МЕХАНИЗМ ДЛЯ СЛИВА ЖИДКИХ КОМПОНЕНТОВ АППАРАТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Полезная модель относится к механизму для слива жидких компонентов аппарата для очистки воды в бытовых условиях, улучшающего биологические свойства воды путем удаления растворимых в ней канцерогенных и мутагенных веществ и газов, а также существенно уменьшающих содержание в ней тяжелых изотопов водорода (дейтерия) путем фазового разделения исходной воды с примесями, методом кристаллизации вымораживанием в замкнутом объеме на чистую воду и воду с примесями и может быть использована в быту, пищевой промышленности и медицине.
Известен механизм для слива жидких компонентов устройства для очистки воды, включающий электроклапаны, каждый из которых установлен соответственно на трубопроводе слива загрязненной воды с органическими и неорганическими примесями, трубопроводе слива талой воды без удаления мелких кристаллов льда, содержащих примеси дейтерия и трубопроводе слива талой воды с фильтром тонкой очистки и блок управления указанными клапанами (патент РФ №2274607, МПК C02F 1/22, опубл. 20.04.2006).
Однако электроклапаны и фильтр тонкой очистки в указанном механизме для слива жидких компонентов расположены в разных местах устройства для очистки воды и на разном уровне по высоте, что снижает технологичность сборки устройства, усложняет его обслуживание, а для обеспечения функционирования фильтра тонкой очистки талой воды установлен насос для перекачки и циркуляции воды под высоким давлением, что усложняет указанный механизм.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является механизм для слива жидких компонентов аппарата для очистки воды, содержащий подключенные к отверстию для слива жидких компонентов рабочей емкости аппарата трубопровод слива загрязненной воды и трубопровод слива чистой талой воды, четыре электроклапана, установленные попарно в указанных трубопроводах, трубопровод с фильтром тонкой очистки воды, соединенный концами с трубопроводами для слива загрязненной и чистой талой воды между электрическими клапанами и блок управления, подключенный к электрическим клапанам (патент на полезную модель РФ №81187, МПК С02F 1/22, опубл. 10.03.2009 г.). Фильтр тонкой очистки представляет собой сетку с микроотверстиями, установленную поперек горизонтально расположенного трубопровода.
Однако электроклапаны и фильтр тонкой очистки в указанном механизме слива жидких компонентов расположены в виде отдельных соединенных между собой элементов, что снижает технологичность изготовления и сборки аппарата, усложняет его обслуживание, при функционировании фильтра тонкой очистки талой воды, он периодически может засоряться вследствие того, что сетка фильтра расположена перпендикулярно горизонтально перемещающемуся потоку воды, а между циклами работы аппарата на фильтре образуется воздушная пробка, что усложняет процесс его обслуживания и эксплуатации.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является создание такого механизма для слива жидких компонентов аппарата для очистки воды, который повышает технологичность изготовления и сборки аппарата, надежность работы и упрощает его обслуживание.
Указанный технический результат достигается тем, что в механизме для слива жидких компонентов аппарата для очистки воды, содержащем подключенные к отверстию для слива жидких компонентов рабочей емкости аппарата водопровод для слива загрязненной воды и водопровод для слива чистой талой воды через входной водопровод механизма, четыре электрических клапана, установленные попарно в водопроводах для слива загрязненной воды и для слива чистой талой воды, фильтр тонкой очистки воды, соединенный входным и выходным патрубками с водопроводами для слива загрязненной и чистой талой воды между их электрическими клапанами, согласно полезной модели, он содержит корпус, в котором фильтр тонкой очистки имеет камеру, расположен в последней горизонтально и разделяет ее на верхнюю и нижнюю части, входной патрубок фильтра подключен к нижней части камеры, а выходной его патрубок - к верхней части камеры. Входной водопровод механизма, водопроводы для слива загрязненной воды и слива чистой талой воды, входной и выходной патрубки фильтра тонкой очистки выполнены в теле корпуса механизма в виде каналов, а камера фильтра тонкой очистки - в виде полости. Корпус механизма выполнен разъемным.
Повышение технологичности изготовления и сборки аппарата достигается за счет выполнения механизма для слива жидких компонентов в одном разъемном корпусе в виде съемного картриджа. Причем, корпус механизма формуют вместе с каналами (водоводами) и камерой фильтра тонкой очистки в его теле. Упрощение обслуживания состоит в том, что заявляемый механизм, используемый в аппарате для очистки воды, например, после 1000 циклов получения чистой талой воды, заменяют как картридж, который после профилактической очистки, может быть использован вновь. Надежность работы механизма состоит в том, что фильтр тонкой очистки практически не засоряется за счет того, что талая вода и другие жидкие компоненты пропускают через фильтр снизу вверх, вследствие чего осадок за счет сил гравитации оседает на дно камеры фильтра и не засоряет последний. Между циклами получения талой воды в нем не образуются воздушные пробки.
На фиг.1 изображена схема заявляемого механизма для слива жидких компонентов аппарата для очистки воды при всех закрытых клапанах (фаза ожидания). На фиг.2 - то же, фаза промывки механизма. На фиг.3 - то же, фаза слива загрязненной воды органическими и неорганическими примесями. На фиг.4 - то же, фаза слива очищенной талой воды. На фиг.5 изображен внешний вид механизма для слива жидких компонентов в корпусе. На фиг.6 приведена схема аппарата для очистки воды с механизмом для слива жидких компонентов.
Ниже приведено описание механизма для слива жидких компонентов в составе аппарата для очистки воды.
Аппарат для очистки воды включает корпус 1, в котором размещены рабочая емкость 2 с крышкой 3 и коническим днищем 4 с отверстием 5 для слива воды, термоэлектрический модуль 6 для замораживания воды и таяния льда, емкость 7 для приема талой очищенной воды и емкость 8 для приема воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия. Аппарат содержит механизм 9 для слива жидких компонентов (загрязненную органическими и неорганическими примесями воду, очищенную талую воду и воду, содержащую дейтерий) через отверстие 5 конического днища 4 рабочей емкости 2.
Механизм 9 для слива жидких компонентов (фиг.1, 5 и 6) содержит корпус 10, в котором размещены подключенные к отверстию 5 для слива жидких компонентов рабочей емкости 2 водопровод 11 для слива чистой талой воды и водопровод 12 для слива загрязненной воды через входной водопровод 13 механизма, четыре электрических клапана 14, 15, 16 и 17, установленные попарно в указанных водопроводах: клапаны 14 и 15 - в водопроводе 11, а клапаны 16 и 17 - в водопроводе 12 и фильтр 18 тонкой очистки воды, соединенный входным патрубком 19 с водопроводом 12 и выходным патрубком 20 с водопроводом 11 между их соответственно электрическими клапанами 14, 15 и 16, 17. Фильтр 18 тонкой очистки имеет камеру 21, в которой он расположен горизонтально и разделяет камеру 21 на верхнюю 22 и нижнюю 23 части. Входной патрубок 19 фильтра подключен к нижней части 23 камеры 21, а выходной его патрубок 20 - к верхней части 22 камеры 21. Входной водопровод 13 механизма, водопроводы 11 и 12 для слива загрязненной воды и слива чистой талой воды, входной и выходной патрубки 19 и 20 фильтра 18 тонкой очистки выполнены в теле корпуса 10 механизма в виде каналов, а камера 21 фильтра тонкой очистки - в виде полости. Корпус 10 механизма выполнен разъемным.
Сливные патрубки 24 и 25 водопроводов 11 и 12 установлены соответственно над емкостью 7 для приема очищенной талой воды и емкостью 8 для приема воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия. Термоэлектрический модуль 6 содержит несколько термоэлектрических элементов 26, расположенных снаружи на боковой поверхности рабочей емкости 2 для замораживания воды и таяния льда. Кроме того, аппарат имеет электронный блок 27 управления, включающий блок 28 управления термоэлектрическим модулем 6, соединенный с его элементами 26, блок 29 управления клапанами 14-17 механизма слива жидких компонентов, соединенный с последними, программный автомат 30 и блок 31 измерения температуры с датчиком 32 температуры, установленным внутри или снаружи емкости 2 для замораживания воды и таяния льда. Программный автомат 30 подключен к блоку 29 управления клапанами, блоку 31 измерения температуры и блоку 28 управления термоэлектрическим модулем 6. В варианте выполнения аппарата для бытовых нужд емкости 2, 7 и 8 имеют объем 2 литра.
В процессе технического обслуживания аппарата для очистки воды механизм 9 снимают и заменяют новым, прошедший процесс проверки и очистке.
Аппарат работает следующим образом.
1. Устройство включают в электрическую сеть.
2. Открывают крышку 3 и в рабочую емкость 2 заливают 1,5-2 литра воды (питьевая, водопроводная по ГОСТу). Крышку 3 закрывают.
3. На пульте управления (на чертеже не показан) включают кнопку «Сеть», соединенную с электронным блоком 27 управления. Загорается индикация сети.
4. Нажимают кнопку «Начать процесс».
Программный автомат 30 в электронном блоке управления 27 выполняет следующий алгоритм работы устройства:
5. Блок 29 управления клапанами открывает клапаны 14 и 17 (клапаны 15, 16 закрыты). Происходит промыв фильтра 18, камеры 21, водопроводов 11, 12 и 13 и патрубков 19, 20 водой в объеме 100 мл из рабочей емкости 2 и слив грязной воды в емкость 8 (фиг.2).
6. Клапаны 14 и 17 закрываются.
7. Блок 28 управления термоэлектрическим модулем 6 включает термоэлектрические элементы 26 в режим охлаждения. Электронный блок управления 27 включает блок 31 измерения температуры.
8. В емкости 2 происходит охлаждение воды до температуры кристаллизации 0°С, далее процесс кристаллизации - образование льда и охлаждение полученного льда до минус 4-5°С в течение 4-5 часов. Процесс льдообразования происходит в направлении от стенок рабочей емкости 2, охлаждаемых термоэлектрическими элементами 26 к центру. Отвод тепла от термоэлектрических элементов 26 обеспечивается с помощью радиаторов (на чертеже не показаны).
Растворенные в воде примеси (соли металлов, органические загрязнения и т.д.) в процессе образования льда вытесняются в объем, расположенный по центру рабочей емкости 2, тем самым происходит образование «рассола» - вода с повышенным содержанием солей и различных загрязнителей. В соответствии с общеизвестными данными температура замерзания данного «рассола» составляет минус 6-7°С.
9. Блок 29 управления клапанами открывает клапаны 16, 17 (клапаны 14, 15 закрыты). Происходит слив «рассола» из рабочей емкости 2 через отверстие 5, по водопроводам 13 и 12, патрубку 25 в емкость 8 в течение 2-5 минут. Клапаны 16, 17 закрываются (фиг.3).
10. Блок 28 управления термоэлектрическим модулем 6 включает термоэлектрические элементы 26 в режим нагрева. Происходит повышение температуры льда в рабочей емкости 2 до температуры 0°С, при которой наступает плавление льда и последующий нагрев полученной очищенной талой воды до температуры +2°С в течение времени 2-3 часа.
11. Блок 28 управления термоэлектрическим модулем 6 включает термоэлектрические элементы 26 в режим термостата для поддержания заданной температуры очищенной талой воды в рабочей емкости 2 в диапазоне плюс 2-3°С. Находящаяся в составе талой воды тяжелая вода (D2O) имеет температуру замерзания +3,8 градуса Цельсия, таким образом, в процессе поддержания температуры талой воды в диапазоне +2+3 градуса Цельсия, происходит процесс кристаллизации тяжелой воды с образованием мелких кристаллов тяжелой воды.
12. После истечения времени 1-2 часа на электронном блоке 27 управления загорается надпись «Процесс окончен». После загорания надписи в течение 5 часов может бить реализован слив талой воды и выключение устройства.
13. Нажимают кнопку «Талая вода». Блок 29 управления клапанами открывает клапаны 15, 16 (клапаны 14, 17 закрыты), происходит слив талой воды (фиг.4) по водопроводам 13, 12, входному патрубку 19, нижнюю часть 23 камеры 21, через фильтр 18, верхнюю часть 22 камеры 21, выходной патрубок 20, водопровод 11 и сливной патрубок 24 в емкость 7 в течение времени 3-5 минут. Прохождение талой воды через фильтр 18 снизу вверх обеспечивает осаждение н нижней части 23 камеры 21 мельчайших кристаллов тяжелой воды (D2O) и осадка без засорения фильтра 18 и образования воздушных пузырьков. Блок 29 управления клапанами закрывает клапаны 15, 16. Блок 28 управления термоэлектрическим модулем 6 выключает термоэлектрические элементы 26. Электронный блок 27 управления выключает блок 31 измерения температуры и выключается сам.
14. Если в течение 5 часов после загорания надписи «Процесс окончен» не произведен слив талой воды и отключения устройства, то программный автомат 30 подает сигнал на электронный блок 27 управления, который выдает команду блоку 29 управления клапанами. При этом открываются клапаны 16, 17 (клапаны 14, 15 закрыты). Происходит слив талой воды в емкость 8. Клапаны 16, 17 закрываются, отключается блок 29 управления клапанами, отключается блок 28 управления термоэлектрическим модулем 6, отключается блок 31 измерения температуры, отключается программный автомат 30, отключается электронный блок 27 управления. Общее время протекания процесса получения талой воды 7-10 часов.
15.. Кнопку «Сеть» выключают.
Таким образом, упрощение обслуживания состоит в том, что заявляемый механизм, используемый в аппарате для очистки воды, например, после 1000 циклов получения чистой талой воды, снимают и заменяют новым. Надежность работы механизма состоит в том, что фильтр тонкой очистки практически не засоряется за счет того, что талая вода и другие жидкие компоненты пропускают через фильтр снизу вверх, вследствие чего осадок за счет сил гравитации оседает на дно камеры фильтра и не засоряет последний. Между циклами получения талой воды в нем не образуются воздушные пробки.