УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ЗАМОРАЖИВАНИЕМ

Полезная модель относится к устройствам для очистки питьевой воды, а более конкретно к устройствам для очистки питьевой воды путем ее замораживания в морозильных камерах бытовых холодильников и последующего оттаивания.
Известно устройство для очистки воды путем ее замораживания, включающее емкость для размещения воды с крышкой и дном, при этом емкость в вертикальном сечении имеет форму перевернутого усеченного конуса. На верхнюю крышку нанесено термоизоляционное покрытие, а дно емкости опирается на съемный стакан с размещенным внутри него термоизоляционным покрытием (см. патент России №2142914 с приоритетом от 24.04.98 г.). К недостаткам указанной конструкции относится:
- сложность удаления полученных продуктов замораживания воды;
- необходимость слива рассола;
- невозможность использования в качестве емкости для размещения воды удобных в обращении и широко распространенных пластиковых бутылок.
Известна также конструкция (см. патент России №2186034 с приоритетом от 27.07.02 г.) для обессоливания воды замораживанием и последующим оттаиванием, содержащая сосуд и размещенным в нем осевым нагревателем для расплавления ~15% льда и получения концентрата, который сливают через специально проделанное отверстие. Несмотря на очевидные преимущества по сравнению с предыдущим изобретением, указанная конструкция обладает следующими недостатками:
- необходимость проделывания в центре дна отверстия после замораживания воды;
- необходимость расплавления ~15% льда для получения рассола и его последующего слива через проделанное отверстие.
Несмотря на указанные недостатки, устройство, приведенное в описании к патенту №2186034, может быть принято в качестве прототипа.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является устранение приведенных выше недостатков и создание конструкции, позволяющей оперативно и без проделывания дополнительного отверстия в дне сосуда извлекать скопившиеся в центре сосуда вредные примеси.
Этот технический результат достигается тем, что рабочая поверхность осевого нагревателя выполнена перфорированной, что позволяет в процессе замораживания воды собирать вредные примеси в центре сосуда, а после окончательного замораживания воды оперативно извлекать их из центра сосуда в виде столбика льда.
Предложенное техническое решение обеспечивает повышение качества питьевой воды за счет очистки льда от вредных примесей в процессе замораживания воды в морозильной камере бытового холодильника, извлечения из центра сосуда вредных примесей в виде ледяного столба и последующего оттаивания очищенного льда.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где на фиг.1 показан общий вид устройства в разрезе. Устройство для очистки воды состоит из сосуда 1 для воды, имеющего нижнее 2 и верхнее 3 днища. В верхнем днище выполнено отверстие 4, предназначенное для заполнения сосуда водой и слива талой воды, а также для установки и извлечения осевого трубчатого нагревателя 5. На нижнем днище 2 сосуда 1 установлена теплозащита 6, выполненная, например, в виде стакана из пенопласта. К осевому трубчатому нагревателю 5 подключен блок питания 7 (на чертеже не показан), обеспечивающий заданные режимы работы осевого нагревателя 5.
Рабочая поверхность (поверхность, контактирующая с водой) осевого нагревателя 5 выполнена в виде перфорированной цилиндрической оболочки 8 с глухим дном 9. Количество элементов перфорации, их взаимное расположение по высоте оболочки 8 и формы (окно, щель, отверстие) выполнены исходя из условий свободного прохода охлаждаемой воды во внутреннюю полость оболочки 8 в любом сечении по высоте перфорированной оболочки 8. В районе соприкосновения осевого трубчатого нагревателя 5 и верхнего днища 3 установлен, смонтированный на нагревателе 5, теплоизолятор 10, который защищает верхнее днище 3 от нагрева в районе отверстия 4. Установка теплоизолятора 10 позволяет использовать в качестве сосуда пластиковые бутылки, выполненные из полиэтилентерефтората. Установленный в сосуд 1 осевой трубчатый нагреватель 5 фиксируется в сосуде 1 элементом крепления 11, например гайкой.
Устройство для очистки воды работает следующим образом. В сосуд 1 через отверстие 4 заливается подлежащая очистке питьевая вода. По оси сосуда 1 в отверстие 4 устанавливается осевой трубчатый нагреватель 5 (при этом блок питания не подключен), который фиксируется элементом крепления 11. Заполненный водой сосуд 1 с установленным нагревателем 5 помещают в морозильную камеру бытового холодильника в вертикальном положении и оставляют его на 5-12 часов до полного замораживания воды. В связи с тем, что на нижнем днище 2 установлена теплозащита 6, а над поверхностью воды оставлена воздушная подушка, процесс замерзания воды начинается от внешнего контура сосуда 1 и продвигается к центру. Замерзая, вода образует лед, очищенный от растворенных в ней вредных примесей, солей, веществ и газов. Незамерзшая вода с находящимися в ней примесями через отверстия перфорированной цилиндрической оболочки 8 поступает в ее внутреннюю полость. После окончательного замерзания воды устройство достают из холодильника, подсоединяют блок питания 7 и в импульсном режиме нагревают перфорированную цилиндрическую оболочку 8. По обе
стороны оболочки 8 лед тает и образует водяную пленку вдоль всей рабочей поверхности оболочки 8, что позволяет извлечь из сосуда 1 осевой нагреватель 5 с перфорированной оболочкой 8 и находящийся в нем столб «грязного льда». Оставшийся в сосуде 1 очищенный лед подвергают естественному оттаиванию, и получают очищенную от примесей и газов талую воду. Удаление ледяного столба из оболочки 8 производят горячей водой.
Патентуемое устройство позволяет получить в бытовых условиях (без применения специальных фильтров) очищенную от вредных веществ, примесей и растворенных газов питьевую воду с хорошо известными свойствами талой воды.
Источники информации:
1. Патент России №2221201, кл. F 25 C 1/12. Устройство для замораживания жидкости. 2004 г.
2. Свидетельство на полезную модель России №33371, кл. C 02 F 1/22. Устройство для получения протиевой воды методом криогенной сепарации. 2003 г.
3. Патент России №2186033, кл. C 02 F 1/22. Способ улучшения качества питьевой воды замораживанием и оттаиванием. 2002 г.
4. Патент России №2186034, кл. C 02 F 1/22. Способ обессоливания воды или растворов солей замораживанием и оттаиванием. 2002 г.
5. Патент России №2142914, кл. C 02 F 1/22. Способ очистки воды путем ее замораживания и устройство для его осуществления. 1999 г.
6. Патент России №2111924, кл. C 02 F 1/22. Способ получения талой воды и генератор талой воды. 1998 г.
7. Патент России №2077160, кл. C 02 F 1/22. Способ улучшения качества питьевой воды вымораживанием. 1997 г.
8. Заявка на изобретение RU №94024383, кл. C 02 F 1/22. Устройство для очистки воды. 1996 г.
9. Патент России №2225847, кл. C 02 F 5/00, C 02 F 1/22. Способ умягчения воды замораживанием. 2003 г.
10. Патент России №2208597, кл. C 02 F 9/08. Установка для получения очищенной питьевой воды. 2003 г.
11. Патент России №2128144, кл. C 02 F 1/22. Установка для очистки питьевой воды. 1999 г.
12. Патент России №2058262, кл. C 02 F 262. Устройство для очистки путем ее замораживания. 1996 г.