменник сброса дистиллята 11, отдающий тепло солёной воде, в ёмкость сбора дистиллята 13. Клапан сброса дистиллята 12 закрывается. После чего цикл повторяется.
Путём увеличения параллельного/последовательного соединения цилиндров можно увеличить скорость и степень очистки воды.
Claims (1)
- Устройство опреснения соленой воды, содержащее рабочий цилиндр с поршнем, емкость соленой воды, емкость сбора рассола и емкость сбора дистиллята, при этом емкость соленой воды содержит трубопровод подачи соленой воды с установленным в нем клапаном соленой воды, трубопровод-теплообменник сброса рассола с установленным в нем клапаном сброса рассола, трубопровод-теплообменник сброса дистиллята с установленным в нем клапаном сброса дистиллята, при этом трубопроводы-теплообменники сброса установлены после соответствующих клапанов, при этом под рабочим цилиндром установлены нагревательные элементы, при этом трубопровод подачи соленой воды соединен одним концом с рабочим цилиндром, трубопровод-теплообменник для сброса дистиллята одним концом соединен с рабочим цилиндром, а другим – с емкостью для сбора дистиллята, трубопровод-теплообменник сброса рассола одним концом соединен с рабочим цилиндром, а другим – с емкостью сбора рассола, при этом в рабочем цилиндре установлены датчик давления и датчик уровня.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2801386C1 true RU2801386C1 (ru) | 2023-08-08 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2401802C2 (ru) * | 2007-08-09 | 2010-10-20 | Владимир Федорович Фомин | Опреснительная установка обратного осмоса |
| RU165781U1 (ru) * | 2016-01-11 | 2016-11-10 | Павел Сергеевич Соколов | Автономная опреснительная установка |
| RU2617489C1 (ru) * | 2016-06-15 | 2017-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Смарт-Тек" (ООО "Смарт-Тек") | Устройство для опреснения воды |
| RU2648057C1 (ru) * | 2017-03-02 | 2018-03-22 | Илья Игоревич Малафеев | Вакуумная опреснительная установка с генерацией электроэнергии |
| US10946302B2 (en) * | 2002-11-13 | 2021-03-16 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| US11002699B2 (en) * | 2012-07-27 | 2021-05-11 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| RU2767322C1 (ru) * | 2021-05-18 | 2022-03-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Солнечная станция для дистилляции воды |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10946302B2 (en) * | 2002-11-13 | 2021-03-16 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| RU2401802C2 (ru) * | 2007-08-09 | 2010-10-20 | Владимир Федорович Фомин | Опреснительная установка обратного осмоса |
| US11002699B2 (en) * | 2012-07-27 | 2021-05-11 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| RU165781U1 (ru) * | 2016-01-11 | 2016-11-10 | Павел Сергеевич Соколов | Автономная опреснительная установка |
| RU2617489C1 (ru) * | 2016-06-15 | 2017-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Смарт-Тек" (ООО "Смарт-Тек") | Устройство для опреснения воды |
| RU2648057C1 (ru) * | 2017-03-02 | 2018-03-22 | Илья Игоревич Малафеев | Вакуумная опреснительная установка с генерацией электроэнергии |
| RU2767322C1 (ru) * | 2021-05-18 | 2022-03-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Солнечная станция для дистилляции воды |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110422899A (zh) | 一种热泵闪蒸蒸发浓缩系统 | |
| RU2801386C1 (ru) | Устройство опреснения солёной воды | |
| CN106430382A (zh) | 一种简便型海水淡化装置 | |
| US9962626B2 (en) | Compound distiller | |
| RU2711527C2 (ru) | Термодинамический двигатель | |
| CN105236504A (zh) | 单真空室超重力常温多级闪蒸海水淡化系统 | |
| CN209428171U (zh) | 一种利用太阳能热水器蒸发浓缩电镀废水的设备 | |
| CN102226633A (zh) | 真空热泵干燥装置 | |
| WO2005090240A1 (en) | Water purification apparatus | |
| RU55766U1 (ru) | Дистиллятор | |
| KR100449416B1 (ko) | 워터 이젝터가 부착된 진공증발농축 건조 방법 | |
| RU2365815C2 (ru) | Установка для конденсации отработавшего пара паровой турбины и деаэрации конденсата | |
| RU2527261C1 (ru) | Тепловая электрическая станция кочетова | |
| US20160107097A1 (en) | Distallation System with Heat Recovery | |
| RU2117634C1 (ru) | Гелиоопреснительная установка | |
| CN209685355U (zh) | 高盐污水自阻垢型真空蒸馏装置 | |
| CN2839250Y (zh) | 旋转射流真空冷冻海水淡化装置 | |
| RU2780743C1 (ru) | Способ получения пресной воды | |
| CN1792829A (zh) | 旋转射流真空冷冻海水淡化装置 | |
| RU2165890C1 (ru) | Гелиоопреснительная установка | |
| CN104528856B (zh) | 一种加湿除湿的海水蒸发罐 | |
| RU2394622C1 (ru) | Установка для выпаривания растворов | |
| RU48159U1 (ru) | Вакуум-выпарная установка | |
| RU2363662C2 (ru) | Теплонасосный опреснитель соленый воды (варианты) | |
| RU2482292C2 (ru) | Парогазовая установка электростанции |