ВОДООЧИСТИТЕЛЬ
WATER PURIFIER

Изобретение относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды.
Известно устройство для очистки воды, включающее 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 сосуда (FR 2858607 А1, 11.02.2005).
Недостатком таких устройств является недостаточно качественная очистка воды, связанная с технологической сложностью осуществления процесса охлаждения и нагрева.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является водоочиститель для получения талой питьевой воды, включающий 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, 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 сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды в виде кольца с резьбой на внутренней поверхности и с зубчатым приводом вращения на наружной поверхности, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью (патент RU №2368571, C02F 1/22, Б.И. №27, 2009).
Недостатком известного водоочистителя является низкая производительность из-за конструктивного несовершенства работы разобщающего устройства, при этом кольцевая режущая часть не успевает размельчать лед с примесями.
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, 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 сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды в виде кольца с резьбой на внутренней поверхности и с зубчатым приводом вращения на наружной поверхности, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью, согласно изобретению в зоне замораживания воды установлен с возможностью вращения относительно своей оси на шариковых опорах дополнительный цилиндр с приводом вращения в виде зубчатого зацепления, при этом на внутренней поверхности цилиндра размещена резьба в направлении перемещения стержня замороженной воды.
Установка в зоне замораживания воды с возможностью вращения относительно своей оси на шариковых опорах дополнительного цилиндра с приводом вращения в виде зубчатого зацепления, с размещенной на внутренней поверхности цилиндра резьбой в направлении перемещения стержня замороженной воды позволяет увеличить производительность и степень очистки воды и с наименьшими энергетическими затратами обеспечивать надвижение замороженного стержня воды на разобщающее устройство за счет вращения дополнительного цилиндра. При этом снижается сопротивление от трения замороженного стержня на стенки сосуда, что повышает производительность.
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 кольца 4 с резьбой 5 на внутренней поверхности, входящей в зацепление с замороженным стержнем 3 в продольном сосуде 1. Наружная поверхность кольца 4 имеет зубчатый привод вращения 6 (например, посредством понижающего редуктора с электродвигателем). В зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня 3 разобщающее устройство в виде трубы 7, которая на входе имеет режущую часть в виде зубчатого венца 8, а на выходе - расширяющийся профиль, образующий выходной патрубок 9 для удаления примесей в виде рассола в канализацию 10. 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.
В зоне замораживания воды установлен с возможностью вращения относительно своей оси на шариковых опорах 14 дополнительный цилиндр 15 с приводом вращения в виде зубчатого зацепления 16, при этом на внутренней поверхности цилиндра размещена резьба 17 в направлении перемещения стержня замороженной воды. Витки резьбы 17 начинаются в начале зоны замораживания воды, а оканчиваются в зоне кольца 4 с резьбой 5 на внутренней поверхности.
Для подачи воды в водоочиститель используют конструкции устройств с регуляторами 18.
Принцип работы устройства заключается в непрерывном производстве талой воды по временной и температурной схеме, повторяющей процесс образования талой воды в природе.
Вода, например водопроводная, подается в сосуд 1, где посредством кольцевой морозильной камеры 2 замораживается в медленном темпе. При этом замороженный стержень 3 посредством резьбы 5 на вращающемся вокруг своей оси (от зубчатого привода вращения 6) кольце 4 непрерывно надвигается на режущую часть 8 трубы 7, за счет чего происходит механическое отделение примесей в виде рассола (типа утрамбованного снега) от чистого льда. При этом за счет резьбы 17 на дополнительном цилиндре 15 происходит вращение замороженного стержня 3 вокруг своей оси и одновременное поступательное надвижение на режущую часть 8 трубы 7. Отделенные примеси по выходному патрубку 9 поступают в канализацию 9. При вращении дополнительный цилиндр 15 и кольцо 4 создают условия для вращения замороженного стержня 3 вокруг своей оси, что повышает производительность и степень очистки водоочистителя.
Замороженный стержень 3 по резьбе 17 надвигается при вращении на кольцевой нагревательный элемент 11, что позволяет производить размораживание льда с образованием активной питьевой воды. Шариковые опоры 14 удерживают дополнительный цилиндр 15 в рабочем состоянии.
По патрубку 12 талая вода поступает в емкости 13. Для подачи необходимого количества воды в водоочиститель используют регулятор 18.
Температурный режим работы морозильной камеры 2 и кольцевого нагревательного элемента 11 устанавливают экспериментально в зависимости от габаритных размеров водоочистителя.
Процентное соотношение массы получаемой талой воды к общей массе воды составляет 65-85%, а весь процесс от начала загрузки сырой воды и выхода этой воды в виде талой занимает не менее 4-6 часов.
Предлагаемая конструкция водоочистителя позволяет повысить производительность за счет проворачивания замороженного стержня дополнительным цилиндром.