УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩЕГО ВОДНОГО РАСТВОРА
APPARATUS FOR PRODUCING DISINFECTANT AQUEOUS SOLUTION

Изобретение относится к области обеззараживания и консервации воды и предназначено для использования в установках для получения аэрозольно-газовой смеси, смешения образующейся аэрозольно-газовой смеси с водой с целью получения водных дезинфицирующих и консервирующих растворов.
Известно «Устройство для контакта газа с жидкостью», содержащее корпус, инжекционную камеру, распылитель, смеситель, выполненный в виде трубы, диспергатор, расположенный перпендикулярно к оси трубы, при этом внутри смесителя установлены поперечные перегородки в виде системы «диск - кольцо». Патент на пол. модель №111455; МКИ: B01F 5/14, публ. 20.12.2011. Недостатком данного устройства является сложность конструкции, необходимость распыления жидкости, использование двух фаз контакта жидкости и газа. Система смешения в виде «диск-кольцо» требует подачи воды под избыточным давлением. Такая многоступенчатая схема снижает производительность при повышенных энергозатратах.
Патент РФ №2124299; МКИ: A23L 1/025; публ. 10.01.99 г.
Известна «Установка для введения газа ксенона в жидкие среды», включающая реактор- смеситель, гомогенизатор и циркуляционный трубопроводный контур, при этом она дополнительно содержит весы, на которых размещена емкость для ксенона, а также последовательно размещенные между емкостью для ксенона и гомогенизатором перистальтический насос и узел подачи ксенона.
Патент на пол. модель РФ №123685, MIIK: B01F 3/04; д.публ.2013.01.10.
Данный способ также имеет сложное конструктивное решение, которое предполагает наличие перистальтического насоса для подачи газа. В данном устройстве отсутствует эжектор, поэтому смешение происходит за счет гомогенизации, т.е. барботирования газа через слой жидкости с помощью перистальтического насоса, что предполагает большие энергозатраты.
Известен «Эжектор для дозирования газообразного хлора в воду», содержащий узел для подвода исходной воды, находящейся под давлением, сопло, рабочую камеру, камеру смешения, диффузор, узел подвода эжектируемого газообразного хлора, узел для отвода смешанного обработанной хлором воды.
Патент РФ на изобретение №2367508; MKH: B01F 3/04; д. публ. 2009.09.20.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому в качестве изобретения является «Устройство для получения дезинфицирующего водного раствора», включающее магистральный трубопровод воды, эжектор и штуцер подвода газа к эжектору, при этом магистральный трубопровод снабжен калиброванной шайбой, а эжектор установлен после калиброванной шайбы под углом к магистральному трубопроводу, при этом диаметры сопла эжектора, отверстия калиброванной шайбы и магистрального трубопровода выбраны в соответствии с соотношением 1:3:10. Авт. св-во СССР №1646096, МКИ: BOIF 3/04; 5/04, публ. 22.06.89 г.
К техническому результату относится повышение качества дезинфицирующего водного раствора путем интенсификации процесса перемешивания аэрозольно-газовой смеси с водой за счет конструктивных изменений, а именно: выполнения внутренней нижней части смесительной камеры эжектора газа в виде винтообразной поверхности и, кроме того, за счет изменения положения водяного сопла относительно смесительной камеры эжектора, что позволяет получить дезинфицирующий водный раствор любой концентрации в широком диапазоне изменения производительности устройства.
1
2
3
1
2
3
Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что устройство для получения дезинфицирующего водного раствора включает корпус эжектора, содержащего водяное сопло и камеру смешения, узел подвода воды в виде магистрального трубопровода с камерой смешения и регулируемыми вентилями. Кроме того, устройство содержит узел подвода в виде штуцера в эжектор газа. Камера смешения магистрального трубопровода снабжена калиброванной шайбой, при этом эжектор установлен после калиброванной шайбы под углом к магистральному трубопроводу. Соотношение диаметров водяного сопла эжектора D, отверстия калиброванной шайбы D и магистрального трубопровода D, а именно D:D:D равно 1:3:10. При этом в корпусе эжектора водяное сопло и смесительная камера установлены относительно друг друга с возможностью регулирования положения. Внутренняя нижняя часть камеры смешения эжектора выполнена в виде винтообразной поверхности, а угол наклона эжектора к магистральному трубопроводу равен 50°. Схема устройства приведена на фиг. 1 и 2
Фиг 1 - устройство для получения дезинфицирующего водного раствора (общая схема).
Фиг 2 - устройство для получения дезинфицирующего водного раствора (схема эжектора).
Устройство согласно фиг. 1, 2 содержит: корпус эжектора газа 1, узел подвода воды в виде отрезка магистрального трубопровода 2, вентиль 3, регулирующий подачу воды в эжектор 1, вентиль 4, регулирующий подачу воды в камеру смешения 5 магистрального трубопровода 2, корпус эжектора газа 1 снабжен штуцером 6 для подвода дезинфицирующего газа, шлангом подачи воды 7, водяным соплом 10 и камерой смешения 8, расположенной внутри корпуса эжектора 1, в свою очередь камера смешения 5 магистрального трубопровода 2 снабжена калиброванной шайбой 9, способствующей созданию в камере области пониженного давления.
1
2
3
1
2
3
При этом соотношение диаметров водяного сопла 10 эжектора 1 - D, отверстия калиброванной шайбы 9 - D и магистрального трубопровода 2 - D, а именно D:D:D равно 1:3:10.
Внутренняя нижняя часть смесительной камеры 8 эжектора газа 1 имеет винтообразную поверхность для улучшения процесса смешения эжектируемой среды.
Устройство работает следующим образом.
2
Подаваемая на обработку вода разделяется в магистральном трубопроводе 2 на два потока. Один из них (меньший) через вентиль 3 направляется на эжектор газа 1 для отсасывания дезинфицирующего газового агента через штуцер 6. Отсасываемый газообразный агент через штуцер 6 эжектора 1 инжектируется в воду в смесительной камере 8, образуя концентрированный дезинфицирующий водный раствор, поступающий затем в смесительную камеру 5 магистрального трубопровода 2, где он смешивается с основным потоком воды, расход которого регулируется вентилем 4. Так как напор концентрированного дезинфицирующего раствора на выходе из эжектора 1 меньше, чем напор воды в магистральном трубопроводе 2, то для обеспечения его входа в основной поток воды в смесительной камере 5 установлена калиброванная шайба 9 (D). Проходя через шайбу 9, скоростная струя основного потока воды создает в смесительной камере 8 пониженное давление, обеспечивая тем самым беспрепятственный вход раствора в основной поток воды и их смешивание. Этому способствует также вход струи раствора из эжектора 1 в основной поток воды под углом 50°, а также выполнение внутренней нижней части смесительной камеры 8 эжектора газа 1 в виде винтообразной поверхности.
Двухступенчатое эжектирование дезинфицирующего газового агента в воду обеспечивает интенсификацию процесса путем повышения степени поглощения газового агента за счет выполнения внутренней нижней части смесительной камеры 8 эжектора газа 1 в виде винтообразной поверхности, а также за счет регулируемого изменения положения водяного сопла 2 относительно смесительной камеры 8 эжектора 1, что позволяет получить дезинфицирующий водный раствор любой концентрации в широком диапазоне изменения производительности устройства. Кроме того, вход струи дезинфицирующего раствора в поток воды под углом 50° (по сравнению с входом под углом 90° и 45°) снижает эффект гидравлического удара двух струй и общий коэффициент сопротивления устройства.
3
3
Условиями получения нужной концентрации дезинфицирующего раствора является, как видно из таблицы, расход рабочей воды при максимальном давлении воды на входе в эжектор, равный 4 м/час, а расход рабочей воды в эжекторе на 1 кг хлора, равный 0,6 м/кг, тогда получают раствор с концентрацией по активному хлору, равной 230 мг/л, и с концентрацией раствора по остаточному хлору, равной 22 мг/л, что соответствует требованиям к оптимальным концентрациям дезинфицирующих растворов, которые находятся в пределах для концентрации раствора по активному хлору 200-250 мг/л и для концентрации раствора по остаточному хлору 20-25 мг/л.
3
3
Следовательно, изменение положения водяного сопла относительно смесительной камеры эжектора тесно взаимосвязано с изменением расхода рабочей воды при максимальном давлении воды на входе в эжектор, м/час, и с регулированием расхода рабочей воды в эжекторе на 1 кг хлора, м/кг, то оптимальными параметрами для получения нужной концентрации дезинфицирующего раствора, как видно из таблицы, является положение водяного сопла относительно смесительной камеры эжектора, при котором получают раствор с концентрацией по активному хлору, равной 230 мг/л, и с концентрацией раствора по остаточному хлору, равной 22 мг/л. Определяют это соответственно с помощью контрольно-измерительных приборов и (на чертеже показать это невозможно).
Устройство позволяет интенсифицировать процесс перемешивания и расширить технологические возможности установок для получения дезинфицирующего водного раствора.
Предложенная в качестве изобретения установка обладает высоким качеством полученного дезинфицирующего водного раствора за счет интенсификация процесса перемешивания аэрозольно-газовой смеси с водой путем установки водяного сопла и смесительной камеры в корпусе эжектора относительно друг друга с возможностью регулирования положения и за счет выполнения внутренней нижней части камеры смешения эжектора в виде винтообразной поверхности.