Устройство очистки проточной воды от нерастворимых в воде жидкостей, отличных по плотности

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к устройствам, фильтрам, узлам и другому вспомогательному оборудованию для очистки проточной воды, в частности после химической чистки одежды, обезжиривания металлов и т.д., а именно к устройствам очистки проточной воды от нерастворимых в воде жидкостей, отличных по плотности (например, растворителей).
Уровень техники
Известно устройство очистки проточной воды (https://mr-build.ru/santehnika/filtr-tonkoj-ochistki-vody.html,  обнаружено 04.06.2022 г.), содержащий корпус, встроенный фильтр, два отверстия в корпусе входное для подачи воды и выходное для забора очищенной.
Недостатком указанного устройства является его конструкция, так как вся вода принудительно прогоняется через материал (сетку, полипропилен, полиэстер и т.д.) фильтра, что сказывается на процессе очистки потока воды при ее прохождении, так как делает невозможным отделения более или менее плотной жидкости с примесями и отвода этой более или менее плотной жидкости из самого устройства, вследствие чего процесс очищения низкий. Кроме того, недостатком является постоянная конструктивная необходимость в замене встроенного фильтра.
Раскрытие полезной модели
Технический результат заключается в отводе из заявленного устройства жидкостей, отличных по плотности от жидкости проточной воды, за счет элемента канала разделения жидкостей и третьего отверстия корпуса под канал выхода жидкостей, отличных по плотности от жидкости проточной воды.
Результат достигается заявленным устройством очистки проточной воды от нерастворимых в воде жидкостей, отличных по плотности, включающим герметичный корпус в котором выполнено первое отверстие корпуса под канал входа смеси жидкости из машины химчистки, при этом герметичный корпус также содержит второе отверстие корпуса под канал выхода очищенной жидкости проточной воды, причем герметичный корпус содержит третье отверстие корпуса под канал выхода жидкостей, отличных по плотности от жидкости проточной воды, кроме того герметичный корпус содержит элемент канала разделения жидкостей, выход которого герметично выполнен вокруг второго отверстия корпуса, при этом поперечная площадь прохода жидкостей в элементе канала разделения жидкостей больше, чем площадь входа первого отверстия корпуса.
Согласно полезной модели герметичный корпус выполнен из металла.
Согласно полезной модели герметичный корпус выполнен из стекла.
Согласно полезной модели герметичный корпус выполнен из пластика.
Согласно полезной модели элемент канала разделения жидкостей выполнен в виде канала образованного незамкнутой перегородкой, закрепленной в герметичном корпусе, и частью внутренней поверхности герметичного корпуса.
Согласно полезной модели элемент канала разделения жидкостей выполнен в виде трубы.
Согласно полезной модели элемент канала разделения жидкостей выполнен в виде канала образованного вертикальной пластиной, закрепленной в герметичном корпусе, и частью внутренней поверхности герметичного корпуса.
Как следствие основного результата достигается дополнительный результат: заключающийся в неограниченном по времени использовании заявленного устройства, из-за отсутствия встроенного фильтра, таким образом отпадает конструктивная необходимость в смене указанного встроенного фильтра как в приведенных аналогах; заключающийся в автоматизации процесса очистки проточной воды (в частном варианте осуществления заявленного устройства), за счет встроенных дополнительных элементов таких как элемент контроля уровня, механический клапан запорного механизма, которые подключены к блоку управления.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели поясняется: фигурой 1, на которой приведена схема предпочтительного варианта осуществления заявленного устройства очистки проточной воды от нерастворимых в воде жидкостей, отличных по плотности с элементом канала разделения жидкостей выполненным в виде трубы; фигурой 2, на которой приведен вариант применения заявленного устройства для отделения жидкостей, плотность которых выше плотности проточной воды с элементом канала разделения жидкостей выполненным в виде канала образованного незамкнутой перегородкой (или вертикальной пластиной), закрепленной в герметичном корпусе, и частью внутренней поверхности герметичного корпуса; фигурой 3, на которой приведен вариант применения заявленного устройства для отделения жидкостей плотность которых ниже плотности проточной воды с элементом канала разделения жидкостей выполненным в виде канала образованного незамкнутой перегородкой (или вертикальной пластиной), закрепленной в герметичном корпусе, и частью внутренней поверхности герметичного корпуса.
Осуществление полезной модели
В настоящее время очень распространены производства, применяющие растворители (перхлорэтилен, KWL, силиконы, спирты и их смеси) для целей очистки и обезжиривания в сферах: химчистки-прачечные, обработка спецодежды на крупных производствах и фабриках, производство металлоизделий, обработка узлов и деталей машин летательных аппаратов и многое другое. Применяется для химической чистки одежды, обезжиривания металлов, в текстильной промышленности. Применяемые растворители очень опасны для окружающей среды (как для флоры, так и для фауны), но, альтернативы им, менее опасной (безопасной), и, сравнительно эффективной, на сегодняшний день нет.
Оборудование, предназначенное и используемое для этих целей, имеет замкнутый цикл работы, но, как показывает практика, имеет ряд «слабых» узлов, неисправность которых очень сложно (а иногда и невозможно ввиду человеческого фактора) определить. Одним из таких узлов является змеевик конденсатора дистиллятора, при неисправности которого неизбежно попадание растворителей в общие городские сети канализации с соответствующими пагубными последствиями.
При выходе из строя змеевика конденсатора дистиллятора происходит попадание паров растворителя в воду внутри змеевика с последующей конденсацией и канализованием вместе с водой, что приводит к экономическим потерям как самих предприятий, так и организаций, очищающих сточные воды перед сбросом в водоемы, и, последующему загрязнению (отравлению) окружающей среды.
На фигуре 1 изображено устройство очистки проточной воды от нерастворимых в воде жидкостей, отличных по плотности, включающее герметичный корпус 4 в котором выполнено первое отверстие 1 корпуса под канал входа смеси жидкости из машины химчистки, при этом герметичный корпус 4 также содержит второе отверстие 2 корпуса под канал выхода очищенной жидкости проточной воды, причем герметичный корпус 4 содержит третье отверстие 3 корпуса под канал выхода жидкостей, отличных по плотности от жидкости проточной воды, кроме того герметичный корпус 4 содержит элемент канала разделения жидкостей 5, выход которого герметично выполнен, внутри герметичного корпуса 4, вокруг второго отверстия 2 корпуса, при этом поперечная площадь прохода жидкостей в элементе канала разделения жидкостей 5 больше, чем площадь входа первого отверстия 1 корпуса.
«Традиционные» растворители делятся на два типа более плотные и менее плотные по сравнению с проточной водой. Все применяемые растворители (перхлорэтилен, тетрахлорэтилен, альтернативные растворители с торговыми названиями KWL, силиконовый, углеводородный растворитель - применяемые в отраслях химической чистки одежды и обезжиривании металлов) не растворяются в воде и имеют отличную от воды плотность: например перхлорэтилен - тяжелее воды при попытке смешивания отделяются друг от друга (перхлорэтилен оседает вниз, вода поднимается кверху); альтернативные растворители (Higlo и многие другие) - легче воды при попытке смешивания отделяются друг от друга (вода оседает вниз, растворитель поднимается кверху).
Принцип работы заявленного устройства при очистки от более плотных (см. Фиг. 2) растворителей следующий.
Смесь воды с растворителем поступает в герметичный корпус 4 устройства посредством подвода через первое отверстие 1 корпуса. За счет увеличения площади поперечного сечения потока, обеспеченного элементом канала разделения жидкостей 5 (трубой, незамкнутой перегородкой, вертикальной пластиной и т.д.) снижается скорость жидкости, более плотный растворитель в ламинарном потоке отделяется от остальной жидкости и под действием силы тяжести растворитель оседает на дно герметичного корпуса устройства. Далее поток очищенной воды на низкой скорости, исключающей «захват» растворителя отводится из герметичного корпуса 4 устройства через второе отверстие 2 корпуса под канал выхода очищенной жидкости проточной воды. Осевший на дно более тяжелый растворитель отводится из устройства через третье отверстие 3 корпуса под канал выхода жидкостей, отличных по плотности от жидкости проточной воды.
Принцип работы заявленного устройства при очистке от более легких или менее плотных (см. Фиг. 3) растворителей следующий.
Смесь воды с растворителем поступает в герметичный корпус 4 устройства посредством подвода через первое отверстие 1 корпуса. За счет увеличения площади поперечного сечения потока, обеспеченного элементом канала разделения жидкостей 5 (трубой, незамкнутой перегородкой, вертикальной пластиной и т.д.) снижается скорость жидкости, менее плотный или более легкий растворитель в ламинарном потоке отделяется от остальной жидкости и поднимается кверху в общей смеси воды герметичного корпуса 4 устройства. Далее поток очищенной воды на низкой скорости, исключающей «захват» растворителя отводится из герметичного корпуса 4 устройства через второе отверстие 2 корпуса под канал выхода очищенной жидкости проточной воды. Всплывший к поверхности более легкий растворитель отводится из устройства через третье отверстие 3 корпуса под канал выхода жидкостей, отличных по плотности от жидкости проточной воды.
В зависимости от типа растворителей (более или менее плотных по сравнению с проточной водой) заявленное устройство устанавливается либо третьим отверстием корпуса к низу, либо к верху (см. Фиг. 2, 3), а первое и второе отверстие корпуса расположены в предпочтительном варианте на противоположной стороне герметичного корпуса 4 от третьего отверстия корпуса (см. Фиг. 1, 2, 3).
В частном варианте осуществления заявленного устройства более тяжелый растворитель отводится из устройства через третье отверстие 3 корпуса например под действием открытия запорного механизма 6 (или устройства, см. Фиг. 2), насоса и т.д.
Следует отметить, в частном варианте осуществления герметичный корпус может быть выполнен прозрачным или со смотровым окном для визуального контроля и оперативного (своевременного) принятия решения о замене неисправного элемента машины (змеевика конденсатора дистиллятора), и определения таким образом необходимости отвода растворителя.
Все элементы заявленного устройства (герметичный корпус 4, элемент канала разделения жидкостей 5 и т.д.) в различных вариантах осуществления выполнены из материала (или материалов) устойчивого (устойчивых) к воздействию (химических, температурных и т.д.) сред, например из таких материалов как металл, стекло, пластик, и из других подобных материалов обеспечивающих устойчивость к воздействию сред.
Заявленное устройство не обеспечивает полное 100%-ное удаление растворителя из воды, однако способствует значительному сокращению выбросов растворителей в окружающую среду посредством отделения значительной их части от воды и раздельного удаления, а также дает возможность оперативного определения необходимости ремонта основного оборудования, исключая длительные выбросы.
В частном варианте осуществления заявленное устройство очистки проточной воды от нерастворимых в воде жидкостей, отличных по плотности, содержит подключенный к блоку управления (или контроллеру, или микроконтроллеру и т.д.) элемент (или элементы) подсветки узлов и герметичного корпуса (например при исполнении корпуса прозрачным), что повышает вероятность обнаружения нештатной ситуации (аварии, утечки растворителя). Элемент (или элементы) подсветки узлов могут быть выполнены например в виде светодиодов, лампочек и т.д.
Кроме того, в частном варианте осуществления заявленное устройство очистки проточной воды от нерастворимых в воде жидкостей, отличных по плотности, содержит элемент контроля уровня, подключенный к блоку управления (или контроллеру, или микроконтроллеру и т.д.), который выполнен с возможностью анализа информации об уровне отличных по плотности жидкостей и на основании указанной информации и заложенного алгоритма действий, открытия, закрытия механического клапана запорного механизма 6, который будет открывать или закрывать третье отверстие 3 корпуса под канал выхода жидкостей, отличных по плотности от жидкости проточной воды. Данный вариант осуществления позволит полностью автоматизировать процесс очистки проточной воды (что является дополнительным техническим результатом), за счет дополнительных элементов таких как элемент контроля уровня, механический клапан запорного механизма 6, которые подключены к блоку управления (закрепленному например на герметичном корпусе 4 или внутри него). Следует отметить, что в данном варианте конструкции заявленного устройства также может быть использован (при необходимости) элемент (или элементы) подсветки узлов и герметичного корпуса, подключенный к блоку управления.
Элемент контроля уровня может быть выполнен механическим в виде поплавка, физически связанным с механическим клапаном запорного механизма 6 (в данном варианте осуществления поплавок должен быть тяжелее воды и легче растворителя в случае, если растворитель перхлорэтилен, и, легче воды, но тяжелее растворителя, если растворитель «альтернативный»).
Элемент контроля уровня может быть выполнен электронным: так как растворители являются диэлектриками, то есть возможность использования контактных (электродных) датчиков уровня.
Также может использоваться электронно-механический элемент контроля уровня:
- оснащение элемента «герконовым» поплавком (поплавок должен быть тяжелее воды и легче растворителя в случае если растворитель перхлорэтилен, и, легче воды но тяжелее растворителя если растворитель «альтернативный»), который подает электрический сигнал на исполнительные и сигнальные устройства посредством замыкания (размыкания) контакта под действием постоянного магнитного поля;
- оснащение устройства электро-механическим поплавком (поплавок должен быть тяжелее воды и легче растворителя, в случае, если растворитель перхлорэтилен, и, легче воды, но тяжелее растворителя, если растворитель «альтернативный»), который механически связан с электрическим выключателем (переключателем), подающим электрический сигнал на исполнительные (запорный механизм 6) и сигнальные устройства посредством замыкания (размыкания) контакта под действием перемещения поплавка;
- оснащение устройства механическим поплавком с оптическим контролем (поплавок должен быть тяжелее воды и легче растворителя, в случае, если растворитель перхлорэтилен, и, легче воды но тяжелее растворителя если растворитель «альтернативный»). Оптическое устройство контролирует положение поплавка или связанного с механически с ним элемента и подает электрический сигнал на исполнительные (запорный механизм 6) и сигнальные устройства посредством замыкания (размыкания) контакта при перемещении поплавка (и/или элемента, связанного с ним механически);
Так же возможно применение других элементов контроля уровня, использующих различие физико-химических характеристик жидкостей (чувствительных к их отличию).
Использование любого элемента контроля уровня позволяет задействовать:
1. Элементы сигнализации - визуальная, световая, звуковая, вибрационная, информационная (радиоволновая, блютуз, вай-фай и т.п.).
2. Исполнительные элементы - устройства, воздействующие на другие тех. процессы: изменение(отключение) функционала напрямую и/или взаимосвязанного оборудования, клапаны автоматического отведения растворителя, блокировки, и т.п.
Использование комплекса элементов контроля уровня повышает надежность и оперативность работы устройства.
Использование комплекса элементов сигнализации повышает надежность и оперативность работы устройства.
Использование комплекса исполнительных элементов повышает надежность и оперативность работы устройства.
Современные технологии и оборудование позволяют осуществить настоящую полезную модель в крупносерийном производстве. На заводе или предприятии имеется все необходимое оборудование для производства заявленного устройства очистки проточной воды от нерастворимых в воде жидкостей, отличных по плотности.
Заявленное устройство очистки проточной воды от нерастворимых в воде жидкостей, отличных по плотности выполнено в виде единой конструкции, а именно отдельные компоненты (или составные части) заявленного устройства соединены между собой на одном предприятии-изготовителе (или заводе-изготовителе) сборочными операциями, такими как свинчивание, сочленение, клепка, сварка, пайка, опрессовка, развальцовка, склеивание и т.п.