УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОЧИЩЕННОЙ ЖИДКОСТИ

Предлагаемое техническое решение относится к области средств для очистки жидкости и может быть использовано для получения очищенной жидкости с меньшими затратами электрической энергии, при несложной технической реализации.
Аналогичные технические решения известны см., например, авторское свидетельство СССР №946573, которое содержит:
- емкость с очищаемой жидкостью;
- насос высокого давления (40÷50 атм.), подсоединенный своим входом к выходу источника очищаемой жидкости;
- цилиндрический пустотелый корпус, подсоединенный своей внутренней полостью к выходу насоса высокого давления;
- камеры испарения последовательно установленные на выходе цилиндрического пустотелого корпуса и выполненные в виде соединенных между собой конфузоров (6,7,8,9) и труб (10,11,12,13);
- конденсаторы-подогреватели (22,23,24), расположенные и установленные на выходе испарительных камер, кроме первой испарительной камеры, и подсоединенные каждым своим входом к внутренней полости каждой предыдущей камеры испарения;
- кавитаторы (14,15,16,17), расположенные и установленные внутри каждой испарительной камеры и взаимодействующие своими внутренними полостями с потоком очищаемой жидкости первоначально поступающей с выхода насоса высокого давления на первый и последующие входы кавитаторов;
- общий конденсатор (бак) для очищенной жидкости, подсоединенный своими входами к выходам конденсаторов (14,15,16,17).
Общими признаками предлагаемого технического решения и выше охарактеризованного аналога являются следующие признаки:
- емкость с очищаемой жидкостью;
- насос высокого давления, подсоединенный своим входом к выходу источника очищаемой жидкости;
- как минимум, один кавитатор, подсоединенный своим входом к выходу насоса;
- бак для очищенной жидкости.
Известно также аналогичное техническое решение см., авторское свидетельство СССР №1111778, которое выбрано в качестве прототипа и которое содержит:
- емкость (36) с очищаемой жидкостью;
- насос высокого давления (40÷50 атм.), подсоединенный своим выходом к входу последовательно соединенных между собой теплообменников (32, 27, 30, 26, 29, 28) и подогревателя - 1;
- цилиндрический пустотелый корпус (2), подсоединенный своей внутренней полостью к выходу подогревателя (1);
- камеры испарения (3, 4, 5, 6, 7) последовательно установленные на выходе цилиндрического пустотелого корпуса (2);
- промежуточные конденсаторы (21, 22, 23), расположенные и установленные на выходе соответствующих испарительных камер (4, 5, 6) и подсоединенные своими соответствующими входами к внутренним полостям соответствующих предыдущих камер испарения (4, 5, 6), а своими соответствующими выходами к соответствующим входам теплообменников (28, 29, 30), при этом последние две ступени испарительных камер (6 и 7)
подсоединены своими внутренними полостями через пароотводящие трубы (24 и 25) к соответствующим входам теплообменников (26 и 27);
- кавитаторы (13, 14, 15, 16, 17), расположенные и установленные во внутренних полостях камер испарения (3, 4, 5, 6, 7) и взаимодействующие своими внутренними полостями с потоком очищаемой жидкости, поступающей с выхода насоса высокого давления через теплообменники (32,27,30,26,29 и 28) и подогреватель - 1 на первый и последующие входы кавитаторов;
- сборник (36) очищенной жидкости, расположенный своим входом на выходе теплообменников (28,29,26,30 и 27).
Общими признаками предлагаемого технического решения и прототипа являются следующие признаки:
- емкость с очищаемой жидкостью;
- насос высокого давления, подсоединенный своим входом к выходу (внутренней полости) емкости с очищаемой жидкостью;
- как минимум, один кавитатор, подсоединенный своим входом к выходу насоса высокого давления;
- сборник очищенной жидкости.
Технический результат, который невозможно достичь ни одним из известных аналогичных технических решений заключается в снижении значительных энергозатрат и в исключении сложной технической реализации.
Причиной невозможности достижения вышеуказанного технического результата является то, что сложившаяся практика в вопросах получения очищенной жидкости предусматривает использование широко известных и сложных технических средств, таких как многоступенчатые испарительные камеры, кавитаторы и теплообменники, которые для получения очищенной жидкости требуют значительных энергозатрат, при этом поиску более
эффективных средств для получения очищенной жидкости должного внимания не уделялось.
Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений можно сделать вывод, что задача по созданию средств для получения очищенной жидкости, имеющих меньшие энергозатраты и менее сложную техническую реализацию является актуальной на сегодняшний день.
Технический результат, указанный выше достигается тем, что устройство для получения очищенной жидкости, содержащее емкость с очищаемой жидкостью, насос высокого давления, подсоединенный своим входом к выходу емкости с очищаемой жидкостью, как минимум, один кавитатор, подсоединенный своим входом к выходу насоса высокого давления и сборник очищенной жидкости, снабжено измерителем температуры, расположенным своим входом во внутренней полости емкости с очищаемой жидкостью, отстойником очищаемой жидкости, подсоединенным своим выходом через насос перекачки очищенной жидкости к входу сборника очищенной жидкости и своим входом к выходу кавитатора, подсоединенного своим выходом к внутренней полости емкости с очищаемой жидкостью.
Введение измерителя температуры, отстойника очищаемой жидкости, их расположение и подсоединение, а также подсоединение выхода, как минимум, одного кавитатора к внутренней полости емкости с очищаемой жидкостью позволяют при подаче очищаемой жидкости через насос высокого давления в, как минимум, один кавитатор и из, как минимум, одного кавитатора в емкость с очищаемой жидкостью, осуществить дробление очищаемой жидкости на микрочастицы воды и микрочастицы примесей, как за счет решетки, установленной в, как минимум, одном кавитаторе, так и за счет кавитационных пузырьков, создаваемых в потоке очищаемой жидкости при- каждом временном цикле прохождения очищаемого потока жидкости из емкости с очищаемой жидкостью через
насос высокого давления, как минимум, один кавитатор и обратно в емкость с очищаемой жидкостью, которые в результате своего «захлапывания» выделяют свою внутреннюю энергию, способствующую дополнительному дроблению потока очищаемой жидкости на микрочастицы воды и микрочастицы примесей и способствующую нагреванию до требуемой температуры непрерывного потока очищаемой жидкости, уничтожению бактерий и микроорганизмов и выделению клееспособных микрочастиц из микрочастиц примесей, а последующая подача такого обработанного потока очищаемой жидкости в отстойник очищаемой жидкости обеспечивает склеивание микрочастиц примесей между собой и их осаждение на дно отстойника очищаемой жидкости с образованием четкой границы разделения между жидкой и твердой фракциями очищаемой жидкости. При этом контроль за образованием границы разделения между жидкой и твердой фракциями очищаемой жидкости осуществляют, например, через смотровое окно, выполненное в боковой поверхности отстойника очищаемой жидкости, а после перекачки из отстойника очищаемой жидкости верхнего слоя очищаемой жидкости через насос в сборник очищенной жидкости, получить очищенную жидкость, при этом по сравнению с известными аналогичными техническими решениями, получение очищенной жидкости не требует значительных затрат электроэнергии и имеет несложную техническую реализацию, так как не используются многоступенчатые испарительные камеры, кавитаторы и теплообменники, в чем и заключается достижение вышеуказанного технического результата.
Предлагаемое устройство для получения очищенной жидкости поясняется нижеследующим описанием и чертежом, на котором представлено устройство для получения очищенной жидкости и которое содержит:
- емкость -1 с очищаемой жидкостью;
- первый вентиль - 2, расположенный своим выходом во внутренней полости емкости - 1 с очищаемой жидкостью и
подключаемый своим входом к источнику с очищаемой жидкостью, например, через обычный насос (позиция насоса на чертеже не обозначена);
- предохранительный обратный клапан - 3, расположенный своим входом во внутренней полости емкости-1 с очищаемой жидкостью;
- измеритель температуры-4 (обычный термометр), расположенный своим входом во внутренней полости емкости-1 с очищаемой жидкостью;
- насос - 5 высокого давления, подсоединенный своим входом к выходу емкости-1 с очищаемой жидкостью;
- как минимум, один кавитатор-6, подсоединенный своим входом к выходу насоса - 5 высокого давления, а своим выходом к внутренней полости емкости - 1 с очищаемой жидкостью;
- второй вентиль - 7, подсоединенный своим входом к выходу, как минимум, одного кавитатора - 6;
- отстойник - 8 очищаемой жидкости, подсоединенный своим входом к выходу второго вентиля - 7;
- третий вентиль -9, подсоединенный своим входом к выходу отстойника - 8 очищаемой жидкости;
- насос - 10 перекачки очищаемой жидкости из отстойника - 8 очищаемой жидкости, подсоединенный своим входом к выходу третьего вентиля - 9;
- сборник - 11 очищенной жидкости, подсоединенный своим входом к выходу насоса - 10 перекачки очищаемой жидкости из отстойника - 8 очищаемой жидкости;
- четвертый вентиль - 12, подсоединенный своим входом к внутренней полости отстойника - 8 очищаемой жидкости и
расположенный своим выходом над внутренней полостью тары - 13 для сбора примесей.
Предлагаемое устройство для получения очищаемой жидкости работает следующим образом.
Открывают первый вентиль - 2 и заполняют на 75÷80% внутреннюю полость емкости - 1 очищаемой жидкостью из источника очищаемой жидкости.
Включают насос - 5 высокого давления и обеспечивают подачу очищаемой жидкости в, как минимум, один кавитатор - 6, с выхода которого поток очищаемой жидкости возвращается в емкость - 1 с очищаемой жидкостью, образуя при этом замкнутый контур прохождения потока очищаемой жидкости с выхода емкости - 1 с очищаемой жидкостью через насос - 5 высокого давления, через, как минимум, один кавитатор -6 и обратно в емкость - 1 с очищаемой жидкостью.
При этом непрерывный поток очищаемой жидкости, проходя по замкнутому контуру, начинает дробиться на микрочастицы воды и микрочастицы примесей, как за счет решетки, установленной в, как минимум, одном кавитаторе -6, так и за счет кавитационных пузырьков, создаваемых в потоке очищаемой жидкости при каждом временном цикле прохождения очищаемого потока жидкости из емкости -1 с очищаемой жидкостью через насос -5 высокого давления, через, как минимум, один кавитатор и обратно в емкость -1 с очищаемой жидкостью.
Кавитационные пузырьки в результате своего «захлапывания», выделяют свою внутреннюю энергию, которая способствует дополнительному дроблению потока очищаемой жидкости на микрочастицы воды и микрочастицы примесей и способствует нагреванию до требуемой температуры (60÷100°С, контролируемой измерителем температуры -4) непрерывного потока очищаемой жидкости, уничтожению бактерий и микроорганизмов и выделению клееспособных микрочастиц из микрочастиц примесей. При этом необходимо отметить, как было установлено
экспериментально, что нагревание потока очищаемой жидкости до температуры менее 60°С не обеспечивает уничтожение бактерий и микроорганизмов в потоке очищаемой жидкости, а нагревание потока очищаемой жидкости до температуры более 110°С не обеспечивает выделение клееспособных микрочастиц из микрочастиц примесей. При значительном увеличении давления внутри емкости -1 с очищаемой жидкостью включается предохранительный обратный клапан -3, и избыточное давление внутри емкости -1 с очищаемой жидкостью «сбрасывается» в атмосферу.
Открывают второй вентиль -7 и обеспечивают последующую подачу такого обработанного потока очищаемой жидкости в отстойник -8 очищаемой жидкости, в котором в результате отстоя очищаемой жидкости происходит склеивание микрочастиц примесей между собой и их осаждение на дно отстойника -8 очищаемой жидкости с образованием четкой границы разделения между жидкой и твердой фракциями очищаемой жидкости. При этом визуальный контроль за образованием границы разделения между жидкой и твердой фракциями очищаемой жидкости осуществляется через смотровое окно, выполненное в боковой поверхности отстойника -8 очищаемой жидкости. Открывают третий вентиль -9. Включают насос -10 перекачки очищенной жидкости из отстойника -8 очищаемой жидкости, перекачивают верхний слой очищенной жидкости в сборник -11 очищенной жидкости и получают очищенную жидкость. После чего отключают насос -10 перекачки очищенной жидкости, а для удаления примесей из отстойника -8 очищенной жидкости открывают четвертый вентиль -12 и убирают остатки примесей в тару -13 для сбора примесей.
Показатели качества полученной очищенной жидкости (воды) приведены в таблице №1.
Использование предлагаемого устройства позволяет получить очищенную жидкость (воду), показатели которой не уступают требованиям действующего СанПиНа 2.1.4.559-96.
Таким образом, предлагаемое устройство для получения очищенной жидкости позволяет при меньших энергозатратах и с менее сложной технической реализацией за счет создания замкнутого контура для прохождения очищаемой жидкости, более эффективного дробления, нагревания и разделения очищаемой жидкости на жидкую и твердую фракции получить очищенную жидкость (воду), обладающую необходимыми высокими потребительскими показателями качества. Поэтому предлагаемое устройство для получения очищенной жидкости займет достойное место среди известных объектов аналогичного назначения.
Таблица №1
№№ п/п
Показатели качества
Единицы измерения
предлагаемое устройство для получения очищенной жидкости
Норма СанПиНа 2.1.4.559-96
1
мутность
мг/л
до 0,4
1,5
2
цветность
град
до 2
20
3
запах
баллы
0
2
4
привкус
баллы
0
2
5
окисляемость
МГО/л
до 4
6
6
рН
7÷8
6÷9
7
ост.акт.хлор
МГ/л
до 0,4
0,3÷0,5
8
ост.алюминий
МГ/л
до 0,1
0,3÷0,5
9
ост.железо
МГ/л
до 0,05
0,3
10
жесткость
МГЭ/л
до 1,0
до 1,0