Номер патента: 19665

Опубликовано: 30.05.2014

Авторы: Марин Адриано, Бенетелло Андреа

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Установка водоочистки, имеющая вход (I) для непитьевой воды и выход (O1) для питьевой воды и содержащая, по меньшей мере:

бойлер (8), имеющий вход для воды и выход для пара;

устройство (9) конденсации для конденсации пара из бойлера (8);

первый фильтр (5) разделения жидкостей, работающий за счет течения и всплывания жидкости и имеющий вход и выход; и

первый теплообменник (4), предназначенный для обеспечения теплообмена между первым и вторым отделенными потоками жидкости и имеющий вход и выход для первого потока нагреваемой воды, а также вход и выход для второго охлаждаемого потока воды,

при этом вход для непитьевой воды соединен с входом для первого потока первого теплообменника (4), выход для первого потока первого теплообменника (4) соединен с входом первого фильтра (5) разделения жидкостей, выход первого фильтра (5) разделения жидкостей соединен с входом бойлера (8), выход бойлера (8) соединен с входом для второго потока первого теплообменника (4) через устройство (9) конденсации, выход для второго потока первого теплообменника (4) соединен с выходом (О1) для питьевой воды.

2. Установка водоочистки по п.1, дополнительно содержащая входную емкость (1), предназначенную для приема непитьевой воды из входа (I) для непитьевой воды и имеющую выход, который соединен с входом для первого потока первого теплообменника (4) и предпочтительно поднят над дном емкости (1) и/или соединен с соответствующим извилистым путем.

3. Установка водоочистки по любому из пп.1 или 2, дополнительно содержащая механический фильтр (2), который расположен между входом (I) для непитьевой воды и входом для первого потока первого теплообменника (4) и содержит по меньшей мере одну стенку, имеющую множество маленьких отверстий или пор, при этом указанная стенка предпочтительно изготовлена из пористой бумаги.

4. Установка водоочистки по любому из пп.1-3, дополнительно содержащая второй теплообменник (7), предназначенный для обеспечения теплообмена между первым и вторым отделенными потоками жидкости и имеющий вход и выход для первого нагреваемого потока воды, а также вход и выход для второго охлаждаемого потока воды, при этом выход первого фильтра (5) разделения жидкостей соединен с входом для первого потока второго теплообменника (7), выход для первого потока второго теплообменника (7) соединен с входом бойлера (8), выход бойлера (8) соединен с входом для второго потока второго теплообменника (7) через устройство (9) конденсации, выход для второго потока второго теплообменника (7) соединен с выходом (О1) для питьевой воды.

5. Установка водоочистки по любому из пп.1-4, дополнительно содержащая второй фильтр (12) разделения жидкостей, работающий за счет течения и всплывания жидкости и имеющий вход и выход, при этом вход второго фильтра (12) разделения жидкостей соединен с выходом для второго потока первого теплообменника (4) или через устройство (9) конденсации - с выходом бойлера (8), расположенного по потоку перед первым теплообменником (4), а выход (12) второго фильтра разделения жидкостей соединен с выходом (О1) для питьевой воды.

6. Установка водоочистки по любому из пп.1-5, дополнительно содержащая по меньшей мере одно гидравлическое устройство, выбранное из группы, состоящей из устройства (13) для добавления минеральных солей, устройства для добавления углекислого газа, устройства для добавления твердых или жидких веществ, устройства охлаждения, выходной емкости (14), при этом по меньшей мере одно гидравлическое устройство расположено по потоку непосредственно перед выходом (О1) для питьевой воды.

7. Установка водоочистки по любому из пп.1-6, дополнительно содержащая одно или несколько электрических устройств (3, 6, 10), которые предназначены, в частности, для управления потоками жидкости в установке водоочистки, при этом фотоэлектрические солнечные элементы или ветроэлектрический генератор электрически соединены с указанными электрическими устройствами (3, 6, 10) для подачи в них электроэнергии.

8. Установка водоочистки по любому из пп.1-7, дополнительно содержащая гидравлический контур (CKT), соединенный с первым фильтром (5) разделения жидкостей и выполненный с возможностью нагрева первого фильтра (5) разделения жидкостей, в частности, в выбранное время, предпочтительно в начале работы установки водоочистки.

9. Установка водоочистки по любому из пп.1-8, дополнительно содержащая гидравлический контур, предназначенный для предотвращения вытекания воды из выхода для питьевой воды в выбранное время, предпочтительно в начале работы установки водоочистки.

10. Установка водоочистки по любому из пп.1-9, в которой бойлер (8) является работающим на солнечной энергии.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

Изобретение относится к установке водоочистки, имеющей вход (I) для непитьевой воды и выход для питьевой воды (O1) и содержащей, по меньшей мере, бойлер (8), имеющий вход для воды и выход для пара, фильтр (5) разделения жидкостей, работающий за счет течения и всплывания жидкости и имеющий вход и выход, и теплообменник (4), предназначенный для обеспечения теплообмена между первым и вторым отделенными потоками жидкости и имеющий вход и выход для первого нагреваемого потока воды, а также вход и выход для второго охлаждаемого потока воды; вход (I) для непитьевой воды соединен с входом для первого потока теплообменника(4), выход для первого потока теплообменника (4) соединен с входом фильтра (5) разделения жидкостей, выход фильтра (5) разделения жидкостей соединен с входом бойлера (8), выход бойлера (8) соединен с входом для второго потока теплообменника (4), выход для второго потока теплообменника (4) соединен с выходом (O1) для питьевой воды. Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к установке водоочистки, т.е. к устройству, на вход которого подается непитьевая вода, а на выходе получается питьевая вода. Уровень техники Существует множество естественных источников воды в мире (реки, пруды, озера, моря, ручьи, поверхностные и грунтовые воды, дождь и т.д.), но вода, поступающая из таких естественных источников,обычно бывает непитьевой, более того, растущая загрязненность окружающей среды делает воду из таких естественных источников все менее пригодной для питья. Большинство стран мира имеют искусственные источники воды, т.е. общественные и частные сети распределения воды, но вода, поступающая из таких искусственных источников, не всегда питьевая или действительно питьевая (такая ситуация часто возникает в некоторых регионах таких стран, как Бразилия, Россия, Индия, Китай и т.д.). Непитьевая вода может содержать, например, большие (гравий) и маленькие (песок) твердые частицы, тяжелые металлы, углеводороды, минеральные удобрения, детергенты,кислоты, гидразин, бактерии, микробы, вирусы и т.д.; в зависимости от ситуации всегда присутствуют один или два из этих элементов. Для того чтобы сделать непитьевую воду питьевой, необходимо удалить нежелательные элементы. Несмотря на то что на рынке существуют различные типы установок водоочистки, ни одна из них не является полностью приемлемой. Заявитель внимательно изучил установки водоочистки и пришел к следующим выводам. Первым желательным признаком для установки водоочистки является ее способность удалять все возможные нежелательные элементы или, по меньшей мере, их большой процент; в действительности не так легко спрогнозировать, какие из нежелательных элементов будут присутствовать в воде, поступающей из источника воды; более того, нежелательные элементы могут меняться с течением времени. Вторым желательным признаком для установки водоочистки является ее способность полностью или почти полностью удалять нежелательные элементы, т.е. их остаточное количество очень мало. Третьим желательным признаком для установки водоочистки является ее способность удалять нежелательные элементы с использованием очень малого количества энергии или, другими словами, с использованием энергии (в большинстве случаев это электрическая энергия) очень эффективным способом; в действительности энергия необходима для удаления нежелательных элементов. Четвертым желательным признаком для установки водоочистки являются ее низкие операционные затраты и особенно то, что для нее требуется несколько недорогих расходных материалов; было бы идеальным, если бы она вообще не имела расходных материалов. Пятым желательным признаком для установки водоочистки является простота ее обслуживания, а именно простота промывки. Шестым желательным признаком для установки водоочистки является ее простая конструкция и в результате ограниченная стоимость. Седьмым желательным признаком для установки водоочистки в некоторых ситуациях является ее способность работать без подключения к мощному источнику электрической энергии, а именно ее способность работать только или почти только с помощью солнечной энергии; в действительности, в большинстве случаев отсутствия питьевой воды также отсутствует и общественная или частная сеть подачи электроэнергии. Раскрытие изобретения Задача изобретения заключается в создании установки водоочистки, у которой отсутствуют недостатки известных устройств, а конкретнее, которая имеет перечисленные выше признаки. Указанная задача решена в установке водоочистки, имеющей признаки, изложенные далее в формуле изобретения, которая является неотъемлемой частью данного описания. В целом, установка водоочистки в соответствии с настоящим изобретением имеет вход для непитьевой воды и выход для питьевой воды и содержит, по меньшей мере: бойлер (например, работающий на электричестве, солнечной энергии или горении), имеющий вход для воды и выход для пара; первый фильтр разделения жидкостей, работающий за счет течения и всплывания жидкости, имеющий вход и выход; и первый теплообменник, предназначенный для обеспечения теплообмена между первым и вторым отделенными потоками жидкости и имеющий вход и выход для первого, нагреваемого потока воды, а также вход и выход для второго, охлаждаемого потока воды,при этом вход для непитьевой воды соединен с входом для первого потока первого теплообменника, выход для первого потока первого теплообменника соединен с входом первого фильтра разделения жидкостей, выход первого фильтра разделения жидкостей соединен с входом бойлера, выход бойлера соединен с входом для второго потока первого теплообменника, выход для второго потока первого теплообменника соединен с выходом для питьевой воды. Установка водоочистки в соответствии с настоящим изобретением может также содержать входную емкость, предназначенную для приема непитьевой воды из входа для непитьевой воды; данная входная емкость имеет выход, соединенный с входом для первого потока первого теплообменника; данный выход предпочтительно поднят над дном емкости и/или соединен с извилистым путем. Установка водоочистки в соответствии с настоящим изобретением может также содержать механический фильтр, расположенный между входом для непитьевой воды и входом для первого потока первого теплообменника; данный механический фильтр содержит по меньшей мере одну стенку, имеющую множество мелких отверстий или пор; данная стенка предпочтительно изготовлена из пористой бумаги. Установка водоочистки в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно содержать второй теплообменник, предназначенный для обеспечения теплообмена между первым и вторым отделенными потоками жидкости и имеющий вход и выход для первого, нагреваемого потока воды, а также вход и выход для второго охлаждаемого потока воды; выход первого фильтра разделения жидкостей соединен с входом для первого потока второго теплообменника, выход для первого потока второго теплообменника соединен с входом бойлера, выход бойлера соединен с входом для второго потока второго теплообменника, выход для второго потока второго теплообменника соединен с выходом для питьевой воды. Установка водоочистки в соответствии с настоящим изобретением может содержать устройство охлаждения потока жидкости, имеющее вход и выход для потока жидкости; данный вход соединен с выходом для второго потока первого теплообменника и данный выход соединен с выходом для питьевой воды. Установка водоочистки в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно содержать второй фильтр разделения жидкостей, работающий за счет течения и всплывания жидкости и имеющий вход и выход; вход второго фильтра разделения жидкостей соединен с выходом для второго потока первого теплообменника, а выход второго фильтра разделения жидкостей соединен с выходом для питьевой воды. Установка водоочистки в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно содержать по меньшей мере одно гидравлическое устройство, выбранное из группы, состоящей из устройства для добавления минеральных солей, устройства для добавления углекислого газа, устройства для добавления твердых или жидких веществ, устройства охлаждения, выходной емкости; данное/данные гидравлическое устройство(а) расположено(ы) по потоку перед выходом для питьевой воды. Установка водоочистки в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно содержать одно или несколько электрических устройств (данные электрические устройства специально предназначены для контроля потоков жидкости в установке водоочистки) и фотоэлектрические солнечные элементы или ветроэлектрический генератор, электрически соединенный с данными электрическими устройствами для подачи в них электропитания. В целом, установка водоочистки будет содержать электрические устройства, такие как электрические насосы и электрические клапаны, и электронные устройства, такие как электронный блок управления установки водоочистки, предназначенный для управления данными электрическими устройствами (электронным блоком управления обычно является микропроцессор/микроконтроллер); фотоэлектрические солнечные элементы (или ветроэлектрический генератор) может преимущественно использоваться для подачи питания на все данные электрические и электронные устройства; батареи или электрические аккумуляторы могут присутствовать в установке водоочистки для обеспечения подачи питания во все данные электрические и электронные устройства даже при отсутствии или малом количестве солнечного света (или ветра); данные электрические аккумуляторы можно заряжать фотоэлектрическими солнечными элементами посредством дополнительной цепи заряда. Установка водоочистки в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно содержать гидравлическую цепь, соединенную с первым фильтром разделения жидкостей и предназначенную для обеспечения нагрева первого фильтра разделения жидкостей; данный нагрев, в частности, осуществляется в определенное время, предпочтительно в начале работы установки водоочистки. Установка водоочистки в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно содержать гидравлическую цепь, предназначенную для предотвращения вытекания воды через выход для питьевой воды, предпочтительно в начале работы установки водоочистки. Бойлер установки водоочистки в соответствии с настоящим изобретением может быть предназначен для работы, т.е. для нагрева воды, выходящей из входа, посредством солнечной энергии; в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения энергия излучения солнца может нагревать воду в бойлере непосредственно или может нагревать жидкость (носитель тепла), предпочтительно не токсичную, такую как гликоль, который, в свою очередь, нагревает воду в бойлере; в случае настоящего изобретения пропиленгликоль предпочтительнее этиленгликоля, так как первый из упомянутых не токсичный и не вызовет серьезных проблем даже при случайном контакте с водой. Один или каждый фильтр разделения жидкости установки водоочистки в соответствии с настоящим изобретением может содержать несколько камер, отделенных друг от друга стенками и последовательно сообщенных по жидкости посредством извилистых путей в пониженных участках камер; дно данных камер предпочтительно наклонено. В настоящем описании, а именно в предыдущих параграфах и в формуле изобретения, термин "со-2 019665 единять" означает "соединить напрямую или не напрямую с гидравлической точки зрения". Краткое описание чертежей Данное изобретение станет более очевидным из представленного ниже описания, которое должно рассматриваться вместе с сопроводительными чертежами. На фиг. 1 показана блок-схема варианта выполнения установки водоочистки в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 2 - вариант выполнения фильтра разделения жидкостей, работающего за счет течения и всплывания жидкости, который можно использовать в установке водоочистки в соответствии с настоящим изобретением, при этом на фиг. 2 А показан вид сверху, на фиг. 2 В - вертикальный вид в разрезе по линии А-А, на фиг. 2 С - вертикальный вид в разрезе по линии В-В. Данные описание и чертежи представлены посредством не ограничивающих примеров, кроме того,они схематичные и упрощенные. Осуществление изобретения Установка водоочистки, показанная на фиг. 1, имеет вход I для непитьевой воды и выход О 1 для питьевой воды и содержит следующие элементы: входную емкость 1 для непитьевой воды, которая принимает воду непосредственно из входа I и предназначена для накопления некоторого количества воды для приготовления питьевой воды с помощью установки водоочистки; данная емкость представляет собой коробчатый сосуд (который легко мыть) и имеет выход, расположенный в ее нижней части, но слегка приподнятый над ее дном; данная емкость разделена на две камеры вертикальной стенкой, которая прерывается в нижней части емкости таким образом, что две камеры сообщены друг с другом; в данном разрыве имеются два барьера, которые расположены соответственно в двух камерах и продолжаются со дна емкости, образуя извилистый путь; механический фильтр 2, имеющий вход и выход; данный фильтр содержит одну или несколько стенок, имеющих множество маленьких отверстий или пор, через которые может течь вода; по меньшей мере одна стенка может быть изготовлена, например, из листа нержавеющей стали, в котором выполнено множество маленьких отверстий; альтернативно или дополнительно, по меньшей мере одна стенка может быть изготовлена, например, из листа пористой бумаги; электрический насос 3, имеющий вход и выход; данный насос может быть циркуляционного или вибрационного типа; теплообменник 4, предназначенный для обеспечения теплообмена между первым и вторым отделенными потоками жидкости и имеющий вход и выход для первого нагреваемого потока воды, а также вход и выход для второго охлаждаемого потока воды; данный теплообменник может, например, быть теплообменником с концентрическими трубками; первый фильтр 5 разделения жидкостей, работающий за счет течения и всплывания жидкостей и имеющий вход и выход; находящиеся в воде легко испаряющиеся элементы выводятся из фильтра в газообразном состоянии - данный фильтр может иметь сток O2 (например, для слива избытка жидкости) для легких жидкостей, отделяемых от воды через данный фильтр; подробное описание данного фильтра будет представлено далее со ссылкой на фиг. 2; электрический насос 6, имеющий вход и выход; данный насос может быть циркуляционного или вибрационного типа; теплообменник 7 предназначен для обеспечения теплообмена между первым и вторым отделенными потоками жидкости и имеет вход и выход для первого нагреваемого потока воды, а также вход и выход для второго охлаждаемого потока воды; данный теплообменник может быть, например, теплообменником с концентрическими трубками; бойлер 8, имеющий вход для воды и выход для пара; данный бойлер представляет собой предпочтительно легко моющийся сосуд (например, изготовленный из тефлона), внутри которого вода нагревается до точки кипения, в результате чего образуется пар, который выходит через выход бойлера; данный бойлер преимущественно оснащен датчиками определения в нем уровня воды (в действительности, намного предпочтительнее, чтобы в бойлере всегда было большое количество жидкой воды, предпочтительно на одном заданном уровне или интервале заданных уровней), а также датчиками давления пара и температуры воды; нагрев можно осуществлять электрическими резисторами или гидравлической трубкой (например, контуром), через которую проходит горячая жидкость (в частности, пропиленгликоль); далее представлено подробное описание данного бойлера; устройство 9 конденсации, имеющее вход для пара и выход для воды; данное устройство предназначено для конденсации пара и может быть сформировано, например, змеевиком или маленьким сосудом для сбора; гидравлический клапан 10, имеющий вход и выход; данный клапан преимущественно является электрическим гидравлическим клапаном (электрический клапан или соленоидный клапан), например,плунжерного типа; данный клапан предназначен для открытия/закрытия гидравлического контура СКТ с целью нагрева фильтра 5 разделения жидкостей; ниже представлено подробное описание данного гидравлического контура; устройство 11 охлаждения, имеющее вход и выход и предназначенное для охлаждения проходящего через него потока воды; фильтр 12 разделения жидкостей, работающий за счет течения и всплывания и имеющий вход и выход; данный фильтр такой же или подобный фильтру 5 разделения жидкостей; устройство 13 для добавления минеральных солей, имеющее вход и выход; данное устройство предназначено для добавления минеральных солей в проходящий через него поток воды; выходная емкость 14 для воды, имеющая вход и выход; данная выходная емкость предназначена для накопления определенного количества воды, которая делается питьевой посредством установки водоочистки; данная емкость представляет собой коробчатый сосуд (который легко моется); данная емкость может охлаждаться таким образом, что охлаждаемая вода может подаваться на выход установки водоочистки, показанной на фиг. 1; гидравлический клапан 15, имеющий вход и выход; данный клапан преимущественно приводится в действие вручную и является клапаном, например, дроссельного типа; данный клапан обеспечивает опорожнение бойлера 8 и слив нежелательных элементов (например, сухого остатка), который накапливается в бойлере. Установка водоочистки, показанная на фиг. 1, также содержит микропроцессорный блок управления, предназначенный для управления ее электрическими устройствами, например насосом 3, насосом 6 и клапаном 10 на основе электрических сигналов, получаемых датчиками, находящимися в установке водоочистки, а именно в ее элементах (например, датчики в бойлере 8), и электрических сигналов, поступающих от интерфейса пользователя (например, от нажимных кнопок) - не показан на фиг. 1. Перечисленные выше элементы сообщены по жидкости, как описано далее:(электрический насос 3) вход насоса 3 соединен с выходом фильтра 2, а выход насоса 3 соединен с входом для потока нагреваемой воды теплообменника 4;(теплообменник 4) вход для потока нагреваемой воды теплообменника 4 соединен с выходом насоса 3, выход для потока нагреваемой воды теплообменника 4 соединен с входом фильтра 5, вход для потока охлаждаемой воды теплообменника 4 соединен с выходом для потока охлаждаемой воды теплообменника 7, выход для потока охлаждаемой воды теплообменника 4 соединен с входом устройства 11;(фильтр 5 разделения жидкостей) вход фильтра 5 соединен с выходом для потока нагреваемой воды теплообменника 4, а выход фильтра 5 соединен с входом насоса 6;(электрический насос 6) вход насоса 6 соединен с выходом фильтра 5, а выход насоса 6 соединен с входом для потока нагреваемой воды теплообменника 7;(теплообменник 7) вход для потока нагреваемой воды теплообменника 7 соединен с выходом насоса 6, выход для потока нагреваемой воды теплообменника 7 соединен с входом бойлера 8, вход для потока охлаждаемой воды теплообменника 7 соединен с выходом устройства 9, выход для потока охлаждаемой воды теплообменника 7 соединен с входом для потока охлаждаемой воды теплообменника 4;(бойлер 8) вход бойлера 8 соединен с выходом для потока нагреваемой воды теплообменника 7, а выход бойлера 8 соединен с входом устройства 9;(устройство 9 конденсации) вход устройства 9 соединен с выходом бойлера 8, а выход устройства 9 соединен с входом для потока охлаждаемой воды теплообменника 7;(устройство 11 охлаждения) вход устройства 11 соединен с выходом для потока охлаждаемой воды теплообменника 4, а выход устройства 11 соединен с входом фильтра 12;(устройство 13 для добавления минеральных солей) вход устройства 13 соединен с выходом фильтра 12, а выход устройства 13 соединен с входом емкости 14;(гидравлический клапан 15) вход клапана 15 соединен с входом бойлера 8 (который распложен снизу), а выход клапана 15 соединен со стоком O3. На фиг. 2 показан вариант выполнения фильтра разделения жидкостей, работающего за счет течения и всплывания жидкости, который можно использовать как фильтр 5 в установке водоочистки, изображенной на фиг. 1, при этом на фиг. 2 А показан вид сверху, на фиг. 2 В - вид в разрезе по вертикали по линии А-А, на фиг. 2 С - вид в разрезе по вертикали по линии В-В. Данный фильтр имеет вход IN и выход ОТ и содержит восемь камер С 1, С 2, С 3, С 4, С 5, С 6, С 7, С 8,последовательно сообщенных по жидкости; камера О соединена с входом IN, который заканчивается очень близко ко дну камеры С 1; камера С 8 соединена с выходом ОТ, который начинается очень близко ко дну камеры С 8. Данный фильтр вставлен в коробчатый элемент и имеет семь, по существу, вертикальных внутренних стенок W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7; стенка W4 отделяет камеры С 1, С 2, С 3 и С 4 от камер С 5, С 6,С 7 и С 8, стенка W1 отделяет камеру С 1 от камеры С 2, стенка W2 отделяет камеру С 2 от камеры С 3,стенка W3 отделяет камеру С 3 от камеры С 4, стенка W5 отделяет камеру С 5 от камеры С 6, стенка W6 отделяет камеру С 6 от камеры С 7, стенка W7 отделяет камеру С 7 от камеры С 8. На дне данный фильтр имеет две наклонные поверхности IP1 и IP2 (их наклон небольшой, например, 10-15); наклонная поверхность IP1 образует дно камер C1, C2, С 3 и С 4; наклонная поверхность IP2 образует дно камер С 5, С 6, С 7 и С 8. В целом камеры сообщены между собой посредством извилистых путей M12, М 23, М 34, М 56, М 67,М 78, расположенных в области дна данных камер; только камеры С 4 и С 5 сообщены между собой зазором SL, который продолжается на всю их высоту. Данные извилистые пути образуются следующим образом; по существу, вертикальные внутренние стенки не доходят до дна камер, оставляя открытым зазор внизу; перед каждой стенкой имеется барьер,который продолжается, по существу, в вертикальном направлении на высоту, которая немного превышает высоту зазора. Конфигурация фильтра, показанного на фиг. 2, такова, что поток жидкости занимает место в тонкой области, смежной с дном камер, т.е. с двумя наклонными поверхностями, скорость потока очень низкая,и элементы, более легкие, чем вода, присутствующие в потоке, проталкиваются по направлению к верхней зоне фильтра, летучие элементы выводятся из фильтра в газообразном состоянии, а жидкие элементы могут выводиться из фильтра через дополнительный сливной сток, не показанный на чертеже (таким образом, можно также сказать, что данный фильтр работает под действием потока и гравитации). Эффективность данного фильтра выше, если вода, которая течет через него и фильтруется им, является горячей; это причина, по которой предусматривается теплообменник 4; кроме того, для той же цели фильтр, показанный на фиг. 2, преимущественно имеет отдельную гидравлическую линию нагрева (т.е. змеевик), не показанную на чертеже, которая предназначена для нагрева всех стенок или части стенок фильтра и/или жидкости, пока она протекает через нее. Клапан 10 предназначен для открытия/закрытия гидравлического контура СКТ, который содержит гидравлическую нагревательную линию фильтра 5; контур СКТ (фиг. 1) начинается по потоку после клапана 10, проходит через фильтр 5 и заканчивается по потоку после устройства 9 и перед теплообменником 7; обычно контур СКТ закрыт (т.е. имеется течение жидкости) в начале работы установки водоочистки, когда теплообменник 4 не может в достаточной мере нагревать подаваемую в фильтр 5 воду, и открыт (т.е. потока жидкости нет) спустя некоторое время (например, через 5-10 мин), когда он больше не требуется; таким образом, фильтр 5 начинает становиться более эффективным быстрее (например,через всего лишь несколько минут). Установка водоочистки, такая как показана на фиг. 1 (или подобная установка), через фильтр, такой как показан на фиг. 2 (или подобный фильтр), может эффективно удалять инородные элементы, имеющиеся в воде, находящейся в емкости 1, и подавать питьевую воду на выход О 1. Что касается больших твердых частиц (например, гравий), они блокируются в емкости 1 благодаря извилистому пути и тому факту, что выход поднят над дном (обеспечивая применение сил гравитации); периодически необходимо удалять их из емкости путем слива и промывки. Что касается мелких твердых частиц (например, песка), они частично задерживаются в емкости 1 благодаря извилистому пути и тому факту, что выход поднят над дном (обеспечивая действие сил гравитации), и частично в фильтре 2 (давая возможность использовать мелкие отверстия и/или поры мелких размеров); периодически необходимо удалять их путем слива и промывки емкости 1 и стенок фильтра 2 и при необходимости путем замены стенок, изготовленных из пористой бумаги. Мелкие частицы, которые проходят через емкость 1 и фильтр 2, задерживаются в бойлере 8; в действительности, во время кипения, при наличии достаточного количества жидкости эти твердые частицы не выходят из жидкой фазы; периодически необходимо удалять их сливом и промывкой сосуда бойлера 8. Что касается тяжелых металлов, они удерживаются в бойлере 8; в действительности, во время кипения, при наличии достаточного количества жидкости данные твердые частицы не выходят из жидкой фазы; периодически необходимо удалять их сливом и промывкой сосуда бойлера 8. Что касается углеводородов и очищающих средств, они в основном удерживаются фильтрами 5 и 12, но также и бойлер 8 имеет положительный приток. Углеводороды и очищающие средства легче воды,а разделяющие фильтры, работающие за счет течения и всплывания, хорошо отделяют их от воды; как уже говорилось, высокая температура (например, 40-50 С) содействует отделению. Летучие углеводороды и очищающие средства выходят из жидкой фазы и поступают в фильтры 5 и 12 в газообразном виде; нелетучие углеводороды и очищающие средства распространяются и остаются на поверхности и могут в основном вытекать через дополнительный сливной сток O2. Однако необходимо периодически полностью удалять их сливом и промывкой фильтров 5 и 12. Органические удобрения задерживаются в бойлере 8. Гидразин и аммиак задерживаются фильтрами 5 и 12 и в бойлере 8, являясь веществами, которые разлагаются под воздействием тепла и являются частично летучими. Бактерии, микробы и вирусы уничтожаются под воздействием высокой температуры в бойлере 8(обычно 110-130 С). Фильтры 5 и 12 эффективно воздействуют на легкие и летучие вещества, так как они работают за счет течения и всплывания. Тем не менее, необходимо учитывать, что фильтр 5 имеет основную задачу устранения веществ более низкой плотности (т.е. которые всплывают) и, таким образом, уровень жидкости в нем должен быть относительно высоким (например, 4-10 мм), а основная задача фильтра 12 заключается в устранении летучих веществ и, таким образом, уровень жидкости в нем должен быть относительно низким (например, 2-5 мм). Более того, для улучшения эффективности фильтра 12 полезно, чтобы его дно было выполнено ступеньками очень низкой высоты (например, 1-2 мм). Из вышесказанного понятно, что система в соответствии с настоящим изобретением имеет не только простую конструкцию и эффективна в производстве питьевой воды отличного качества, но также проста в обслуживании: в действительности, практически единственным действием, которое требуется выполнять на регулярной основе, является промывка ее элементов (данное действие может выполняться,в частности, с помощью питьевой воды, производимой системой). Кроме того, нет элементов или частей системы, которые требуется заменять; другими словами, расходные материалы отсутствуют. В отношении кислот система, показанная на фиг. 1 (или подобная система), может уменьшать их содержание в воде, а также удерживать их просто и эффективно, при этом основные соли, которые нейтрализуют их, можно добавлять в емкость 1; данное добавление можно реализовать при необходимости после получения значения рН жидкости, имеющейся в емкости 1; значение рН можно определить просто с помощью хорошо известных индикаторных полосок, которые меняют цвет в зависимости от значения рН жидкости, в которую они погружаются. В отношении солей, таких как хлористый натрий и хлористый магний (например, содержащиеся в морской воде), они эффективно удерживаются в бойлере 8. Однако при необходимости обработки больших количеств морской воды можно предусмотреть предварительную стадию для проведения обессоливания (удаления соли) воды. Установка водоочистки, показанная на фиг. 1, обычно оснащена входной емкостью 1, предусмотренной для хранения около 10-20 л непитьевой воды, и выходной емкостью 14, предусмотренной для хранения 3-5 л питьевой воды; в действительности предпочтительно не хранить питьевую воду какойлибо период времени перед употреблением, чтобы предотвратить образование в ней микроорганизмов. В процессе работы на полной мощности 1 л воды в 1 ч циркулирует в установке водоочистки, показанной на фиг. 1. Если температура окружающей среды составляет около 20 С, то температура в разных точках системы обычно следующая: 20 С в I, 20 С в А, 20 С в В, 45 С в С, 45 С в D, 45 С в Е, 70 С в F, 120 С вG, 95 С в Н, 70 С в J, 45 С в K, 30 С в L, 28 С в М, 26 С в N, 20 С в O1; температура в бойлере 8 достигает 110-130 С. В начале работы (первые 5-10 мин) первые 0,5 л воды, обрабатываемые системой, не являются полностью питьевыми. Очевидно, что установка водоочистки, такая как показана на фиг. 1 (или подобная установка), решает задачи, поставленные в настоящем изобретении. Установку водоочистки, показанную на фиг. 1, можно модифицировать и/или встраивать разными способами. Можно исключить встроенную выходную емкость (например, емкость 14) и использовать внешнюю емкость; можно исключить устройство для добавления минеральных солей (например, устройство 13) и производить питьевую воду менее приятного вкуса; можно исключить гидравлический контур СКТ и ждать дольше времени и сливать воду, полученную вначале; положения устройства 11 и фильтра 12 могут быть противоположны показанным на фиг. 1. В дополнение к показанному на фиг. 1, по потоку перед выходом O1 можно предусмотреть устройство для добавления углекислого газа таким образом, что из выхода для воды установки водоочистки будет подаваться газированная вода, и/или устройство охлаждения так, что из выхода установки водоочистки будет подаваться охлажденная вода. Чтобы сделать установку водоочистки, показанную на фиг. 1, автоматической и более безопасной,можно предусмотреть гидравлический контур, предназначенный для того, чтобы вода не выходила через выход в заданное время, предпочтительно в начале ее работы; в результате вода, которая не является полностью питьевой, не сможет подаваться из выхода; данный контур можно изготовить посредством гидравлического перепускного вентиля, предназначенного для подачи потока воды, альтернативно, к выходу питьевой воды или сливу или входной емкости 1; со ссылкой на пример, показанный на фиг. 1,данный перепускной вентиль может преимущественно быть сформирован по потоку перед устройством 13 или по потоку после теплообменников 4 или 11. Установка водоочистки, показанная на фиг. 1, подходит для полного или почти полного питания электроэнергией. Что касается электрических устройств, таких как насосы 3 и 6, клапан 10 и блок электрического управления (со всеми его датчиками и управляющими устройствами), питание на них может подаваться батареей электропитания, аккумулятором, несколькими фотоэлектрическими солнечными элементами или небольшим ветроэлектрическим генератором, так как для них требуется мало электроэнергии (20-30 Вт); кроме того, аккумулятор можно заряжать фотоэлектрическими солнечными элементами или ветроэлектрическим генератором. Бойлер 8 (который потребляет значительное количество энергии для нагрева и обеспечения кипения воды) может получать энергию посредством потока горячей жидкости (например, воды или гликоля), поступающей от термогидравлической солнечной батареи (не показана на фиг. 1). Понятно, что возможно множество вариантов и дополнений к описанной выше системе. Например,несмотря на то что это не является строго необходимым, можно добавить один или несколько фильтров(песочный фильтр, фильтр с активированным углем, фильтр с несколькими картриджами, фильтр с обратным осмосом или мембраной нанофильтрации, резиновый фильтр) и/или можно добавить ультрафиолетовый стерилизатор. Фильтр с активированным углем можно, в частности, разместить перед входом для первого потока теплообменника и использовать для уменьшения избытка углеводородов и/или летучих компонентов. Более того, можно предусмотреть одно или несколько устройств для добавления твердых или жидких веществ в установке водоочистки, например, рядом с выходом питьевой воды установки. И наконец, необходимо учитывать, что целью первого теплообменника является увеличение температуры непитьевой воды, подаваемой в первый фильтр разделения жидкостей, и в результате максимизация эффективности данного фильтра; данный термический эффект можно также соответственно включать или не включать. В соответствии с конкретным преимущественным вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг. 1, фильтр 12 можно разместить непосредственно по потоку после устройства 9 конденсации; например, его можно встроить в теплообменник 7. Таким образом, данный фильтр 12 будет работать с жидкостью при высокой температуре и в результате дополнительно содействовать окончательному удалению летучих элементов, которые уже были частично удалены фильтром 5, работающим при низкой температуре. Данный вариант в основном имеет пять элементов: отделяющий фильтр (работающий за счет течения и всплывания жидкости), который работает при сравнительно низкой температуре (например, 4580 С и предпочтительно 65-75 С), бойлер с большим количеством жидкости (на заданном уровне или заданном интервале уровней), который работает при высокой температуре (110-130 С), конденсатор,отделяющий фильтр (работающий за счет течения и всплывания жидкости), который работает при сравнительно высокой температуре (например, 70-95 С и предпочтительно 80-90 С) и по меньшей мере один теплообменник для циркуляции тепла, образующегося в результате кипения. Фильтр, показанный на фиг. 2, реализует решение отделяющего фильтра, который сам по себе имеет инновационное значение, несмотря на его использование в очистке воды, описание которой представлено и указано в формуле изобретения. Необходимо отметить, что фильтр, показанный на фиг. 2 (который представлен схематично и не в масштабе), можно модифицировать со многих точек зрения, например барьеры, которые подняты со дна,можно также размещать отдельно от схемы размещения внутренних стенок камер (например, с разной частотой), можно предусмотреть ступенчатое дно вместо барьеров, часть дна может быть ступенчатой, а другая часть плоской и наклонной, внутренние стенки могут быть немного под наклоном, а не вертикальными, фильтр может иметь одну или три секции вместо двух и т.д. Важными техническими признаками данного фильтра являются работа посредством потока и всплывания и работа при высокой температуре. Данную высокую температуру можно выбирать, например, в интервале 45-95 С и предпочтительно в интервале 65-75 С; для этого можно предусмотреть средства нагрева, встроенные в фильтр, или средства нагрева, расположенные по потоку после фильтра; данные средства нагрева могут, например, быть электрического типа (в установке водоочистки, показанной на фиг. 1, они гидравлического типа). Дополнительно преимущественными техническими признаками данного фильтра являются использование одного или нескольких извилистых путей (в вертикальном и/или горизонтальном направлении), которые уменьшают скорость потока и в результате способствуют осаждению тяжелых веществ и подъему легких и летучих веществ, и/или использование ступенчатых стенок (ступеньки можно также выполнить посредством простых барьеров, которые выступают из плоской стены), которые способствуют ламинарному течению жидкости,и/или разная глубина жидкости в фильтре: сравнительно небольшая, способствующая извлечению летучих веществ, сравнительно большая, способствующая отделению легких и тяжелых веществ, и/или покрытие внутренних поверхностей фильтра моющимся материалом, в частности тефлоном. Благодаря данным техническим признакам фильтр может эффективно удалять нежелательные летучие вещества из воды, в частности хлор, нежелательные легкие и в основном нерастворимые вещества, а именно маслянистые вещества, и нежелательные легкие и в основном нерастворимые вещества, в частности карбонат кальция (обычно называемый "накипью"); кроме того, он удаляет бактерии из воды. Таким образом, данный фильтр очень удобно использовать, например, по потоку перед машинами для приготовления горячих напитков или он может быть встроен в машины для приготовления горячих напитков (например, кофе-машины) и машины для отпаривания одежды. Более того, его низкая производительность, низкие расходы на техническое обслуживание и низкие эксплуатационные расходы делают его особенно подходящим для такого применения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка водоочистки, имеющая вход (I) для непитьевой воды и выход (O1) для питьевой воды и содержащая, по меньшей мере: бойлер (8), имеющий вход для воды и выход для пара; устройство (9) конденсации для конденсации пара из бойлера (8); первый фильтр (5) разделения жидкостей, работающий за счет течения и всплывания жидкости и имеющий вход и выход; и первый теплообменник (4), предназначенный для обеспечения теплообмена между первым и вторым отделенными потоками жидкости и имеющий вход и выход для первого потока нагреваемой воды, а также вход и выход для второго охлаждаемого потока воды,при этом вход для непитьевой воды соединен с входом для первого потока первого теплообменника(4), выход для первого потока первого теплообменника (4) соединен с входом первого фильтра (5) разделения жидкостей, выход первого фильтра (5) разделения жидкостей соединен с входом бойлера (8), выход бойлера (8) соединен с входом для второго потока первого теплообменника (4) через устройство (9) конденсации, выход для второго потока первого теплообменника (4) соединен с выходом (О 1) для питьевой воды. 2. Установка водоочистки по п.1, дополнительно содержащая входную емкость (1), предназначенную для приема непитьевой воды из входа (I) для непитьевой воды и имеющую выход, который соединен с входом для первого потока первого теплообменника (4) и предпочтительно поднят над дном емкости (1) и/или соединен с соответствующим извилистым путем. 3. Установка водоочистки по любому из пп.1 или 2, дополнительно содержащая механический фильтр (2), который расположен между входом (I) для непитьевой воды и входом для первого потока первого теплообменника (4) и содержит по меньшей мере одну стенку, имеющую множество маленьких отверстий или пор, при этом указанная стенка предпочтительно изготовлена из пористой бумаги. 4. Установка водоочистки по любому из пп.1-3, дополнительно содержащая второй теплообменник(7), предназначенный для обеспечения теплообмена между первым и вторым отделенными потоками жидкости и имеющий вход и выход для первого нагреваемого потока воды, а также вход и выход для второго охлаждаемого потока воды, при этом выход первого фильтра (5) разделения жидкостей соединен с входом для первого потока второго теплообменника (7), выход для первого потока второго теплообменника (7) соединен с входом бойлера (8), выход бойлера (8) соединен с входом для второго потока второго теплообменника (7) через устройство (9) конденсации, выход для второго потока второго теплообменника (7) соединен с выходом (О 1) для питьевой воды. 5. Установка водоочистки по любому из пп.1-4, дополнительно содержащая второй фильтр (12) разделения жидкостей, работающий за счет течения и всплывания жидкости и имеющий вход и выход,при этом вход второго фильтра (12) разделения жидкостей соединен с выходом для второго потока первого теплообменника (4) или через устройство (9) конденсации - с выходом бойлера (8), расположенного по потоку перед первым теплообменником (4), а выход (12) второго фильтра разделения жидкостей соединен с выходом (О 1) для питьевой воды. 6. Установка водоочистки по любому из пп.1-5, дополнительно содержащая по меньшей мере одно гидравлическое устройство, выбранное из группы, состоящей из устройства (13) для добавления минеральных солей, устройства для добавления углекислого газа, устройства для добавления твердых или жидких веществ, устройства охлаждения, выходной емкости (14), при этом по меньшей мере одно гидравлическое устройство расположено по потоку непосредственно перед выходом (О 1) для питьевой воды. 7. Установка водоочистки по любому из пп.1-6, дополнительно содержащая одно или несколько электрических устройств (3, 6, 10), которые предназначены, в частности, для управления потоками жидкости в установке водоочистки, при этом фотоэлектрические солнечные элементы или ветроэлектрический генератор электрически соединены с указанными электрическими устройствами (3, 6, 10) для подачи в них электроэнергии. 8. Установка водоочистки по любому из пп.1-7, дополнительно содержащая гидравлический контур(CKT), соединенный с первым фильтром (5) разделения жидкостей и выполненный с возможностью нагрева первого фильтра (5) разделения жидкостей, в частности, в выбранное время, предпочтительно в начале работы установки водоочистки. 9. Установка водоочистки по любому из пп.1-8, дополнительно содержащая гидравлический контур, предназначенный для предотвращения вытекания воды из выхода для питьевой воды в выбранное время, предпочтительно в начале работы установки водоочистки. 10. Установка водоочистки по любому из пп.1-9, в которой бойлер (8) является работающим на солнечной энергии.

МПК / Метки

МПК: C02F 1/04, C02F 9/00, C02F 1/68

Метки: водоочистки, установка

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/10-19665-ustanovka-vodoochistki.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Установка водоочистки</a>

Похожие патенты