МОБИЛЬНАЯ ГЕЛИОУСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕСНЕНИЯ ВОДЫ (ВАРИАНТЫ)
MOBILE HELIO-INSTALLATION FOR WATER DESALINATION (VERSIONS)

Изобретение относится к области обработки минерализованной или загрязненной воды, предназначенной в дальнейшем преимущественно для питья, и может быть использовано в быту, в походных условиях, а также при сложившихся чрезвычайных ситуациях.
Известен дистиллятор, содержащий испаритель, емкость для сбора дистиллята и холодильник [1].
Работа установки может производиться только в домашних условиях, поскольку необходим нагрев воды, например, от газа.
Известен также дистиллятор, содержащий испаритель с нагревателем, который установлен в коническом диффузоре, снаружи которого расположен холодильник. Сбор дистиллята осуществляется в емкость [2].
Данная установка работает при наличии холодильника.
Также известна гелиоопреснительная установка, содержащая солнечный коллектор и много секционный вакуумный дистиллятор [3].
Установка содержит несколько насосов - для прокачки теплоносителя солнечного коллектора и для прокачки охлаждающей воды, которые потребляют электрическую энергию.
Наиболее близким к заявленной установке является стационарно установленный солнечный опреснитель, содержащий корпус со свето пропускающей поверхностью, в котором установлена емкость для минерализованной воды, теплоизолированную за счет выполнения из материала с большим коэффициентом поглощения солнечной энергии. Дно корпуса выполнено с наклоном к выходному отверстию, через которое дистиллят сливается в приемную емкость [4].
Для известной установки характерна сложность конструкции, но основным ее недостатком является то, что установка является стационарной.
Одной из задач изобретения является создание малогабаритной гелиоустановки, обеспечивающей возможность переноски опресненной воды совместно с установкой, с целью снабжения потребителя такой водой в течение некоторого времени, например, в процессе отдыха или определенной деятельности, или при чрезвычайных ситуациях.
Указанная задача в мобильной гелиоустановке для опреснения и хранения приготовленной воды, содержащей основу, выполненную из прозрачного пленочного материала, а также источник опресняемой воды, располагаемый под пленочным материалом основы, достигается за счет того, что основа выполнена с образованием конусообразной поверхности, снабженной надувными камерами, изготовленными из пленочного материала, образующими ребра жесткости и соединенными с материалом основы, при этом в нижней внутренней части основы, по ее периметру, расположен приемник для сбора дистиллята, являющийся продолжением материала основы и ее ребер жесткости и имеющий форму кольцеобразного желоба, причем основа снабжена средством для ее герметизации совместно с дистиллятом, а также пробкой, расположенной в ее вершине, предназначенной для слива дистиллята из полости основы при необходимости его употребления.
Кроме того, для данного варианта изобретения возможны частные случаи выполнения или использования совокупности признаков изобретения, отраженных в независимом пункте, заключающиеся в том, что:
- надувные камеры, соединены пневматически между собой и снабжены клапаном для наполнения или выпуска воздуха.
- средство для герметизации основы расположено в ее нижней части и выполнено как надувное кольцо, закрепленное на пленочном материале основы, соединенное пневматически с надувными камерами и оснащенное затяжным элементом, соединенным с надувным кольцом.
- затяжной элемент выполнен, например, из пленочного материала основы.
- средство для герметизации основы расположено в ее нижней части и выполнено как полое незамкнутое кольцо, закрепленное на основе, в котором расположен затяжной элемент.
- затяжной элемент изготовлен из хлопчатобумажной или синтетической бечевы, или, например, из пленочного материала основы.
- концы затяжного элемента после накопления дистиллята в приемнике для его сбора и герметизации основы, с целью удобства переноски с накопленным дистиллятом, закреплены, например, у основания пробки.
- на приемнике для дистиллята выполнено светоотражающее покрытие снаружи или изнутри.
Данная совокупность признаков характеризует первый вариант изобретения.
Другой задачей изобретения является создание гелиоустановки, функционирующей в различных условиях, например с большой солнечной активностью и акваториями с сильно минерализованной или негодной для питья водой, а также предназначенной для опреснения воды для большого числа пользователей, как гражданских лиц, так и лиц военного контингента. Кроме того, еще одной задачей изобретения является создание такой конструкция гелиоустановки, которая создаст возможность ее оперативной переустановки в необходимом и пригодном месте.
Для решения данной задачи предложен второй вариант изобретения, в котором в мобильной гелиоустановке для опреснения воды, содержащей основу, выполненную из прозрачного пленочного материала, а также источник опресняемой воды, располагаемый под пленочным материалом основы, заключающийся в том, что основа выполнена с образованием конусообразной поверхности, снабженной надувными камерами, изготовленными из пленочного материала, образующими ребра жесткости и соединенными с материалом основы, при этом нижняя часть основы, свободная от донной части, предназначена для расположения на водной поверхности, являющейся источником опресняемой воды, а приемник для сбора дистиллята расположен по периметру нижней внутренней части основы с обеспечением соединения с конусообразной поверхностью, на которой происходит конденсация воды, и снабжен трубчатым каналом, соединенным с приспособлением для управления подачей дистиллята в емкость, находящуюся за пределами основы.
И в данном варианте возможны частные случаи выполнения или использования совокупности признаков изобретения, отраженных в независимом пункте, заключающиеся в том, что:
- приемник для сбора дистиллята является продолжением материала основы и ее ребер жесткости и имеет форму кольцеобразного желоба.
- основа снабжена средством для удержания ее в рабочем положении при расположении на водной поверхности.
- средство для удержания основы в рабочем положении выполнено в виде кольцеобразной поплавковой камеры.
- полость кольцеобразной поплавковой камеры пневматически соединена с полостью надувных камер.
- надувные камеры снабжены клапаном для наполнения или выпуска воздуха.
- на приемнике для сбора дистиллята выполнено светоотражающее покрытие снаружи или изнутри.
- приспособление для управления подачей дистиллята содержит ручной или электрический насос, установленный в канале трубки, расположенной между приемником для сбора дистиллята и емкостью.
- при использовании электрического насоса для его питания применена солнечная батарея.
Варианты изобретения представлены на чертежах Фиг.1 - Фиг.6, на которых на Фиг.1 - Фиг.4 изображен вариант гелиоустановки для опреснения воды, переноски и хранения дистиллята, а Фиг.5 и Фиг.6 иллюстрируют вариант гелиоустановки для опреснения воды.
Гелиоустановка, изображенная на Фиг.1, содержит основу 1, выполненную из прозрачного пленочного материала с образованием конусообразной поверхности 2. На основе 1 расположены надувные камеры 3, соединенные с материалом основы 1 и представляющие собой ребра жесткости. В качестве материала надувных камер 3 использован материал основы 1. Надувные камеры 3 соединены пневматически между собой, а для наполнения или для выпуска воздуха из надувных камер 3 предусмотрен клапан 4.
В нижней внутренней части основы 1, по ее периметру, расположен приемник 5 для сбора опресненной воды - дистиллята 6, являющийся продолжением материала основы 1 и надувных камер 3 и имеющий форму кольцеобразного желоба 7. С целью снижения испарения дистиллята 6 на приемнике 5 для сбора дистиллята 6 выполнено светоотражающее покрытие 8, снаружи или изнутри кольцеобразного желоба 7.
Для обеспечения возможности дополнительных функций гелиоустановки основа 1 снабжена приспособлением для герметизации ее полости совместно с дистиллятом 6, с целью дальнейшей переноски гелиоустановки и хранения дистиллята 6 в ней. Такое приспособление расположено в нижней части основы 1 и может быть выполнено как надувное кольцо 9, закрепленное на пленочном материале основы 1, соединенное пневматически с надувными камерами 3 и оснащенное затяжным элементом 10, соединенным с надувным кольцом 6. Затяжной элемент 10 в этом случае может быть изготовлен из материала, аналогичного материалу основы 1. Его крепление к надувному кольцу 9 может быть выполнено посредством термического сварного соединения на участках 11.
Возможно иное исполнение приспособления - как полое не замкнутое кольцо 12 (Фиг.3), соединенное с основой 1, в котором свободно расположен затяжной элемент 13. В качестве материала для затяжного элемента 12 может быть выбрана хлопчатобумажная или синтетическая бечева. Также возможно использование жгута, например, из пленочного материала основы 1.
При любом примере исполнения приспособления для герметизации основы 1 на ее вершине расположена пробка 14, предназначенная для слива дистиллята из полости основы 1 при необходимости его употребления.
Источник опресняемой воды 15 находится в емкости 16, располагаемой под пленочным материалом основы 1 и периодически пополняемой.
Работа гелиоустановки.
Для приведения установки в рабочее состояние надувные камеры 3 через клапан 4 наполняют под некоторым давлением воздухом. При заполнении надувных камер 3 благодаря их жесткости, обеспечено формирование приемника 5 опресненной воды, а также устойчивое положение гелиоустановки. Устанавливают емкость 16 с опресняемой водой 15.
Гелиоустановку располагают на поверхности 17, доступной для облучения солнечными лучами, при воздействии которых во внутренней полости 18 повышается температура, и опресняемая вода 15, находящаяся в емкости 16, начинает испаряться, и, достигая конусной поверхности основы 1, стекает вниз и попадает в кольцеобразный желоб 7, в котором происходит накопление дистиллята 6.
При наполнении дистиллятом 6 кольцеобразного желоба 7 основу 1 переворачивают (Фиг.4), при необходимости отворачивают пробку 14 и используют дистиллят 6. Или, воздействуя на клапан 4, выпускают воздух из надувных камер 3, с помощью затягивающих элементов 10 или 13 образуют плотное кольцо 19, тем самым герметизируют внутреннюю полость 18 основы 1. Далее закрепляют концы этих элементов у пробки 14, в результате чего гелиоустановка с дистиллятом 6, находящимся внутри, готова для переноски.
Описание второго варианта изобретения.
Гелиоустановка для опреснения воды содержит (Фиг.5 и Фиг.6) основу 1, которая выполнена из прозрачного пленочного материала, с образованием конусообразной поверхности 2. На конусообразной поверхности 2 основы 1 расположены надувные камеры 3, изготовленные из пленочного материала, образующие ребра жесткости и соединенные с материалом основы 1.
Надувные камеры 3 соединены пневматически между собой, а для наполнения или для выпуска воздуха из надувных камер 3 предусмотрен клапан 4.
В нижней внутренней части основы 1, по ее периметру, расположен приемник 5 для сбора опресненной воды - дистиллята 6.
В качестве одного их возможных примеров выполнения приемник 5 выполнен как продолжение материала основы 1 и надувных камер 3 и имеет форму кольцеобразного желоба 7. С целью снижения испарения дистиллята 6 на приемнике 5 для сбора дистиллята 6 выполнено светоотражающее покрытие 8, снаружи или изнутри кольцеобразного желоба 7.
Нижняя часть основы 1, свободная от донной части, предназначена для расположения на водной поверхности 9, являющейся источником опресняемой воды. В качестве источника опресняемой воды может быть использована акватория пруда, озера или моря. Приемник 5 для сбора дистиллята 6 снабжен трубчатым каналом 10, имеющим входное отверстие 11, расположенное в донной части кольцеобразного желоба 7, и соединенным с ручным или электрическим насосом 12, на выходе которого расположена емкость 13, находящаяся за пределами гелиоустановки, например, на суше. При использовании насоса 12, выполненного электрическим, для его питания может быть применена солнечная батарея (на чертеже не изображено).
Гелиоустановка снабжена средством для удержания ее в рабочем положении при расположении на водной поверхности, выполненным в виде кольцеобразной поплавковой камеры 14, соединенной с основой 1. Для удобства пользования полость поплавковой камеры 14 может быть пневматически соединена с полостью надувных камер 3.
Работа гелиоустановки для опреснения воды.
После наполнения воздухом надувных камер 3 и полости поплавковой камеры 14 основу 1 устанавливают на водную поверхность, являющуюся источником опресняемой воды. Под воздействием солнечных лучей во внутренней полости 15 повышается температура, и вода, находящаяся на водной поверхности 9, начинает испаряться и, достигая конусной поверхности 2 основы 1, начинает стекать вниз и попадает в кольцеобразный желоб 7, в котором происходит накопление дистиллята 6. Включают насос 12 и по трубчатому каналу 10 перекачивают дистиллят 6 в емкость 13. При установке в кольцеобразном желобе 7 датчика уровня воды и при использовании простейшей автоматики включение и отключение насоса 12 можно обеспечить в автоматическом режиме.
Конструкции представленных мобильных гелиоустановок просты и надежны в работе, отличаются быстротой сборки и высокой мобильностью.
Применение данных гелиоустановок, преимущественно в регионах, обедненных питьевой водой, имеющих большую солнечную активность, а также развитые акватории, позволит пользователям иметь в наличии потребное количество питьевой воды.
Источники информации
1. Патент РФ №2038314. С02F 1/04. 1992.
2. Патент РФ №2008266. С02F 1/04. 1991.
3. Патент РФ №2165890. С02F 1/04. 2001.
4. Патент РФ №2142913. С02F 1/14. 1998 (прототип).