RU83068U1

RU83068U1 - WATER TREATMENT UNIT

Info

Publication number: RU83068U1
Application number: RU2009101175/22U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Сергеевич Кокоулин
Original assignee: Дмитрий Сергеевич Кокоулин
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2009-05-20

Abstract

1. Аппарат для очистки воды, включающий рабочую емкость с коническим днищем с отверстием для слива воды, термоэлектрический модуль для замораживания воды и таяния льда, емкость для сбора очищенной воды и емкость для сбора воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия, блок управления термоэлектрическим модулем и систему слива воды со сливными патрубками, каждый из которых установлен над емкостью для сбора очищенной воды и емкостью для сбора воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия, отличающийся тем, что внутреннее пространство рабочей емкости ограничено термоэлектрическим модулем, герметично соединенным с гидравлической распределительной панелью, являющейся днищем рабочей емкости, при этом термоэлектрический модуль содержит несколько термоэлектрических элементов, установленных в вакуумированной герметичной полости, образованной оребренными наружной и внутренней стенками термоэлектрического модуля и расположенных на верхней его части, на которой находится заливная горловина рабочей емкости, с установленным на нее вентилятором, а система слива включает гидравлическую распределительную панель, которая содержит клапан, по меньшей мере, два распределителя потока воды и фильтр тонкой очистки воды, соединенные между собой каналами. ! 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что гидравлическая распределительная панель может быть изготовлена из материала с низкой теплопроводностью. ! 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен блоком питания, электронным блоком управления, включающим блок управления клапанами и распределителями потока воды и соединенный с ними для управления сливом вод�1. A water purifier, including a working tank with a conical bottom with an opening for draining water, a thermoelectric module for freezing water and melting ice, a tank for collecting purified water and a tank for collecting water with impurities and a high content of deuterium, a control unit for the thermoelectric module and a water drainage system with drain pipes, each of which is installed above a container for collecting purified water and a tank for collecting water with impurities and a high content of deuterium, characterized in that the internal space The capacity of the working capacity is limited by a thermoelectric module hermetically connected to the hydraulic distribution panel, which is the bottom of the working capacity, while the thermoelectric module contains several thermoelectric elements installed in a vacuum sealed cavity formed by the finned outer and inner walls of the thermoelectric module and located on its upper part, on which is the filler neck of the working tank, with a fan installed on it, and the drain system VK yuchaet hydraulic distribution panel which comprises a valve, at least two water flow distributor, and the water purification filter of thin, interconnected channels. ! 2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the hydraulic distribution panel can be made of a material with low thermal conductivity. ! 3. The apparatus according to claim 1, characterized in that it is equipped with a power supply, an electronic control unit, including a control unit for valves and water flow distributors and connected to them to control the drain

Description

Полезная модель относится к устройствам для очистки воды и может быть использована в бытовых условиях. Предлагаемая полезная модель позволяет эффективно удалять растворенные в воде органические и неорганические вещества, кроме того, значительно снизить содержание в воде дейтерия - тяжелого изотопа водорода. При этом используется принцип фазового разделения методом объемной кристаллизации путем замораживания в замкнутом объеме.The utility model relates to devices for water purification and can be used in domestic conditions. The proposed utility model allows you to effectively remove organic and inorganic substances dissolved in water, in addition, significantly reduce the content of deuterium in the water - a heavy hydrogen isotope. In this case, the principle of phase separation by the method of volume crystallization by freezing in a closed volume is used.

Вода играет значительную роль в различных биологических процессах. Исследования показали, что за незатейливой химической формулой Н₂О скрывается вещество, обладающее уникальной структурой и не менее уникальными свойствами. Известно, что природная вода представляет собой неоднородное вещество, смесь вод, образованных различными изотопами водорода и кислорода. Тяжелая вода (оксид дейтерия) - имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, но вместо атомов водорода содержит два тяжелых изотопа водорода - атомы дейтерия. Формула тяжеловодородной воды обычно записывается как: D₂O или ²H₂О. Внешне тяжелая вода выглядит как обычная - бесцветная жидкость без вкуса и запаха, а вот по своим физико-химическим свойствам и негативному воздействию на организм тяжелая вода сильно отличается от легкой воды. Различные исследователи независимо друг от друга установили, что повышенная концентрация тяжелых изотопов водорода, так называемая тяжелая вода действует отрицательно на жизненные функции организмов; это происходит даже при использовании обычной природной воды с повышенным содержанием тяжелой воды. (Тимаков А.А. «Основные эффекты легкой воды», Water plays a significant role in various biological processes. Studies have shown that behind the unpretentious chemical formula of H ₂ O lies a substance with a unique structure and no less unique properties. It is known that natural water is a heterogeneous substance, a mixture of waters formed by various isotopes of hydrogen and oxygen. Heavy water (deuterium oxide) - has the same chemical formula as ordinary water, but instead of hydrogen atoms it contains two heavy isotopes of hydrogen - deuterium atoms. The formula for heavy water is usually written as: D ₂ O or ² H ₂ O. Externally, heavy water looks like ordinary - a colorless liquid with no taste or smell, but in terms of its physicochemical properties and negative effects on the body, heavy water is very different from light water . Various researchers independently established that an increased concentration of heavy hydrogen isotopes, the so-called heavy water, negatively affects the vital functions of organisms; this happens even when using ordinary natural water with a high content of heavy water. (Timakov A.A. "The main effects of light water",

8-я Всероссийская научная конференция по теме «Физико-химические процессы при селекции атомов и молекул», 6-10 ноября 2003 г. Зелено-горск). Среди всех стабильных изотопов изотопные эффекты дейтерия на живые организмы самые высокие. Любая природная вода и напитки на ее основе, как известно, содержат до 15 мг/л тяжелой воды, которая по своим биологическим свойствам значительно отличается от обычной воды. Тяжелая вода высокой концентрации токсична для организма; химические реакции в ее среде проходят медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. В тоже время, человеку с незапамятных времен известны удивительные свойства талой воды. Давно замечено, что вблизи тающих родников растительность альпийских лугов всегда пышнее, а у кромки тающего льда в арктических морях бурно цветет жизнь. Полив талой водой повышает урожайность сельскохозяйственных культур, ускоряет прорастание семян. При употреблении талой воды устойчиво повышаются привесы в животноводстве. Уникальное свойство талой воды способствует ее легкому усвоению организмом, она биологически активна. Она улучшает обмен веществ и усиливает кровообращение, снижает количество холестерина в крови и успокаивает боли в сердце, повышает адаптационные возможности организма и способствует продлению жизни. (Белянин B.C., Романова Е. Жизнь, молекула воды и золотая пропорция. Журнал «Наука и жизнь», 2004, №10).8th All-Russian Scientific Conference on the topic “Physicochemical Processes in the Selection of Atoms and Molecules”, November 6-10, 2003 Zeleno-Gorsk). Among all stable isotopes, the isotopic effects of deuterium on living organisms are the highest. Any natural water and drinks based on it, as you know, contain up to 15 mg / l of heavy water, which in its biological properties is significantly different from ordinary water. Heavy water of high concentration is toxic to the body; chemical reactions in its environment are slower compared to ordinary water; hydrogen bonds involving deuterium are somewhat stronger than ordinary ones. At the same time, a person from time immemorial has known the amazing properties of melt water. It has long been noted that near melting springs, the vegetation of alpine meadows is always more magnificent, and life blooms violently at the edge of melting ice in the Arctic seas. Watering with melt water increases the yield of crops, accelerates the germination of seeds. With the use of melt water, weight gain in livestock is steadily increasing. The unique property of melt water contributes to its easy absorption by the body, it is biologically active. It improves metabolism and enhances blood circulation, reduces the amount of cholesterol in the blood and soothes pains in the heart, increases the adaptive capabilities of the body and helps prolong life. (Belyanin B.C., Romanova E. Life, water molecule and the golden ratio. The journal "Science and Life", 2004, No. 10).

Выявленное многостороннее отрицательное воздействие тяжелой воды на живые организмы, вызывает необходимость удаления тяжелой воды из питьевой.The revealed multilateral negative impact of heavy water on living organisms necessitates the removal of heavy water from drinking.

Известен водоочиститель для получения талой питьевой воды, (патент РФ №2337883, МПК С02F 1/22, публ. 10.11.2007), содержащий расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, разделенные A known water purifier for producing thawed drinking water, (RF patent No. 2337883, IPC С02F 1/22, publ. 10.11.2007), containing a zone of water freezing with an annular freezer, a zone of displacing impurities from the ice front and concentration located in series in a longitudinal vessel impurities in the form of brine, the zone of transition of water from solid to liquid with an annular heating element, separated

патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда. Водоочиститель дополнительно снабжен приводным устройством перемещения стержня замороженной воды, смонтированным за морозильной камерой, а также размещенным по центру стержня замороженной воды разобщающим устройством, выполненным в виде трубы, которое имеет на входе кольцевую режущую часть в виде зубчатого венца, а на выходе расширяющий профиль, который образует выходной патрубок для вытеснения рассола.nozzles for removing impurities in the form of brine and melt drinking water, located in the lower part of the vessel. The water purifier is additionally equipped with a drive unit for moving the frozen water rod mounted behind the freezer, as well as a disconnecting device located in the center of the frozen water rod made in the form of a pipe, which has an annular cutting part in the form of a gear rim and an expanding profile at the output, which forms an outlet pipe for displacing the brine.

Однако данное устройство имеет большие габариты, вес и сложную конструкцию. Все эти недостатки не позволяют его использовать в бытовых условиях для очистки воды.However, this device has large dimensions, weight and complex design. All these disadvantages do not allow it to be used in domestic conditions for water treatment.

Известно термоэлектрическое устройство для непрерывного получения пресной воды методом вымораживания по заявке РФ №2006103183 МПК C02F 1/22, публ. 20.08.2007, содержащее вращающийся барабан и систему измерения его температуры. Барабан выполнен в виде пустотелого цилиндра, погруженного на одну четверть в емкость, в которую подается отфильтрованная морская вода, при этом внутри барабана на уровне погружения его в воду расположен охлаждающий теплообменник, температура которого задается термоэлектрической батареей. Тепло с горячих спаев батареи отводится с помощью тепловой трубы, в которой циркулирует теплоноситель, снимающий тепло с горячих спаев и конденсирующийся в нагревающем теплообменнике. Внешняя поверхность барабана с помощью ребер разделена на области, в которых происходит замерзание, а затем оттаивание воды. Блок образовавшегося льда высвобождается из области, образованной соседними ребрами кривошипно-шатунным механизмом, при этом морская вода и концентрированный рассол подаются в емкость и отводятся от нее соответственно через противоточный теплообменник.Known thermoelectric device for the continuous production of fresh water by freezing according to the application of the Russian Federation No. 2006103183 IPC C02F 1/22, publ. 08/20/2007, containing a rotating drum and a system for measuring its temperature. The drum is made in the form of a hollow cylinder, immersed one quarter in a container into which filtered seawater is supplied, while a cooling heat exchanger is located inside the drum at the level of immersion in water, the temperature of which is set by a thermoelectric battery. Heat from the hot junctions of the battery is removed using a heat pipe, in which the coolant circulates, which removes heat from the hot junctions and condenses in the heating heat exchanger. The outer surface of the drum using ribs is divided into areas in which freezing and then thawing of water occurs. A block of ice formed is released from the region formed by the adjacent ribs of the crank mechanism, while sea water and concentrated brine are fed into the tank and removed from it respectively through a counterflow heat exchanger.

Это приводит к усложнению конструкции, увеличению металлоемкости и как следствие - увеличению веса. Данная установка не может быть использована в бытовых условиях.This leads to a complication of the design, an increase in metal consumption and, as a consequence, an increase in weight. This installation cannot be used in domestic conditions.

Известен водоочиститель для получения талой питьевой воды в промышленных масштабах по патенту Франции №2858607, МПК C02F 1/22, публ. 11.02.2005, состоящий из системы подъема и удержания определенного объема морской воды и системы охлаждения, имеющей ряд элементов, расположенных в виде круга, для постепенного замораживания воды в блок кольцеобразной формы, который выталкивает рассол в направлении к центру. Устройство имеет систему подогрева с кольцевым нагревательным элементом для растапливания полученного льда и перехода воды из твердого состояния в жидкое, коллектор для сбора опресненной воды из растопленного льда.Known water purifier for producing melt drinking water on an industrial scale according to French patent No. 2858607, IPC C02F 1/22, publ. 02/11/2005, consisting of a system for lifting and holding a certain volume of sea water and a cooling system having a number of elements arranged in a circle for gradually freezing water into a ring-shaped block that pushes the brine towards the center. The device has a heating system with a ring heating element for melting the obtained ice and the transition of water from solid to liquid, a collector for collecting desalinated water from melted ice.

Устройство предназначено для опреснения воды в промышленных масштабах, имеет большие габариты и вес, что делает невозможным его применение в быту.The device is designed for desalination of water on an industrial scale, has large dimensions and weight, which makes it impossible to use it in everyday life.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату - прототипом, является аппарат для очистки воды по патенту Японии №5123668, МПК C02F 1/22, B01D 9/02, F25B 21/02, включающий емкость с крышкой и коническим днищем с отверстием для слива воды, термомодуль для замораживания и таяния льда, емкости для сбора талой воды и воды с растворенными примесями и повышенным содержанием дейтерия, блок управления термоэлектрическим модулем и системой слива воды. Трубопроводы подсоединены к сливному отверстию в коническом днище емкости для замораживания и таяния льда и выведены к соответственно к емкостям для сбора чистой талой воды и воды с растворенными примесями и повышенным содержанием дейтерия. Получение очищенной воды основано на принципе, заключающемся в том, что примеси не содержаться в кристаллах льда.The closest in technical essence and the achieved result is a prototype, is a water purifier according to Japan patent No. 5123668, IPC C02F 1/22, B01D 9/02, F25B 21/02, including a container with a lid and a conical bottom with a hole for draining water , a thermal module for freezing and melting ice, a container for collecting melt water and water with dissolved impurities and a high deuterium content, a control unit for the thermoelectric module and the water drain system. Pipelines are connected to the drain hole in the conical bottom of the tank for freezing and melting ice and are led out to the tanks, respectively, to collect clean melt water and water with dissolved impurities and a high deuterium content. Obtaining purified water is based on the principle that impurities are not contained in ice crystals.

Однако этот аппарат предназначен для промышленной очистки морской воды, следовательно, имеет большие габариты и вес. Термоэлектрический элемент установлен на одной стороне боковой поверхности емкости, что увеличивает время замораживания воды, поскольку образовавшийся в However, this apparatus is intended for industrial purification of sea water, therefore, has large dimensions and weight. The thermoelectric element is mounted on one side of the side surface of the tank, which increases the time of freezing water, since

начале процесса лед, снижает эффективность дальнейшего его образования. Такое расположение термоэлектрического элемента не позволяет собирать воду, загрязненную примесями по центру емкости, что снижает качество очистки воды от примесей и дейтерия.the beginning of the ice process, reduces the effectiveness of its further formation. This arrangement of the thermoelectric element does not allow to collect water contaminated with impurities in the center of the tank, which reduces the quality of water purification from impurities and deuterium.

Задачей полезной модели является создание аппарата для получения питьевой воды с льдоподобной структурой, очищенной от вредных и ядовитых примесей с пониженным в ней содержанием тяжелых изотопов водорода, имеющего высокую эффективность, компактность и возможность использования в бытовых условиях.The objective of the utility model is to create an apparatus for producing drinking water with an ice-like structure, purified of harmful and toxic impurities with a low content of heavy hydrogen isotopes in it, which has high efficiency, compactness and the possibility of use in domestic conditions.

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в сокращении времени процесса образования льда и оттаивания его, а также повышении эффективности отвода тепла от термоэлектрических элементов и повышении качества очистки воды.The technical result, which the utility model aims to achieve, is to reduce the time of the process of ice formation and thawing, as well as to increase the efficiency of heat removal from thermoelectric elements and to improve the quality of water treatment.

Для достижения указанного технического результата в аппарате для очистки воды включающим рабочую емкость с коническим днищем с отверстием для слива воды, термоэлектрический модуль для замораживания воды и таяния льда, емкость для сбора очищенной воды и емкость для сбора воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия, блок управления термоэлектрическим модулем и систему слива воды со сливными патрубками, каждый из которых установлен над емкостью для сбора очищенной воды и емкостью для сбора воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия, согласно формуле полезной модели, внутреннее пространство рабочей емкости ограничено термоэлектрическим модулем, герметично соединенным с гидравлической распределительной панелью, являющейся днищем рабочей емкости, при этом, термоэлектрический модуль содержит несколько термоэлектрических элементов, установленных в вакуумированной герметичной полости, образованной оребренными наружной и внутренней стенками термоэлектрического модуля, и расположенных на верхней его части, на которой расположена заливная горловина рабочей емкости, с установленным на нее вентилятором, а система слива To achieve the specified technical result in a water purification apparatus comprising a working tank with a conical bottom with a hole for draining water, a thermoelectric module for freezing water and melting ice, a tank for collecting purified water and a tank for collecting water with impurities and a high deuterium content, a control unit thermoelectric module and a water drainage system with drain pipes, each of which is installed above the tank for collecting purified water and a tank for collecting water with impurities and high content deuterium, according to the formula of the utility model, the internal space of the working capacity is limited by a thermoelectric module hermetically connected to the hydraulic distribution panel, which is the bottom of the working capacity, while the thermoelectric module contains several thermoelectric elements installed in a vacuum sealed cavity formed by finned outer and inner walls of the thermoelectric module, and located on its upper part, on which the filler neck is located whose capacity, with a fan installed on it, and a drain system

включает гидравлическую распределительную панель, которая содержит клапан, по меньшей мере два распределителя потока и фильтр тонкой очистки воды, соединенные между собой каналами.includes a hydraulic distribution panel, which contains a valve, at least two flow distributors and a fine filter of water, interconnected by channels.

Технический результат достигается, тем, что гидравлическая распределительная панель может быть изготовлена из материала с низкой теплопроводностью.The technical result is achieved in that the hydraulic distribution panel can be made of a material with low thermal conductivity.

Аппарат снабжен блоком питания, электронным блоком управления, включающим блок управления клапанами и распределителями потока воды и соединенный с ними для управления сливом воды в каналах гидравлической распределительной панели, блоком измерения температуры, соединенный с датчиком температуры, установленным внутри рабочей емкости и программным автоматом, подключенным к блоку управления термоэлектрическим модулем, блоку измерения температуры и блоку управления клапаном и распределителями потока и пульту управления с дисплеем.The apparatus is equipped with a power supply unit, an electronic control unit, including a control unit for valves and water flow distributors and connected to them to control the drainage of water in the channels of the hydraulic distribution panel, a temperature measuring unit, connected to a temperature sensor installed inside the working tank and a program machine connected to thermoelectric module control unit, temperature measuring unit and valve control unit and flow distributors and a control panel with a display.

Указанная совокупность признаков является новой, неизвестной из уровня техники и решает поставленную задачу так, как использование термоэлектрического модуля с днищем из гидравлической распределительной панели в качестве рабочей емкости и наличие ребер на внутренней и наружной стенках термоэлектрического модуля позволяет повысить эффективность работы термоэлектрических элементов и значительно сократить время получения талой воды. Вакуумирование полости между стенками термоэлектрического модуля усиливает теплоизоляцию, что в свою очередь повышает эффективность работы аппарата. Установка термоэлектрических элементов на верхней части способствует образованию льда как сверху, так и с боков рабочей емкости, а принцип конвекции жидкости усиливает эффект образования льда. Предложенное расположение термоэлементов позволяет равномерно по объему замораживать воду в блок кольцеобразной формы, выталкивать рассол в направлении центра рабочей емкости, и равномерно таять лед. Концентрация рассола в центре емкости повышает качество очистки воды.The specified set of features is new, unknown from the prior art and solves the problem in such a way as the use of a thermoelectric module with a bottom from a hydraulic distribution panel as a working tank and the presence of ribs on the inner and outer walls of the thermoelectric module can increase the efficiency of thermoelectric elements and significantly reduce time receiving melt water. Vacuuming the cavity between the walls of the thermoelectric module enhances thermal insulation, which in turn increases the efficiency of the apparatus. The installation of thermoelectric elements on the upper part contributes to the formation of ice both from above and from the sides of the working tank, and the principle of convection of the liquid enhances the effect of ice formation. The proposed arrangement of thermocouples allows you to evenly freeze water into a ring-shaped block, push the brine towards the center of the working tank, and melt the ice evenly. The concentration of brine in the center of the tank improves the quality of water treatment.

Наличие вентилятора, установленного в верхней части термоэлектрического модуля на заливной горловине, позволяет охлаждать равномерно и эффективно наружную оребренную стенку, выполняющую функцию радиатора, со всех сторон и избежать локального перегрева аппарата.The presence of a fan installed in the upper part of the thermoelectric module on the filler neck allows evenly and efficiently cooling the external fin wall, which acts as a radiator, from all sides and to avoid local overheating of the device.

Использование гидравлической распределительной панели для слива воды в качестве дна рабочей емкости увеличивает теплоизоляцию нижней ее части, уменьшает габариты аппарата, а отсутствие шлангов и трубопроводов обеспечивает большую надежность и удобство обслуживания. Предложенная система слива обеспечивает кратчайший путь для слива рассола без попадания на фильтр тонкой очистки. Улавливание кристаллов тяжелой воды на фильтре тонкой очистки, с последующим удалением в емкость для воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия, повышает качество очистки воды.The use of a hydraulic distribution panel for draining water as the bottom of the working tank increases the thermal insulation of its lower part, reduces the dimensions of the apparatus, and the absence of hoses and pipelines provides greater reliability and ease of maintenance. The proposed drainage system provides the shortest way to drain the brine without getting on the fine filter. The capture of heavy water crystals on a fine filter, followed by removal into a water tank with impurities and a high deuterium content, improves the quality of water treatment.

На фиг.1 изображена общая схема аппарата для очистки воды, на фиг.2 гидравлическая схема распределительной панели аппарата для очистки воды.Figure 1 shows the General diagram of the apparatus for water purification, figure 2 is a hydraulic diagram of the distribution panel of the apparatus for water purification.

Аппарат для очистки воды включает корпус 1, в котором размещен термоэлектрический модуль 2 для замораживания воды и таяния льда, который в свою очередь, герметично соединен с гидравлической распределительной панелью 3, образует рабочую емкость 4. Гидравлическая распределительная панель 3, верхняя поверхность которой выполнена в виде конуса, является днищем рабочей емкости 4 с отверстием для слива воды 5. На наружной стенке 6 термоэлектрического модуля 2 выполнены ребра 7, а на внутренней стенке 8 ребра 9, обращенные внутрь рабочей емкости 4. Термоэлектрический модуль 2 содержит несколько термоэлектрических элементов 10, расположенных в вакуумированной герметично закрытой полости между наружной 6 и внутренней 8 стенками термоэлектрического модуля и установленных на верхней части термоэлектрического модуля 2. На верхней части термоэлектрического модуля 2 выполнена заливная горловина 11, на которой установлен вентилятор 12, приводимый во вращение The water purification apparatus includes a housing 1, in which a thermoelectric module 2 for freezing water and melting ice is placed, which, in turn, is hermetically connected to the hydraulic distribution panel 3, forms a working tank 4. The hydraulic distribution panel 3, the upper surface of which is made in the form cone, is the bottom of the working tank 4 with an opening for draining water 5. On the outer wall 6 of the thermoelectric module 2 there are ribs 7, and on the inner wall 8 of the ribs 9, facing the inside of the working tank 4. Ter the thermoelectric module 2 contains several thermoelectric elements 10 located in a vacuum hermetically sealed cavity between the outer 6 and inner 8 walls of the thermoelectric module and installed on the upper part of the thermoelectric module 2. On the upper part of the thermoelectric module 2 there is a filler neck 11 on which the fan 12 is mounted, rotatable

электродвигателем 13. Заливная горловина 11 рабочей емкости 4 закрывается пробкой 14. В нижней части аппарата установлена емкость 15 для сбора талой очищенной воды и емкость 16 для сбора воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия. Гидравлическая распределительная панель 3 включает отверстие 5 для слива воды, клапан 17, перекрывающий отверстие для слива воды, распределители потока 18 и 19, изменяющие направление потока воды в ходе технологического процесса слива воды. Распределитель потока 18 в зависимости от положения его золотника направляет поток воды или на слив в емкость 16 для сбора воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия или на фильтр тонкой очистки 20. В исходном положении распределитель потока 18 пропускает поток воды в емкость 16. Распределитель потока 19 в зависимости от положения его золотника направляет поток воды либо в емкость 16 для сбора воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия, либо в емкость 15 для сбора талой очищенной воды. В исходном положении распределитель потока 19 пропускает поток воды в емкость 16.by an electric motor 13. The filler neck 11 of the working tank 4 is closed by a stopper 14. At the bottom of the apparatus, a tank 15 for collecting thawed purified water and a tank 16 for collecting water with impurities and a high deuterium content are installed. The hydraulic distribution panel 3 includes a hole 5 for draining the water, a valve 17 blocking the hole for draining the water, flow distributors 18 and 19, changing the direction of the water flow during the process of draining the water. The flow distributor 18, depending on the position of its spool, directs the water flow either to the drain in the tank 16 for collecting water with impurities and a high deuterium content or to the fine filter 20. In the initial position, the flow distributor 18 passes the water flow into the tank 16. The flow distributor 19 depending on the position of its spool, it directs the flow of water either to a container 16 for collecting water with impurities and a high deuterium content, or to a container 15 for collecting thawed purified water. In the initial position, the flow distributor 19 passes the flow of water into the tank 16.

Все элементы распределительной гидравлической панели 3 соединены каналами 21 и выполнены внутри корпуса гидравлической распределительной панели 3. Сливные патрубки 22 и 23 соединены с каналами 21 и установлены над емкостью 15 для сбора талой очищенной воды и емкостью 16 для сбора воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия, соответственно.All elements of the hydraulic distribution panel 3 are connected by channels 21 and are made inside the housing of the hydraulic distribution panel 3. Drain pipes 22 and 23 are connected to channels 21 and installed above the tank 15 for collecting melt purified water and the tank 16 for collecting water with impurities and a high deuterium content, respectively.

Кроме того, в корпусе 1 размещен блок питания 24, электронный блок 25 управления, включающий блок 26 управления термоэлектрическим модулем соединенный с термоэлектрическими элементами 10, блок 27 управления распределителями потока 18, 19, клапаном 17 и соединенный с ними и блок 28 измерения температуры, соединенный с датчиком 29 температуры, установленного в рабочей емкости 4. Программный автомат 30 подключен к блоку 26 управления термоэлектрическим модулем, блоку 27 управления клапаном и распределителями потока и блоку 28 измерения In addition, in the housing 1 there is a power supply 24, an electronic control unit 25, including a thermoelectric module control unit 26 connected to thermoelectric elements 10, a control unit for controlling flow distributors 18, 19, valve 17 and connected to them and a temperature measuring unit 28 connected with a temperature sensor 29 installed in the working tank 4. The software 30 is connected to the thermoelectric module control unit 26, the valve and flow distributors control unit 27, and the measurement unit 28

температуры. К программному автомату 30 подключен пульт управления с дисплеем 31.temperature. To the program machine 30 is connected to the control panel with a display 31.

Аппарат для очистки воды работает следующим образом.Apparatus for water purification works as follows.

1. Аппарат подключают к сети, на дисплее 31 загорается лампочка «СЕТЬ».1. The device is connected to the network, the “NETWORK” lamp lights up on display 31.

2. Открывают крышку 14 и заливают 1,5-2 литра воды в рабочую емкость 4. Крышку 14 закрывают.2. Open the lid 14 and pour 1.5-2 liters of water into the working tank 4. The lid 14 is closed.

3. На пульте управления нажимают кнопку «ВКЛЮЧИТЬ». При нажатии этой кнопки подается напряжение к электронному блоку 25 управления аппаратом и происходит тестирование готовности аппарата к работе. При наличии неисправностей: наличии воды в емкости 16 для сбора воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия и наличия воды в емкости 15 для сбора талой очищенной воды или отсутствии воды в рабочей емкости 4 на дисплее 31 появляется соответствующая информация, в этом случае запуск аппарата невозможен.3. On the control panel, press the “ENABLE” button. When this button is pressed, voltage is applied to the electronic control unit 25 of the device and testing the readiness of the device for operation. In the event of malfunctions: the presence of water in the tank 16 for collecting water with impurities and a high deuterium content and the presence of water in the tank 15 for collecting melt purified water or the absence of water in the working tank 4, the corresponding information appears on the display 31, in this case, the apparatus cannot be started.

4. При отсутствии отклонений указанных выше и высвечивании на дисплее 31 надписи «ГОТОВ», аппарат для очистки воды готов к работе.4. If there are no deviations indicated above and the display shows “READY” on the display 31, the water purifier is ready for operation.

В дальнейшем порядок и последовательность протекания процесса по очистке воды определяется соответствующей программой заложенной в программный автомат 30, посредством выдачи соответствующих команд на электронный блок 25 управления. Информация о протекании процесса отслеживается блоком управления и отображается на дисплее 31 пульта управления.In the future, the order and sequence of the process for water purification is determined by the corresponding program embedded in the software 30, by issuing the appropriate commands to the electronic control unit 25. Information about the process is monitored by the control unit and displayed on the display 31 of the control panel.

5. На пульте управления с дисплеем 31 нажимают кнопку «НАЧАТЬ ПРОЦЕСС», блок 26 управления термоэлектрическим модулем включает термоэлектрические элементы 10 в режим охлаждения. Блок 28 измерения температуры включается электронным блоком 25 и отслеживает значения температур поступающие с датчика температур 29. В рабочей емкости 4 начинается процесс льдообразования, происходит наращивание льда от верхней и боковых стенок рабочей емкости 4 к ее центру и подержание 5. On the control panel with the display 31, the “START PROCESS” button is pressed, the thermoelectric module control unit 26 switches the thermoelectric elements 10 into cooling mode. The temperature measurement unit 28 is switched on by the electronic unit 25 and monitors the temperature values received from the temperature sensor 29. The process of ice formation starts in the working tank 4, ice builds up from the upper and side walls of the working tank 4 to its center and holds

температуры в рабочей емкости 4 в пределах минус 4-5°С. Длительность данной части процесса составляет 2-2,4 часа. Отвод тепла выделяемого в процессе режима работы термоэлектрических элементов 10 обеспечивается с помощью ребер 7, выполняющих функцию радиатора, обдуваемых вентилятором 12, приводимого в движение двигателем 13.temperature in the working tank 4 within minus 4-5 ° C. The duration of this part of the process is 2-2.4 hours. The heat dissipated during the operation of the thermoelectric elements 10 is provided using fins 7 that perform the function of a radiator, blown by a fan 12, driven by a motor 13.

В процессе льдообразования, растворенные в воде примеси в виду того, что их растворы имеют более низкую температуру замерзания, концентрируются в воде и вытесняются нарастающим на внутренней стенки 8 с ребрами 9 рабочей емкости 4 льдом в объем расположенный по ее центру. Таким образом, происходит образование «рассола» - концентрированного раствора солей в жидком состоянии в центральной области рабочей емкости 4. Температура замерзания «рассола» находится в пределах минус 6-7°С, а температура в рабочей емкости 4 поддерживается минус 4-5°С.In the process of ice formation, impurities dissolved in water, in view of the fact that their solutions have a lower freezing point, are concentrated in water and are replaced by ice growing on the inner wall 8 with ribs 9 of the working tank 4 into the volume located in its center. Thus, the formation of "brine" - a concentrated solution of salts in a liquid state in the central region of the working tank 4. The freezing temperature of the "brine" is in the range of minus 6-7 ° C, and the temperature in the working tank 4 is maintained minus 4-5 ° C .

6. По окончании стадии льдообразования и образования «рассола» в центральной области рабочей емкости 4, программный автомат 30 выдает команду на блок 27 управления сливом воды, который открывает клапан 17 на 2-3 минуты. В течение этого времени происходит слив «рассола» через сливное отверстие 5 рабочей емкости 4, по каналам 21 через распределитель потока 18 и патрубок 23 в емкость 16. По окончании слива клапан 17 закрывается.6. At the end of the stage of ice formation and the formation of "brine" in the Central region of the working tank 4, the program machine 30 issues a command to the water discharge control unit 27, which opens the valve 17 for 2-3 minutes. During this time, the "brine" is drained through the drain hole 5 of the working tank 4, through the channels 21 through the flow distributor 18 and the pipe 23 into the tank 16. At the end of the drain, the valve 17 closes.

7. После слива «рассола», программный автомат 30 подает команду блоку 26 управления термоэлектрическим модулем на включение термоэлектрических элементов 10 в режим нагрева. В результате происходит повышение температуры льда и его таяние, образуется талая вода. Температуру полученной талой воды поддерживают в пределах плюс 1,5-2°С, посредством включения термоэлектрических элементов 10 в режим термостата.7. After draining the “brine”, the program machine 30 instructs the thermoelectric module control unit 26 to turn on the thermoelectric elements 10 in the heating mode. The result is an increase in the temperature of the ice and its melting, melt water is formed. The temperature of the obtained melt water is maintained within plus 1.5-2 ° C by turning on the thermoelectric elements 10 in the thermostat mode.

Находящаяся в составе талой воды тяжелая вода D₂O, имеет температуру замерзания плюс 3,8°С и при поддержании температуры талой воды в пределах плюс 1,5-2°С, тяжелая вода в ее составе будет находиться в виде The heavy water D ₂ O contained in the melt water has a freezing temperature of plus 3.8 ° C and while maintaining the temperature of the melt water within plus 1.5-2 ° C, the heavy water in its composition will be in the form

мелких ледяных кристалликов. Это необходимо для ее удаления в дальнейшем путем фильтрации.small ice crystals. This is necessary to remove it later by filtering.

Процесс полного таяния льда и установления ее температуры во всем объеме в пределах плюс 1,5-2°С длится в течение 0,8-1,2 часа.The process of complete melting of ice and the establishment of its temperature in the entire volume within plus 1.5-2 ° C lasts for 0.8-1.2 hours.

8. По окончании стадии получения в рабочей емкости 4 талой воды с ледяными кристалликами тяжелой воды на дисплее 31 пульта управления высвечивается надпись «ПРОЦЕСС ОКОНЧЕН» и в течение 10 секунд подается звуковой сигнал.8. At the end of the stage of obtaining melt water with ice crystals of heavy water in the working tank 4, the inscription “PROCESS IS FINISHED” is displayed on the display 31 of the control panel and an audible signal sounds for 10 seconds.

9. Слив талой воды производят нажатием кнопки «ТАЛАЯ ВОДА» или автоматически, по истечении 30 минут после окончания процесса. Нажимают кнопку «ТАЛАЯ ВОДА», программный автомат 30 подает команду на блок 27 управления сливом воды, который открывает клапан 17 и распределитель потока 18 направляет поток талой воды по каналам 21 на фильтрующий элемент 20 и далее, через распределитель потока 19 в приемную емкость 16 в течение 10 секунд. В течение этого времени происходит промывка фильтрующего элемента 20 от остатков тяжелой воды D₂О, находящейся в жидком состоянии, отфильтрованной в предыдущем цикле получения талой воды. Талая вода, проходя через фильтрующий элемент 20, охлаждает его, кристаллики тяжелой воды перестают таять и отфильтровываются фильтром 20. Через 10 секунд программный автомат 30 подает команду на блок 27 управления сливом, распределитель потока 19 по каналам 21 направляет поток талой воды в емкость 15.9. Drain the melt water by pressing the “MELT WATER” button or automatically, after 30 minutes after the end of the process. Press the button “MELT WATER”, the software 30 sends a command to the drainage control unit 27, which opens the valve 17 and the flow distributor 18 directs the melt water flow through the channels 21 to the filter element 20 and then through the flow distributor 19 to the receiving tank 16 within 10 seconds. During this time, the filter element 20 is flushed from the residues of heavy water D ₂ O, which is in a liquid state, filtered in the previous melt water production cycle. Melt water, passing through the filter element 20, cools it, the crystals of heavy water cease to melt and are filtered by a filter 20. After 10 seconds, the program machine 30 sends a command to the drain control unit 27, the flow distributor 19 through channels 21 directs the flow of melt water into the tank 15.

10. Блок 27 управления сливом воды закрывает клапан 17, блок 26 управления термоэлектрическим модулем 2 выключает термоэлектрические элементы 10, электронный блок управления выключает блок 28 измерения температуры и выключается сам.10. The water discharge control unit 27 closes the valve 17, the control unit 26 of the thermoelectric module 2 turns off the thermoelectric elements 10, the electronic control unit turns off the temperature measurement unit 28 and turns off itself.

11. Автоматический слив талой воды производится в том случае, если в течении 30 минут после оповещения, что процесс закончен не осуществили слив талой воды. При активации слива талой воды в автоматическом режиме, программный автомат 30 по истечению 30 минут после окончания процесса 11. Automatic drainage of melt water is carried out if, within 30 minutes after the notification that the process is completed, the melt water has not been drained. When activating the drain of melt water in automatic mode, the program machine 30 after 30 minutes after the end of the process

выдает команду блоку 27 на слив талой воды. Автоматический слив талой воды в приемную емкость 16 происходит после получения электронным блоком управления 25 сигнала с программного автомата 30. После этого блок 27 управления сливом открывает клапан 17, распределитель 18 направляет поток талой воды на фильтр 20, выполняется промывочный режим фильтра 20 и слив воды с повышенным содержанием дейтерия в емкость 16, после чего начинается слив талой воды и распределителем потока 19 талая вода направляется в емкость 15. Так как со временем талая вода теряет свои свойства, на дисплее 31 панели управления, по окончанию слива, отражается информация о времени слива талой воды для возможности оценки ее пригодности и происходит отключение системы управления аппаратом.issues a command to block 27 to drain the melt water. Automatic drain of melt water into the receiving tank 16 occurs after the electronic control unit 25 receives a signal from the software 30. After that, the drain control unit 27 opens the valve 17, the distributor 18 directs the flow of melt water to the filter 20, the washing mode of the filter 20 is performed, and the water is drained with increased deuterium content in the tank 16, after which melt water begins to drain and the melt water distributor 19 is sent to the tank 15. Since melt water loses its properties over time, the control panel display 31 I, at the end of the drain, information about the time of melt water drainage is reflected for the possibility of evaluating its suitability and the control system of the device is turned off.

12. Нажимают кнопку «СЕТЬ» и выключают аппарат.12. Press the “NETWORK” button and turn off the device.

Новый запуск процесса возможен только вручную нажатием кнопки «ВКЛЮЧИТЬ»A new start of the process is possible only manually by pressing the “ENABLE” button

Общее время протекания процесса получения талой воды составляет 2,8-3,6 часа.The total time course of the process of obtaining melt water is 2.8-3.6 hours.

Таким образом, предложенный аппарат для очистки воды сокращает время получения чистой талой воды по сравнению с известными аналогами, повышает качество очистки воды от растворенных в ней примесей и дейтерия, имеет небольшие габариты и вес, удобен в эксплуатации, так как весь процесс очистки воды автоматизирован.Thus, the proposed apparatus for water purification reduces the time to obtain clean melt water in comparison with the known analogues, improves the quality of water purification from impurities and deuterium dissolved in it, has small dimensions and weight, is convenient in operation, since the entire process of water purification is automated.

Claims

1. A water purifier, including a working tank with a conical bottom with an opening for draining water, a thermoelectric module for freezing water and melting ice, a tank for collecting purified water and a tank for collecting water with impurities and a high content of deuterium, a control unit for the thermoelectric module and a water drainage system with drain pipes, each of which is installed above a container for collecting purified water and a tank for collecting water with impurities and a high content of deuterium, characterized in that the internal space The capacity of the working capacity is limited by a thermoelectric module hermetically connected to the hydraulic distribution panel, which is the bottom of the working capacity, while the thermoelectric module contains several thermoelectric elements installed in a vacuum sealed cavity formed by the finned outer and inner walls of the thermoelectric module and located on its upper part, on which is the filler neck of the working tank, with a fan installed on it, and the drain system VK yuchaet hydraulic distribution panel which comprises a valve, at least two water flow distributor, and the water purification filter of thin, interconnected channels.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the hydraulic distribution panel can be made of a material with low thermal conductivity.

3. The apparatus according to claim 1, characterized in that it is equipped with a power supply, an electronic control unit, including a control unit for valves and water flow distributors and connected to them to control the discharge of water in the channels of the hydraulic distribution panel, a temperature measuring unit, connected to the sensor temperature installed inside the working tank and a software connected to the control unit of the thermoelectric module, the temperature measuring unit and the valve control unit, and flow distributors and Ult with display.