МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА БЕЗРЕАГЕНТНОЙ ВОДОПОДГОТОВКИ
MULTISTEP SMART SYSTEM FOR REAGENTLESS WATER TREATMENT

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для защиты и очистки от отложений солей жесткости (накипи) на внутренних поверхностях трубопроводов, систем отопления, водонагревательного и отопительного оборудования (котлы, бойлеры, радиаторы, теплообменники и т.д.), а также может быть использовано в стиральных и посудомоечных машинах, холодильной технике и т.д.
Известен способ термоумягчения и обезжелезивания воды (патент РФ №2225848, C02F 5/02, 20.03.2004), включающий нагрев и кипячение воды с удалением из нее кислых реагентов и осадка, по которому кипячение воды осуществляют в деаэраторе, при котором происходит растворение металла корпуса и узлов деаэратора с образованием гидроксида металла, выполняющего функцию стабилизатора солей жесткости, при этом деаэратор снабжен устройством для отделения осадка, а нагрев воды в деаэраторе осуществляют паром и продувочной водой из котла с использованием содержащейся в ней щелочи и закисного железа для умягчения и стабилизации воды.
Недостатком аналога является сложность и громоздкость конструкции.
исход
смешан
смешан
част.1мягк
част.2исход
исход
смешан
смешан
Известен блок управления для водоумягчающего устройства (патент РФ №2493107, C02F 1/42, 20.09.2013), содержащий основную подводящую линию для исходной воды, основную отводящую линию для смешанной воды, датчик для определения жесткости исходной воды WH или смешанной воды WH, вторичную отводящую линию, которая питается исходной водой из основной подводящей линии, вторичную подводящую линию, которая подается на основную отводящую линию, байпасный трубопровод, который проходит параллельно вторичной отводящей линии и вторичной подводящей линии, автоматически регулируемое смешивающее устройство для смешения потока смешанной воды V (t) из первого частичного потока V(t) вторичной подводящей линии и второго частичного потока V(t) байпасного трубопровода, электронное управляющее устройство, выполненное таким образом, что посредством определенной жесткости воды WH или WH обеспечивает дополнительную регулировку установленного положения смешивающего устройства для установки жесткости воды в потоке смешанной воды V(t) на заданное расчетное значение.
Недостатком аналога является сложность и громоздкость конструкции.
Известен также радиочастотный преобразователь солей жесткости (патент РФ №56891, C02F 1/48, 27.09.2006), содержащий магистральный трубопровод обрабатываемой водной системы, генератор несинусоидальных электромагнитных колебаний качающейся частоты, к противофазным выходам которого подключены провода-излучатели, навитые во взаимно противоположном направлении на магистральный трубопровод.
Недостатком аналога являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием непрерывного контроля за состоянием оборудования радиочастотного преобразователя солей жесткости.
Известна автоматизированная система водоподготовки (патент РФ №2377193, C02F 9/00, 27.12.2009), включающая программно-логическое устройство, датчики и исполнительные механизмы, причем программно-логическое устройство в виде управляющей ЭВМ соединено с конструктивно разделенными по меньшей мере двумя измерительными контроллерами и контроллером силовой коммутации, причем один из измерительных контроллеров осуществляет сбор информации с датчиков давления, уровня и разрежения, другой осуществляет контроль удельного электрического сопротивления воды, а контроллер силовой коммутации осуществляет управление исполнительными механизмами, которыми являются насосы, электромагнитные клапаны и шаровые краны с электрическими приводами.
Недостатком аналога является сложность и громоздкость конструкции.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является комплекс преобразования солей жесткости, содержащий корпус, в котором расположены генератор несинусоидальных электромагнитных колебаний качающейся частоты, к противофазным выходам которого подключены провода-излучатели с возможностью их навивки во взаимно противоположном направлении на трубопровод, расположенные в корпусе, блок интеллектуального режима оповещения, соединенный с генератором несинусоидальных электромагнитных колебаний качающейся частоты и автономным источником питания, индикатор, расположенный на корпусе, датчик сигнализации, соединенный с корпусом, и стяжки, выполненные из токонепроводящего материала, с возможностью закрепления проводов-излучателей и расположенные на трубопроводе (патент РФ №2552474, C02F 1/48, C02F 5/00, 10.06.2015).
Недостатками ближайшего аналога являются ограниченные функциональные возможности, невысокая надежность и безопасность, а также невысокое качество водоподготовки.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей системы, за счет введения дополнительных ступеней очистки.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы системы, обеспечение ее безопасности, повышение качества водоподготовки.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что система водоподготовки, включающая корпус, в котором расположен генератор несинусоидальных электромагнитных колебаний качающейся частоты, к противофазным выходам которого подключены провода-излучатели с возможностью их навивки во взаимно противоположном направлении на трубопровод, блок интеллектуального режима оповещения, соединенный с генератором несинусоидальных электромагнитных колебаний качающейся частоты и автономным источником питания, индикатор, расположенный на корпусе, датчик сигнализации, соединенный с корпусом, и стяжки, выполненные из токонепроводящего материала с возможностью закрепления проводов-излучателей и расположенные на трубопроводе, согласно изобретению содержит ультрафиолетовый обеззараживатель и фильтр очистки от примесей и взвешенных частиц, расположенные в корпусе.
Кроме того, в системе водоподготовки согласно изобретению стяжки могут быть выполнены из пластика.
Кроме того, в системе водоподготовки согласно изобретению блок интеллектуального режима оповещения может быть выполнен в виде GSM-модуля.
Кроме того, в системе водоподготовки согласно изобретению в качестве автономного источника питания может быть применена аккумуляторная батарея.
Кроме того, в системе водоподготовки согласно изобретению индикатор может быть выполнен светодиодным.
Генератор несинусоидальных колебаний формирует плавно изменяющиеся колебания в диапазоне частот от 1 кГц до 10 кГц, причем частота колебаний непрерывно и плавно изменяется от минимума до максимума и обратно. Иными словами применен генератор несинусоидальных колебаний качающейся частоты (Советский энциклопедический словарь. Гл. редактор Прохоров A.M., издание 2, М.: издательство Советская энциклопедия, 1983 г., стр. 287). А провода-излучатели, подключенные к противофазным выходам генератора несинусоидальных колебаний качающейся частоты, совместно с магистральным трубопроводом, на который они навиты, или перекачиваемой жидкостью обеспечивают обработку солей жесткости, растворенных в воде, в результате чего последние теряют способность объединяться в кристаллы и оседать на стенках трубопровода в виде накипи.
Существо изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема многоступенчатой интеллектуальной системы безреагентной водоподготовки.
Многоступенчатая интеллектуальная система безреагентной водоподготовки одержит корпус 1, в котором расположены генератор несинусоидальных колебаний качающейся частоты с противофазными выходами 2. На магистральный трубопровод 3 обрабатываемой водной системы навиты провода-излучатели 4 и 5, подключенные к противофазным выходам генератора несинусоидальных колебаний качающейся частоты 2. Направление навивки проводов-излучателей 4 и 5 - взаимно противоположное. На магистральном трубопроводе 3 обрабатываемой водной системы расположены выполненные из токонепроводящего материала, например пластика, стяжки 6 с возможностью закрепления проводов-излучателей 4 и 5. На магистральном трубопроводе 3 расположены фильтр очистки от примесей и взвешенных частиц 7, ультрафиолетовый обеззараживатель 8 и блок интеллектуального режима оповещения 9, например GSM-модуль, соединенный с автономным источником питания 10, например аккумуляторной батареей, и генератором несинусоидальных колебаний качающейся частоты с противофазными выходами 2, связанным с индикатором 11. Блок интеллектуального режима оповещения 9 соединен с датчиком сигнализации 12.
Многоступенчатая интеллектуальная система безреагентной водоподготовки работает следующим образом.
Воду, подвергаемую противонакипной обработке, подают по магистральному трубопроводу 3. Генератор несинусоидальных колебаний качающейся частоты с противофазными выходами 2 через провода-излучатели 4 и 5 посредством электромагнитного поля воздействует на соли жесткости, растворенные в воде, в результате чего последние теряют на некоторое время способность объединяться в кристаллы и оседать на стенках трубопровода в виде накипи, при этом солевой состав воды не изменяется.
Электромагнитное поле попадает внутрь трубопровода, вне зависимости от его материала, следующим образом. На провода-излучатели 4 и 5 подают противофазные импульсы напряжения с частотой, формируемой генератором несинусоидальных колебаний качающейся частоты 2. Благодаря емкостной связи между проводами-излучателями 4 и 5 и магистральным трубопроводом 3 (в случае токопроводящего трубопровода) или с водой в магистральном трубопроводе 3 (в случае не токопроводящего трубопровода) магистрального трубопровода 3, между навитыми во взаимно противоположном направлении проводами-излучателями 4 и 5, закрепленные предварительно на трубопроводе 3 стяжками 6, возникают знакопеременные импульсы тока, порождающие знакопеременное магнитное поле, как вне, так и внутри магистрального трубопровода 3, которое в свою очередь порождает в проводящей жидкости, в воде, знакопеременные импульсы тока и т.д. Таким образом, в потоке воды, прокачиваемой по магистральному трубопроводу 3, создается импульсное знакопеременное электромагнитное поле с постоянно меняющейся во времени частотой. Фильтр очистки от примесей и взвешенных частиц 7 препятствует попаданию примесей и вредных частиц в воду, обеспечивая вторую ступень водоподготовки. Ультрафиолетовый обеззараживатель 8 обеззараживает воду путем воздействия ультрафиолетового облучения, обеспечивая третью ступень водоподготовки. Ультрафиолетовые обеззараживатели предназначены для очистки воды от грибков, бактерий, водорослей и вирусов. Находящиеся внутри обеззараживателей кварцевые лампы испускают ультрафиолетовые волны, что вызывает изменения ДНК и РНК всех микроорганизмов и на генетическом уровне блокирует их жизнедеятельность. Блок интеллектуального режима оповещения 9 обеспечивает возможность отображения информации о состоянии многоступенчатой интеллектуальной универсальной системы безреагентной водоподготовки, о ее функциональном сбое, в том числе поломке или искажении генерируемого сигнала. Блок интеллектуального режима оповещения 9 уведомляет, например путем отправления SMS-уведомления, владельца оборудования при включении или выключении внешнего источника энергии. При выключении внешнего источника энергии блок интеллектуального режима оповещения 9 работает от автономного источника питания 10, например аккумуляторной батареи. Работа генератора несинусоидальных колебаний качающейся частоты с противофазными выходами 2 отображается на индикаторе 11. Блок интеллектуального режима оповещения 9 оповещает также владельца оборудования или охрану о несанкционированном появлении постороннего объекта в помещении, где установлено данное оборудование, посредством датчика сигнализации 12, выполняя охранные функции. Это позволяет эффективно противостоять попыткам похищения оборудования, совершению террористических актов и других преступлений на объекте с установленным оборудованием.
Особенность многоступенчатой интеллектуальной системы безреагентной водоподготовки в том, что помимо выполнения своих основных функций по предотвращению появления накипи, она выполняет целый ряд задач:
1) дистанционное интерактивное информирование владельца оборудования о функциональном сбое самого оборудования, в том числе поломке или искажении генерируемого сигнала;
2) при выключении внешнего источника энергии владельцу оборудования дистанционно интерактивно передается соответствующий сигнал, что позволяет повысить эффективность жизнеобеспечения объекта, в котором установлено данное оборудование, оповещая о возможном сбое в работе всей системы отопления или прекращении подачи электроэнергии;
3) оповещение владельца оборудования о несанкционированном появлении постороннего объекта в помещении, где установлено данное оборудования, выполняя охранные функции;
4) наличие ступени с ультрафиолетовым обеззараживателем повышает степень водоподготовки;
5) наличие ступени с фильтром очистки от примесей и взвешенных частиц дополнительно усиливает степень водоподготовки.
Таким образом, многоступенчатая интеллектуальная универсальная система безреагентной водоподготовки позволяет тем самым осуществлять круглосуточную непрерывную охрану помещения, в котором установлено данное оборудование, путем уведомления, например SMS-уведомлением, и значительно повысить качество водоподготовки. Данное оборудование наиболее полезно для теплогенерирующих компаний, управляющих компаний жилищно-коммунального хозяйства, культурных и социальных объектов, административных помещений и т.д.
Итак, заявляемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности системы, повысить ее надежность и безопасность, а также повысить качество водоподготовки, за счет введения фильтрующих и обеззараживающих устройств.