Установка для обеззаражування води

Установка для обеззаражування води, що містить вертикально установлену, на амортизаторах, герметичну ємність, концентратор з мембранами, забезпеченими отворами, магнітострикційний перетворювач та запірно-роздавальну арматуру, яка відрізняється тим, що вона утримує вертикально установлену конусну ємність, верхня частина великої основи якої забезпечена кришкою з центральним вхідним патрубком, обладнаним корковим краном, під якою між круговими герметизуючими і амортизуючими прокладками установлена горизонтальна мембрана з отворами по периметру та над порожнинами, утвореними жорстко і центрально закріпленими з її нижньої сторони до кругового концентратора трикутного поперечного перерізу та центрального пірамідального концентратора, кільцевого пустотного конце U 2 (19) 1 3 вого тиску (авт. св. СРСР №643346, Кл. В28С5/46, надрук. в Б.В.№3, 1979р.). Недоліками цієї установки є: - потреба в надлишковому тиску для забезпечення роботи гідродинамічних випромінювачів; - значна витрата електроенергії; - значні габарити по висоті. Відома установка для активації цементної суспензії, яка утримує герметичну ємність на амортизаторах, забезпечену фігурними секціями з'єднаними між собою, які утворюють герметичний об'єм, підключений до вакуумнасосу, з установленими у ньому почергово горизонтально по центру магнітострикційним перетворювачем, розміщеним між ними паралельно нахиленим стінкам фігурних секцій (авт. св. СРСР №1065214, Кл. В28С5/46, надр. В Б.В. №1,1984р.). Недоліками цієї установки є: - недостатня ступінь обеззаражування води; - дуже трудомістка у виготовлені (фігурні секції); - низька продуктивність із-за великої протяжності переміщення води; - значна витрата електроенергії. Відомий також пристрій для активації цементної суспензії, який забезпечений закріпленим в днищі магнітострикційним перетворювачем з паралельно валам випромінюючою пластиною, причому вали при виконанні різношвидкісні, з яких високошвидкісний вал виконаний з закріпленими на ньому дисками, які чергуються з шайбами, а низькошвидкісний у вигляді пустотілого барабану з кільцевими канавками для входу дисків високошвидкісного валу (авт. св. СРСР №1175720, Кл. В28С5/46, надр. Б.В. №32, 1985p.). Недоліками цього пристрою є: - недостатня ступінь обеззаражування води; - відсутність умов для виконання явищ кавітації; - відсутність умов для використання гідродинамічного випромінювача і супроводжуючих його кавітаційних явищ при турбулентному рухі води. Відома установка для диспергування мінеральних речовин, яка забезпечена роз'ємними пустотілими концентраторами ультразвукових хвиль, які виконанні у вигляді усічених конусів, у верхній частині на консолях діагонально розміщені вібратори ультразвукових хвиль (авт. св. СРСР №156570, Кл. В28С5/46, надр, в Б.В. №19,1990 p.). Недоліками цієї установки є: - недостатня ступінь обеззаражування води; - значні габарити по висоті, особливо, якщо концентраторів більше 2-3; - низька ступінь використання об'єму ємності; - потреба в охолоджувальній системі. Як прототип прийнятий патент України №52964 „Змішувач-активатор", Кл. В28С5/46, опубл. в Бюл. №1, 2003p., який утримує установлену на амортизаторах ємність з кришкою, кільцевим упором в нижній частині ємності, з розташованими в ній послідовно мембранами, магнітострикційний перетворювач, співвісно ємності розташовані патрубки для введення і видалення суспензії і штуцер з'єднання з вакуумною системою, відрізняється тим, що він забезпечений 58092 4 розташованою концентрично ємності додатковою мембраною у вигляді циліндричної оболонки з днищем, з'єднаною з головними мембранами, по периметру кожної із яких установлені гідродинамічні випромінювачі, додаткова мембрана оперта за допомогою пружної прокладки, причому кожна головна мембрана має конічну поверхню, поєднану у вершині із сферичною, при цьому на зовнішній стороні днища додаткової мембрани змонтований магнітострикційний перетворювач, по периметру якого в днищі виконані отвори. Недоліками прототипу є: - недостатній шлях переміщення води в ультразвуковому полі, що не забезпечує обеззаражування води кавітацією; - недостатня площина випромінювання ультразвукових коливань для інтенсифікації кавітаційної дії для обеззаражування води в турбулентних потоках; - конструктивні рішення змішувача-активатора не забезпечують можливість контакту води з великою площиною випромінювання ультразвукових хвиль та збільшення шляху переміщення її в зонах інтенсивної кавітаційної дії, що і забезпечує обеззаражування води. Задачею установки для обеззаражування води є підвищення якості її обеззаражування та удосконалення конструкції установки. Задача досягається тим, що установка для обеззаражування води утримує вертикально установлену конусну ємність, верхня частина великої основи якої забезпечена кришкою з центральним вхідним патрубком обладнаним корковим краном, під якою між круговими герметизуючими і амортизуючими прокладками установлена горизонтальна мембрана з отворами по периметру та над порожнинами утвореними жорстко і центрально закріпленими з її нижньої сторони до кругового концентратора трикутного поперечного перерізу та центрального пірамідального концентратора з отворами і кільцевого квадратного концентратора з отворами, до яких аналогічно закріплені кільцевий пустотний концентратор квадратного поперечного перерізу, верхні отвори якого співпадають з аналогічними отворами верхнього концентратора, а нижні отвори співпадають з такими же отворами в верхній частині кільцевого пустотного концентратора з отворами співпадаючими з аналогічними отворами верхньої частини концентратора кубічної форми з центральним отвором, при цьому нижня частина ємності конусної форми малою основою опирається на плиту, розміщену на амортизаторах, яка забезпечена центральним вихідним патрубком з корковим краном, а на верхній стороні горизонтальної мембрани жорстко і центрально закріплена випукла мембрана з аналогічно закріпленим з її нижньої сторони магнітострикційним перетворювачем з отворами по його периметру та кільцевим обмежувачем за ними. Загальними з прототипом установка для обеззаражування води є вертикально установлена, на амортизаторах, герметична ємність, концентратор з мембранами забезпеченими авторами, магнітострикційний перетворювач та запірно-роздавальна арматура. 5 Конструктивне рішення виконання установки для обеззаражування води забезпечує ряд переваг і суттєвих відмінностей у порівнянні з прототипом і відомими аналогами основними з яких є: 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: горизонтальна мембрана з верхньої сторони додатково забезпечена випуклою мембраною, з отворами по периметру жорстко і центрально закріпленого магнітострикційного перетворювача, за якими аналогічно закріплений кільцевий обмежувач, а з нижньої сторони круговим концентратором трикутного поперечного розтину та центральним пірамідальним концентратором. 2. Введення нових ознак, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: кільцеві пустотні концентратори квадратного поперечного перерізу зі співпадаючими отворами; пустотний концентратор кубічної форми забезпечений співпадаючими отворами з верхньої сторони та центральним отвором з нижньої сторони. 3. Зміна частина ознак новими, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: циліндричний концентратор, до днища якого жорстко і центрально закріплений магнітострикційний перетворювач, з випуклими мембранами з отворами замінений на збірний конусний концентратор, який складається з жорстко скріплених між собою мембраною, круговим концентратором трикутного поперечного розтину, центрального пірамідального концентратора, кільцевих пустотних концентраторів квадратного поперечного перерізу та пустотного концентратора кубічної форми,; циліндрична ємність з кришкою і днищем замінена на конусну ємність з кришкою і плитою на яку вона опирається. 4. 3 врахуванням викладеного в п.п.1, 2 і 3 конструктивне рішення установки для обеззаражування води забезпечує нове взаємоположення ознак, нові типи зв'язків і взаємодії між ознаками, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей. На фігурі приведена установка для обеззаражування води в поперечному перерізі. Установка для обеззаражування води утримує вертикально установлену конусну ємність 1, верхня частина великої основи якої забезпечена кришкою 2 з центральним вхідним патрубкам 3 обладнаним корковим краном 4, під якою між круговими герметизуючими і амортизуючими прокладками 5 і 6 установлена горизонтальна мембрана 7 з отворами 8 по периметру та отворами 9 над порожнинами утвореними жорстко і центрально закріпленими з її нижньої сторони до кругового концентратора 10 трикутного поперечного перерізу та центрального пірамідального концентратора 11, кільцевого пустотного концентратора 12 квадратного поперечного перерізу з отворами 13 і 14 та кільцевого пустотного концентратора 15 такого же перерізу з отворами 16 і 17, до яких аналогічно закріплені кільцевий пустотний концентратор 18 квадратного поперечного перерізу, верхні отвори якого співпадають з аналогічними отворами, а нижні отвори 19 співпадають з такими же отворами в верхній частині кільцевого пустотного концентратора 20 з отворами 21 та отворами 22 співпадаючими з аналогічними отворами в верхній частині 58092 6 концентратора 23 кубічної форми забезпеченого центральним отвором 24, при цьому нижня частина ємності 1 конусної форми малою основою опирається на плиту 25, розміщену на амортизаторах 26, яка забезпечена центральним вихідним патрубком 27 з корковим краном 28, а на верхній стороні горизонтальної мембрани 7 жорстко і центрально закріплена випукла мембрана 29 з аналогічно закріпленим з її нижньої сторони магнітострикційним перетворювач 30, по периметру якого вона забезпечена отворами 31 та кільцевим обмежувачем 32 за ними з верхньої сторони. Установка для обеззаражування води працює таким чином. При закритому корковому крані 28 вихідного патрубка 27, ввімкненому високочастотному генераторові магнітострикційного перетворювача 30 і відкритому корковому крані 4 по вхідному патрубку 3 в ємність подають воду для її обеззаражування шляхом диспергування біологічних, органічних і неорганічних складових до багатократного збільшення їх питомої поверхні в процесі дії кавітації, яка виникає в воді при наявності ультразвукового поля і турбулентного руху. При цьому в ній знищуються віруси і бактерії, змінюються ДНК мікроорганізмів, що перешкоджає у подальшому розмноженню і життєдіяльності. Одночасно має місце безреагентне знезараження води дією ультразвукових променів, які мають бактерицидні властивості і є складовою частиною ультразвукового випромінювання. Поступивши на верхню поверхню випуклої мембрани 29 вода піддається дії випромінюваних нею ультразвукових коливань, а далі через отвори 31 поступає в простір між внутрішньою поверхнею цієї мембрани та зовнішньою поверхнею горизонтальної мембрани 7, охолоджує магнітострикційний перетворювач 30 і одночасно піддається дії ультразвукових полів випромінюваних цими поверхнями та корпусом магнітостриктора. В процесі дії ультразвукових коливань в турбулентних потоках води виникають кавітаційні явища, які є потужним деструкторами вірусів, бактерій і других організмів в рідині і активними змішувачами продуктів руйнування з рідиною. Дію кавітації доповнюють удари і співудари цих зруйнованих частинок, їх тертя та механічна ерозія. Через отвори 9, які діють як, і всі інші отвори як циліндричні концентратори і гідродинамічні випромінювачі, вода поступає в кільцевий простір утворений нижньою стороною мембрани 7 і боковою стороною кільцевих пустотних концентраторів 12 і 15 піддаючись дії ультразвукових полів, випромінюваних цими поверхнями. Пройшовши отвори 13 і 16 вода поступає в кільцеві пустотні концентратори 12 і 15 піддаючись дії ультразвукових полів, випромінюваних сторін цих концентраторів і т.д. Через центральний отвір 24 центрально пустотного концентратора 23 кубічної форми вода заповнює ємність знизу вверх і піддається дії ультразвукових полів випромінюваних боковими сторонами центрального пустотного концентратора 23, пустотних концентраторів 20, 18 і 12, кругового концентратора 10 і мембрани 7. при цьому конс 7 58092 труктивне рішення вузлів установки розмішених з нижньої сторони мембрани 7 в цілому створює єдиний конусний концентратор, який сприяє посиленню потужності ультразвукового поля зверху вниз. При досягненні водою рівня верхньої поверхні мембрани 7 частково або повністю відкривають корковий кран 28 і по вихідному патрубку 27 видаляють обеззаражену воду для її подальшого використання, а установка продовжує працювати у безперервному режимі. При цьому коркові крани 4 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 8 і 28 виконують роль регуляторів заданого рівня води в ємності 1, об'єму поступаючої води в ємність 1 на обеззаражування і об'єму видаленої і обеззараженої води. Після закінчення роботи установку промивають аналогічним чином, а далі, вимикають високочастотний генератор магнітострикційного перетворювача 30. При відновленні роботи процеси повторюються. Підписне Тираж 23 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