Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Установка для очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією, що містить генератор електричних імпульсів, місткість для очищеної води, з'єднану трубопроводом з розрядною камерою, в якій розміщені металеві гранули і електроди, які підключені до генератора електричних імпульсів, яка відрізняється тим, що у верхній частині розрядної камери встановлений гідроциклон, з'єднаний з інжекційним патрубком, а розрядна камера виконана циліндричною і забезпечена діелектричною дисковою перегородкою, що встановлена в нижній її частині перпендикулярно вертикальній осі із зазором відносно циліндрової стінки розрядної камери і її днища, а в зоні з'єднання бічної стінки і дна розрядної камери по її радіусу встановлені діелектричні ребра, між якими розташовані електроди.

Текст

Установка для очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією, що містить генератор електричних імпульсів, місткість для очищеної води, з'єднану тр убопроводом з розрядною камерою, в якій розміщені металеві гранули і електроди, які підключені до генератора електричних імпульсів, яка відрізняється тим, що у верхній частині розрядної камери встановлений гідроциклон, з'єднаний з інжекційним патрубком, а розрядна камера виконана циліндричною і забезпечена діелектричною дисковою перегородкою, що встановлена в нижній її частині перпендикулярно вертикальній осі із зазором відносно циліндрової стінки розрядної камери і її днища, а в зоні з'єднання бічної стінки і дна розрядної камери по її радіусу встановлені діелектричні ребра, між якими розташовані електроди. Винахід відноситься до установок для комплексної обробки промислових, комунальних, медичних, дощови х та інших стоків з метою поліпшення їх біологічних властивостей і може бути застосований для отримання води, придатної для використання. Відомі установки для очищення води з метою отримання питної води, які включають пристрої для попереднього очищення води від шкідливих і отруйних речовин, охолоджувачі води, нагрівачі і місткості для зливу конденсату. За їх складності і низької ефективності не вдається проводити очищення в проточному режимі. Найближчою до запропонованої установки по кількості істотних ознак є установка для очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією, що містить генератор електричних імпульсів, місткість для очищеної води, з'єднану трубопроводом з розрядною камерою, в якій розміщені металеві гранули і електроди, підключені до генератора електричних імпульсів [Шидловский А.К., Щерба Α.Α., За харченко С.Н. Перспективы применения искроэрозионной коагуляции в системах водоподготовки теплових сетей. Журнал: Вода і водоочисні технології, №2 (6), 2003, с 25-31]. Недоліком описаної установки є її низька ефективність, обумовлена незначною кавітацією і, як наслідок, низькою сонолюмінесценцією у водному розчині в розрядній камері. Це не дозволяє проводити очищення в проточному режимі. В основу запропонованого винаходу поставлена задача здійснення очищення в проточному режимі і підвищення його ефективності. Поставлене винаходом завдання досягається тим, в установці для очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією, що містить генератор електричних імпульсів, місткість для очищеної води, з'єднану тр убопроводом з розрядною камерою, в якій розміщені металеві гранули і електроди, які підключені до генератора електричних імпульсів, згідно винаходу у верхній частині розрядної камери встановлений гідроциклон, з'єднаний з інжекційним патрубком, а розрядна камера виконана циліндричною і забезпечена діелектричною дисковою перегородкою, що встановлена в нижній її частині перпендикулярно вертикальній осі із зазором щодо циліндрової стінки розрядної камери і її днища, а в зоні з'єднання бічної стінки і дна розрядної камери по її радіусу встановлені (19) UA (11) 82416 (13) C2 (21) a200605788 (22) 26.05.2006 (24) 10.04.2008 (46) 10.04.2008, Бюл.№7, 2008 рік (72) МЕЛЬНИЧУК ДМИТРО ОЛЕКСІЙОВИЧ, UA, КАПЛУНЕНКО ВОЛОДИМИР ГЕОРГІЙОВИЧ, UA, КОСІНОВ МИКОЛА ВАСИЛЬОВИЧ, UA, ЧАУСОВ МИКОЛА ГЕОРГІЙОВИЧ, UA, ЯРОСЛАВСЬКИЙ ВАЛЕНТИН ПЕТРОВИЧ, U A (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA (56) Шидловский А.К., Щерба А.А., Захарченко С.Н. Перспективы применения искроэрозионной коагуляции в системах водоподготовки тепловых сетей // Вода і водоочисні технології. - 2003. №2(6). - С.26-31 UA a200603821, C02F 9/00, 07.04.2006 RU 2173432, F24D 3/02, F24H 4/02, 10.09.2001 3 82416 діелектричні ребра, між якими розташовані електроди. Введення в установку гідроциклону, що з'єднаний з інжекційним патрубком і розрядною камерою, дозволяє значно збільшити довжину прискореного пробігу рідини і, тим самим, збільшити кінетичну енергію рідини при збереженні ламінарного потоку. Виконання розрядної камери у формі циліндра дозволяє зберегти ламінарним вихровий потік рідини аж до шару металевих гранул, які розмішують в нижній частині розрядної камери. Введення в розрядну камеру діелектричної дискової перегородки, яку встановлюють в нижній її частині перпендикулярно вертикальній осі із зазором щодо циліндрової стінки розрядної камери і її днища, забезпечує примусове проходження водного розчину через шар металевих гранул, оскільки при вихровому русі рідини відбувається винесення металевих гранул до циліндрової стінки розрядної камери. Введення в розрядну камеру діелектричних ребер, встановлених вертикально в зоні з'єднання бічної стінки і дна розрядної камери по її радіусу, забезпечує постійний контакт металевих гранул з електродами, оскільки рідина, що рухається у вихровому потоці, не захоплює і не переміщає ті металеві гранули, які контактують з електродами. З цією метою електроди розташовують між діелектричними ребрами біля стінки циліндрової розрядної камери. На Фіг.1 приведена схема установки для очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією. На Фіг.2 показана конструкція розрядної камери і схема розташування електродів. Установка для очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією (Фіг.1,2) складається з розрядної камери 1, виготовленої з діелектричного матеріалу. Розрядна камера 1 своєю верхньою частиною з'єднана з гідроциклоном 2, який, у свою чергу, з'єднаний з інжекційним патрубком 3. В розрядній камері 1 розміщені металеві гранули 4, які розташовані на дні камери 1 біля електродів 5 і 6, підключених до генератора електричних імпульсів 7. Електроди 5 і 6 розташовані між діелектричними ребрами 8. Діелектричні ребра 8 встановлені вертикально в зоні з'єднання бічної стінки і дна розрядної камери 1 по її радіусу. Усередині розрядної камери 1 в нижній її частині перпендикулярно вертикальній осі встановлена діелектрична дискова перегородка 9 із зазором щодо циліндрової стінки розрядної камери 1 і її днища. Розрядна камера 1 через трубопровід 10 з'єднана з місткістю 11 для очищеної води. Установка для очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією працює таким чином. В розрядну камеру 1 зверху вниз через циклон 2, що з'єднаний з інжекційним патрубком 3, поступає водний розчин для очищення. Водний розчин в інжекційний патрубок 3 поступає під тиском. Це дозволяє значно збільшити кінетичну енергію рідини при збереженні ламінарного потоку. В інжекційному патрубку 3 рідина одержує приріст швидкості при ламінарному потоці її руху. В циклоні 2 здійснюється вихрове закручування потоку, при 4 якому рідина, що р ухається по спіралі, потрапляє в розрядну камеру 1. Із збільшенням швидкості потоку кінетична енергія рідини, що рухається, збільшується. В розрядній камері 1 розміщують металеві гранули 4, (наприклад, сталеві), які розташовують на дні камери 1 біля електродів 5 і 6, підключених до генератора електричних імпульсів 7. Ме талеві гранули завантажують в такій кількості, щоб при вихровому русі рідини вони розташовувалися вище за діелектричні ребра 8 і забезпечували проходження електричного струму по гранулах 4 між електродами 5 і 6. Вихровий рух рідини виносить металеві гранули до стінки циліндрової розрядної камери 1 в зону, де встановлені електроди 5 і 6 і діелектричні ребра 8. При гальмуванні рідини на металевих гранулах 4 виникає кавітація за рахунок переходу ламінарного руху рідини в турбулентний. За рахунок стрибків гідравлічного тиску і гідравлічних ударів в рідині виникають ультразвукові хвилі. Кавітація розповсюджується на весь об'єм рідини в зоні розташування металевих гранул 4. Накопичена кінетична енергія рідини, що рухається, вивільняється в зоні металевих гранул 4. При цьому, в зоні розташування металевих гранул 4 виникає велика кількість кавітаційних пузирів, які при схлопуванні виділяють енергію, що руйнує сторонні включення у воді. Кавітація супроводжується сонолюмінесценцією. При кавітації ультразвукова хвиля у фазі розрідження викликає великі напруження в рідині, що приводить до локального розриву суцільного середовища і створення в ній пузирів, заповнених водяною парою і розчиненими у водному розчині газами. Через півперіод під дією стискаючого ефекту ультразвуку і сил поверхневого натягу, ці пузирі схлопуються. У цей момент з пузирів вириваються спалахи сонолюмінесцентного випромінювання. Випромінюють світло хмарки плазми, які запалюються в центрі пузирів, що схлопуються. Швидкість схлопування пузирів рівна 1...1,5км/сек. Надзвуковий рух породжує потужні ударні хвилі в рідині. Після того, як ударна хвиля досягає центру пузиря, вона відбивається і починає розповсюджуватися назовні. В результаті, через дану точку речовини ударна хвиля проходить двічі, при цьому, відбувається збільшення температури. Температура плазми при сонолюмінесценції складає десятки тисяч градусів. Спектр випромінювання при сонолюмінесценції суцільний, що росте в ультрафіолетову область. При такій високій температурі здійснюється активний піроліз речовин, що знаходяться у воді, утворюються оксиди і гідроксиди металу у всьому об'ємі рідини. Ударні хвилі і ультрафіолетове випромінювання приводять до загибелі бактерій, що знаходяться в рідині. Очищена вода виходить через зазор в циліндровій стінці камери у її дна безперервним потоком. На електроди 5 і 6 подають електричні імпульси від генератора 7. Під час проходження імпульсів струму через ланцюжки, утворені металевими гранулами 4, по ланцюгах, що огинають діелектричні ребра 8, між окремими гранулами 4 і електродами 5 і 6 виникають електричні розряди. При цьому, за рахунок електричної ерозії, утворюються коагулянти у водному розчині. В каналах 5 82416 розряду температура досягає 10тис. градусів. При такій температурі також здійснюється піроліз речовин, що знаходяться у воді, утворюються оксиди і гідроксиди того металу, гранули якого завантажені в розрядну камеру. Ці оксиди і гідроксиди є коагулянтами, які сорбують на собі іони важких металів, органічні сполуки і ін. У міру руйн ування металевих гранул 4 в розрядну камеру 1 завантажують нові порції металевих гранул. В якості генератора електричних імпульсів може бути використаний традиційний генератор для електроерозійноі обробки металів [як приклад: А.Л.Лившиц, И.С.Рогачев, М.Ш.Отто. Генераторы импульсов. М., "Энергия", 1970, С.213]. Під дією електричних розрядів між гранулами 4 в рідкому середовищі також розвиваються значні гідродинамічні сили і виникають ультразвукові хвилі, які ще більше посилюють кавітацію і сонолюмінесценцію, що виникають при гальмуванні вихрового потоку рідини на гранулах 4. Крім того, під дією ультразвукових хвиль здійснюється акус Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 тична коагуляція, суть якої полягає в тому, що при розповсюдженні в рідині ультразвукових хвиль виникають сили, які зближуюють зважені у воді частинки, що сприяє їх злипанню і, як наслідок, сприяє очищенню водних розчинів. Водний розчин, що пройшов обробку коагулянтами і що пройшов дію кавітації і сонолюмінесценції, проходить в зазор між діелектричною дисковою перегородкою 9 і бічною стінкою розрядної камери 1 і потрапляє через трубопровід 10 в місткість 11. Таким чином, дія електричних розрядів на металеві гранули, приведення водного розчину за допомогою гідроциклону у вихровий рух при збереженні ламінарного потоку і загальмовування його на шарі гранул приводять до кавітації і сонолюмінесценції у великому об'ємі рідини в зоні розташування металевих гранул, що підвищує ефективність очищення води від бактерій і важких металів і дозволяє проводити очищення в проточному режимі. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Plant for treatment of water solutions by electroerosion coagulation

Автори англійською

Melnychuk Dmytro Oleksiiovych, Kaplunenko Volodymyr Heorhiovych, Kaplunenko Volodymyr Heorhiiovych, Kosinov Mykola Vasyliovych, Chausov Mykola Heorhiiovych, Yaroslavskyi Valentyn Petrovych

Назва патенту російською

Установка для очистки водных растворов электорэрозионной коагуляцией

Автори російською

Мельничук Дмитрий Алексеевич, Каплуненко Владимир Геориевич, Каплуненко Владимир Георгиевич, Косинов Николай Васильевич, Чаусов Николай Георгиевич, Ярославский Валентин Петрович

МПК / Мітки

МПК: C02F 1/46

Мітки: водних, розчинів, електроерозійною, очищення, установка, коагуляцією

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/3-82416-ustanovka-dlya-ochishhennya-vodnikh-rozchiniv-elektroerozijjnoyu-koagulyaciehyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Установка для очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією</a>

Подібні патенти