ПЕРЕНОСНОЕ УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПОХОДНЫХ УСЛОВИЯХ
PORTABLE DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL PURIFICATION OF DRINKING WATER FOR USE IN FIELD CONDITIONS

Предлагаемое изобретение относится к области питьевого водоснабжения, конкретно к устройствам электрохимической очистки питьевой воды, и может быть использовано для очистки в походных и бытовых условиях водопроводной воды, а также для очистки природных вод и доведения физико-химических и органолептических свойств до соответствия требованиям, предъявляемым к питьевой воде.
Электрохимические методы позволяют наиболее эффективно очищать воду от антропогенных примесей (Миклашевский Н.В. др., Чистая вода. Системы очистки и бытовые фильтры. СПб.: ВХВ-Санкт-Петербург, издат. группа «Арлит», 2000, с. 154).
Известно устройство, реализующее способ электрохимической очистки питьевой воды по патенту RU 2043308, содержащее емкость, в которой размещен пакет электродов с растворимым анодом, а также емкость с фильтровальным элементом. Устройство содержит также источник питания и управления с понижающим трансформатором и выпрямителем, подсоединенным к сети переменного тока и к электродам устройства.
Известно также устройство для электрохимической очистки питьевой воды (полезная модель) по патенту №36824, содержащее источник питания, емкость реактора с расположенным в ней пакетом растворимых электродов и емкость фильтра с фильтровальным элементом, в верхней части емкости реактора установлен с возможностью вертикального перемещения обладающий плавучестью открытый сверху легко извлекаемый обратный конус с вертикальной ручкой, емкость фильтра оснащена легкосъемным фильтровальным элементом тонкого фильтрования, а над емкостью реактора установлена воронка с кольцевым магнитом, закрепленным на сливной трубке.
Недостатком этого устройства является то, что при создании устройства электрохимической очистки питьевой воды малых объемов для индивидуального пользования трудно реализовать комплекс конструкторских решений, используемых для миниатюризации устройств.
Известна конструкция устройства по патенту RU №175909, позволяющая обеспечить изготовление устройства электрохимической очистки малых объемов для индивидуального пользователя.
В этом устройстве внутренняя поверхность емкости реактора в открытой его части выполнена частично конусной так, чтобы диаметр нижнего основания этого конуса был меньше диаметра основания легкоизвлекаемого в вертикальном направлении обратного конуса, выполненного в виде поплавка, снабженного у основания посадочным пояском, сопрягающимся с внутренней конусной поверхностью емкости реактора, и имеющего пазы под контакты электродов, пакет электродов сформирован боковыми съемными планками с пазами под электроды, при этом электроды располагаются перпендикулярно днищу без его касания, а их контакты внутри верхней части емкости реактора одновременно являются направляющими для пазов легкоизвлекаемого обратного конуса, обеспечивая его устойчивое перемещение внутри реактора в вертикальном направлении, крышка-воронка с кольцевым магнитом снабжена съемными фильтрами грубой и тонкой очистки, кабели подачи питания снабжены съемными клеммами крепления к контактам электродов, при этом клеммы снабжены фиксаторами заглубления и удержания на заданной глубине обладающего плавучестью легкоизвлекаемого в вертикальном направлении обратного конуса после заполнения емкости реактора водой. Для целей транспортировки отдельные части, составляющие устройство, размещены в мягких чехлах.
Данное устройство принято за прототип.
Недостатком прототипа является отсутствие единой сборочной конструкции устройства для электрохимической очистки малых объемов для индивидуального пользователя в походных условиях, что обусловлено выполнением прототипа в виде отдельных блоков, которые необходимо собирать в единое устройство при каждом его использовании. Кроме того, выполнение подключения пакета растворимых электродов к источнику питания через пазы в обратном конусе является ненадежным и неудобным в обращении с устройством, приводит к необходимости поддержки в равновесия обратного конуса с помощью дополнительной пары контактов. Это не позволяет обеспечить устройству для электрохимической очистки малых объемов для индивидуального пользователя дополнительно свойства герметичности хранения воды в походных условиях и таким образом расширить функциональные устройства.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является расширение функциональных возможностей устройства по прототипу.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в известном устройстве электрохимической очистки воды, содержащем источник питания, емкость реактора с расположенным в ней пакетом растворимых электродов, емкость фильтра, выполненную в виде воронки, внутри которой расположены съемные фильтры грубой и тонкой очистки, на сливной трубе которой установлен кольцевой магнит, при этом поверхность емкости реактора выполнена частично конусной в открытой его части, в ней установлен с возможностью перемещения открытый сверху легкоизвлекаемый обратный конус, а пакет электродов сформирован боковыми съемными планками с пазами под электроды, при этом электроды располагаются перпендикулярно днищу емкости реактора, обратный конус выполнен в виде поплавка, сопрягающегося с конусной частью поверхности емкости реактора, причем воронка емкости фильтра выполнена с возможностью съема ее с емкости реактора, дополнительно емкость реактора снабжена герметизирующей ее крышкой-стаканом, соединенным с поверхностью емкости реактора с помощью герметичного резьбового соединения, а источник питания размещен в отсеке, соединенном по периметру с поверхностью реактора, при этом источник питания установлен на съемной крышке, с помощью винтов и стоек, укрепленных на днище емкости реактора со стороны отсека, причем электроды пакета растворимых электродов выполнены с возможностью разъемного герметичного соединения их через днище емкости реактора с полюсами источника питания, при этом устройство содержит блок тонкой очистки электролитически обработанной воды, вход которого через трубопровод соединен с емкостью реактора, а выход со сливом очищенной воды.
Дополнение емкости реактора герметизирующей ее крышкой-стаканом, соединенным с поверхностью емкости реактора с помощью герметичного, резьбового, разъемного соединения и выполнение электродов пакета растворимых электродов с возможностью разъемного герметичного соединения их через днище емкости реактора с полюсами источника питания (например, в виде гнезд полюсов, в которые вставляются штыри электродов) и блоком тонкой очистки электролитически обработанной воды, вход которого через трубопровод соединен с емкостью реактора, а выход с сливом очищенной воды, позволяет расширить функциональных возможностей устройства по прототипу и создать устройство удобное для использования в походных условиях.
На фигуре 1 в разрезе, показывающем проекцию разреза пакета 3 электродов, приведен общий вид переносного устройства электрохимической очистки воды для использования в походных условиях.
На фигуре 2 приведено расположение гнезд 24, 26, 28 полюсов источника питания, штырей 23, 25, 27 электродов 20, 21, 22 и планок 10, скрепляющих электроды 20, 21, 22 в пакет 3 электродов.
На фигуре 3  в разрезе, показывающем проекцию устройства с блоком тонкой очистки электрохимически обработанной воды, приведен общий вид переносного устройства электрохимической очистки воды для использования в походных условиях. Разрез на фигуре 3 повернут на 90 градусов по отношению к разрезу на фигуре 1.
Переносное устройство электрохимической очистки воды для использования в походных условиях по фигуре 1, содержит источник питания 1, емкость реактора 2 с расположенным в ней пакетом растворимых электродов 3, емкость фильтра 4, выполненную в виде воронки 6, внутри которой расположен съемный фильтр 5 грубой очистки, и на сливной трубе 6 которой установлен кольцевой магнит 7, при этом поверхность 8 емкости реактора 2 выполнена частично конусной в открытой его части, в ней установлен с возможностью перемещения открытый сверху легкоизвлекаемый обратный конус 9.
Пакет электродов 3 сформирован боковыми съемными планками 10 с пазами под электроды пакета 3, При этом пакет электродов 3 находится внутри емкости реактора 2 и расположен перпендикулярно днищу 11 емкости реактора 2. Обратный конус 9 выполнен в виде поплавка, сопрягающегося с конусной частью поверхностью 8 емкости реактора 2, причем воронка 6 емкости фильтра 4 выполнена с возможностью съема ее с емкости реактора 2.
Емкость реактора 2 является емкостью для переноса воды и снабжена герметизирующей ее крышкой-стаканом 12, соединенной с поверхностью 8 емкости реактора 2 с помощью герметичного винтового соединения 13, а источник питания 1 размещен в отсеке 14, соединенном по периметру с поверхностью 8, при этом источник питания 1 установлен на съемной крышке 15, с помощью винтов 16, 17 и стоек 18, 19, укрепленных на днище 11 емкости реактора 2 со стороны отсека 14.
Причем электроды 20, 21, 22 пакета растворимых электродов 3 выполнены с возможностью разъемного герметичного соединения их через днище 11 емкости реактора 2 с полюсами источника питания 1.
Вариант такого выполнения приведен на фигуре 2. На которой в сечении А-А фигуры 1 в днище 11 со стороны реактора 2 показано положение герметичных гнезд 24, 26 и 28 источника питания 1. В эти гнезда со стороны реактора 2 вставляются штыри электродов пакета 3. Электроды 20, 21, 22 в виде пластин, например, толщиной 2 мм. выполнены: электрод 20 -из алюминия, а электроды 21 и 22 - из нержавеющей стали. К пластинам электродов 20, 21, 22 приварены штыри 23, 25, 27. При этом штырь электрода 23 вставляется в гнездо 24, штырь электрода 25 - гнездо 26, а штырь электрода 27 - гнездо 28. Что позволяет обеспечить разъемный, герметичный контакт электродов 20, 21, 22 с электродами источника 1 питания На фигуре 2 также пунктиром обозначено положение электродов 20, 21, 22 в пазах боковых съемных планок 10 пакета электродов 3.
Положение блока тонкой очистки 29 электрохимически обработанной воды показано на фигуре 3. Блок 29 содержит трубопровод 30, соединяющий выход емкости реактора 2 входом насоса 32, выход которого через трубопровод 33 соединен с емкостью 34 фильтра тонкой очистки 35. Очищенная вода через слив 36 подается потребителю. Блок 29 с помощью кронштейнов 37, 38 закреплен на поверхности 8 емкости реактора 2.
Работа устройства
В исходном состоянии устройство упаковано единую конструктивную сборку, содержащую детали, элементы и блоки поименованные на фигурах 1-3. Устройство удобно носить в походных условиях и использовать его по технологии, изложенной ниже.
При подготовке к началу работы снимается крышка 12. Из емкости реактора 2 вынимаются воронка 6 с фильтром 5 и воронка 9. Электроды 22, 20, 21 пакета 3 электродов с помощью штырей 25, 23, 27 устанавливается в гнезда 26, 24 и 28 источника питания 1.
Воронка 6 с фильтром 5 устанавливается в положение сливом вниз и в емкость реактора 2 через фильтр 5 воронки 6 до рассчитанного уровня заливается исходная вода, после чего воронка 6 убирается. В горловину емкости реактора 2 устанавливается обратный конус 9
От источника питания 1 через гнезда 26, 24 и 28 подается питание на пакет электроды 3. Затем проводят обработку воды электрохимическим методом. В она предлагаемом устройстве аналогична процессу обработки в прототипе. После экспозиции отстоя источник питания 1 автоматически отключается.
Конус 9 погружают по направляющим вовнутрь емкости реактора 2 до упора его боковых стенок с посадочным поясом в частично конусную поверхности внутри верхней части емкости реактора 2, отсекая таким образом шлам, поднявшийся на поверхность воды. Затем вынимают обратный конус 9 со шламом вытаскивают из емкости реактора 2 и сливают шлам.
Далее включают блок тонкой очистки 29 электрохимически обработанной воды для окончательной очистки воды. Для этого с выхода 31 реактора 2 через трубопровод 30 вода с реактора 2 подается в насос 32 и далее через трубопровод 33 в фильтр 34 тонкой очистки, где и помощью фильтра 35 производится окончательная очистка воды. Годовая к употреблению очищенная вода сливается крышку-стакан 12 для употребления в походных условиях. Далее процесс получения питьевой воды может многократно повторяться.
При окончании использования устройства оно упаковывается в виде сборки и может переноситься в походном порядке.