Автомат очищення та розливу питної води в тару споживача

Реферат: Автомат очищення та розливу питної води в тару споживача, який має - модуль вугільної фільтрації вхідної води, - модуль ультрафіолетового знезараження, - модуль розливу питної води, а також - трубоводи і запірну апаратуру, що з'єднують відповідні модулі, крім того має послідовно встановлені за модулем вугільної фільтрації вхідної води: - насос високого тиску - модуль зворотноосмотичного очищення води для отримання пермеату, - модуль вугільної фільтрації пермеату та - модуль рН-корекції, а також - модуль дозування антискаланту, який призначено для направленого дозування антискаланту у потік в трубоводі між модулем вугільної фільтрації вхідної води і насосом високого тиску, - модуль домінералізації пермеату, який призначено для подавання у трубовід між модулем ультрафіолетового знезараження і модулем розливу питної води ремінералізуючого розчину. UA 78210 U (54) АВТОМАТ ОЧИЩЕННЯ ТА РОЗЛИВУ ПИТНОЇ ВОДИ В ТАРУ СПОЖИВАЧА UA 78210 U UA 78210 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель стосується систем очищення води, яка береться з мережі міського водопроводу, бюветів та інших джерел постачання питної води, зокрема стосується автоматів очищення та розливу питної води, що відповідає вимогам фізіологічної повноцінності за мінеральним складом, в тару споживача і може бути застосована на різних об'єктах децентралізованого питного водопостачання і колективного користування питною водою. Добре відоме, що якість питної води, яка підготовлена з поверхневих вод річок, водоймищ або підземних вод на станціях центрального водопостачання не повною мірою відповідає вимогам санітарно-гігієнічних нормативів [1] і тому потребує додаткового очищення в місцях безпосереднього споживання води населенням, наприклад в автоматах продажу питної води. Відома система, яка забезпечує доочищення питної води і яка має вхідні і вихідні штуцера, один або більше послідовно встановлених фільтруючих модуля, вхідний штуцер, з'єднаний з редукційним клапаном (RU, 2413569). На вході встановлений лічильно-запірний блок з пристроєм індикації кількості очищеної води, який по закінченні очищення певної кількості води перекриває її рух. Недоліком цієї системи є те, що вона не забезпечує повне очищення води та її знезараження від шкідливих мікроорганізмів. Відома установка з системою очищення води, що складається із засобу для подачі вихідної води, редуктора тиску, послідовно з'єднаних проточних мембранних фільтрів із штуцерами для відведення очищеної та недоочищеної води, встановленими між мембранними фільтрами патрона з сорбентом-поглиначем, при цьому перший по ходу руху води фільтр має фільтруючий елемент з розміром пор більше 1 мкм, а другий фільтр має фільтруючий елемент з розміром пор менше 1 мкм і його штуцер для відводу очищеної води приєднаний до крана споживання очищеної води (RU, 2196632) Недоліком такої установки є те, що в ній не передбачено здійснення повторного очищення води та її знезараження від мікроорганізмів і неможливо проводити точне дозування відпуску очищеної води, тобто використання її в автоматах продажу питної води. Найбільш близькою за технічною суттю до корисної моделі, що заявляється, є автомат очищення і розливу (продажу) питної води, який складається із засобу для подачі води, редуктора тиску з вбудованим фільтром, який з'єднаний з послідовно встановленими проточними фільтрами, "структуратором" води, мінералізатором, пристроєм ультрафіолетового знезараження води, і оснащена електронним блоком керування, приймачем оплати та дисплеєм (UA, 63220). Недоліком цієї відомої корисної моделі є те, що вона очищує воду лише від механічних домішок, розмір яких перевищує 0,45 мкм, в той час як у водопровідній, артезіанській та інших природних джерелах води переважна більшість домішок, в тому числі шкідливих для здоров'я людини, містяться в розчиненому стані і потребують доочищення [2]. Іншим недоліком є те, що в цій системі передбачено використання власного тиску джерела водопостачання, що обмежує промислову придатність цієї відомої корисної моделі, оскільки від тиску залежить питома витрата і якість води, що очищується. Недоліком відомої корисної моделі є також конструкція мінералізатора, який вона містить. Мінералізатор являє собою посудину із спеціально підібраними мінералами, які поступово розчиняються у воді. Така конструкція мінералізатора не здатна забезпечити постійний іонний склад води, що обробляється, оскільки розчинність мінералів, що в ній застосовуються, залежить від типу мінералу, рН та окисно-відновного потенціалу води, що обробляється, та ряду інших факторів. До недоліків відомої корисної моделі, за певних умов, можна віднести також наявність у її конструкції "структуратора" води, який містить постійні магніти, що дозволяє їх дією прибрати всю негативну інформацію, яка накопичена у воді. Згідно з останніми науковими дослідженнями [3], факт накопичення водою будь-якої інформації є недоведеним, метрологічні засоби та пристрої вимірювання зазначених явищ на сьогодні відсутні, а деякі технічні засоби, що представлені у продажу під назвою "структуратори" здатні нанести шкоду здоров'ю людини через виділення у воду різних токсичних домішок. У цій корисній моделі споживачу не надається можливість вибору придбання "структурованої" води чи води, що не була піддана такому впливу. В основу корисної моделі поставлено задачу такого вдосконалення автомата очищення і розливу питної води в тару споживача, яке б дозволило отримати з автомата питну воду з високим ступенем очищення водопровідної, артезіанської або іншої природної води, в тому числі з джерел водопостачання низького тиску, від розчинених домішок, і з постійним мінеральним складом, що відповідає сучасним вимогам фізіологічної повноцінності [4]. 1 UA 78210 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена задача вирішується тим, що до складу системи очищення в автоматах продажу води введено зворотноосмотичний мембранний модуль, модуль дозування антискаланту та насос високого тиску, модуль вугільної фільтрації пермеату та модуль рН-корекції. У переважних втіленням заявленого автомату до його складу можливо вводити такі додаткові елементи, як модуль домінералізації пермеату або гідроакумулятор пермеату, який призначено для акумулювання пермеату, що вийшов з модуля зворотноосмотичного очищення води, і забезпечити подання цього пермеату до модуля вугільної фільтрації пермеату. Крім того, для можливості продажу питної води до складу запропонованого автомата можливо ввести електронний блок керування дозуванням та прийманням сплати відповідно до встановлених тарифів. У подальшому суть корисної моделі пояснюється детальним описом з посиланням на креслення, де представлено загальну схему автомата очищення та розливу води в тару споживача згідно з корисною моделлю, що заявляється. Як показано на кресленні, автомат, що заявляється, складається з послідовно встановлених: модуля (1) вугільної фільтрації вхідної води, насоса (2) високого тиску, модуля (3) зворотноосмотичного мембранного очищення води, модуля (4) вугільної фільтрації пермеату, модуля (5) корекції рН, модуля (6) ультрафіолетового знезараження води та модуля (7) розливу води в тару споживача, з'єднаних відповідними трубоводами 8, 9, 10, 11, 12, 13. Автомат також включає модуль (14) дозування антискаланту (речовина, яка перешкоджає осадженню слабкорозчинних сполук на поверхні мембрани), що здійснює дозування у потік трубоводу (13) між модулем (1) вугільної фільтрації вхідної води і насосом (2) високого тиску. Крім того, цей автомат має гідроакумулятор (15) пермеату, який акумулює пермеат, що вийшов з модуля (3) зворотноосмотичного мембранного очищення води, і подає його у потік (10) до фільтра (4) для пермеату, а також модуль (16) домінералізації пермеату, який подає мінералізовану в ньому воду у потік трубоводу (13) між модулем (6) ультрафіолетового знезараження і модулем (7) автоматизованого розливу питної води в тару споживача. Для скидання води, що затримана мембраною модуля (3) зворотноосмотичного очищення води і що містить розчинні домішки (далі - концентрат), в каналізацію слугує трубовід (11), від якого відходить трубовід (12), з'єднаний з трубоводом (8) між модулем (1) вугільної фільтрації вхідної води і насосом (2) високого тиску. Модуль (1) вугільної фільтрації вхідної води складається з вугільних фільтрів типу "карбонблок" або інших. Модуль (3) зворотноосмотичного очищення води може бути різних конструкцій, але переважно використовувати модуль, який складається з мембранотримача та мембранного елемента типорозміру "4040" або іншого. Застосування мембранного елемента типу Filmtec XLE як мембранного елемента мембранного модуля забезпечує видалення з води, що очищується, 99 % розчинених домішок, за робочого тиску 0,69 МПа та температури води 25 °C [5]. Насос (2) високого тиску забезпечує робочий тиск від 0,5 до 1,5 МПа, необхідний для очищення води методом зворотного осмосу, має номінальну потужність приблизно 0,75 кВт або іншу і під'єднується до мережі електроживлення з напругою 220 В. Модуль (7) розливу води в тару споживача має відому конструкцію. Модуль (16) домінералізації пермеату зворотного осмосу, який забезпечує склад очищеної води, що відповідає вимогам фізіологічної повноцінності питної води за мінеральними компонентами, може складається з насоса-дозатора ремінералізуючого розчину, з'єднаного з ємністю (не показано), що містить цей розчин. Ремінералізуючий розчин, співвідношення компонентів якого підібране відповідно до вимог фізіологічної повноцінності питної води за мінеральним складом, дозовано подається в потік пермеату зворотного осмосу в трубоводі (13), за рахунок чого цей пермеат збагачується необхідними мінеральними компонентами. Крім того, автомат може використовуватись для продажу питної води і в склад такого автомату може входити модуль керування, дозування та приймання відповідної сплати (не показаний). Крім того, заявлений автомат може включати електронний контролер, що здійснює контроль та керування системою, контрольно-вимірювальні прилади та апаратуру (ротаметри, манометри, реле тиску, перетворювачі сигналів), щит управління, монето- та купюроприймачі. Вибірково цей модуль може мати пристрій зчитування інформаційних карток та інших носіїв інформації, пристрої зберігання та обробки інформації, пристрої приймання та передачі інформації за стандартами GSM, CDMA або іншими, датчики супутникової системи навігації, прилади приймання голосових команд, сенсорну панель керування, охоронну та протипожежну сигналізацію. Заявлений автомат працює наступним чином. Вихідна вода подається у модуль (1) вугільної фільтрації вхідної води, де очищується від механічних домішок, високомолекулярних органічних 2 UA 78210 U 5 10 15 20 25 30 35 40 речовин та залишкового хлору. Перед подачею води у модуль (3) зворотноосмотичного очищення води засобами модуля (14) дозування антискаланту у воду (трубовід (8)) дозується антискалант для попередження утворення відкладень на поверхні мембрани в модулі (3) зворотноосмотичного очищення води. Після чого вода подається на насос (2) високого тиску, де набуває тиску, необхідного для очищення методом зворотного осмосу. У модулі (3) зворотноосмотичного очищення води відбувається розділення води на два потоки - потік очищеної води (далі пермеат), що надходить у трубовід (10) та потік води, що містить розчинені домішки, що були затримані мембраною (далі концентрат), що надходить у трубовід (11). Частина концентрату направляється по трубоводу (12) на вхід модуля (3) зворотноосмотичного очищення води (трубовід 12) через насос (2) високого тиску, тобто рециклюється, а частина скидається в каналізацію. Рецикл концентрату організовується з метою зменшення об'єму стічної води в каналізацію та підвищення гідравлічного коефіцієнта корисної дії модуля (3) зворотноосмотичного очищення води. Кількість пермеату, створеного в модулі (3) зворотноосмотичного очищення води залежить від тиску, який створений насосом (2) високого тиску в модулі (3). Витрата пермеату з мембрани модуля (3) є досить низькою і під низьким тиском. Тому пермеат в переважному втіленні корисної моделі, що заявляється, збирають у гідроакумуляторі (15) та подають по трубоводу 10 для покращення органолептичних властивостей у модуль (4) вугільної фільтрації пермеату, і по трубоводу (11) у модуль (5) рНкорекці, де відбувається підвищення лужності води. Далі по трубоводу (12) оброблений пермеат подається у модуль (6) ультрафіолетового знезараження, де вода під дією ультрафіолетового випромінювання знезаражується. Після цього пермеат подається по трубоводу (13) у модуль (7) автоматизованого розливу питної води в тару споживача, перед тим проходячи домінералізацію в модулі (16) домінералізації пермеату, який дозовано подає у трубовід (13) між модулем (6) ультрафіолетового знезараження і модулем (7) автоматизованого розливу питної води в тару споживача ремінералізуючий розчин. Таким чином, вода проходить очищення до рівня діючих санітарно-гігієнічних нормативів та збагачується мінеральними компонентами до рівня вимог фізіологічної повноцінності питної води [4]. Джерела інформації: 1. Національна доповідь про якість питної води та стан питного водопостачання в Україні у 2010 році. Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України. Київ-2011 2. World Health Organization, Guidelines for Drinking-water Quality. Vol. 1, Recommendations.3rd ed. ISBN 92 4 154696 4 3. Daniel R. Barnett. Clustered Water. The Newsletter of The North Texas Skeptics, Volume 15, Number 1. 4. ДСанПіН 2.2.4-171-10 "Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною". 5. Dow Filmtec Membranes. Product information for Filmtec XLE elements. www.dowwaterandprocess.com ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 60 1. Автомат очищення та розливу питної води в тару споживача, який має - модуль вугільної фільтрації вхідної води, - модуль ультрафіолетового знезараження, - модуль розливу питної води, а також - трубоводи і запірну апаратуру, що з'єднують відповідні модулі, який відрізняється тим, що має послідовно встановлені за модулем вугільної фільтрації вхідної води: - насос високого тиску, - модуль зворотноосмотичного очищення води для отримання пермеату, - модуль вугільної фільтрації пермеату та - модуль рН-корекції, а також - модуль дозування антискаланту, який призначено для направленого дозування антискаланту у потік в трубоводі між модулем вугільної фільтрації вхідної води і насосом високого тиску, - модуль домінералізації пермеату, який призначено для подавання у трубовід між модулем ультрафіолетового знезараження і модулем розливу питної води ремінералізуючого розчину. 2. Автомат за п. 1, який відрізняється тим, що має додатковий трубовід, по якому частина вихідного концентрату з модуля зворотноосмотичного очищення води направляється на вхід насоса високого тиску. 3 UA 78210 U 5 3. Автомат за п. 1, який відрізняється тим, що модуль домінералізації пермеату має насосдозатор, з'єднаний з ємністю, яка наповнена ремінералізуючим розчином. 4. Автомат за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатково має гідроакумулятор пермеату, який призначено для акумулювання пермеату, що вийшов з модуля зворотноосмотичного очищення води, і подання цього пермеату до модуля вугільної фільтрації пермеату. 5. Автомат за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що має додатково електронний блок керування дозуванням та прийманням оплати при здійсненні продажу питної води. 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