УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Полезная модель относится к области очистки питьевой воды, конкретно к устройствам для электрохимической очистки воды. Наиболее успешно предлагаемое устройство может быть использовано для улучшения качества питьевой воды в общественных учреждениях (предприятиях общественного питания, пищевой промышленности, лечебных и детских учреждениях, больницах, офисах, котеджах)
Известно устройство, реализующее способ электрохимической очистки питьевой воды по патенту RU №2043308.
Это устройство для очистки питьевой воды состоит из емкости из диэлектрика (например, одно-, двух или трехлитровая банка) и крышки из изоляционного материала с закрепленным в ней пакетом растворимых электродов в виде параллельных пластин. Электроды выполнены из сплава алюминия, а другие электроды из сплава железа. Электроды соединены попарно электрически («железные» с «алюминиевыми»). Понижающий трансформатор, выпрямитель и переключатель образуют блок питания для поочередной подачи на электроды однополярного напряжения. После электрохимической обработки пакет растворимых электродов извлекают, а воду в емкости перемешивают заземленным токопроводящим предметом. Поле образования хлопьев коагулянта шлам с коагулянтом сбрасывают, а воду фильтруют.
Известно также устройство, описанное в патенте RU №2180322, которое содержит реактор с пакетом параллельных растворимых электродов, в котором пакет растворимых электродов установлен непосредственно над электродами электрофлотации в нижней части реактора, верхняя часть которого выполнена в форме усеченного конуса, на котором закреплена емкость шламосборника, при этом на верхнем отверстии реактора установлена крышка в форме обратного конуса с возможностью
вертикального перемещения, обладающая плавучестью. Существенным недостатком устройства являются процессы пассивации анодов и адсорбции на них посторонних примесей.
Известно устройство для электрохимической очистки питьевой воды по патенту RU №2236381. По своему назначению и технической сущности оно является наиболее близким к заявляемому техническому решению и принято за прототип. Устройство для электрохимической очистки питьевой воды содержит электродный блок электрокоагуляции с пакетом параллельных катодов и растворимых анодов, электроды электрофлотации и реактор, в верхней части которого закреплена емкость шламосборника, при этом на верхнем отверстии реактора установлена крышка в форме обратного конуса с возможностью вертикального перемещения, обладающая плавучестью. При этом электродный блок электрокоагуляции с пакетом параллельных катодов и растворимых анодов и электродами электрофлотации выполнен в отдельном корпусе, в верхней части которого размещены электроды электрокоагуляции, а в нижней части - электроды электрофлотации, при этом аноды электрофлотации и электрокоагуляции установлены соосно, а катоды являются общими для обеих групп электродов, причем снизу установлен входной патрубок, а сверху патрубок, соединяющий электродный блок с емкостью шламосборника.
Недостатком конструкции устройства, выбранного за прототип является совмещение процессов коагуляции и флотации в одном блоке, что снижает качество очистки воды. Отсутствие грубой и тонкой очистки воды через фильтры, и так же подача воды и сброс шлама сверху, что приводит к частичному попаданию шлама в чистую воду, сказывается на эффективности очистки воды.
Задачей полезной модели является создание нового устройства для электрохимической очистки питьевой воды, которое позволит повысить эффективность очистки за счет более качественного сервисного
обслуживания, обеспечивающего своевременную замену изношенных блоков, что в значительной степени улучшает качество очищаемой воды.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для электрохимической очистки питьевой воды, содержащее электродный блок, выполненный в отдельном корпусе, в котором установлен пакет параллельных катодов и анод, имеющем нижний и верхний патрубки, средство для сбора шлама, в отличие от прототипа имеет стабилизатор тока, флотатор, выполненный в отдельном корпусе, помпу, клапаны, насос, электрически связанные с блоком управления, фильтр грубой и фильтр тонкой очистки, при этом средство для сбора шлама выполнено в виде прямоугольного бака, верхняя часть которого переходит в усеченную пирамиду с отверстием, причем на ней жестко и герметично установлена емкость для шлама, в которой выполнены отверстия, одно в нижней части для сброса шлама через помпу, другое в верхней части для аварийного сброса воды, при этом в нижней части бака выполнены отверстия: одно - центральное, в которое жестко установлен штуцер с размещенным в нем датчиком и входом флотатора и боковые отверстия, в одно жестко установлен штуцер для соединения линии выхода чистой воды с насосом, фильтром грубой очистки, фильтром тонкой очистки, а в другое отверстие жестко установлен штуцер под углом для соединения нижней части бака с линией подвода воды от верхнего патрубка электродного блока, нижний патрубок которого связан с клапаном линии подводки очищаемой воды, причем помпа установлена в изогнутой части петли трубопровода, образованной в линии сброса шлама.
Указанная новая совокупность существенных признаков, характеризует полезную модель во всех случаях на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны и необходима для достижения технического результата, состоящего в повышении эффективности очистки воды.
Ниже приведены признаки полезной модели в частных случаях, в конкретных формах ее выполнения.
На средстве для сбора шлама дополнительно установлен датчик, на его емкости для шлама, а датчик, размещенный в штуцере центрального отверстия бака, выполнен в виде муфты, в которой герметично закреплена изоляционная втулка, через которую пропущена трубка из нержавеющей стали для подачи воздуха от флотатора, одновременно являющаяся контактом этого датчика.
Емкость для шлама, средства для сбора шлама, выполнена прямоугольной формы и приварена к усеченной пирамиде бака.
В баке, средства для сбора шлама, штуцер установлен в боковое отверстие для соединения нижней части бака с линией подвода воды от верхнего патрубка электродного блока под углом от 0°...90°.
В электродном блоке катоды выполнены из нержавеющей пищевой стали и изолированы от анода, выполненного из алюминия, рамкой из органического стекла, установленной между катодами и анодом.
Линии отвода, подвода воды, линии сброса шлама выполнены из гибких полиэтиленовых труб из неактивного материала.
Устройство имеет выходы для подключения дополнительных аналогичных ему модулей. Это позволит увеличивать производительность устройства, что является дополнительным техническим результатом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами на фиг.1 которого приведена функциональная блок схема устройства для электрохимической очистки питьевой воды;
на фиг.2 дано изображение средства для сбора шлама, которое является новым конструктивным решением по сравнению с прототипом;
на фиг.3 изображен датчик, являющийся новым конструктивным решением.
Элементы конструкции устройства на схемных чертежах обозначены позициями:
1 - клапан (стандартный)
2 - электродный блок (расположение катодов и анода, на чертежах не показано, а в тексте описано)
3 - стабилизатор тока (стандартный)
4 - блок управления (стандартный)
5 - средство для сбора шлама (новое конструктивное решение см. фиг.2)
6 - бак средства для сбора шлама (далее бак)
7 - емкость для шлама средства для сбора шлама (далее емкость)
8 - датчик нижний (новое конструктивное решение см. фиг.3)
9 - датчик верхний (стандартный) уровня воды
10 - помпа (стандартная, а ее установка в линию сброса шлама, является новым конструктивным решением)
11 - флотатор (стандартный, но установлен в отдельном корпусе, что является новым конструктивным решением)
12 - насос (стандартный)
13 - механический фильтр грубой очистки (стандартный)
14 - механический фильтр тонкой очистки (стандартный).
Патрубки, штуцера, выходы устройства для подключения аналогичных ему модулей на фиг.1 позициями не обозначены.
Ниже приводим описание устройства в статике.
Устройство для электрохимической очистки питьевой воды имеет клапан 1, входа очищаемой воды, который через линию подвода воды, через нижний патрубок связан с электродным блоком 2. Электродный блок 2 через стабилизатор 3 тока электрически связан с блоком 4 управления. Электродный блок 2 через верхний патрубок соединен через нижний штуцер со средством 5 для сбора шлама, а именно с его баком 6 и емкостью 7 для шлама. Бак 6 выполнен прямоугольным с верхней частью переходящий в усеченную пирамиду (см. фиг.2). Причем на ней жестко и герметично установлена емкость 7 для шлама. В емкости 7 для шлама выполнены отверстия, одно отверстие 15 для сброса шлама, другое отверстие 16 (в верхней части) для аварийного сброса воды. При этом в нижней части бака 6
выполнены отверстия: одно центральное отверстие 17, в которое жестко установлен штуцер 18 с размещенным в нем датчиком 8, совмещенным со входом флотатора 11. В баке 6 выполнены боковые отверстия: в одно отверстие 19, жестко установлен штуцер 20 для соединения линии выхода чистой воды с насосом 12, механическим фильтром 13 грубой очистки, механическим фильтром 14 тонкой очистки. В другое отверстие 21 жестко установлен штуцер 22 под углом 45° для соединения нижней части бака 6 с линией подвода воды от верхнего патрубка электродного блока 2, нижний патрубок, которого связан с клапаном 1 линии подводки очищаемой воды. Помпа 10 установлена в изогнутой части петли трубопровода, образуя систему сообщающихся сосудов, что приводит к быстрому качественному сливу шлама. Под давлением происходит выкачка воды, сброс грязной воды в канализацию.
Рассмотренные выше конструктивные особенности связаны с достижением технического результата, состоящего в повышении эффективности очистки питьевой воды за счет своевременного и качественного сервисного обслуживания.
Так например, раздельные конструкции электродного блока 2, средства 5 для сбора шлама и флотатора 11 позволяет удобно и быстро заменить электродный блок 2 с изношенным и окисленным анодом на восстановленный.
Для сохранения электрических параметров в цепь питания электродного блока 2 включен стабилизатор 3 тока, который осуществляет контроль и сообщает сигналами (световыми или звуковыми) о необходимости своевременного сервисного обслуживания.
Подача воды с низу в бак 6 способствует «закручиванию» потока воды при ударах о его прямоугольные стенки, что улучшает перемешивание и повышает эффективность очистки.
Наличие помпы 10 и ее конструктивное место расположение позволяет сбрасывать шлам под давлением, происходит активное его удаление. Вода
заряжается в проточном режиме. Наличие механических фильтра 13 грубой очистки и фильтра 14 тонкой очистки так же повышает эффективность в совокупности с другими особенностями установки.
Новое конструктивное решение устройства для электрохимической очистки питьевой воды позволяет получить дополнительный технический результат.
Так, например новое конструктивное выполнение датчика 8, упрощает конструкцию. Датчик 8, (фиг.3) выполнен в виде муфты 23, в которой герметично закреплена изоляционная втулка 24, через которую пропущена трубка 25 из нержавеющей стали для подачи воздуха от флотатора 11, одновременно являющаяся контактом этого датчика 8.
Наличие у заявляемого устройства выходов обеспечивает подключение к нему нескольких аналогичных модулей, что повысит его производительность.
Устройство для электрохимической очистки питьевой воды работает в автоматизированном режиме следующим образом. Воды в баке 6 нет. Блок 4 управления включает входной клапан 1 и подается напряжение на электродный блок 2 через стабилизатор 3 тока. Вода, проходя через электродный блок 2, наполняет бак 6. При заполнении водой всего средства 5 для сбора шлама срабатывает верхний датчик 9 уровня воды и блок 4 управления отключает электродный блок 2 и клапан 1 входа очищаемой воды. В средстве 5 для сбора шлама происходит отстой шлама. Одновременно по команде блока 4 управления включается флотатор 11 и через определенное время поступает команда с блока 4 управления на спуск шлама. По команде от блока 4 управления включается помпа 10 и спускается шлам. Затем отключаются помпа 10 и флотатор 11. Блок управления 4 дает команду на насос 12 на разбор воды. Вода через механический фильтр 13 грубой очистки и механический фильтр 14 тонкой очистки подается потребителю.
Повышая эффективность очистки питьевой воды, заявляемое устройство для электрохимической очистки питьевой воды соответствует следующим критериям:
- надежно снижает до безопасных концентраций техногенные и антропогенные загрязнители содержащиеся в исходной воде;
- имеет стабильные результаты очистки в течение всего ресурсного срока;
- адаптируется к различным типам вод как по месту их забора, так и по ведущим группам загрязнителей;
- обеззараживает обрабатываемую воду.