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 не достаточно качественная очистка воды, связанная с технологической сложностью осуществления процесса охлаждения и нагрева.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является водоочиститель для получения талой питьевой воды, который включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части продольного сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды в виде зубчатых роликов, а также снабженный размещенным по центру стержня замороженной воды разобщающим устройством, выполненным в виде трубы, которая имеет на входе кольцевую режущую часть, а на выходе - выходной патрубок для удаления примесей в виде рассола, при этом труба оборудована нагревательным элементом (Патент РФ №2345954, C02F 1/22, опубл. 10.02.2009).
Недостатком известного водоочистителя является низкая производительность из-за конструктивного несовершенства приводного устройства, при этом зубья роликов недостаточно эффективно вдавливаются в замороженный стержень, в результате происходит их проскальзывание и снижается скорость перемещения замороженного стержня.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности.
Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом техническом решении, включающем расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части продольного сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды в виде зубчатых роликов, а также снабженный размещенным по центру стержня замороженной воды разобщающим устройством, выполненным в виде трубы, которая имеет на входе кольцевую режущую часть, а на выходе - выходной патрубок для удаления примесей в виде рассола, при этом труба оборудована нагревательным элементом, согласно изобретению, зубчатые ролики снабжены нагревательными элементами, вмонтированными в цилиндрическую часть зубчатых роликов.
Снабжение зубчатых роликов нагревательными элементами, вмонтированными в цилиндрическую часть зубчатых роликов, обеспечивает работоспособность установки в заданном режиме за счет более эффективного врезания зубьев роликов в замороженный стержень с наименьшими энергозатратами, что повышает надежность и скорость продольного перемещения стержня замороженной воды и повышает производительность установки.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На нем приведена схема работы водоочистителя с основными элементами конструкции устройства.
Водоочиститель содержит продольный сосуд 1 из нержавеющего материала, в зоне замораживания воды которого установлена кольцевая морозильная камера 2, за ней смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня 3, выполненное в виде зубчатых роликов 4 с зубчатыми поверхностями, входящими в зацепление с замороженным стержнем 3 через прорези в продольном сосуде 1. Зубчатые ролики 4 расположены по периметру продольного сосуда 1 и снабжены нагревательными элементами 5, вмонтированными в цилиндрическую часть зубчатых роликов 4. В зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня 3 разобщающее устройство в виде трубы 6, которая на входе имеет кольцевую режущую часть 7, а на выходе - выходной патрубок 8 для удаления примесей в виде рассола в канализацию 9. Труба 6 оборудована нагревательным элементом 10, который вмонтирован в кольцевую режущую часть 7. 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 конструкции устройств с регуляторами 14.
Принцип работы устройства заключается в непрерывном производстве талой воды по строго определенной временной и температурной схеме, повторяющей процесс образования талой воды в природе. Слишком быстрое замораживание не позволит очистить воду от вредных примесей, а слишком быстрое размораживание приводит к нарушению структурирования талой воды, в результате чего свойство биологической активности будет сведено к нулю.
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 роликов 4 непрерывно надвигается на режущую часть 7 трубы 6. Отделение примесей в виде рассола (типа утрамбованного снега) от чистого льда происходит за счет механического разрушения с подтаиванием посредством нагревательного элемента 10 внутренней части замороженного стержня 3. Отделенные примеси под действием своего веса 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. Благодаря тому, что зубчатые ролики 4 снабжены нагревательными элементами 5, вмонтированными в цилиндрическую часть зубчатых роликов 4, происходит врезание зубьев зубчатых роликов 4 в замороженный стержень 3 с подтаивающим эффектом и повышается надежность и скорость перемещения замороженного стержня 3.
Температурный режим работы нагревательных элементов 5 устанавливают экспериментально, в зависимости от габаритных размеров водоочистителя. Например, для объема 2-4 л зубчатые ролики 4 должны иметь температуру от +80 до +90°C.
Предлагаемая конструкция водоочистителя позволяет повысить производительность за счет сокращения времени процесса получения талой воды путем увеличения надежности работы приводного устройства.