УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Полезная модель относится к устройствам для очистки воды и может быть использована в быту, пищевой промышленности и медицине.
Из патента RU 2274607 известна установка для очистки воды, содержащая емкость для неочищенной воды, установленный в емкости теплообменник для отвода тепла и намораживания льда, средства для нагрева и оттаивания льда, морозильный агрегат с системой его охлаждения, трубопровод с вентилем для слива воды с примесями, трубопровод с вентилем для слива талой воды, отличающаяся тем, что теплообменник выполнен по форме многоступенчатого змеевика, расположенного в верхней части емкости по высоте примерно 1/3÷2/3 высоты емкости на расстоянии 2÷5 см относительно верхнего основания емкости и симметрично относительно ее боковой поверхности с зазором, обеспечивающим возможность объемного намораживания льда в воде вокруг змеевика до размера, не перекрывающего при кристаллизации льдом этот зазор, емкость снабжена термоизоляционной крышкой и уплотнением, трубопровод для слива воды с примесями установлен в самом сечении конического дна емкости, трубопровод для слива талой воды установлен внизу выше конического дна емкости на 0,5÷2 см.
Недостаток известной установки состоит в использовании хладагента, есть опасность его утечки, отсутствует дезинфекция воды, вода не минерализуется и не обрабатывается серебром, на выходе малый объем чистой воды, для приготовления очищенной воды требуется личное вмешательство человека: наполнение водой рабочей емкости, слива грязной воды с примесями, по пункту: Она снабжена устройством для подогрева и подачи в емкость теплой талой воды для нагрева и таяния льда и при попадании подогретой талой воды происходит смешение с только что приготовленной чистой водой, что неблагоприятно сказывается на готовом продукте.
Известно техническое решение из патента RU 2393996 C1, в котором описаны СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. Способ включает первое охлаждение воды, при котором температуру среды снижают до величины не ниже -3°C со скоростью 0,1-0,3°C/мин, и последующее замораживание воды со скоростью 0,05-0,1°C/мин до температуры не ниже -4°C для полной кристаллизации чистой воды с примесями и формирования жидкого рассола с примесями. Далее производят слив рассола, нагрев массы льда при постепенном повышении температуры со скоростью 0,16-0,18°C/мин до температуры не выше +10°C и выдержку льда до полного его размораживания. Повторное охлаждение воды осуществляют со скоростью 0,1-0,3°C/мин до температуры не ниже +2°C и выдерживают тяжелую воду до полной ее кристаллизации. Очищенную воду сливают через фильтр. Аппарат включает корпус с термостатированной рабочей емкостью с крышкой и наклонным днищем со сливным отверстием, термоэлектрический модуль для замораживания воды и таяния льда с блоком управления, потребительскую емкость для талой воды и емкость для воды с примесями. Аппарат содержит трубопроводы со средством управления сливом воды, присоединенные к сливному отверстию. Трубопроводы также соединены между собой трубопроводом с фильтром тонкой очистки воды. Технический результат: повышение качества очистки воды, автоматизация процесса, снижение времени получения готового продукта, веса, габаритов устройства. Известный аппарат рассматривается в качестве ближайшего аналога (прототипа).
Недостаток ближайшего аналога в том, что для приготовления очищенной воды требуется личное вмешательство: наполнение водой рабочей емкости, слива грязной воды с примесями, требуется выполнение двух стадий заморозки (требуется делать повторную заморозку), отсутствует дезинфекция воды, вода не минерализуется и не обрабатывается серебром, на выходе малый объем очищенной воды, требуется емкость для загрязненной воды.
Технический результат заявляемого устройства в том, что оно позволяет получить очищенную талую минерализованную воду за счет использования многоуровневой очистки от загрязняющих примесей и тяжелой воды, с возможностью минерализации, дезинфекции и обогащения ионами серебра.
Указанный технический результат достигается тем, что заявляется аппарат для очистки воды, включающий корпус с рабочей емкостью с подающими и сливными отверстиями для воды, устройство для замораживания воды и таяния льда, приемную емкость для очищенной талой воды, отличающийся тем, что содержит озонатор, приемная емкость содержит минерализатор для минерализации очищенной талой воды, а на дне приемной емкости расположена перфорированная серебряная пластина.
Рабочая емкость может иметь форму кристалла в виде многогранника, имеющего шесть боковых граней, одну грань в виде верхнего основания и шесть граней в нижнем основании, при этом угол между боковыми гранями 120°.
Возможно настольное исполнение аппарата для подачи холодной воды.
Возможно настольное исполнение аппарата для подачи подогреваемой воды.
Возможно подключение к водопроводу и канализации для непрерывного производства чистой воды и слива загрязненной в канализацию.
Минералы в приемной емкости могут находиться в сетке из экологически чистого материала для удобной промывки минералов.
Возможна установка дополнительного фильтра тонкой очистки на трубопровод для откачки талой воды с рабочих емкостей после разморозки, что обеспечивает осаждение на нем мельчайших кристаллов тяжелой воды.
Озонатор может быть подключен к трубопроводной системе откачки талой воды из рабочих емкостей.
Вариант реализации полезной модели поясняется фигурами иллюстраций Фиг.1 и Фиг.2, где: 1 - корпус; 2 - рабочая емкость; 3 - наклонное днище рабочей емкости; 4 - крышка рабочей емкости, 5 - термоэлектрический модуль; 6 - теплообменник, 7 - радиатор охлаждения теплообменника (термоэлетрического модуля), 8 - отверстие для подачи воды в рабочую емкость; 9 - трубопровод для подачи воды в рабочую емкость; 10 - самоочищающийся фильтр; 11 - электрогидроклапан для контроля подачи воды; 12 - озонатор, 13 - обратный клапан на трубопроводе озонатора; 14 - трубопровод озонатора, 15 - отверстие для вывода озона из рабочей емкости, 16 - трубопровод для вывода озона из рабочих емкостей, 17 - обратный клапан на трубопроводе для вывода озона из рабочих емкостей, 18 - отверстие для слива загрязненной воды из рабочей емкости; 19 - трубопровод для откачки загрязненной воды с рабочей емкости; 20 - водяной насос для откачки загрязненной воды с рабочих емкостей, 21 - обратный клапан на трубопроводе для сброса грязной воды в канализацию; 22 - отверстие для подачи озона и откачки размороженной талой воды, находится в начале сужения дна рабочей емкости, 23 - водяной насос для откачки талой очищенной воды; 24 - трубопровод для подачи озона и для откачки талой очищенной воды с рабочих емкостей, 25 - фильтр; 26 - обратный клапан; 27 - выходное отверстие трубопровода с очищенной талой водой; 28 - приемная емкость для талой очищенной воды, 29 - крышка приемной емкости, 30 - теплоизоляция приемной емкости, 31 - наклонное днище приемной емкости, 32 - минеральный комплекс, 33 - сетка для минералов из экологически чистого материала, 34 - серебряная перфорированная пластина, 35 - блок управления термоэлектрических модулей (Фиг.2); 36 - электродвигатель с вентилятором для принудительного охлаждения радиаторов термоэлектрических элементов с блоком питания (для воздушного охлаждения); 37 - воздухоохладитель, допустим, испарительного типа (Фиг.2); 38 - сливное отверстие приемной емкости; 39 - трубопровод для откачки приготовленной очищенной воды; 40 - выходное отверстие для подачи потребителю талой очищенной воды.
Пример реализации полезной модели.
Устройство для очистки воды включает корпус 1 (Фиг.1), в котором размещены рабочая емкость (емкости) 2 с наклонным днищем 3, крышкой рабочей емкости 4, термоэлектрический модуль 5 для замораживания воды и таяния льда, теплообменник 6, радиатор 7 для его охлаждения, отверстие 8 для подачи воды в рабочую емкость по трубопроводу 9 через самоочищающийся фильтр 10 с водопровода через электрогидроклапан 11 для контроля подачи воды, озон подается с озонатора 12 проходя через обратный клапан 13 по трубопроводу 14, соединяется с трубопроводом 24 и попадает в рабочие емкости 2 через отверстие 22, озон из рабочих емкостей 2 выводится через отверстие 15 расположенного в крышке 4 и выводится по трубопроводам 16, проходит через обратный клапан 17 и подсоединяется к трубопроводу 19 для сброса в канализацию, загрязненная вода из рабочей емкости 2 откачивается насосом 20 через отверстие 18 для слива загрязненной воды по трубопроводу 19 и, проходя через обратный клапан 21, сбрасывается в канализацию, приготовленная талая вода откачивается с рабочих емкостей 2 водяным насосом 23 через отверстие 22 находящееся в начале сужения дна рабочей емкости 2 по трубопроводу 24 проходя через обратный клапан 26 попадет через выходное отверстие 27 в приемную емкость 28. Приемная емкость 28 имеет крышку 29 и наклонное днище 31, на наклонном днище 31 расположен минеральный комплекс 32 в сетке из экологически чистого материала 33 и лежит перфорированная серебряная пластина 34, блок управления 35 (Фиг.2) термоэлектрических модулей 5, расположенных снаружи на боковой поверхности рабочих емкостей 2 для замораживания воды и таяния льда, электродвигатель с вентилятором 36 для принудительного охлаждения вместе с блоком питания для подачи охлажденного воздуха по трубопроводам на Фиг. не показаны на радиаторы охлаждения 7 теплообменника 6 термоэлектрических модулей 5 попадает в воздухоохладитель 37 (Фиг.2); допустим, испарительного типа, где система охлаждения представляет собой систему замкнутого типа охлаждаемого потока воздуха или жидкости (в случае использования жидкого хладагента) (не показано). Приготовленная очищенная и минерализованная вода откачивается через сливное отверстие 38 приемной емкости 28, проходя по трубопроводу 39, подается потребителю через выходное отверстие 40, с возможностью подсоединения к настольной подаче холодной талой и подогретой очищенной воды потребителю.
Устройство работает следующим образом.
Устройство подключается к водопроводу на входе с помощью трубопровода, к примеру, как посудомоющая машина. Открывается электрогидроклапан 11 (Фиг.1) и поступающая вода из водопровода проходит первичную грубую очистку воды через самоочищающийся фильтр 10, и по трубопроводу 9 попадает в рабочие емкости 2 и заполняет их на 85% их объема и электрогидроклапан 11 закрывается. Далее озонатор 12 производит озон и подает его по трубопроводу 14 проходя через обратный клапан 13, который соединяется с трубопроводом 24 и озон попадает через отверстие 22 в рабочую емкость 2. Время озонирования, к примеру, 10 л воды с производительностью 600 мг/ч озонатора 12 составит около 10 мин. Озон из рабочих емкостей 2 выводится через отверстие 15 расположенного в крышке 4 и выводится по трубопроводам 16, проходит через обратный клапан 17 и подсоединяется к трубопроводу 19 для вывода озона в канализацию, а при отсутствии канализации с помощью отдельно подсоединяемого трубопровода выпускается вне помещения. Во время озонирования воды термоэлектрический модуль 5 начинает охлаждать стенки рабочей емкости 2 до t=0°C и выдержкой этой температуры в течение 10 мин для кристаллизации тяжелой воды у стенок рабочей емкости 2, затем температура понижается до -20°C до кристаллизации около 75-80% от общего объема воды и заморозка прекращается. Производится откачка находящегося в центре незамерзшего остатка загрязненной воды, насосом 20 через дренажное отверстие 18 на дне 3 рабочей емкости 2, проходя по трубопроводу 19 через обратный клапан 21, сбрасывается в канализацию путем подключения трубопровода, например, к сифону мойки или другим способом. Затем происходит отделение тяжелой воды от общей массы льда путем разморозки наружного слоя льда, для чего стенки рабочей емкости 2 постепенно нагреваются за счет автоматического переключения полярности напряжения термоэлектрических элементов, и происходит обратный эффект (стенки внутри емкости начинают нагреваться) задается программой в блоке управления 35 и стенки рабочей емкости 2 нагреваются до температуры +20°C, происходит оттаивание льда у боковых стенок рабочей емкости 2 и таким образом оттаивает около 10% от общего объема льда (время разморозки будет расчетным), далее размороженная тяжелая вода откачивается через отверстие 18 для слива загрязненной воды по трубопроводу 19 насосом 20, проходит через обратный клапан 21 и так же сбрасывается в канализацию. При этом разморозка не прекращается и оставшийся лед расплавляется нагретыми стенками рабочей емкости 2 до температуры воды в рабочей емкости не более +2°C. Охлаждение термоэлектрического модуля 5 осуществляется теплообменником 6 с помощью радиаторов охлаждения 7 потоком воздуха от электродвигателя с вентилятором и блоком питания 36 (при использовании воздушного охлаждения). После полной разморозки оставшегося льда производится откачка приготовленной талой воды насосом 23 через отверстие 22, проходя по трубопроводу 24, очищается от взвесей фильтром 25 (фильтрующий элемент имеет минеральный состав), проходит через обратный клапан 26 и попадет через выходное отверстие 27 в приемную емкость 28. Причем, слив талой воды после размораживания производят через отверстие 22, расположенное в начале сужения дна 3 рабочей емкости 2, а слив загрязненной воды производится через отверстие 18, расположенное на самом дне емкости, что сокращает количество попадания в приготовленную воду осаженных на дне взвесей. Очищенная талая вода попадает в приемную емкость 28, на наклонном днище 31 которого расположен минеральный комплекс 32 (для минерализации воды) в сетке из экологически чистого материала 33. Полностью приготовленная талая обработанная минералами и серебром вода откачивается из приемной емкости 28 через отверстие 38 наклонного днища 31 и, проходя по трубопроводу 39, выходит через выходное отверстие 40 и подается потребителю. Минеральный комплекс может представлять собой смесь минералов: шунгит и различные разновидности кварца: горный хрусталь, дымчатый кварц, розовый кварц, аметист, кахолонг, сердолик, а также может содержать и другие композиции для минерализации воды и придания ей определенных свойств. Минеральный комплекс 32 находится в сетке 33 из экологически чистого материала для удобной промывки камней в процессе обслуживания. Для более длительного сохранения биологически активных свойств очищенной талой воды приемная емкость 28 имеет теплоизоляцию 30 со всех сторон, а также для более длительного сохранения прохладной температуры талой воды. Также в приемной емкости 28 расположена перфорированная серебряная пластина 34 для обеззараживания воды и обогащения ее ионами серебра. В этой емкости вода хранится, минерализуется и обрабатывается серебром и подается потребителю. Таким образом происходит многоуровневая очистка от загрязняющих примесей и тяжелой воды. В итоге мы получаем около 65% чистой (протиевой) воды. В данном аппарате есть возможность приготовления чистой талой воды без минерализации путем удаления минерального комплекса из приемной емкости, а также без обработки серебром путем удаления серебряной перфорированной пластины из приемной емкости, таким образом получаем различные свойства талой воды. Весь процесс приготовления очищенной талой воды производится непрерывно, при котором вода в приемной емкости постоянно свежая и биологически активная за счет периодичного полного обновления, т.е. как только приготовится талая очищенная вода в рабочих емкостях, она полностью заменяет приготовленную до этого воду в приемной емкости. Подача и подогрев может быть использован в настольном исполнении как, например, в устройстве домашнего кулера для воды. Аппарат устроен так, что озонатор подключается к трубопроводной системе откачки талой воды из рабочих емкостей, и озонирование производится из отверстия для откачки талой воды, тем самым сокращается количество трубопровода и за счет озона поддерживается постоянная дезинфекция всей системы которая взаимодействует с талой водой во время всего процесса приготовления и подачи потребителю. Аппарат может напрямую подключаться к водопроводу и канализации для непрерывного производства чистой талой воды, а может быть предусмотрен насос для закачки воды из любых емкостей с водой. Аппарат может быть изготовлен таких размеров и формы, что, допустим, для обработки 10 литров воды аппарат будет иметь примерные габаритные размеры 750×400×500 мм (длина-ширина-высота), и сможет разместиться в стандартном кухонном гарнитуре для экономии места кухне, а также может быть изготовлен в напольном исполнении. При производстве аппарата в зависимости от желаемого количества очищенной талой воды и от времени, затрачиваемого на ее производство, можно изменять объем и количество рабочих емкостей. Форма рабочих емкостей может быть также произвольной формы и положения в пространстве. Например, форма рабочих емкостей может иметь форму кристалла-многогранника, имеющего шесть боковых граней, одну грань в виде верхнего основания и шесть граней в нижнем основании, при этом угол между гранями 120°. Это воссоздает природные формы роста кристалла минерала и позволяет получить энергетическую зарядку воды, укрепляя связи между молекулами воды. Возможно применение в качестве охладителя компрессорного охлаждения теплообменника, как в холодильных установках. Горячий воздух или жидкость (в зависимости от того используется воздушное или водяное охлаждение) не выпускается из аппарата, а охлаждается внутри самого аппарата, что предотвращает нагрев воздуха в помещении, но если возникла необходимость в обогреве помещения, может быть предусмотрена заслонка для подачи горячего воздуха в помещение. Газы от озонатора выпускаются в канализацию для предотвращения попадания в помещение и заодно дезинфекции канализации, при ее отсутствии выводятся в вентиляционное окно или вне помещения. Процесс приготовления очищенной воды происходит без участия человека. В аппарате может быть установлен счетчик для замены фильтрующего элемента минерального состава через определенное количество циклов или приготовленного объема талой очищенной воды.