Установка для безреагентного знезараження питної води

Установка для безреагентного знезараження питної води, що містить вертикально встановлену герметичну ємність, яка складається з верхньої і нижньої секцій, розміщена на амортизаторах, забезпечена горизонтальною мембраною, магнітострикційним перетворювачем, концентраторами ультразвукових коливань тороподібної форми і запірно-роздавальною арматурою, яка відрізняється тим, що вона утримує вертикально встановлену герметичну ємність, яка складається з верхньої циліндричної секції з кришкою, забезпеченою центральним вихідним патрубком з корковим краном, та нижньої конусної секції, повернутої великою основою вверх і забезпеченої днищем з центральним вихідним патрубком, обладнаним корковим краном, яка розміщена на амортизаторах, а між ними за допомогою кільцевих герметизуючих і амортизуючих прокладок горизонтально встановлена мембрана з отворами по периметру U 2 (19) 1 3 шньої мембрани з зазором відносно кришок і виконана з повздовжньо розміщеними прорізями, а перетворювач установлений симетрично внутрішньої осі ємності і жорстко закріплений на зовнішній площинній поверхні мембрани. Недоліками змішувача-активатора є: - складність виготовлення мембран; - недостатня ступінь знезараження води. Відомий також пристрій для електрохімічної обробки води [патент РФ № 2169120, Кл. C02F 1/46, опубл. 20.06.2001 p.], який утримує послідовно з'єднані між собою через проміжну ємність перший і другий електрохімічний реактори з анодною і катодною камерами кожний. Всі камери мають входи в нижній і виходи в верхній частинах, лінії подачі води, блок регулювання фізико-хімічних властивостей очищеної води з розміщеними в нім двохпозиційним перемикачем потоків води, додаткову лінію подачі води і другу лінію відведення очищеної води. Недоліками пристрою є: - складність конструкції установки для її виготовлення; - складність проведення поточних ремонтів в процесі експлуатації. Відомий також диспергатор-змішувач [патент України № 54679, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 3, 2003 p.], який утримує змонтовану на амортизаторах герметичну ємність з запірно-роздавальною арматурою, магнітострикційний перетворювач і корпус виконаний у вигляді двох симетрично і співвідносно розміщених відносно горизонтальної осі сфероподібних ковпаків з фланцями, розділених між собою амортизуючою прокладкою з центральним отвором захищеною від механічного впливу металевими пластинами, а також розміщеними симетрично ковпакам перформованими мембранами, стаканного типу, з отвором у днищі верхньої мембрани і з закріпленими на зовнішній стороні днища мембран магнітострикційними перетворювачами, а на внутрішній стороні - перформованими циліндричними мембранами. Недоліком диспергатора-змішувача є недостатня якість обеззаражування води. Відома також комплексна установка для очистки забрудненої води [патент РФ № 2051115, Кл. C02F 1/46, опубл. 27.12.1995 p.], яка утримує циліндричний корпус з вхідним і вихідним патрубками, відстійник у вигляді двох послідовно з'єднаних відсіків, один з яких - пакет мембранних елементів, і забезпечений патрубком з регулюючим органом, накопичувач з патрубком відведення осадків, електрокоагулятор з системою циліндричних елементів, установлених коаксіально корпусу; зовнішній і внутрішній циліндричний електроди послідовно з'єднані між собою і під'єднані до від'ємного полюсу джерела струму. Мембранний пакет у вигляді ультрафільтраційних елементів, стрижневий електрод може бути виконаний з анодно-розчинного або анодно-нерозчинного матеріалу. Недоліками цієї установки є: - складність конструкції реактора; - складність експлуатації установки. В якості найближчого аналогу прийнятий «ультразвуковий активатор-змішувач» [патент України 51727 4 № 33280, Кл. В28С 5/46, опубл. в Бюл. № 11, 2008 p.], який утримує вертикально установлену циліндричну ємність, яка складається з верхньої циліндричної секції з кришкою забезпеченою центральним вхідним патрубком з корковим краном та нижньої циліндричної секції з днищем, установленим на амортизаторах, та центральним вихідним патрубком з корковим краном, між якими за допомогою кільцевих амортизуючих і герметизуючих прокладок установлена горизонтальна мембрана з отворами по периферії та отворами в центральній її частині в межах півкульового пустотного концентратора з отворами в крайній нижній частині його жорсткого і центрального кріплення на верхній стороні мембрани, який охоплює аналогічно закріплений тороподібний концентратор з отвором. З нижньої сторони мембрани жорстко і центрально закріплена тороподібна мембрана з аналогічно закріпленим з внутрішньої нижньої сторони магнітострикційним перетворювачем, яка забезпечена отворами по його периметру та центральним отвором під отворами горизонтальної мембрани. Недоліком ультразвукового активаторазмішувача є недостатня якість знезараження води. Задачею установки для безреагентного знезараження питної води є підвищення якості знезараження води і удосконалення конструкції установки. Задача виконується тим, що установка для безреагентного знезараження питної води утримує герметичну вертикально установлену ємність, яка складається з верхньої циліндричної секції з кришкою забезпеченою центральним вихідним патрубком з корковим краном та нижньої конусної секції, повернутої великою основою вверх і забезпеченою днищем з центральним вихідним патрубком обладнаним корковим краном, яка розміщена на амортизаторах. Між верхньою і нижньою секціями з допомогою кільцевих герметизуючих і амортизуючих прокладок горизонтально установлена мембрана з отворами по периметру центрально і жорстко закріпленого з її верхньої сторони магнітострикційного перетворювача, які співпадають з нижніми отворами, охоплюю чого його зверху і аналогічно закріпленого з тієї ж сторони концентратора ультразвукових коливань тороподібної форми, з верхньої сторони якого має місце центральний отвір великого діаметра. З нижньої сторони горизонтальної мембрани центрально і жорстко закріплений перший непарний концентратор тороподібної форми, отвори якого співпадають з отворами мембрани, а центральний отвір з нижньої його сторони співпадає з центральним заглибленням у формі півкулі з отвором, який співпадає з отвором з верхньої сторони парного концентратора тороподібної форми та отвору по периметру, які, в свою чергу, співпадають з отворами чергового непарного концентратора тороподібної форми і т.д. При цьому кожний нижній тороподібний концентратор по діаметру зменшений на постійну величину, що забезпечує постійність проміжку між ними та внутрішньою стінкою нижньої секції. 5 Останній концентратор є непарним, його отвори на верхній стороні співпадають з аналогічними отворами парного тороподібного концентратора (над ним), а центральний отвір розміщений над вихідним патрубком. Загальними з найближчим аналогом і установкою для безреагентного знезараження питної води є вертикально установлена герметична ємність, яка складається з верхньої і нижньої секцій, розміщена на амортизаторах, забезпечена горизонтальною мембраною, магнітострикційним перетворювачем, концентраторами ультразвукових коливань тороподібної форми і запірнороздавальною арматурою. Конструктивне рішення установки для безреагентного знезараження питної води забезпечує ряд переваг і суттєвих відмінностей перед аналогами і прототипом: 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: вертикально установлена ємність заявляємої установки складається з верхньої циліндричної секції і нижньої конусної секції на відміну від прототипу, у якого обидві секції циліндричні; відповідно магнітострикційний перетворювач закріплений на верхній стороні мембрани замість його кріплення на внутрішній стороні нижньої тороподібної мембрани; тороподібні мембрани зменшуються зверху вниз на однакову величину їх діаметрів, а не є однакового діаметра. 2. Введення нових ознак теж указує на наявність суттєвих відмінностей: нижня конусна секція; тороподібні концентратори з отворами, які співпадають з отворами сусідніх таких концентраторів та центрально розміщеними заглибленнями у формі півкулі з отворами. 3. Заміна частини ознак новими, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей: нижня тороподібна мембрана з магнітострикційним перетворювачем заміненим з таким же магнітострикційним перетворювачем ультразвукових коливань; тороподібні мембрани замінені на тороподібні концентратори, діаметри яких зменшуються зверху вниз і створюють конусний концентратор зі значним по площині полем ультразвукового випромінювання і багатократною концентрацією і, відповідно, зон дії кавітації. 4. Враховуючи пункти 1, 2 і 3 в конструктивному рішенні установки для безреагентного знезараження питної води мають місце нові взаємоположення ознак, нові типи зв'язків і взаємодій між ознаками. На кресленні наведена установка для безреагентного знезараження питної води в поперечному перерізі. Установка для безреагентного знезараження питної води утримує герметичну вертикально установлену ємність, яка складається з верхньої циліндричної секції 1 з кришкою 2 забезпеченою центральним вхідним патрубком 3 з корковим краном 4 та нижньою конусної секції 5, повернутої великою основою вверх і забезпеченою днищем 6 з центральним вихідним патрубком 7, обладнаним корковим краном 8, яка розміщена на амортизаторах 9. 51727 6 Між верхньою секцією 1 і нижньою секцією 5 з допомогою кільцевих герметизуючих і амортизуючих прокладок 10 і 11 горизонтально установлена мембрана 12 з отворами 13 по периметру центрально і жорстко закріпленого з її верхньої сторони магнітострикційного перетворювача 14, які співпадають з нижніми отворами 15, охоплюючого його зверху і аналогічно закріпленого з тієї ж сторони концентратора ультразвукових коливань тороподібної форми 16 з верхньої сторони якого має місце центральний отвір 17. З нижньої сторони горизонтальної мембрани 13 центрально і жорстко закріплений перший непарний концентратор 18 тороподібної форми, отвори 19 якого співпадають з отворами 13 мембрани 12, а центральний отвір 20 з нижньої його сторони співпадає з центральним заглибленням у формі півкулі з отвором 21, який співпадає з центральним отвором 22 з верхньої сторони парного концентратора 23 тороподібної форми та отворами 24 по периметру, які, в свою чергу, співпадають з отворами 25 непарного концентратора 26 тороподібної форми і т.д. При цьому кожний нижній тороподібний концентратор по діаметру зменшений на постійну величину, що забезпечує постійність проміжку між ними та внутрішньою стінкою нижньої секції 5. Останній концентратор 27 є непарним, його отвори 28 на верхній стороні співпадають з аналогічними отворами парного тороподібного концентратора, а центральний отвір 29 знаходиться над вихідним патрубком 7. Установка для безреагентного знезараження питної води працює таким чином. При закритому корковому крані 8 вихідного патрубка 7, у ввімкнутому високочастотному генераторові (не показаний) магнітострикційного перетворювача 14 і відкритому корковому крані 4 по вхідному патрубку 3 в ємність подають воду для її знезараження, яке полягає в багатократному збільшенні питомої поверхні складових води шляхом диспергування біологічних органічних і неорганічних об'єктів в процесі потужної деструктивної дії кавітації, яка виникає в турбулентних потоках води при наявності ультразвуку і якісному змішуванню продуктів руйнування з рідиною. При цьому в ній знищуються віруси і бактерії, змінюється ДНК мікроорганізмів, що перешкоджає їх подальшому розмноженню і життєдіяльності. Одночасно має місце безреагентне знезараження води дією ультразвукових променів, які мають бактерицидні властивості і є складовою частиною ультразвукового випромінювання. Через верхній отвір 17 великого діаметра концентратора 16 ультразвукових хвиль вода поступає на корпус магнітострикційного перетворювача 14, охолоджує його і піддається дії ультразвукових полів випромінюваних його поверхнями та концентрованих ультразвукових полів випромінюваних концентратором 16 тороподібноі форми. В процесі турбулентного руху під дією ультразвукових коливань в суспензії виникають кавітаційні явища, які є потужним деструктором живих і мінеральних складових води і засобом змішування продуктів руйнування їх з нею. Дія кавітації посилюється ударами і співударами зруйнованих час 7 51727 тинок, аналогічними видами тертя та механічною ерозією. Пройшовши отвори 13 і 19, які діють, як і всі подальші отвори, як циліндричні концентратори і гідродинамічні випромінювачі, вода поступає в перший непарний концентратор 18 тороподібної форми і піддається ультразвуковій обробці полем, випромінюваним його внутрішньою поверхнею. Пройшовши отвори 20 і 22, а також заглиблення у формі півкулі 21, яке діє як фокусуючий ультразвук концентратор, вода піддається аналогічній дії ультразвукового поля випромінюваного і концентрованого другим парним концентратором 23 тороподібної форми, а пройшовши отвори 24 і 25 вода піддається аналогічній дії ультразвукових коливань в черговому непарному концентраторові 26 тороподібної форми і т. д. Пройшовши центральний отвір 29 останнього непарного концентратора 27 тороподібної форми Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 8 вода поступово знизу вверх заповнює нижню конусну секцію 5 ємності і піддається ультразвуковій дії зовнішніх сторін тороподібних концентраторів 27, 26, 23 і 18 та нижньої сторони мембрани 12, після заповнення якої частково або повністю відкривають корковий кран 8 і по вихідному патрубку 7 видаляють знезаражену воду для подальшого її використання і установка працює у безперервному режимі. При цьому коркові крани 4 і 8 виконують функції регуляторів потоків води, яка поступає для знезараження через вхідний патрубок 3 і видалення знезараженої води через вихідний патрубок 7. Після закінчення роботи установка промивається аналогічним чином, після чого вимикають високочастотний генератор (не показаний) магнітострикційного перетворювача 14. При відновленні роботи процес повторюється. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601