Мобильное индивидуально-групповое устройство для обеззараживания воды - RU171498U1

Чертежи

Описание

Полезная модель относится к области обработки жидких сред, в частности воды, с целью ее обеззараживания. Используется для получения питьевой воды, необходимой для организма человека, а также для получения воды, пригодной для сброса в поверхностные водоприемники.

Накопленные к настоящему времени факты позволяют заключить, что микропримеси питьевой воды, превышающие безвредный предел, создают угрозу жизни и здоровью человека. Многие из них (свинец, кадмий, четыреххлористый углерод, хлориды, алюминий, никель, марганец, фенолы, природные и техногенные радионуклиды) играют важную роль в патогенезе социально значимых заболеваний таких, как атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, рак, сахарный диабет, псориаз. Данные токсиканты детерминируют и психобиологическую дезадаптацию, которая сопровождается психологической напряженностью, эмоциональной неустойчивостью, апатией, социальной фрустрацией. Это служит риском развития психосоматических расстройств. На этом фоне у специалистов-операторов (военнослужащих) часто наблюдается снижение надежности деятельности.

Аналогом является устройство электрохимической очистки воды, которое включает блок электрохимической очистки воды, содержащий корпус с входной воронкой с кольцевым магнитом. Внутри корпуса расположен комплект растворимых электродов, соединенных с источником электропитания, корпус блока электрообработки снабжен штуцером для вывода воды и фильтром тонкой очистки, входной штуцер которого соединен с выходным штуцером корпуса электрообработки. В блоке электрообработки растворимые электроды выполнены из одного анодно растворимого материала, ниже комплекта растворимых электродов размещен дополнительный комплект нерастворимых электродов, выходной штуцер для вывода воды расположен ниже нерастворимых электродов, в верхней части блока электрообработки коаксиально корпусу блока расположен пеносборник со штуцером отвода пены, пеносборник отделен от корпуса блока подвижным шибером, обладающим возможностью вертикального перемещения (патент на полезную модель РФ №90067, дата публикации: 27.12.2009 г.).

Прототипом заявленного технического решения является устройство для дезинфекции воды, которое содержит корпус 1 в виде стакана с входным 16 и выходным 17 патрубками. Внутри корпуса расположена камера обеззараживания 2 с заключенной в кварцевый кожух 7 ультрафиолетовой лампой 8. Между боковой стенкой 3 камеры обеззараживания и корпусом образована свободная полость для прохождения необработанной воды. Камера обеззараживания может быть выполнена из полимерного материала с внутренним покрытием, стойким к ультрафиолетовому излучению. Край кварцевого кожуха лампы соединен с корпусом посредством держателя 9, приклеенного к кожуху. Технический результат изобретения состоит в увеличении производительности устройства, повышении долговечности и надежности его работы, а также простоты проведения сервисного обслуживания и ремонта устройства (патент на изобретение РФ №2521055, дата публикации: 27.06.2014 г.).

Недостатком вышеуказанных аналогов и прототипа является отсутствие их мобильности при использовании как индивидуально пользователем, так и группой пользователей при нахождении, например, в полевых условиях или в условиях, где нет доступа к коммунальным коммуникациям для стационарного размещения устройства.

Техническим результатом является устранение недостатков аналога и прототипа: мобильность и компактность устройства при сохранении высокой надежности и эффективности в обеззараживании воды.

Поставленный технический результат достигается за счет мобильного индивидуально-группового устройства для обеззараживания воды, содержащего корпус со штуцерами входа и выхода воды, внутри корпуса расположен рабочий нерастворимый электрод, источник ультрафиолетового излучения, микросхемы и зарядное устройство. Причем штуцеры для входа и выхода воды крепятся к верхней части корпуса с помощью резьбовых соединений, при этом штуцеры имеют насечки, в камере обработки воды расположен электрод, выполненный кольцевым и перфорированным, расположенный в верхней части камеры обработки воды, при этом вторым электродом является корпус устройства, ультрафиолетовый диод крепится внутри защитной пробирки, смонтированной в верхней части корпуса в отверстии с уплотнительными кольцами, под камерой обработки воды установлены жестко микросхемы и батарейки.

При этом штуцеры выполнены из нержавеющей стали.

При этом используются электроды инертно-кремниевые с внедрением в кристаллическую решетку SiO₂.

При этом длина волны ультрафиолетового диода составляет 260 нм.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.

На фиг. 1 показан главный вид устройства в поперечном разрезе, где 1 - корпус; 2 - штуцер входа воды; 3 - штуцер выхода воды; 4 - резьбовое соединение крепления штуцера к корпусу; 5 - насечка штуцера; 6 - кольцевой перфорированный электрод; 7 - камера обработки воды; 8 - ультрафиолетовый диод; 9 - защитная пробирка; 10 - уплотнительные кольца в верхней части корпуса; 11 - микросхемы; 12 - батарейки; 13 - вход воды; 14 - выход воды.

В заявленном устройстве штуцеры для входа и выхода воды (2, 3) крепятся к верхней части корпуса (1) с помощью резьбовых соединений (4), например, болт-гайка. При этом штуцеры (2, 3) имеют насечки (5), для надежного соединения, например, с фитингом, трубкой или патрубком (не показаны). Данный способ крепления исключает коррозию в местах соединения корпуса со штуцерами в отличие от использования, например, сварки. В камере обработки воды (7) расположен электрод (6), выполненный кольцевым и перфорированным, что при минимальных размерах позволяет эффективней выделять кислород из воды при электролизе, при этом достигается флотация. Электрод соединен с источником постоянного тока низкого напряжения и блоком управления, что влияет на увеличение объема обрабатываемой воды и ее качество.

Электрод (6) расположен в верхней части камеры обработки воды (7), может быть как с положительным потенциалом, так и отрицательным, при этом вторым электродом является корпус устройства (1). Ультрафиолетовый диод (10), используется вместо ультрафиолетовой лампы с длиной волны 260 нм. При этом он крепится внутри защитной пробирки (9), смонтированной в верхней части корпуса в отверстии с уплотнительными кольцами (10), что влияет на исключение проникновения воды внутрь пробирки, а это может привести к короткому замыканию и выходу из строя устройства в целом.

Под камерой обработки воды установлены жестко, например могут быть приклеенными, микросхемы (11) для стабильной работы электролиза и фотолиза. Батарейки в количестве четырех штук являются (12) оптимальным источником питания в отличие от аккумулятора.

Штуцеры выполнены из нержавеющей стали.

Используются электроды инертно-кремниевые с внедрением в кристаллическую решетку SiO₂, благодаря которым исключается возможность выделения в воду тяжелых металлов, хрома и никеля.

Длина волны ультрафиолетового диода составляет 260 нм. Это жесткий ультрафиолет, позволяющий уничтожать бактерии, вирусы, находящиеся в воде.

Размеры устройства могут быть следующими: диаметр 54 мм, длина 180 мм.

Срок эксплуатации устройства в среднем от двадцати лет. Производительность в среднем пять литров за семь минут.

Устройство функционирует следующим образом.

Устройство включается путем нажатия кнопки, расположенной на корпусе (загорается зеленый диод). При помощи, например, ручной помпы прокачивается вода через устройство с интервалом между сжатием 3-5 секунд. Обрабатываемая вода через входной штуцер, расположенный в верхней части, поступает в корпус устройства, в камеру обработки воды, обтекает защитную пробирку с расположенным внутри нее ультрафиолетовым электродом и выходит из выходного штуцера, расположенного также в верхней части корпуса. На кольцевой и перфорированный электрод и корпус через штуцер подключения подается электропитание от источника постоянного тока с напряжением питания не ниже напряжения разряда воды, например 2,8 В.

Под действием электрического тока на аноде начинается выделение мелкодисперсных пузырьков кислорода. Образовавшийся поток газоводяной смеси обтекает защитную пробирку. При прохождении смеси через поток ультрафиолетового излучения от ультрафиолетового диода кислород, сгенерированный на аноде, рекомбинирует в озон, который совместно с ультрафиолетовым излучением производит обеззараживание обрабатываемого потока.

Посредством катализа и фотолиза создается эффект «водного озона», что в свою очередь позволяет более эффективно обеззараживать воду от микробиологии за небольшой период времени. Вода приобретает отрицательный окислительно-восстановительный потенциал в пределах от -100 до -350 мВ.

Пример использования устройства индивидуально

В полевых условиях пользователь, через дополнительно установленные на концах штуцеров патрубки, обращает один конец, например, в водоем, а из другого пьет уже очищенную воду. Допускается использование ручной помпы для прокачки воды, например, с трех- или пятисекундной задержкой воды после каждого качка. При этом при всасывании воды достигается ее статическая обработка, так называемая экспозиция, и дальнейшее потребление пользователем, чего нет у аналога и прототипа, где вода обрабатывается в динамике.

Для группового использования последовательность действий та же, что и при индивидуальном, дополнительно может потребоваться тара для очищенной жидкости - это кружка или фляга.

Высокие биогенные свойства воды, обработанной с помощью данного устройства, подтверждены результатами апробации, которая была проведена в профильных НИУ с применением современной аппаратуры и ряда биологических тестов.

Испытания в ФГУН НИИ Эпидемиологии и микробиологии им. Пастера, Санкт-Петербург, от 08.02.2010 г. «Исследование бактерицидной активности технических средств водоподготовки устройства». Результаты: результаты исследований показали, что устройство обладает выраженным бактерицидным эффектом в отношении широкого спектра микроорганизмов, в том числе возбудителей инфекционных заболеваний человека. Устройство очищало пробы воды от различных энтеробактерий (эширихий, шигелл, сальмонелл, клебсиелл и др.), содержание которых составляло 10^-7 КОЕ в 1,0 мл.

Испытания в ФГУН НИИ Эпидемиологии и микробиологии им. Пастера, Санкт-Петербург, от 08.02.2010 г. «Испытания воздействия устройства на полиовирус Р1». Результаты: Анализ полученных результатов показал, что после нахождения вируссодержащей жидкости в устройстве и включения его в сеть в течение 1 минуты вирус инактивировался.

Испытания в ФГУП НИИ Промышленной и Морской медицины, Санкт-Петербург, от 18.11.2009 г. «Оценка бактерицидного воздействия устройства на загрязненную воду». Результаты: существенным свойством устройства является его бактерицидность. Наибольший биологический эффект наблюдается при условии совместного воздействия ультрафиолета и электрохимической обработки.

Испытания в ФГУН «Институт Токсикологии», Санкт-Петербург, от 01.02.2010 г. «Эколого-токсикологическая оценка воды, обработанной с помощью технических средств водоподготовки устройства». Результаты: при использовании через 17 часов после обработки отстоянная в течение 7 суток и обработанная в устройстве вода не проявляет токсичности и оказывает защитное действие на дафнии в неблагоприятных условиях среды (продолжительность их жизни существенно увеличивается).

Таким образом, проведенный анализ и испытание опытного образца подтверждают влияние существенных признаков на достигаемый технический результат: мобильность и компактность устройства при сохранении высокой надежности и эффективности в очистке и обеззараживании воды. Не занимает много места: легко помещается в рюкзаке, сумке или кармане.

Полезная модель является новой, поскольку вся совокупность признаков не известна из предшествующего уровня техники, приведенной в соответствующем разделе описания, а также промышленно применимой в области обработки жидких сред.

Реферат

Полезная модель относится к области обработки жидких сред, в частности воды, с целью ее обеззараживания. Используется для получения питьевой воды, необходимой для организма человека, а также для получения воды, пригодной для сброса в поверхностные водоприемники. Поставленный технический результат достигается за счет мобильного индивидуально-группового устройства для обеззараживания воды, содержащего корпус со штуцерами входа и выхода воды, внутри корпуса расположен рабочий нерастворимый электрод, источник ультрафиолетового излучения, микросхемы и зарядное устройство. Причем штуцеры для входа и выхода воды крепятся к верхней части корпуса с помощью резьбовых соединений, при этом штуцеры имеют насечки, в камере обработки воды расположен электрод, выполненный кольцевым и перфорированным, расположенный в верхней части камеры обработки воды, при этом вторым электродом является корпус устройства, ультрафиолетовый диод крепится внутри защитной пробирки, смонтированной в верхней части корпуса в отверстии с уплотнительными кольцами, под камерой обработки воды установлены жестко микросхемы и батарейки.При этом штуцеры выполнены из нержавеющей стали.При этом используются электроды инертно-кремниевые с внедрением в кристаллическую решетку SiO.При этом длина волны ультрафиолетового диода составляет 260 нм.Техническим результатом является мобильность и компактность устройства при сохранении высокой надежности и эффективности в обеззараживании воды. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула