RU2806792C1

RU2806792C1 - Device for cleaning and disinfecting water

Info

Publication number: RU2806792C1
Application number: RU2023104519A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Курдюмов; Петр Сергеевич Агеев; Андрей Александрович Павлушин; Анна Юрьевна Ракова
Filing date: 2023-02-27
Publication date: 2023-11-07

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention can be used for water purification and disinfection. The device comprises a housing with a lid with ledges in the lower part, a cylindrical filter element, the diameter of which is equal to the internal diameter of the housing, an inlet branch pipe, a sump made in the form of a hollow hemisphere facing downwards, and a vertical tube installed in the housing and connected to the inlet pipe. The lid has an outlet. UV LEDs are installed on the inner surface of the lid. A perforated sleeve is installed in the centre of the filter element. On the lower side of the filter element, a mesh is installed with a hole size exceeding the size of the through holes of the filter element. A casing is installed in the lower part of the perforated bushing, the lower part of which is made in the form of a hollow cylinder, and the upper part has a conical shape. A hole is made in the upper part of the casing, the diameter of which is equal to the diameter of the perforated sleeve. A removable cylindrical sleeve is installed on the inner side surface of the lower part of the casing. The bushing is made of elastic material and provided with ribs installed along its generatrix. The inner side surface of the lower part of the casing is provided with locking protrusions in its upper part, and the removable sleeve is made with grooves in the upper base. The base of the casing is removable. Holes are made at the periphery of the casing base. Inside the casing, at the lower end of the tube, a perforated hollow cylinder is installed, the diameter of which is equal to the diameter of the tube. On the upper part of the perforated hollow cylinder there is a cone-shaped plate, directed upwards by the cone. Blades are installed on the underside of the dish. On the lower side of the casing, along its centre, a shaft is installed with the possibility of rotation together with the casing, passing through the centre of the settler with a rotation frequency of at least 100 s^-1.

EFFECT: improving 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 №144624. - Опубл. 27.08.2014 г., Бюл. №24], содержащее корпус, снабженный крышкой, фильтрующий элемент, входной патрубок, отстойник, установленный в крышке выходной патрубок, установленное в верхней части корпуса кольцо, внешняя поверхность которого контактирует с внутренней поверхностью корпуса. На внутренней поверхности крышки установлены ультрафиолетовые светодиоды. Отстойник выполнен в форме полой полусферы, обращенной центром вниз, причем входной штуцер установлен в центре отстойника. В корпусе вертикально установлена перфорированная трубка, соединенная со входным штуцером, на трубке установлен дефлектор, выполненный в форме спирали, на дефлекторе установлена пластина круглой формы. Кольцо установлено над пластиной, на нижней поверхности крышки установлены уступы. Фильтрующий элемент установлен между кольцом и уступами и выполнен в форме цилиндра, диаметр которого равен внутреннему диаметру корпуса.A device for purifying and disinfecting water is known [Device for purifying and disinfecting water. - RU Patent No. 144624. - Publ. 08/27/2014, Bulletin. No. 24], containing a housing equipped with a lid, a filter element, an inlet pipe, a settling tank, an outlet pipe installed in the cover, a ring installed in the upper part of the housing, the outer surface of which is in contact with the inner surface of the housing. Ultraviolet LEDs are installed on the inner surface of the cover. The sump is made in the form of a hollow hemisphere, facing downwards with the center, and the inlet fitting is installed in the center of the sump. A perforated tube connected to the inlet fitting is installed vertically in the body; a spiral-shaped deflector is installed on the tube; a round plate is installed on the deflector. The ring is installed above the plate, and ledges are installed on the lower surface of the cover. The filter element is installed between the ring and the ledges and is made in the form of a cylinder, the diameter of which is equal to the internal diameter of the housing.

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

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

Указанный результат достигается тем, что по центру фильтрующего элемента устанавливают перфорированную втулку. С нижней стороны фильтрующего элемента устанавливают сетку с размером отверстий, превышающим размер проходных отверстий фильтрующего элемента. В нижней части перфорированной втулки устанавливают кожух, нижнюю часть которого выполняют в виде полого цилиндра, а верхнюю конусообразной формы. В верхней части кожуха выполняют отверстие, диаметр которого равен диаметру перфорированной втулки. На внутренней боковой поверхности нижней части кожуха устанавливают съемную втулку цилиндрической формы, выполненную из эластичного материала и снабженную установленными по ее образующей ребрами. Внутреннюю боковую поверхность нижней части кожуха снабжают фиксирующими выступами в ее верхней части, а съемную втулку выполняют с пазами в ее верхнем основании. Основание кожуха выполняют съемным. На периферии основания кожуха выполняют отверстия. Внутри кожуха на нижнем конце трубки устанавливают перфорированный полый цилиндр, диаметр которого равен диаметру трубки. На верхней части перфорированного полого цилиндра устанавливают тарелку конусообразной формы, направленную конусом вверх. На нижней стороне тарелки устанавливают лопасти. С нижней стороны кожуха по его центру с возможностью вращения вместе с кожухом устанавливают вал, проходящий через центр отстойника. Валу с помощью привода сообщают частоту вращения не менее 100 с^-1.This result is achieved by installing a perforated sleeve in the center of the filter element. A mesh with a hole size exceeding the size of the through holes of the filter element is installed on the bottom side of the filter element. A casing is installed in the lower part of the perforated bushing, the lower part of which is made in the form of a hollow cylinder, and the upper part is cone-shaped. A hole is made in the upper part of the casing, the diameter of which is equal to the diameter of the perforated sleeve. On the inner side surface of the lower part of the casing, a removable cylindrical bushing is installed, made of elastic material and equipped with ribs installed along its generatrix. The inner side surface of the lower part of the casing is equipped with locking protrusions in its upper part, and the removable sleeve is made with grooves in its upper base. The base of the casing is removable. Holes are made on the periphery of the casing base. Inside the casing, at the lower end of the tube, a perforated hollow cylinder is installed, the diameter of which is equal to the diameter of the tube. A cone-shaped plate is installed on the top of the perforated hollow cylinder, with the cone pointing upward. Blades are installed on the underside of the plate. On the lower side of the casing, in its center, a shaft passing through the center of the sump is installed with the possibility of rotation together with the casing. Using a drive, the shaft is given a rotation speed of at least 100 s ^-1 .

На фиг.1 показано устройство для очистки и обеззараживания воды, на фиг.2 - то же, разрез по А - А.Figure 1 shows a device for purifying and disinfecting water, Figure 2 shows the same, section along A - A.

Устройство для очистки и обеззараживания воды содержит корпус 1, снабженный крышкой 2 с уступами в нижней части, фильтрующий элемент 3, выполненный в форме цилиндра, диаметр которого равен внутреннему диаметру корпуса 1, входной патрубок 4, отстойник 5, выполненный в форме полой полусферы, обращенной центром вниз, установленный в крышке 2 выходной патрубок 6, ультрафиолетовые светодиоды 7, установленные на внутренней поверхности крышки 2, и трубку 8, вертикально установленную в корпусе 2 и соединенную с входным патрубком 4. По центру фильтрующего элемента 3 установлена перфорированная втулка 9. С нижней стороны фильтрующего элемента 3 установлена сетка 10 с размером отверстий, превышающим размер проходных отверстий фильтрующего элемента. В нижней части перфорированной втулки 9 установлен кожух 11, нижняя часть которого выполнена в виде полого цилиндра, а верхняя имеет конусообразную форму. В верхней части кожуха 11 выполнено отверстие, диаметр которого равен диаметру перфорированной втулки 9. На внутренней боковой поверхности нижней части кожуха 11 установлена съемная втулка 12 цилиндрической формы, выполненная из эластичного материала и снабженная установленными по ее образующей ребрами 13. Внутренняя боковая поверхность нижней части кожуха 11 снабжена фиксирующими выступами в ее верхней части, а съемная втулка 12 выполнена с пазами в ее верхнем основании. Основание кожуха 11 выполнено съемным. На периферии основания кожуха 11 выполнены отверстия 14. Внутри кожуха 11 на нижнем конце трубки 8 установлен перфорированный полый цилиндр 15, диаметр которого равен диаметру трубки 8. На верхней части перфорированного полого цилиндра 15 установлена тарелка 16 конусообразной формы, направленная конусом вверх. На нижней стороне тарелки 16 установлены лопасти 17. С нижней стороны кожуха 11 по его центру с возможностью вращения вместе с кожухом 11 установлен вал 18, проходящий через центр отстойника 5. Валу 18 с помощью привода 19 сообщают частоту вращения не менее 100 с^-1.A device for purifying and disinfecting water contains a housing 1, equipped with a cover 2 with ledges in the lower part, a filter element 3 made in the form of a cylinder, the diameter of which is equal to the internal diameter of the housing 1, an inlet pipe 4, a settling tank 5 made in the form of a hollow hemisphere facing center down, an outlet pipe 6 installed in the cover 2, ultraviolet LEDs 7 installed on the inner surface of the cover 2, and a tube 8 vertically installed in the housing 2 and connected to the inlet pipe 4. A perforated sleeve 9 is installed in the center of the filter element 3. From the bottom On the side of the filter element 3, a mesh 10 is installed with the size of the holes exceeding the size of the passage holes of the filter element. In the lower part of the perforated sleeve 9 there is a casing 11, the lower part of which is made in the form of a hollow cylinder, and the upper part has a cone shape. In the upper part of the casing 11 there is a hole, the diameter of which is equal to the diameter of the perforated sleeve 9. On the inner side surface of the lower part of the casing 11 there is a removable cylindrical sleeve 12, made of elastic material and equipped with ribs 13 installed along its generatrix. The inner side surface of the lower part of the casing 11 is equipped with locking projections in its upper part, and the removable sleeve 12 is made with grooves in its upper base. The base of the casing 11 is removable. There are holes 14 on the periphery of the base of the casing 11. Inside the casing 11, at the lower end of the tube 8, there is a perforated hollow cylinder 15, the diameter of which is equal to the diameter of the tube 8. On the upper part of the perforated hollow cylinder 15 there is a cone-shaped plate 16, directed with the cone upward. Blades 17 are installed on the lower side of the plate 16. On the lower side of the casing 11, in its center, a shaft 18 is installed with the possibility of rotation together with the casing 11, passing through the center of the settler 5. The shaft 18 is given a rotation speed of at least 100 s ^-1 using a drive 19.

Устройство для очистки и обеззараживания воды работает следующим образом. Вода под напором через входной патрубок 4 попадает в трубку 8, вертикально установленную в корпусе 2 и соединенную с входным патрубком 4. Затем вода попадает в перфорированный полый цилиндр 15, диаметр которого равен диаметру трубки 8, что позволяет избежать утечек загрязненной воды в полость кожуха 11 и за его пределы. Далее вода через перфорацию полого цилиндра 15 проходит во внутреннее пространство кожуха 11. Кожуху 11, в свою очередь, сообщается вращательное движение с частотой не менее 100 с^-1 через вал 18 от привода 19, что позволяет надежно отбрасывать частицы загрязнений к внутренней поверхности съемной втулки 12 за счет центробежной силы. За счет выполнения тарелки 16 конусообразной формы, на нижней стороне которой установлены лопасти 17, а также снабжения установленными по образующей съемной втулки 12 ребрами 13, во внутреннем пространстве кожуха 11 вода также вовлекается во вращение, и находящиеся в жидкости частицы загрязнений отбрасываются под действием центробежной силы к внутренней поверхности съемной втулки 12. Крупные загрязнения при соприкосновении с ребрами 13 измельчаются, а далее - через отверстия 14 попадают в отстойник 5. Частично отчищенная вода, в свою очередь, поднимается вверх по кожуху 11 над верхней частью тарелки 16 и попадает в перфорированную втулку 9, проходит через ее перфорацию в фильтрующий элемент 3, где дополнительно очищается от примесей. Затем вода, очищенная от примесей, попадает в пространство между верхней частью фильтрующего элемента 3 и внутренней поверхностью крышки 2, где под действием ультрафиолетовых лучей, испускаемых ультрафиолетовыми светодиодами 7, дополнительно обеззараживается. Наличие ультрафиолетовых светодиодов 7, 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 1 устройства обрабатывается уже очищенная вода. После этого вода удаляется наружу устройства через выходной патрубок 6, установленный в крышке 2. Имеющиеся в воде загрязнения накапливаются в отстойнике 5 и в фильтрующем элементе 3. Выполнение кожуха 11 конусообразной формы, а также выполнение в верхней его части отверстия, диаметр которого равен диаметру перфорированной втулки 9, способствует направлению потока воды в сторону перфорированной втулки 9. Снабжение внутренней боковой поверхности нижней части кожуха 11 фиксирующими выступами в ее верхней части, а также выполнение съемной втулки 12 с пазами в ее верхнем основании позволяет устранить вращение съемной втулки 12 вместе с водой, что заставляет вращаться воду более интенсивно и отчищать ее от загрязнений. Установка с нижней стороны фильтрующего элемента 3 сетки 10 с размером отверстий, превышающим размер проходных отверстий фильтрующего элемента 3, позволяет избежать попадания загрязнений из отстойника 5 в фильтрующий элемент 3. Периодически крышку 2 снимают, заменяют фильтрующий элемент 3, удаляют накопившиеся загрязнения из отстойника 5. Также снимают основание корпуса 11 и извлекают съемную втулку 12, для удаления на ней накопившихся загрязнений. Выполнение съемной втулки 12 из эластичного материала позволяет устранить налипание на нее загрязнений. Улучшение процесса отделения загрязнений и последующее их удаление способствует улучшению качества очистки воды.A device for water purification and disinfection works as follows. Water under pressure through the inlet pipe 4 enters a tube 8, vertically installed in the housing 2 and connected to the inlet pipe 4. Then the water enters a perforated hollow cylinder 15, the diameter of which is equal to the diameter of the tube 8, which avoids leakage of contaminated water into the cavity of the casing 11 and beyond. Next, the water passes through the perforation of the hollow cylinder 15 into the internal space of the casing 11. The casing 11, in turn, is subjected to rotational motion with a frequency of at least 100 s ^-1 through the shaft 18 from the drive 19, which makes it possible to reliably throw contaminant particles to the inner surface of the removable sleeve 12 due to centrifugal force. Due to the execution of the cone-shaped plate 16, on the lower side of which blades 17 are installed, as well as the provision of ribs 13 installed along the generatrix of the removable sleeve 12, in the internal space of the casing 11, water is also drawn into rotation, and the contaminant particles present in the liquid are discarded under the action of centrifugal force to the inner surface of the removable sleeve 12. Large contaminants in contact with the ribs 13 are crushed, and then through the holes 14 enter the sump 5. Partially purified water, in turn, rises up the casing 11 above the upper part of the plate 16 and enters the perforated sleeve 9, passes through its perforation into the filter element 3, where it is additionally cleaned of impurities. Then the water, purified from impurities, enters the space between the upper part of the filter element 3 and the inner surface of the cover 2, where it is further disinfected under the action of ultraviolet rays emitted by ultraviolet LEDs 7. The presence of ultraviolet LEDs 7 installed on the inner surface of the cover 2 allows water to be disinfected more effectively, since the quality of ultraviolet treatment improves with increasing water purity, and in the upper part of the device body 1, already purified water is processed. After this, the water is removed to the outside of the device through the outlet pipe 6 installed in the cover 2. Contaminants present in the water accumulate in the sump 5 and in the filter element 3. The casing 11 is cone-shaped, as well as a hole in its upper part, the diameter of which is equal to the diameter of the perforated sleeve 9, promotes the direction of water flow towards the perforated sleeve 9. Providing the inner side surface of the lower part of the casing 11 with locking protrusions in its upper part, as well as making a removable sleeve 12 with grooves in its upper base makes it possible to eliminate the rotation of the removable sleeve 12 along with water, which causes the water to rotate more intensely and cleanse it of impurities. Installing a mesh 10 on the bottom side of the filter element 3 with a hole size larger than the size of the passage holes of the filter element 3 avoids the entry of contaminants from the sump 5 into the filter element 3. Periodically, the cover 2 is removed, the filter element 3 is replaced, and accumulated contaminants are removed from the sump 5. The base of the housing 11 is also removed and the removable sleeve 12 is removed to remove accumulated contaminants on it. Making the removable sleeve 12 from an elastic material makes it possible to eliminate the adhesion of contaminants to it. Improving the process of separating contaminants and their subsequent removal helps improve the quality of water purification.

Следовательно, установка по центру фильтрующего элемента перфорированной втулки, установка с нижней стороны фильтрующего элемента сетки с размером отверстий, превышающим размер проходных отверстий фильтрующего элемента, установка в нижней части перфорированной втулки кожуха, нижняя часть которого выполнена в виде полого цилиндра, а верхняя имеет конусообразную форму, выполнение в верхней части кожуха отверстия, диаметр которого равен диаметру перфорированной втулки, установка на внутренней боковой поверхности нижней части кожуха съемной втулки цилиндрической формы, выполненной из эластичного материала и снабженной установленными по образующей ребрами, снабжение внутренней боковой поверхности нижней части кожуха фиксирующими выступами в ее верхней части, выполнение съемной втулки с пазами в ее верхнем основании, выполнение основания кожуха съемным, выполнение на периферии нижнего основания кожуха отверстий, установка внутри кожуха на нижнем конце трубки перфорированного полого цилиндра, диаметр которого равен диаметру трубки, установка на верхней части перфорированного полого цилиндра тарелки конусообразной формы, направленной конусом вверх, установка на нижней стороне тарелки лопастей, установка с нижней стороны кожуха по его центру с возможностью вращения вместе с кожухом вала, проходящего через центр отстойника, которому с помощью привода сообщается частота вращения не менее 100 с^-1, позволяет повысить качество очистки воды от примесей и ее одновременного обеззараживания.Consequently, installation of a perforated sleeve in the center of the filter element, installation of a mesh filter element with a hole size larger than the size of the through holes of the filter element on the bottom side of the filter element, installation of a casing in the lower part of the perforated sleeve, the lower part of which is made in the form of a hollow cylinder, and the upper part is cone-shaped , making a hole in the upper part of the casing, the diameter of which is equal to the diameter of the perforated bushing, installing on the inner side surface of the lower part of the casing a removable cylindrical bushing made of elastic material and equipped with ribs installed along the generatrix, providing the inner side surface of the lower part of the casing with locking protrusions in it the upper part, making a removable sleeve with grooves in its upper base, making the base of the casing removable, making holes on the periphery of the lower base of the casing, installing a perforated hollow cylinder inside the casing at the lower end of the tube, the diameter of which is equal to the diameter of the tube, installing on the upper part of the perforated hollow cylinder cone-shaped plates directed with the cone upward, installation on the lower side of the blade plate, installation on the lower side of the casing in its center with the possibility of rotation together with the casing of the shaft passing through the center of the settler, to which a rotation speed of at least 100 s ^-1 is transmitted using a drive, allows you to improve the quality of water purification from impurities and its simultaneous disinfection.

Claims

A device for purifying and disinfecting water, containing a housing equipped with a lid with ledges in the lower part, a filter element made in the form of a cylinder, the diameter of which is equal to the internal diameter of the housing, an inlet pipe, a settling tank made in the form of a hollow hemisphere facing downwards, installed in cover, an outlet pipe, ultraviolet LEDs installed on the inner surface of the cover, and a tube installed vertically in the housing and connected to the inlet pipe, characterized in that a perforated sleeve is installed in the center of the filter element, and a mesh with a hole size exceeding the size of the passage holes of the filter element, in the lower part of the perforated sleeve there is a casing, the lower part of which is made in the form of a hollow cylinder, and the upper part is cone-shaped, in the upper part of the casing there is a hole, the diameter of which is equal to the diameter of the perforated sleeve, on the inner side surface of the lower part of the casing a removable cylindrical bushing is installed, made of elastic material and equipped with ribs installed along its generatrix, and the inner side surface of the lower part of the casing is equipped with locking protrusions in its upper part, and the removable bushing is made with grooves in its upper base, the base of the casing is made removable, on holes are made on the periphery of the base of the casing; inside the casing, at the lower end of the tube, a perforated hollow cylinder is installed, the diameter of which is equal to the diameter of the tube; on the upper part of the perforated hollow cylinder, a cone-shaped plate is installed, directed with the cone upward, and blades are installed on the lower side of the plate; on the lower side of the casing, In its center, with the possibility of rotation, together with the casing, a shaft is installed, passing through the center of the sump, to which a rotation speed of at least 100 s ^-1 is transmitted using a drive.