Установка для ерозійно-вибухового знезараження рідини

Установка для ерозійно-вибухового знезараження рідини, що містить камеру для обробки рідини з вібратором, встановленим під 3 ефективність знезараження на цій установці [див. К.В. Вилков, А.Л. Григорьев, Ю.А. Нагель, И.В. Уварова. Обеззараживающее действие мощного импульсного электрического разряда в воде. Экспериментальные результаты. Письма в ЖТФ, 2004, том 30, вып.7, С.48-53]. В основу корисної моделі поставлені задачі підвищення ефективності знезараження рідини і підвищення продуктивності установки. Поставлені задачі вирішуються шляхом створення множинних розрядів у великому об'ємі рідини в перебігу дії кожного імпульсу, а також високою щільністю розрядних проміжків, створюваних у всьому об'ємі знезаражуваної рідини. Запропонована, як і відома установка для ерозійно-вибухового знезараження рідини містить камеру для обробки рідини з вібратором, встановленим під днищем камери, і з електророзрядним вузлом, що містить електроди, підключені до генератора імпульсів струму, підвідну і відвідну гідросистеми, з'єднані з камерою для обробки рідини, і, відповідно до цієї пропозиції, електророзрядний вузол виконаний з електродів і металевих гранул, занурених в рідину, при цьому металеві гранули розташовані на дні камери між електродами, а їх кількість достатня для утворення струмопровідних ланцюжків між електродами. В пропонованій установці електророзрядний вузол виконаний з електродів і металевих гранул, занурених в рідину, при цьому металеві гранули розташовані на дні камери між електродами, а їх кількість достатня для утворення струмопровідних ланцюжків між електродами. Це призводить до того, що електричні розряди здійснюються в безлічі точок випадкових контактів вібруючих гранул, які хаотично виникають в шарі металевих гранул на невеликих відстанях один від одного, що різко підвищує щільність і рівномірність енергії, яка вводиться в зони вибухів, і збільшує частоту вибухів. При цьому в перебігу одного імпульсу струму виникає одночасно велика кількість розрядів у всьому робочому об'ємі рідини. Хвилі стиснення і розтягування, що виникають в рідині, мають велику енергію поблизу зони розряду, і оскільки розряди розподілені в робочому об'ємі рідини з високою щільністю, то зони з високою щільністю енергії перекриваються, що забезпечує ефективне знезараження рідини. На кресленні представлена схема установки для ерозійно-вибухового знезараження рідини. Установка містить камеру для обробки рідини 1 з вхідним патрубком 2 і вихідним патрубком 3, гранулами 8, вібратором 4, встановленим під днищем камери 1, і електродами 5 і 6, з'єднаними з виходами генератора імпульсів 7, підвідну 9 і відвідну 10 гідросистеми, з'єднані з камерою для обробки рідини 1. Установка для ерозійно-вибухового знезараження рідини працює таким чином. В камеру для обробки рідини 1, що виготовлена з діелектричного матеріалу і має електроди 5 і 6, завантажують металеві (наприклад, сталеві) гранули 8, які розміщують рівномірним шаром на її днищі, де встановлені електроди 5 і 6. Через 28548 4 вхідний патрубок 2 в камеру 1 з підвідної гідросистеми 9 подають воду, що підлягає знезараженню. За допомогою вібратора 4 здійснюється вібрація гранул 8 в камері для обробки рідини 1. Вібрація металевих гранул 8 сприяє підвищенню продуктивності пристрою, оскільки при вібрації частіше виникають електричні розряди. На електроди 5 і 6 подають електричні імпульси від генератора 7, що мають швидкість наростання струму в межах 107А/с-10 9А/с. Під час проходження імпульсів струму через ланцюжки, утворені металевими гранулами 8, між окремими гранулами 8 виникають електричні розряди. Під дією електричних розрядів в рідкому середовищі розвиваються значні гідродинамічні сили і виникають ультразвукові хвилі, які приводять до кавітації. При кавітації виникає велика кількість кавітаційних пузирів, які при схлопуванні виділяють енергію, що руйнує сторонні включення у воді Кавітація супроводжується сонолюмінесценцією. При кавітації ультразвукова хвиля у фазі розрідження викликає велику напруженість в рідині, що призводить до локального розриву суцільного середовища і створення в ньому пузиря, заповненого водяною парою і розчиненими у воді газами. Через півперіоду під дією стискаючого ефекту ультразвука і сил поверхневого натягнення цей пузир схлопується. В цей момент з пузиря виривається спалах сонолюмінесцентного випромінювання. Випромінює світло хмарка плазми, яка запалюється в центрі пузиря, що схлопується. Швидкість схлопування пузиря рівна 1-1,5км/сек. Надзвуковий рух породжує потужні ударні хвилі стиснення і розтягування в рідині Після того, як ударна хвиля досягне центру, вона відіб'ється, і почне розповсюджуватися назовні. В результаті, через дану точку речовини ударна хвиля проходить двічі, при цьому здійснюється збільшення температури. Температура плазми при сонолюмінесценції складає десятки тисяч градусів. Спектр випромінювання при сонолюмінесценції суцільний, такий, що росте в ультрафіолетову область. Ударні хвилі і ультрафіолетове випромінювання призводять до загибелі бактерій, що знаходяться в рідині. Під дією ультразвукових хвиль здійснюється акустична коагуляція, суть якої полягає в тому, що при розповсюдженні в рідині ультразвукових хвиль виникають сили, що зближують зважені у воді частинки, що сприяє їх злипанню і, як наслідок, сприяє очищенню водних розчинів. Ділянки поверхні металевих гранул 8 в зонах ерозійних проміжків і зонах, прилеглих до ерозійних проміжків і до точок контактів, плавляться і вибухоподібно руйнуються на найдрібніші частинки і пару. Здійснюється ерозійно-вибухове диспергування металевих гранул [див. Патент України на корисну модель №23550. Спосіб ерозійно-вибухового диспергування металів. МПК B22F9/14. Опубл. 25.05.2007. Бюл.№7]. Продукти руйнування розлітаються з швидкостями, що перевищують 1км/с, і дуже швидко охолоджуються в рідині. При 5 цьому, за рахунок ерозійно-вибухового диспергування металевих гранул 8 здійснюється утворення коагулянту у водному розчині. В каналах розряду температура досягає 10тис. градусів. При такій температурі здійснюється піроліз речовин, що знаходяться у воді, утворюються оксиди і гідрооксиди того металу, гранули якого завантажені в розрядну камеру. Ці оксиди і гідрооксиди є коагулянтами, які сорбують на собі іони важких металів, органічні сполуки і ін. і сприяють не тільки знезараженню, але і очищенню води від забруднень. Очищена від мікроорганізмів вода надходить у відвідну гідросистему 10. Оскільки в установці здійснюються ерозія і вибухи ділянок поверхні металевих гранул 8 в зонах контактів металевих гранул 8 у всьому робочому об'ємі рідини, це підвищує щільність енергії, що вводиться в зони вибухів, збільшує частоту вибухів і збільшує ефективність знезараження і продуктивність установки. 28548 6