ВИХРЕВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Полезная модель относится к устройствам для очистки воды и может найти применение в быту для очистки питьевой воды.
Известно устройство для очистки воды по патенту РФ на изобретение №2338573, МПК B01D 17/038, опубл. 20.11.2008 г.
Изобретение относится к устройству для очистки жидкости и может быть использовано для очистки промышленных и бытовых сточных вод, для получения питьевой воды из морской, речной воды, очистки гальванических растворов, выделения нефти из эмульсий, очистки жидкого газа, переработки молока и очистки бишофита. Устройство включает цилиндрический корпус, в котором коаксиально установлена цилиндрическая реакционная камера и источник света. Между корпусом и реакционной камерой образованы распределительная и накопительная емкости, разделенные герметичной перегородкой. Внутри реакционной камеры коаксиально установлен частотно-волновой фильтр в виде вертикальных струн, равномерно расположенных по окружности цилиндра, или в виде сетки с вертикальной основой. С внутренней стороны фильтра образована емкость товарной жидкости. Натяжением струн фильтра обеспечивают настройку резонансно-модулированного сигнала. Частотно-волновой энергетический фильтр, элементы формирования вихревого потока, а также элементы подачи и отвода жидкостей. Технический результат состоит в повышении эффективности очистки.
Недостаток сложность устройства.
Известно устройство для очистки воды по патенту РФ на полезную модель №130872, МПК B01D 24/00, опубл. 10.08.2013 г.
Фильтр для очистки питьевой воды, содержащий фильтрующий материал, отличающийся тем, что состоит из двух полых перфорированных цилиндров разного диаметра, при этом цилиндр меньшего диаметра помещен внутрь цилиндра большего диаметра, между ними уложен фильтрующий материал, отделенный от поверхностей цилиндров сетчатым материалом, на торцевых сторонах цилиндров установлены крышки, а внешняя поверхность цилиндра большего диаметра закрыта нетканым пористым материалом из полимерных волокон.
Известно устройство для очистки воды по патенту РФ на полезную модель №107972, МПК B04C 5/12, опубл. 10.09.2011 г.
Устройство для очистки жидкости от твердых частиц, включающее как минимум две ступени очистки, одна из которых содержит как минимум одно устройство центробежного отделения твердых частиц от жидкости, а другая ступень содержит как минимум один фильтрующий элемент, отличающееся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде листовых фильтров с внешним коллектором для отвода отфильтрованной жидкости.
Недостаток маленький ресурс устройства из-за засорения его фильтрующего элемента.
Известно устройство для очистки воды, принятое за прототип, по сайту Интернет http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/12501.html
Признаки, общие для прототипа и заявленного устройства: не менее одного циклона, каждый из которых, в свою очередь, содержит цилиндрические корпус и крышку, соединенные между собой посредством соединения с образованием внутренней полости, входной патрубок, выполненный тангенциально одному из корпусов и выходной патрубок, выполненный вдоль оси корпусов, во внутренней полости установлено устройство для закрутки потока
Недостаток устройства относительно низкая эффективность очистки из-за небольших центробежных сил, действующих на твердые частицы (примеси). Небольшая центробежная сила обусловлена низкой скоростью вращения потока.
Задачами создания полезной модели, совпадающими с техническим результатом являются улучшение очистки воды.
Решение указанных задач достигнуто за счет того, что в вихревом устройстве для очистки воды, содержащее не менее одного циклона, каждый из которых, в свою очередь, содержит цилиндрические корпус и крышку, соединенные между собой посредством соединения с образованием внутренней полости, входной патрубок, выполненный тангенциально одному из корпусов и выходной патрубок, выполненный вдоль оси корпусов, во внутренней полости установлено устройство для закрутки потока, согласно полезной модели выполненное с возможностью вращения. Концентрично выходному патрубку может быть установлен кольцевой постоянный магнит. Устройство для закрутки потока может быть выполнено в виде спирали Архимеда. Устройство для закрутки потока может быть выполнено в виде плоских прямолинейных лопаток, установленных под углом к оси устройства. Устройство для закрутки потока может быть выполнено в виде плоских криволинейных лопаток, установленных под углом к оси устройства. Устройство для закрутки потока может быть выполнено в виде ромбовидных лопаток, установленных под углом к оси устройства. На поверхности устройства для закрутки потока нанесено серебряное покрытие. Соединение может быть выполнено в виде резьбы. Соединение может быть выполнено в виде сварочного шва. Соединение может быть выполнено в виде фланца. Между корпусом и крышкой может быть установлена уплотнительная прокладка. Соединение может быть выполнено в виде фланца. Выходной патрубок может быть выполнен в виде втулки с осевым и радиальными отверстиями. Выходной патрубок может быть выполнен в виде втулки с осевым и тангенциальными отверстиями. Втулка может быть заглушена с верхнего торца. Втулка может быть заглушена с верхнего торца. Во входном патрубке может быть установлен кавитатор. Кавитатор может быть выполнен в виде усеченного конуса. Во внутренней полости циклона могут быть выполнены дополнительные кавитаторы. Дополнительные кавитаторы могут быть выполнены в виде выступов на устройстве для закрутки потока. Дополнительные кавитаторы могут быть выполнены в виде выступов на внутренней стенке цилиндрического корпуса. Вихревое устройство может содержать несколько циклонов соединенных последовательно, таким образом, что к выходному патрубку предыдущего циклона присоединен входной патрубок последующего. Вихревое устройство может содержать несколько циклонов, соединенных параллельно, таким образом, что их входные и выходные патрубки соответственно соединены между собой. Вихревое устройство может содержать два циклона сблокированных в один узел.
Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг.1…28, где:
- на фиг 1 приведено вихревое устройство для очистки воды с пластмассовыми корпусами в разрезе,
- на фиг.2 приведено устройство с отстойником,
- на фиг 3 приведено устройство с металлическими корпусами соединенными резьбой,
- на фиг 4 приведено устройство с металлическими корпусами соединенными сваркой,
- на фиг 5 приведено устройство с металлическими корпусами имеющими фланцы для их соединения,
- на фиг 6 приведено устройство с кольцевым постоянным магнитом,
- на фиг 7 приведен вид первого варианта устройства для закрутки потока,
- на фиг 8 приведен вид второго варианта устройства для закрутки потока,
- на фиг 9 приведен вид третьего варианта устройства для закрутки потока,
- на фиг 10 приведен вид четвертого варианта устройства для закрутки потока,
- на фиг.11 приведен вид пятого варианта устройства для закрутки потока
- на фиг.12 приведен вид шестого варианта устройства для закрутки потока,
- на фиг 13 приведен вид первого варианта выходного патрубка,
- на фиг 14 приведен вид второго варианта выходного патрубка,
- на фиг.15 приведен вид третьего варианта выходного патрубка,
- на фиг.16 приведен вид четвертого варианта выходного патрубка,
- на фиг 17 приведен разрез А-А, первый вариант,
- на фиг.18 приведен разрез А-А, второй вариант,
- на фиг.19 приведена схема установки кавитатора,
- на фиг.20 приведена конструкция спирали Архимеда с дополнительными кавитаторами,
- на фиг 21 приведена схема подключения устройства в бытовой установке,
- на фиг.22 приведена схема подключения нескольких устройств каскадом, параллельное включение,
на фиг.23 приведена схема подключения нескольких устройств каскадом,
- на фиг 24 приведена схема подключения устройства промышленной установки,
- на фиг.25 приведена каскадная схема промышленной установки, последовательное включение
- на фиг.26 приведена каскадная схема промышленной установки, параллельное соединение
- на фиг.27 приведено устройство, выполненной из двух циклонов, объединенных в один узел и соединенных параллельно,
- на фиг.28 приведен внешний вид циклона.
Описание устройства в статике
Вихревое устройство (фиг.1…28) для очистки воды содержит по меньшей мере один циклон 1. Каждый циклон 1 содержит цилиндрический корпус 2, и крышку 3, соединенные между собой посредством соединительного соединения 4 с образование внутренней полости 5. К цилиндрическому корпусу 2 или к крышке 3 (фиг.1 и 2) тангенциально прикреплен входной патрубок 6, имеющий осевое отверстие 7 и выходное отверстие 8. Вдоль оси корпуса 2 установлен выходной патрубок 9, имеющий осевое отверстие 10 и радиальные отверстия 11, которые сообщают осевое отверстие 10 с внутренней полостью 5. Выходной патрубок 9 выполнен в форме втулки и проходит через центральные отверстия 12 и 13, выполненные соответственно в крышке 3 и цилиндрическом корпусе 2. В центральных отверстиях 12 и 13 установлены уплотнения 14. Цилиндрический корпус 2 может быть уплотнен относительно нижнего цилиндрического корпуса 2 уплотнительной прокладкой 15. Во внутренней полости м установлено устройство для закрутки потока 16, которое может быть выполнено с возможностью вращения.
Возможен вариант исполнения устройства с отстойником 17 выполненным в нижней части внутренней полости 4 в нижнем корпусе 2 на его периферии. Возможно присоединение трубки сброса 18 к отстойнику 17 (фиг.2).
Соединительное устройство 3 может быть выполнено в различных вариантах, например, при помощи резьбы 19 (фиг.2), при помощи сварки 20 (фиг.3) или при помощи фланцевого соединения содержащего фланцы 21 и болты 22 (фиг.5).
На выходном патрубке 9 может быть установлен кольцевой постоянный магнит 23 (фиг.6) для активации воды под воздействием магнитного поля.
Возможны различные варианты устройства для закрутки потока 16 (фиг.7…10).
- на фиг.7 приведен вариант устройства для закрутки потока в виде спирали Архимеда 24, на фиг.8 приведен вариант устройства для закрутки потока 16 в виде плоских пластин 25, установленных на диске 26, на фиг.9 приведен вариант устройства для закрутки потока в виде изогнутых пластин 27, на фиг.10 приведен вариант устройства для закрутки потока в виде пластин в форме ромба 28, на фиг.11 устройство ля закрутки потока 16 выполнено в виде диска 26 с канавками 29. Устройство для закрутки потока 16 может содержать крышку 30, установленную параллельно диску 26. (фиг.12)
Возможны различные варианты исполнения выходного патрубка 8 (фиг.13…17), который представляет собой втулку с заглушкой 31 на одном из торцов (фиг.13). Во-первых, выходной патрубок 8 может быть установлен в отверстии 11 верхнего корпуса 1 или внутри внутренней полости 5 (фиг.14 и 15) На фиг.16 приведен вариант в котором выходной патрубок 8 совмещен с крышкой 3, и в верхней части которой выполнена воронка и отверстия 10 для выпуска очищенной воды. Отверстия 10 могут быть выполнены радиально (фиг.17 или тангенциально (фиг.18).
Устройство может содержать кавитатор 32 (фиг.19), установленный во входном патрубке 6. Он не только увеличивает скорость потока. Но и вызывает турбулентный характер его движения и кавитацию, которая уничтожает микробы. На внутренней поверхности кавитатора 32 также может быть нанесено серебряное покрытие.
Циклон 1 может содержать дополнительные кавитаторы 33, например, в виде выступов или искусственной шероховатости на внутренних поверхностях устройства для закрутки потока 16, например спирали Архимеда 24 (фиг.20) или на корпусе 2 (на фиг.2…28 не показано).
Устройство может использоваться в быту (фиг.21…23) и в промышленных установках или на природе (при отсутствии напора боды, забираемой из водоема) фиг.25…27).
Циклон 1 при помощи хомутов 34 и гибкого шланга 35 присоединен к водопроводному крану 36 (фиг.21). Для сбора очищенной воды служит емкость 37. Возможно соединение циклонов 1 каскадом (фиг.22) для повышения эффективности очистки воды. При этом выходной патрубок 9 предыдущего циклона 1 соединяется с входным патрубком 6 последующего циклона 1 при помощи соединительного шланга 38.
Возможно параллельное соединение циклонов 1 (фиг.23) при помощи входного и выходного тройников, соответственно 39 и 40.
Для промышленной установки (фиг.24…26), содержащей резервуар 41, присоединенный к нему трубопровод 42, кран 43 и насос 44, циклон 1 присоединяют к трубопроводу 42 (фиг.24). Для сбора очищенной воды служит емкость 45. Возможно соединение циклонов 1 каскадом при помощи соединительного трубопровода 46 (фиг.25).
Возможно параллельное соединение циклонов 1 (фиг.26).
Таким образом, возможно последовательное или параллельное соединение циклонов 1. Возможен вариант выполнения устройства в виде единого узла из двух циклонов 1 (фиг 27). В этом случае циклон 1 имеет общий корпус 47 с верхней и нижней крышками 48 и 49. Внутренних полостей 5 и подводящих патрубков 6 по два. Устройство для закрутки потока 16 выполнено в виде диска 26 с канавками 29, наклоненными в противоположные стороны.
Внешний вид циклона 1 приведен на фиг.28.
Работа устройства в составе бытовой установки
Циклон 1 (фиг.21…23) присоединяется гибким шлангом 32 при помощи хомутов 31 к водопроводном крану 33. Открывают водопроводный кран 33. Вода по входному патрубку 6 поступает во внутреннюю полость 5 циклона 1, при этом поток воды уже закручен за счет тангенциального расположения входного патрубка 6. Устройство для закрутки потока 16 дополнительно закручивает поток воды. Твердые частицы отделяются за счет действия центробежных сил и выпадают в отстойнике 17. Очищенная вода через выходной патрубок 9 выходит вниз в емкость 34. Отстойник 17 периодически очищается.
При наличии кольцевого постоянного магнита 23 (фиг.6) происходит намагничивание ионов воды, содержащей соли и ионы положительной и отрицательной полярности, которые содержатся в питьевой воде в естественных умеренных количествах.
При наличии кавитатора 32 (фиг.19) и дополнительных кавитаторов 33 (фиг.20) сильная турбулентность и кавитация в отверстии 7 входного патрубка уничтожает микробы. Наличие устройства для закрутки потока 16 также способствует турбулизации и кавитации потока воды.
Наличие серебряного покрытия на поверхности устройства для закрутки потока также способствует обеззараживанию воды.
Работа устройства в составе промышленной установки
Циклон 1 (фиг.24…26) присоединяется трубопроводом 37 к насосу 39, который в свою очередь присоединен к резервуару 36. Открывают вентиль 38. Вода по входному патрубку 6 поступает во внутреннюю полость 5, при этом поток воды уже закручен. Устройство для закрутки потока 16 дополнительно закручивает поток воды. Твердые частицы отделяются за счет действия центробежных сил. Очищенная вода выходит через выходной патрубок 9 выходит вниз в емкость 40, а загрязненная вода по трубке сброса 18 сбрасывается для использования в технических целях.
Эти устройства также можно соединить каскадно (фиг.26). При этом возможно изготовление двух типов циклонов 1 с закруткой потока в противоположные стороны (по часовой стрелке и против) и их установка с чередованием, (фиг.27).
Внешний вид циклона 1 приведен на фиг.28.
Применение полезной модели позволило:
- улучшить очистку воды за счет увеличения центробежных сил, действующих на твердые примеси,
- произвести обеззараживание воды за счет применения кавитаторов и серебряного покрытия внутренних поверхностей деталей устройства постоянно контактирующих с водой.
- уменьшить затраты энергии на процесс очистки воды,
- отказаться от химических реагентов и сменных фильтрующих элементов.