Результат интеллектуальной деятельности: УМЯГЧИТЕЛЬ ХОЛОДНОЙ/ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ В КВАРТИРЕ

Изобретение относится к области обработки воды. Оно может применяться в фильтрах-умягчителях воды засыпного типа, устанавливаемых в санитарно-технических шкафах многоквартирных домов.

Известны умягчители воды, состоящие из резервуара с ионообменной смолой, блока управления, емкости для реагента, моноблочного переключателя потоков с эжектором для всасывания реагента (United States Patent 4,577,498 FERRALI LUIGI (IT) March 25,1986; United States Patent 5,162,080 Drager, et al. November 10, 1992; United States Patent 5,820,133 Altshuler October 13,1998; United States Patent 5,910,244 Stamos, et al. June 8,1999; United States Patent 6,444,127 Vaughan, et al. September 3, 2002; United States Patent 7,892,419 Van De Moortele February 22, 2011; United States Patent 8,623,217 Tischendorf, et al. January 7, 2014; United States Patent 8,671,985 Averbeck, et al. March 18,2014).

Недостатком данных устройств является следующее. В санитарно-технических шкафах санузлов типовых городских квартир установка известных умягчителей проблематична из-за недостатка места. Обычно требуется размещение емкости для реагента в соседнем помещении. Однако при удалении емкости для реагента от распределителя потоков, где находится эжектор, последний или вообще не работает при низком давлении в коммунальном водопроводе или не обеспечивает подачу реагента в необходимом соотношении с подмешиваемой водой.

Известен умягчитель холодной и горячей воды (United States Patent 7,563,362 Jeong July 21, 2009), состоящий из резервуаров с ионообменной смолой, емкости для реагента, блока управления, моноблочного переключателя потоков, расходомера.

В переключателе потоков нет эжектора для всасывания реагента. Поэтому устройство способно работать при малом давлении воды. Несмотря на это из-за конструктивной особенности известного устройства, выраженной в том, что резервуары с ионообменной смолой для холодной и для горячей воды, емкость для реагента соединены в одном неразделимом блоке, большие габариты данного устройства делают невозможным использование его в санитарно-технических шкафах городских квартир.

Наиболее близким к заявляемому является умягчитель (http://www.pentairaqua.com/Files/KnowledgeBase/ItemDownload/en/Easy%20Nest%20Owners%20Manual%201084369.pdf стр. 8), включающий резервуар с ионообменной смолой, двухпозиционные переключатели потоков, пилотный гидрораспределитель, эжектор для всасывания реагента, блок управления, емкость для реагента и соединительные трубопроводы.

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции, выраженная в большом количестве двухпозиционных переключателей, наличие пилотного гидрораспределителя и отсутствие возможности регулирования скоростей потоков воды для обеспечения оптимальных параметров этапов процесса регенерации ионообменной смолы. Использование в известном умягчителе эжектора для подачи реагента существенно ограничивает применение устройства в квартирах из-за невозможности удаления емкости для реагента от санитарно-технического шкафа и неработоспособности при малом давлении в коммунальной сети водопровода.

Задачей изобретения является расширение области применения известного умягчителя, упрощение конструкции, а также экономия воды и соли, необходимых для регенерации ионообменной смолы, за счет обеспечения оптимальных параметров всем этапам технологического процесса посредством регулировки скоростей потоков жидкостей через предлагаемый умягчитель при регенерации.

Результат достигается путем усовершенствования известного умягчителя, включающего резервуар с ионообменной смолой, двухпозиционные переключатели потоков, блок управления, емкость для реагента и соединительные трубопроводы. Усовершенствование заключается в том, что в него введены прерыватель потока с регулировкой расхода, расположенный на входе в устройство, насос для подачи реагента, соединенный через обратный клапан с гидравлической линией между прерывателем потока с регулировкой расхода и резервуаром с ионообменной смолой, расходомер, расположенный или на входе, или на выходе резервуара с ионообменной смолой.

На фиг. 1 представлен рабочий процесс, на фиг. 2, 3, 4, 5 - фазы процесса регенерации ионообменной смолы, осуществляемые предложенным умягчителем: на фиг. 2 и фиг. 3-прохождение реагента через ионообменную смолу, на фиг. 4 - медленная и быстрая промывки, на фиг. 5 - заполнение емкости для реагента.

Умягчитель (фиг. 1.) состоит из резервуара с ионообменной смолой 1, емкости для реагента 2, насоса 3, расходомера 4, прерывателя потока с регулировкой расхода 5, двухпозиционных переключателей потока 6 и 7, блока управления 8, обратного клапана 9 и соединительных трубопроводов 10. Предлагаемый умягчитель встраивается между подающей магистралью коммунального водопровода и прерывателем потока 11, функции которого выполняет любой из кранов, доступных потребителю воды (краны смесителей в ванной, на кухне), или запорный механизм бытовых устройств (запорные механизмы в бачке унитаза, в биде, в стиральной, в посудомоечной машинах).

Для определения минимального уровня реагента в емкости для реагента 2 желательно использовать датчик уровня 12. Вода при регенерации ионообменной смолы вместе с веществами, образующимися в процессе регенерации, уходит в канализацию через слив 13.

Предложенный умягчитель холодной/горячей воды работает следующим образом.

При рабочем процессе (фиг. 1) прерыватель потока с регулировкой расхода 5 полностью открыт, двухпозиционные переключатели потока 6, 7 находятся в положении «закрыто», насос 3 выключен, обратный клапан 9, находящийся под давлением воды из магистрали коммунального водопровода, закрыт. Включение, выключение, регулировка требуемого расхода осуществляется потребителями воды прерывателем потока 11. Блок управления, получая сигналы от расходомера 4, считает объем воды, который может пройти через устройство до регенерации ионообменной смолы. При открытии прерывателя потока 11 вода поступает к потребителю из магистрали коммунального водопровода, пройдя через прерыватель потока с регулировкой расхода 5, расходомер 4 и резервуар с ионообменной смолой 1, где происходит ее умягчение посредством ионного обмена.

Когда наступает необходимость регенерации ионообменной смолы, по сигналу блока управления в назначенное пользователем время, при котором прерыватель потока 11 закрыт, начинается процесс, состоящий из 4 фаз: прохождение реагента через ионообменную смолу, медленная и быстрая промывки, заполнение емкости для реагента.

Фаза регенерации, соответствующая прохождению реагента через ионообменную смолу, с целью обеспечения оптимальных параметров технологического процесса проводится в два этапа и представлена на фиг. 2 и фиг. 3.

На первом этапе (фиг. 2) прерыватель потока с регулировкой расхода 5 полностью закрыт, двухпозиционный переключатель потока 6 находится в положении «открыто», двухпозиционный переключатель потока 7 - в положение «закрыто», насос 3 включен. Реагент из емкости для реагента 2 подается насосом 3, давление которого открывает обратный клапан 9. Далее реагент проходит через расходомер 4, резервуар с ионообменной смолой 1, где происходит ионообменный процесс, двухпозиционный переключатель потока 6 и уходит в канализацию через слив 13. При помощи расходомера 4 определяется величина подачи Q1 реагента насосом 3 из емкости для реагента 2. Подача Q1 в общем случае не является постоянной, так как зависит от давления в системе.

На втором этапе фазы прохождения реагента через ионообменную смолу (фиг. 3) прерыватель потока с регулировкой расхода 5 посредством блока управления 8, получающего сигналы от расходомера 4, приоткрывается так, чтобы обеспечить величину потока Q2, проходящего через резервуар с ионообменной смолой 1, соответствующую оптимальным параметрам, рассчитанным исходя из рекомендуемых производителем условий применения ионообменной смолы и подачи Q1 насоса 3.

Направление потоков жидкостей на втором этапе фазы прохождения реагента через ионообменную смолу такие же, как на первом, только добавляется подмес воды из магистрали коммунального водопровода через прерыватель потока с регулировкой расхода 5.

Завершение фазы прохождения реагента через ионообменную смолу определяется срабатыванием датчика уровня 12 реагента в емкости для реагента 2.

На фиг. 4 представлены фазы регенерации, соответствующие медленной и быстрой промывкам.

На этих фазах прерыватель потока с регулировкой расхода 5 приоткрыт/открыт, насос 3 выключен, обратный клапан 9 под давлением воды из магистрали закрыт, двухпозиционный переключатель потока 7 находится в положении «закрыто», двухпозиционный переключатель потока 6 - в положении «открыто».

Медленная промывка отличается от быстрой величиной потока воды через резервуар с ионообменной смолой 1, которая зависит от степени открытия прерывателя потока с регулировкой расхода 5.

При медленной промывке прерыватель потока с регулировкой расхода 5 посредством блока управления 8, получающего сигналы от расходомера 4, приоткрывается так, чтобы сохранить величину потока Q2 через резервуар с ионообменной смолой 1 после выключения насоса 3.

При быстрой промывке прерыватель потока с регулировкой расхода 5 открывается полностью.

Вода из магистрали коммунального водопровода проходит через прерыватель потока с регулировкой расхода 5, расходомер 4, резервуар с ионообменной смолой 1, где в это время смола освобождается от веществ, образовавшихся в процессе ее регенерации, двухпозиционный переключатель потока 6 и уходит в канализацию через слив 13.

Продолжительность медленной и быстрой промывок определяется объемом воды, прошедшей через резервуар с ионообменной смолой 1, исходя из рекомендуемых производителем условий применения ионообменной смолы.

На фиг. 5 представлена фаза регенерации, соответствующая заполнению емкости для реагента.

Прерыватель потока с регулировкой расхода 5 полностью открыт, двухпозиционный переключатель потока 6 находится в положении «закрыто», двухпозиционный переключатель потока 7 - в положении «открыто», насос 3 выключен, обратный клапан 9 под давлением воды из магистрали закрыт. Вода из магистрали коммунального водопровода проходит последовательно через прерыватель потока с регулировкой расхода 5, расходомер 4, резервуар с ионообменной смолой 1, двухпозиционный переключатель потока 7 и поступает в емкость для реагента 2. Когда объем воды, прошедший через расходомер 4, станет равным заданному в блоке управления 8, двухпозиционный переключатель потока 7 переводится в положение «закрыто». Состояние всех устройств становится соответствующим рабочему процессу.

Предложенный умягчитель позволяет обрабатывать не только холодную воду, но и горячую. Его размеры позволяют размещать сразу два умягчителя (для холодной и для горячей воды) в санитарно-технических шкафах городских квартир. Емкость для реагента можно разместить в соседних к санузлу помещениях. Блок управления, следящий за мгновенным расходом воды и передающий соответствующие управляющие сигналы прерывателю потоков с регулировкой расхода, обеспечивает оптимальные параметры на каждом этапе регенерации ионообменной смолы. За счет этого достигается экономия реагента и воды, а также значительное сокращение времени на проведение регенерации.