ВОДООЧИСТИТЕЛЬ
WATER CLEANER

Изобретение относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды.
Известно устройство для очистки воды, включающее резервуар для размещения воды и технические средства для охлаждения и нагрева (Любарский В.М. Осадки природных вод и методы их обработки. - М.: Стройиздат, 1980, с.98-99).
Недостатком таких устройств является недостаточно качественная очистка воды, связанная с технологической сложностью осуществления процесса охлаждения и нагрева.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является водоочиститель на основе получения талой питьевой воды, который включает зону замораживания воды, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации этих примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое, при этом все зоны расположены последовательно в одном продольном сосуде, в зоне замораживания установлена кольцевая морозильная камера, за которой смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня воды, а в зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня разобщающее устройство, за которым расположен кольцевой нагревательный элемент, причем для вывода примесей в виде рассола и талой воды имеются раздельные патрубки, расположенные в нижней части продольного сосуда (Патент РФ №2312817 от 20.12.2007, C02F 1/22).
Недостатком известного водоочистителя является низкая производительность и долговечность из-за несовершенства конструкции устройства продольного перемещения замороженного стержня воды, которое выполнено в виде зубчатых роликов по периметру продольного сосуда. В процессе работы зубчатые ролики из-за большого сопротивления замороженного стержня воды о стенки продольного сосуда проскальзывают относительно льда и скорость движения стержня воды уменьшается. Из-за постоянной перегрузки зубчатые ролики выходят из строя, что сокращает срок службы водоочистителя в целом.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности и долговечности водоочистителя.
Указанная задача достигается тем, что в предлагаемом техническом решении, включающем зону замораживания воды, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое, при этом все зоны расположены последовательно в одном продольном сосуде, в зоне замораживания установлена кольцевая морозильная камера, за которой смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня воды в виде зубчатых роликов, а в зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня разобщающее устройство, за которым расположен кольцевой нагревательный элемент, причем для вывода примесей в виде рассола и талой воды имеются раздельные патрубки, расположенные в нижней части продольного сосуда, согласно изобретению приводное устройство оборудовано дополнительным усилителем перемещения замороженного стержня, выполненным в виде бесконечной ленты, которая проходит по центру продольного сосуда через зону замораживания воды, зону вытеснения примесей, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое и имеет привод движения, кинематически связанный с вращением зубчатых роликов, совпадающим со скоростью продольного перемещения замороженного стержня, при этом положение бесконечной ленты относительно продольного сосуда обеспечивается натяжными роликами. Кроме того, приводом движения бесконечной ленты является привод вращения зубчатых роликов за счет использования приводного ролика, соединенного клиноременной передачей с одним из зубчатых роликов, при этом бесконечная лента связана с приводным роликом прижимным роликом посредством упругого элемента. Кроме того, бесконечная лента выполнена из абразивного материала на стальной основе. Кроме того, приводной ролик и прижимной ролик имеют резиновый бандаж.
Применение в приводном устройстве дополнительного усилителя перемещения замороженного стержня, выполненного в виде бесконечной ленты, которая проходит по центру продольного сосуда через все зоны, обеспечивает надежное смещение замороженного стержня за счет того, что бесконечная лента вмораживается в середину замороженного стержня воды и обеспечивает за счет своего движения синхронно с роликами (используемыми в известном устройстве) надежное надвижение замороженного стержня воды на разобщающее устройство.
Использование привода движения бесконечной ленты от привода вращения зубчатых роликов за счет использования приводного ролика, соединенного клиноременной передачей с одним из зубчатых роликов, обеспечивает синхронность работы зубчатых роликов и бесконечной ленты, что повышает производительность и обеспечивает работоспособность устройства.
Связь бесконечной ленты с приводным роликом прижимным роликом посредством упругого элемента обеспечивает надежную работу бесконечной ленты по перемещению замороженного стержня.
Выполнение бесконечной ленты из абразивного материала на стальной основе обеспечивает надежное сцепление бесконечной ленты с замороженным стержнем.
Использование резинового бандажа на приводном ролике и прижимном ролике повышает их надежность сцепления с бесконечной лентой, необходимого для перемещения вмороженной бесконечной ленты в замороженный стержень.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На нем приведена схема работы водоочистителя с основными элементами конструкции устройства.
Водоочиститель содержит продольный сосуд 1, в зоне замораживания воды которого установлена кольцевая морозильная камера 2 известной конструкции и принципа работы, за ней смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня 3, выполненное в виде зубчатых роликов 4, входящих в зацепление с замороженным стержнем 3 через прорези 5 в продольном сосуде 1, которые расположены по периметру продольного сосуда 1. Для вращения зубчатых роликов 4 используют привод известных конструкций. В зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня 3 разобщающее устройство в виде трубы 6, которая на входе имеет режущую часть 7, а на выходе - расширяющийся профиль, образующий выходной патрубок 8 для удаления примесей в виде рассола в канализацию 9.
В зоне перехода воды из твердого состояния в жидкое расположен кольцевой нагревательный элемент 11. Для вывода талой воды имеется патрубок 12, напротив которого расположены емкости 13 для сбора готового продукта.
Для подачи воды в водоочиститель используют известные конструкции устройств с регуляторами 14.
Приводное устройство оборудовано дополнительным усилителем перемещения замороженного стержня, выполненным в виде бесконечной ленты 15, которая проходит по центру продольного сосуда 1 через зону замораживания воды, зону вытеснения примесей, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое и имеет привод движения, кинематически связанный с вращением зубчатых роликов 4, совпадающим со скоростью продольного перемещения замороженного стержня 3, при этом положение бесконечной ленты 15 относительно продольного сосуда обеспечивается натяжными роликами 16.
Приводом движения бесконечной ленты 15 является привод вращения зубчатых роликов 4 за счет использования приводного ролика 17, соединенного клиноременной передачей 18 с одним из зубчатых роликов 4, при этом бесконечная лента связана с приводным роликом 17 прижимным роликом 19 посредством упругого элемента 20. Бесконечная лента 15 выполнена из абразивного материала на стальной основе. Приводной ролик 17 и прижимной ролик 19 имеют резиновый бандаж.
Принцип работы устройства заключается в непрерывном производстве талой воды по строго определенной временной и температурной схеме, повторяющей процесс образования талой воды в природе.
Вода, например, водопроводная, подается в сосуд 1, где посредством кольцевой морозильной камеры 2 замораживается в медленном темпе, при котором промежутки между ледяными кристаллами заполняются новыми кристаллами, а раствор солей и других вредных веществ в воде (то есть рассол) успевает вытечь из межкристаллических промежутков и сосредоточиться в центральной части замороженного стержня 3. При этом замороженный стержень 3 посредством зубчатых роликов 4 и бесконечной ленты 15 непрерывно надвигается на режущую часть 7 трубы 6, за счет чего происходит механическое отделение примесей в виде рассола (типа утрамбованного снега) от чистого льда. Усилие, создаваемое зубчатыми роликами 4, дополняется усилием, создаваемым от перемещения бесконечной ленты 15, вмороженной в воду, посредством шероховатости поверхности бесконечной ленты 15, что повышает производительность и долговечность водоочистителя. Перемещение бесконечной ленты 15 обеспечивает приводной ролик 17, приводом которого является привод зубчатых роликов 4, за счет клиноременной передачи 18. При вращении приводного ролика 17 и прижимного ролика 19 резиновый бандаж обеспечивает надежное сцепление с шероховатой поверхностью бесконечной ленты 15. В случае аварийной ситуации (заклинивании бесконечной ленты 15 с замороженным стержнем 3 относительно продольного сосуда 1) прижимной ролик 19 отжимается и крутящий момент от зубчатых роликов 4 перестает подаваться на приводной ролик 17. После устранения неисправности упругий элемент 20 прижимает прижимной ролик 19 к приводному ролику 17 с бесконечной лентой 15 и перемещение ее возобновляется. Это повышает долговечность водоочистителя.
Отделенные примеси по выходному патрубку 8 поступают в канализацию 9. После освобождения замороженного стержня 3 от центральной части он надвигается на кольцевой нагревательный элемент 11. По патрубку 12 талая вода поступает в емкости 13. Для подачи необходимого количества воды в водоочиститель используют регулятор 14.
Процентное соотношение массы получаемой талой воды к общей массе воды составляет 60-80%, а весь процесс от начала загрузки сырой воды до выхода этой воды в виде талой занимает не менее 5-8 часов. Производительность предлагаемого водоочистителя зависит от его габаритных размеров и составляет для объема 2-4 л 5 часов, для объема 5-8 л - 8 часов.
Предлагаемая конструкция водоочистителя позволяет повысить производительность и долговечность за счет увеличения эффективности процесса получения талой воды, обеспечиваемой надежным надвижением замороженного стержня воды на режущую часть посредством бесконечной ленты и зубчатых роликов.