УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Полезная модель относится к средствам для обеспечения питьевого водоснабжения, в частности, к устройствам для электрохимической очистки питьевой воды, и может быть использована в бытовых условиях для доочистки водопроводной воды, а также для очистки природных вод до соответствия их требованиям, предъявляемым к питьевой воде.
Для оценки новизны и технического уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленной полезной моделью признаков.
Известны бытовые очистители воды, реализующие в процессе работы сорбционные и мембранные процессы. Их существенными недостатками являются накопление вредных примесей с последующим их попаданием в обрабатываемую воду, а также деионизация обрабатываемой воды.
Известны устройства для очистки водопроводной воды, в которых процесс очистки реализуется путем пропускания воды через последовательные системы фильтров: первичного (для удаления крупных частиц), угольного фильтра, ионообменной смолы и мембранного ультрафильтра (Заявка Великобритании №2197860, С02F 9/00, 1988), а также пропускание водопроводной воды в системе домашнего водоснабжения через ионообменную смолу и смесь доломита и угля (Заявка Великобритании №2198432, С02F 1/42, 1988). Недостатком этих устройств, основанных на последовательной фильтрации воды, является ухудшение ее биологических свойств из-за деминерализации при прохождении через ионообменную смолу, а также необходимость в периодической замене фильтров, в частности для регенерации ионообменной смолы, что усложняет использование известных способов в бытовых условиях и делает их более дорогостоящими.
Наиболее эффективно очищают воду устройства, использующие электрохимические методы очистки воды от антропогенных примесей.
Известно устройство для электрохимической очистки воды, в котором процесс очистки воды реализуется путем обработки ее пакетом растворимых алюминиевых электродов с периодическим изменением полярности одновременно
в проточном и непроточном режимах. Для этого межэлектродные пространства через одно перекрывают для создания непроточного режима очистки жидкости. При смене полярности электродов перекрывают ранее открытые межэлектродные пространства. Таким образом, в каждой паре соседних межэлектродных пространств электроочистку воды проводят одновременно в проточном и непроточном режимах (а.с. СССР №1165639, С02F 1/46, 1985). Данный способ электрохимической очистки воды, несмотря на ряд преимуществ (снижение энергозатрат на очистку и повышение степени очистки за счет создания непроточного режима), имеет следующие недостатки. Во-первых, с помощью известного способа невозможно добиться максимальной степени очистки воды и улучшения ее потребительских свойств, так как наличие проточного режима способствует снижению этих характеристик. Во-вторых, известный способ достаточно сложен в практической реализации при создании одновременно проточного и непроточного режимов в каждой паре соседних межэлектродных пространств, а также при обеспечении изменения режимов (проточного на непроточный) при переключении полярности электродов.
Известно устройство для электрохимической очистки питьевой воды, реализующее способ по патенту РФ №2043308, включающий обработку воды с использованием пакета параллельных растворимых электродов с последующим фильтрованием, характеризующийся тем, что обработку ведут в непроточном режиме, после отключения электродов воду перемешивают токопроводящим предметом, который заземляют, а фильтрование осуществляют после образования хлопьев коагулянта размером 1,5-2,5 мм. Устройство содержит емкость, в которой размещен пакет подключенных к источнику питания электродов с растворимым анодом, а также емкость с фильтровальным элементом. Недостатком данного устройства является малая эффективность удаления шлама, скапливающегося у горловины емкости с электродами, попадание избытка шлама на фильтровальный элемент, что существенно сокращает его ресурс.
Известно устройство для электрохимической очистки питьевой воды, содержащее источник питания, емкость реактора с расположенным в ней пакетом растворимых электродов и емкость фильтра с фильтровальным элементом, характеризующееся тем, что в верхней части емкости реактора установлен с возможностью вертикального перемещения обладающий плавучестью открытый
сверху, легко извлекаемый обратный конус с вертикальной ручкой, а емкость фильтра оснащена легкосъемным фильтровальным элементом тонкого фильтрования (патент РФ №36824, C02F 1/46). В данном устройстве над емкостью реактора может быть установлена воронка с кольцевым магнитом, закрепленным на сливной трубке.
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемой полезной моделью.
Недостатками прототипа, не позволяющими достичь поставленной нами цели, является сложность конструкции и недостаточная эффективность работы фильтровального элемента, обусловленная его торообразной формой и необходимостью специальной намотки фильтрующего материала с последующей его формообразующей деформацией.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи создания устройства для электрохимической очистки воды с простым по конструкции фильтровальным элементом, обеспечивающим эффективную степень очистки обрабатываемой воды и удобство эксплуатации при его регенерации.
Сущность заявляемой полезной модели выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого полезной моделью технического результата.
Согласно полезной модели устройство для электрохимической очистки питьевой воды, содержащее источник питания, соединенный с пакетом растворимых электродов, установленных в нижней части емкости реактора, в верхней части которой с возможностью вертикального перемещения установлен обладающий плавучестью открытый сверху легко извлекаемый обратный конус, и емкость фильтра со съемным фильтровальным элементом тонкого фильтрования, характеризуется тем, что фильтровальный элемент выполнен в виде разъемного объемного тела, образованного насадкой в форме участка сферической поверхности и плоским днищем, снабженным выпускным патрубком, при этом на сферической поверхности насадки выполнена совокупность сквозных отверстий для пропуска обрабатываемой воды, а полость разъемного объемного тела заполнена наполнителем.
В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Кроме того, заявленная полезная модель характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно:
3
- в качестве наполнителя может быть использована полипропиленовая ткань плотностью не менее 800 г/м;
- совокупность сквозных отверстий для пропуска обрабатываемой воды может быть выполнена в виде центрально ориентированного в плане отверстия круглой формы и нескольких групп фигурных прорезей, каждая из которых в плане образована по меньшей мере тремя смещенными друг от друга прорезями, ориентированными по соответствующей окружности с центром в центре симметрии насадки;
- над емкостью реактора может быть установлена воронка с кольцевым магнитом.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, совокупности признаков которых совпадают с совокупностью отличительных признаков заявленной полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".
За счет реализации отличительных признаков полезной модели (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта. В предложенном техническом решении фильтровальный элемент при простоте конструкции за счет его особой формы и исполнения обеспечивает эффективную фильтрацию обрабатываемой воды.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где на фиг.1 изображена схема заявленного устройства, на фиг.2 - фильтровальный элемент в разрезе, на фиг.3 - вид сверху на насадку фильтровального элемента.
Устройство для электрохимической очистки питьевой воды содержит источник питания 1, емкость реактора 2 с пакетом электродов 3 и емкость фильтра 4 с фильтровальным элементом 5. В верхней части емкости реактора 2 с возможностью вертикального перемещения установлен обладающий плавучестью
3
открытый сверху легко извлекаемый обратный конус 6 с ручкой 7. На емкости реактора 2 установлена воронка 8 с кольцевым магнитом 9. Фильтровальный элемент 5 выполнен в виде разъемного объемного тела, образованного насадкой 10 в форме участка сферической поверхности и плоским днищем 11, снабженным выпускным патрубком 12. На сферической поверхности насадки 10 выполнена совокупность сквозных отверстий для пропуска обрабатываемой воды в виде центрально ориентированного в плане отверстия 13 круглой формы и трех групп фигурных прорезей 14, каждая из которых в плане образована мере тремя смещенными друг от друга прорезями, ориентированными по соответствующей окружности с центром в центре симметрии насадки 10. Полость разъемного объемного тела заполнена наполнителем 15, в качестве которого использована полипропиленовая ткань плотностью не менее 800 г/м.
Устройство работает следующим образом.
Из емкости реактора 2 извлекают обратный конус 6 и устанавливают воронку 8 с магнитом 9. Через воронку 8 заливают емкость реактора 2 холодной водой. От источника питания 1 на электроды 3 подают выпрямленный ток напряжением 12-36 В. Катоды пакета электродов 3 выделяют в обрабатываемую воду электролитический водород, а аноды - ионы алюминия. Образуется гидроксид алюминия, который коагулирует, сорбируя из воды вредные примеси и поднимается в верхнюю часть емкости реактора 2. Одновременно с этим на аноде 3 образуется атомарный кислород, который активно окисляет органические примеси и обеззараживает воду. После цикла очистки источник питания отключают, в емкость реактора 2 вставляют обратный конус 6 с ручкой 7 и с его помощью извлекают накопившийся шлам из емкости реактора 2, после чего промывают обратный конус 6 проточной водой. Воду из емкости реактора 2 переливают в емкость фильтра 4, где она фильтруется через фильтровальный элемент 5. Обрабатываемая вода проходит через отверстие 13 и фигурные прорези 14 в насадке 10, затем проходит через слой наполнителя 15 и выходит из емкости фильтра 4 через выпускной патрубок 12. Заявленное выполнение фильтровального элемента за счет наличия отверстий сложной формы, обеспечивающих многократное изменение направления движения воды и исключения обходных путей для обрабатываемой воды иначе, чем через толщу наполнителя 15, обеспечивает надежное задержание наполнителем 15 всех содержащихся в воде микрочастиц. Регенерация фильтровального элемента осуществляется
путем снятия днища 11 и промывки наполнителя 15 проточной водой.
Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается известными и описанными в заявке средствами и методами, с помощью которых возможно осуществление полезной модели в том виде, как она охарактеризована в формуле полезной модели. Предложенное устройство может быть изготовлено промышленным способом с использованием известных технологий и технических средств, что обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».