Апарат для опріснення води

Реферат: UA 76659 U UA 76659 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до хімічної, харчової, будівельної, сільськогосподарської та іншої промисловості, зокрема до установок для опріснення засоленої і морської води. Відомий пристрій для опріснення солоної води в південних районах Середньої Азії (Колычев Б.С. Атом утоляет жажду. - Μ.: Атомиздат, 1970.). де нічна температура опускається нижче нуля, а вдень стає плюсовою, запропоновані майданчики для виморожування, побудовані терасами. Солону воду заливають на верхній майданчик шаром біля 20 см. Вода, замерзаючи з поверхні віддає сіль нижчележачим шарам. Вдень, коли нагрівається повітря, частину води, яка замерзла і утримує найбільшу кількість солей, зливають на нижній майданчик. Туди ж зливають і першу порцію води талої криги, яка утримує підвищену кількість солей. Решту частину води талої криги направляють в резервуар для опрісненої води. Таким чином вдається знизити вміст солі у воді з 15 до 0,5 г/л, що для питної води є нормою. 2 Недоліком такого пристрою є низька продуктивність зняття прісної води з 1 м площі та неможливість використання цього методу в кліматичних умовах України. Відома опріснювальна установка (Колычев Б.С. Атом утоляет зажду - М.: Атомиздат, 1970.) з заморожуванням криги в бунти, яка утримує насосну станцію для подачі солоної води на бунти, які після замерзання води накриваються теплоізоляційним матеріалом, резервуара прісної води, майданчиків заморожування і накопичування розсолу або майданчиків для його випаровування. Майданчики для заморожування бунтів криги являють собою басейн глибиною 50-60 см з дном, який має нахил до випускного патрубка. Над дном басейна на висоті 20-30 см розміщується дірчате дно із залізобетонних колесників або дощок, вкладених на ребро. Дірчате дно дозволяє стікати розсолу і воді з бунта в басейн, а з нього в резервуар прісної води або в накопичувач розсолу. В стінках басейна мають місце вікна, які закриваються, для вентиляції піддренажного простору і подачі теплого повітря для прискорення танення криги. Над басейном монтуються труби з отворами або форсунками, які забезпечують розподіл і розбризкування солоної води під час заморожування бунта криги. Недоліком цієї установки є: - сезонне використання холоду в зимовий період; - низька продуктивність при занятості великої площі; - не може бути використана в південних районах, де порівняно коротка зима з низькими температурами. Відома установка безперервної дії з виморожуванням солоної води штучним холодом (Колычев Б.С. Атом утоляет зажду. - М.: Атомиздат, 1970.), в якій солона вода, до того як надійти в апарат для виробництва криги, охолоджується холодним розсолом, який утворюється при таянні криги, а також самою кригою. Охолодившись в теплообміннику, вона надходить в генератор, по змійовиках якого тече рідина з низькою температурою з холодильної установки. В генераторі утворюється суспензія криги. Така концентрація досягається, коли 1/3 солоної води перетворюється в кригу. Одержана частково крига разом із залишившимся незамерзлим розсолом через розвантажувальний люк попадає на сітчатий транспортер. Після відділення незамерзлого розсолу в першій частині конвеєра крига надходить в камери танення, де обдувається теплим повітрям, яке подається компресором. Крига частково тане, і з утворюваним розсолом виходить ще значна частина солі. Одержаний на першій і останній частині конвеєра розсіл надходить в теплообмінник, де проходить попереднє охолодження вихідною солоною водою. Лід, який залишається, утримує уже тільки 0,5 г/л солі, відповідає нормі для питної води. Опріснена крига зсипається в ізольовану частину теплообмінника, через яку проходять трубопроводи з вихідною солоною водою, де і тане. Недоліком установки є складність конструкції і значні габаритні розміри. Відомий також опріснювач морської води по патенту України №43256, опубл. в Бюл. №15 за 2009 p., який утримує вертикально установлену на основі циліндричну шахту, яка забезпечена з внутрішньої сторони, в заглибленні, циліндричною холодильною установкою, розміщеною між двома ізоляційними кільцевими вкладками та нагрівальним пристроєм кільцевої циліндричної форми. При цьому їх внутрішні діаметри відповідають внутрішньому діаметру шахти, в нижній частині якої по периметру розміщені фіксуючі пристрої, на яких утримуються циліндричні ємності з днищем, кожне з яких забезпечено центральним патрубком з корковими кранами, середніми патрубками з корковими кранами, крайніми патрубками з корковими кранами та упорами між ними, які по висоті більші за патрубки, а ємності обладнані кришками з отворами по периметру. Недоліком установки є: - складність конструкції; - значні затрати енергії; 1 UA 76659 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - значні габаритні розміри. Відомий також сонячний опріснювач німецької компанії Produkten twicklung названий Waterkone, який утримує великий конус з прозорого полімеру Makrolon, забезпечений загнутими всередину краями великої основи, з отворами на вершині та корком. При простому конструктивному рішенні його недоліки не задовольняють широкому втіленню: - конструктивні особливості не дозволяють розміщувати установку на поверхні води; - установка може діяти періодично, так як потребує в часі видаляти прісну воду через отвір у вершині конуса; - виключається поточний ремонт конуса. Як прототип прийнятий "Опріснювач солоної води" по патенту України №43256 опубл. в Бюл. №15 за 2009 p., який утримує вертикально встановлену морозильну камеру, забезпечену охолоджуючими трубками, ізольованими із зовнішньої сторони теплоізоляційним матеріалом, під'єднаним до морозильної установки, яка забезпечена кришкою з центральним патрубком з'єднаним з трубопроводом, і нахиленим днищем в сторону патрубка з корковим краном, продовженням яких є площина такого ж нахилу, яка закрита з верхньої сторони паралельно розміщеним з проміжком кожухом, при цьому нахилена площина закінчується закругленим вниз ребром, над яким закруглення переходить в нахилену, в зворотну сторону, перегородку, перфоровану отворами над секцією, яка закінчується консольною площиною такого ж нахилу в черговій секції, стінка якої забезпечена вікном, над якою розміщена термокамера, паралельно консольній площині, яка ізольована з верхньої сторони теплоізоляційним матеріалом і забезпечена в бокових стінках відповідно вхідним патрубком з корковим краном, теплоізоляцією і вихідним патрубком, а секції - загальним днищем з розміщеними в ньому, відповідно вихідними патрубками з корковими кранами. Недоліками прототипу є: - значні затрати енергії на живлення холодильної установки та термокамери; - значні габарити; - складність поточних ремонтів. Задача корисної моделі вдосконалення конструкції установки та зменшення затрат енергії. Задача вирішується тим, що апарат для опріснення води утримує встановлену циліндричну ємність з днищем, встановленим на основі, та кришкою, патрубком з корковим краном над днищем і під нижньою горизонтальною перегородкою з отворами, патрубком, з корковим краном, розміщеним над піднятою частиною нижньої похилої перегородки з отворами, який переходить в нижній змійовик, з'єднаний з аналогічним верхнім змійовиком трубопроводом, розміщеним аналогічно над піднятою частиною верхньої похилої перегородки з отворами, протилежний кінець якого переходить в трубопровід, охоплений термонагрівальним приладом і з'єднаний з патрубком, який розміщений над верхньою горизонтальною перегородкою з отворами, патрубком з корковим краном, який розміщений над середньою горизонтальною перегородкою. Патрубок, розміщений над пониженою частиною верхньої похилої перегородки, з'єднаний з аналогічним патрубком, розміщеним над пониженою частиною похилої нижньої перегородки трубопроводом з корковим краном, а патрубки, розміщені над верхньою і нижньою горизонтальними перегородками, з'єднані трубопроводом. У порівнянні з прототипом апарат для опріснення має такі загальні ознаки: ємність, розділена на секції, термонагрівальний прилад, трубопроводи і запірно-роздавальна арматура. Конструктивні рішення виконання апарата для опріснення води забезпечують ряд суттєвих відмінностей і переваг у порівнянні з відомими аналогами і прототипом, основними з яких є: 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: термонагрівальний прилад винесений на зовнішню сторону ємності, розміщений на трубопроводі і забезпечений зовнішньою теплоізоляцією; секції розміщені одна над одною; запірно-роздавальна арматура винесена на зовнішню поверхню ємності. 2. Заміна частини ознак новими, що теж указує на наявність суттєвих відмінностей: змійовики з морською водою замінили холодильну камеру. 3. Введення нових ознак, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей: горизонтальна перегородка без отворів і аналогічна перегородка з отворами; нахилені перегородки з отворами у їх верхній частині; змійовики з трубопроводами, термонагрівальним вузлом, які забезпечені патрубками з корковими кранами. 4. Згідно з викладеним у пунктах 1, 2 і 3 в апараті для опріснення води мають місце нові взаємоположення ознак та нові типи зв'язків і взаємодії між ознаками. На кресленні приведений апарат для опріснення води в поперечному перерізі. 2 UA 76659 U 5 10 15 20 25 Апарат утримує вертикально установлену циліндричну ємність 1 з днищем 2, встановленим на основі 3 та кришкою 4, патрубком 5 з корковим краном 6 над днищем 2 і під нижньою горизонтальною перегородкою 7 з отворами 8, патрубком 9, з корковим краном 10, розміщеним над піднятою частиною нижньої похилої перегородки 11 з отворами 12, який переходить в нижній змійовик 13 з'єднаний з аналогічним верхнім змійовиком 14 трубопроводом 15, розміщений аналогічно над піднятою частиною верхньої похилої перегородки 16 з отворами 17, протилежний кінець якого переходить в трубопровід 18, охоплений термонагрівальним приладом 19 і з'єднаний з патрубком 20, який розміщений над верхньою горизонтальною перегородкою 21 з отворами 22, патрубком 23 з корковим краном 24, який розміщений над середньою горизонтальною перегородкою 25. Патрубок 26 розміщений над пониженою частиною верхньої похилої перегородки 16, з'єднаний з аналогічним патрубком 27, розміщеним над пониженою частиною похилої нижньої перегородки 11 трубопроводом 28 з корковим краном 29, а патрубки 30 і 31, розміщені над верхньою 21 і нижньою 7 горизонтальними перегородками, з'єднані трубопроводом 32. Апарат для опріснення води працює таким чином. При закритих коркових кранах 6, 23 і 29, ввімкнутому термонагрівальному приладу 19 і відкритому корковому крані 10 по патрубку 9 подають морську чи засолену воду в нижній змійовик 13, яка по трубопроводу 15 надходить в верхній змійовик 14, а далі, нагріта до кипіння в трубопроводі 18 термонагрівальним приладом 19, надходить в частину ємності 1, яка обмежена середньою горизонтальною перегородкою 25 і нижньою частиною верхньої похилої перегородки 16, а далі по трубопроводу 32 аналогічно заповнює простір між днищем і нижньою частиною нижньої похилої перегородки 11. Ці рівні регулюються в процесі роботи установки корковим краном 10. Після закінчення роботи аналогічним чином установка промивається прісною водою, а далі вимикається термонагрівальний прилад 19. При відновленні роботи процес повторюється. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 Апарат для опріснення води, що містить ємність, розділену на секції, термонагрівальний прилад, трубопроводи і запірно-роздавальну арматуру, який відрізняється тим, що він утримує вертикально установлену циліндричну ємність з днищем, встановленим на основі, та кришкою, патрубком з корковим краном над днищем і під нижньою горизонтальною перегородкою з отворами, патрубком, з корковим краном, розміщеним над піднятою частиною нижньої похилої перегородки з отворами, переходить в нижній змійовик, з'єднаний з аналогічним верхнім змійовиком трубопроводом, розміщений аналогічно над піднятою частиною верхньої похилої перегородки з отворами, протилежний кінець якого переходить в трубопровід, охоплений термонагрівальним приладом і з'єднаний з патрубком, який розміщений над верхньою горизонтальною перегородкою з отворами, патрубком з корковим краном, який розміщений над середньою горизонтальною перегородкою; патрубок розміщений над пониженою частиною верхньої похилої перегородки, з'єднаний з аналогічним патрубком, розміщеним над пониженою частиною похилої нижньої перегородки трубопроводом з корковим краном, а патрубки, розміщені над верхньою і нижньою горизонтальними перегородками, з'єднані трубопроводом. 3 UA 76659 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4