устройство для обработки воды электрическими разрядами

Формула изобретения

1. Устройство для обработки воды электрическими разрядами, содержащее камеру смешения воды с озоновоздушной смесью, совмещенную с эжекторным насосом, систему прокачки воды и воздуха, высоковольтный генератор, камеру синтеза озона, корпусом которой является внешний полый электрод, внутри которого установлен внутренний электрод, имеющий продольное отверстие для прокачки воды, отличающееся тем, что камера синтеза озона дополнительно содержит средний электрод, внутренний электрод является корпусом эжекторного насоса, внутренний и внешний электроды заземлены, а средний электрод соединен с высоковольтным выводом наносекундного генератора, кроме того, все электроды выполнены цилиндрическими и соосными.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него дополнительно введена одна или более камер синтеза озона, расположенных на каждой ступени многоступенчатого эжекторного насоса.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что высоковольтный электрод выполнен в виде набора на стяжных шпильках фольговых шайб в чередовании с калибровочными вставками.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что высоковольтный электрод выполнен в виде соединенных между собой по типу "беличьего колеса" трубок из твердого электроизоляционного материала с внутренним электропроводящим напылением.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системам водоподготовки, а именно к устройствам аппаратов, используемых для обработки воды электрическими разрядами с целью окисления примесей и обеззараживания.

Известны устройства для обработки воды электрическими разрядами (см. а. с. СССР 1820897, кл. С 02 F 1/46, опубл. 7 июня 1993).

Устройство состоит из генератора импульсов тока, подключенного к высоковольтному и заземленному электродам, установленным в корпусе технологической камеры с обеззараживаемой водой. Корпус технологической камеры выполнен из диэлектрика и разделен на полости посредством высоковольтного и заземленного электродов, каждый из которых выполнен из металлической фольги, охваченной листовым диэлектриком и имеющей сквозные отверстия диаметром 1-5 мм, количество которых определяется соотношением.

Недостатком данного устройства является низкий выход озона при разряде в воде, что не позволяет эффективно очищать воду от примесей и бактерий.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для обработки воды электрическими разрядами (см. патент RU 2126771 С1, кл. С 02 F 1/46, опубл. 27 февраля 1999).

Устройство содержит камеру смешения воды с озоновоздушной смесью, совмещенную с эжекторным насосом, систему прокачки воды и воздуха, а также высоковольтный генератор, соединенный с камерой синтеза озона, которая выполнена в виде трех соосных цилиндров: внешнего полого электрода, который является корпусом камеры синтеза озона, внутреннего электрода, имеющего продольное отверстие для прокачки воды, и трубчатой мембраны.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, обусловленная применением высокочастотного генератора, и, как следствие этого, введение в конструкцию диэлектрической трубчатой перегородки с промежуточными электродами грибообразной формы и диэлектрической жидкости, что в свою очередь приводит к неполному использованию межэлектродного промежутка для синтеза озона и потерям энергии в жидком диэлектрике и снижению ресурса работы камеры синтеза озона.

Прокачка обрабатываемой воды через электрод, находящийся под высоким напряжением, сопровождается неизбежными из-за проводимости воды потерями энергии.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении выхода озона без увеличения габаритных размеров камеры синтеза озона, повышении ресурса работы и упрощении конструкции камеры синтеза озона, снижении энергозатрат.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для обработки воды электрическими разрядами, содержащем камеру смешения воды с озоновоздушной смесью, совмещенную с эжекторным насосом, систему прокачки воды и воздуха, высоковольтный генератор, камеру синтеза озона, корпусом которой является внешний полый электрод, внутри которого установлен внутренний электрод, имеющий продольное отверстие для прокачки воды, согласно изобретению камера синтеза озона дополнительно содержит средний электрод, внутренний электрод является корпусом эжекторного насоса, внутренний и внешний электроды заземлены, а средний электрод соединен с высоковольтным выводом наносекундного генератора, кроме того, все электроды выполнены цилиндрическими и соосными.

Целесообразно дополнительно ввести одну или более камер синтеза озона, расположенных на каждой ступени многоступенчатого эжекторного насоса.

Кроме того, высоковольтный электрод может быть выполнен в виде набора на стяжных шпильках фольговых шайб в чередовании с калибровочными вставками или в виде соединенных между собой по типу "беличьего колеса" трубок из твердого электроизоляционного материала с внутренним электропроводящим напылением.

По сравнению с прототипом введение среднего электрода, подключенного к высоковольтному наносекундному генератору, вместо промежуточных электродов грибообразной формы на диэлектрической трубчатой перегородке позволило заземлить корпус эжекторного насоса, исключить потери энергии в обрабатываемой жидкости, исключить необходимость в применении диэлектрического участка подводящего трубопровода к эжекторному насосу, исключить необходимость диэлектрической трубчатой перегородки с промежуточными электродами сложной конфигурации и диэлектрической жидкости, тем самым использовать полный объем камеры синтеза озона, значительно упростить ее конструкцию, увеличить выход озона и ресурс работы.

Для повышения производительности устройства дополнительно введены одна или более камер синтеза озона, расположенных на каждой ступени многоступенчатого эжекторного насоса.

Для обеспечения объемного тлеющего разряда и циркуляции воздуха по всему объему камеры синтеза озона средний электрод выполнен в виде набора на стяжных шпильках фольговых шайб в чередовании с калибровочными вставками или в виде соединенных между собой по типу "беличьего колеса" трубок из твердого электроизоляционного материала с внутренним электропроводящим напылением.

На фиг. 1 приведена схема устройства для обработки воды электрическими разрядами.

На фиг.2 представлена схема устройства, выполненного на многоступенчатом эжекторном насосе.

Устройство состоит из камеры 1 смешения воды с озоновоздушной смесью, совмещенной с эжекторным насосом, системы прокачки воды 2 и воздуха 3, высоковольтного наносекундного генератора 4, соединенного с камерой 5 синтеза озона, которая выполнена в виде трех соосных цилиндров 6, 7, 8, внутренний цилиндр 6 является корпусом эжекторного насоса, внешний цилиндр 7 является корпусом камеры 5 синтеза озона, при этом внутренний 6 и внешний 7 цилиндры заземлены, а средний 8 - соединен с высоковольтным выводом наносекундного генератора 4, камера 5 синтеза озона соединена каналами 9 с камерой 1 смешения воды с озоновоздушной смесью.

Работа устройства для обработки воды электрическими разрядами осуществляется следующим образом.

По системе прокачки 2 воды из магистрального водопровода или от отдельного насоса, обеспечивающих давление 2-4 атм, водяной поток подается во внутренний цилиндр 6, являющийся корпусом эжекторного насоса. На выходе сопла эжекторного насоса создается область низкого давления и в эту область через систему прокачки 3 воздуха, камеру 5 синтеза озона и каналы 9 происходит засасывание озоновоздушной смеси в камеру 1 смешения воды с озоновоздушной смесью.

При включении высоковольтного наносекундного генератора 4 между средним электродом 8 и заземленными стенками корпусов 6, 7 эжекторного насоса и камеры 5 синтеза озона инициируется объемный тлеющий разряд, синтезирующий озон. Озоновоздушная смесь через каналы 9 в камере 1 смешения попадает в область низкого давления и смешивается с водой. Далее вода, насыщенная озоном, поступает в камеру хлопьеобразования.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить выход озона без увеличения габаритных размеров камеры синтеза озона, упростить конструкцию камеры, повысить ресурс работы и снизить энергозатраты.