×
10.05.2018
218.016.48cb

Способ кондиционирования водных растворов

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Способ относится к области водоподготовки и может использоваться для кондиционирования воды и водных растворов с применением широкополосных гидроакустических источников колебаний. Рабочую емкость 1 заполняют водой или водным раствором и подвергают воздействию акустического поля, обеспечивающего кавитацию при пороговом значении звукового давления с попеременной подачей воздуха в резонаторные камеры 3 излучателя для диспергирования. Образуются пузырьки воздуха с характерным размером 200-300 мкм, при этом струя из выходного сопла 5 излучателя меняет вектор своего направления с периодичностью 0,3-0,4 с, отклоняясь от вертикальной оси выходного сопла 5 на 30°. Способ обеспечивает интенсификацию и упрощение кондиционирования воды и водных растворов. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Способ относится к области водоподготовки и может, в частности, использоваться для кондиционирования воды и водных растворов с применением широкополосных гидроакустических источников колебаний.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что рабочая емкость заполняется водой или водным раствором, подвергается воздействию акустического поля, обеспечивающего кавитацию при пороговом значении звукового давления с попеременной подачей воздуха в резонаторные камеры излучателя для диспергирования образующихся пузырьков воздуха с характерным размером 200-300 мкм, при этом струя из выходного сопла излучателя меняет свое направление с периодичностью (0,3÷0,4) с, отклоняясь от вертикальной оси выходного сопла на 30°.

Известен способ опреснения воды комбинированным воздействием магнитного поля и ультразвука с частотой ≤100 кГц (Клейменов Э.В., Пащенко В.М., Мишина Т.О. Способ опреснения воды. Патент РФ №2120415, 1997 г.). При такой обработке внутренняя поверхность магнитов быстро покрывается солевыми отложениями, снижающими магнитную проницаемость, что приводит к снижению эффективности обработки.

Известен способ подготовки питьевой воды ультразвуком с интенсивностью (1÷70)⋅104 Вт/м2, создаваемым гидродинамическим генератором и одновременно подаваемым кислородсодержащим газом (Терехин В.П., Котляров Д.Ю. Способ подготовки питьевой воды. Патент РФ №2333156, 2008 г.). Способ трудновоспроизводим, поскольку метрологически завуалирован. Интенсивность, по определению, есть количество энергии, переносимое волной за единицу времени через единичную площадку перпендикулярную к направлению ее распространения. Интенсивность волны пропорциональна квадрату амплитуды колебаний частиц. Однако поле, создаваемое гидродинамическим генератором, характеризуется широким спектром частот и, соответственно, амплитуд колебаний частиц, поэтому параметр «интенсивность» весьма условно характеризует такое поле.

Известен также способ очистки сточных вод, включающий механическую очистку, физико-химическую очистку, отстаивание, биологическую очистку. При реализации упомянутого способа, физико-химическую очистку осуществляют посредством электрокоагуляции, совмещенной с периодическим воздействием ультразвуковыми колебаниями с частотой (20÷25) кГц и мощностью 3 Вт/см2 (Систер В.Г., Киршанкова Е.В., Цедилин А.Н. Способ очистки и обеззараживания сточных вод. Патент РФ, №2328455, 2008 г.).

Недостатками вышеприведенных способов, кроме метрологических неточностей, являются:

- невысокая степень очистки воды, содержащей повышенную концентрацию трудноокисляемых веществ;

- высокие энергозатраты;

- необходимость утилизации образующихся отходов.

Известен способ обеззараживания и очистки воды от водорослей и взвешенных веществ, заключающийся в обработке воды в главном водном резервуаре излучением бегущих гидроакустических волн звукового диапазона частот, в первом отстойнике - излучением гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазона частот, во втором отстойнике - излучением стоячих гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазона частот, в третьем отстойнике - излучением стоячих гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазона частот, а также в дополнительном обеззараживании воды путем ее прохождения через системы естественной аэрации воды, при этом в качестве главного водного резервуара используют реку (Бахарев С.А. Способ очистки воды от водорослей и взвешенных веществ. Патент РФ №2381181, 2008). Способ сложен в реализации.

Известен способ обработки воды и водных растворов, включающий корректировку рН многократным поочередным снижением давления высоконапорной жидкости при ее рециркуляции до величины, при которой происходит ее кавитация, с последующим повышением давления до величины, при которой кавитация прекращается, отличающийся тем, что рециркулируемую жидкость предварительно нагревают, после чего часть высоконапорной жидкости отбирают на фильтрацию, из оставшегося рециркуляционного потока отбирают скавитированную жидкость с повышением давления, охлаждают, выдерживают до схлопывания кавитационных пузырьков и осаждения образовавшихся твердых примесей, после чего возвращают стабилизированную жидкость в рециркуляционный поток низкого давления. (Зиберт Г.К., Запорожец Е.П., Способ обработки воды и водных растворов. Патент РФ №2240984, 2003 г.). Способ сложен в реализации и требует повышенных затрат энергии.

Известен способ очистки балластных вод, включающий в себя фильтрование, обеззараживание пероксидом водорода и ультразвуковой кавитацией, а также отработавшими газами ДВС или котлоагрегатов. Авторы изобретения сообщают, что при его реализации происходит комплексная очистка загрязненной воды по схеме: исходная вода предварительно освобождается от крупных фракций в самоочищающихся короткоцикловых фильтрах → смешивается с пероксидом водорода в струйном аппарате → обрабатывается ультразвуковой кавитацией → перекачивается в балластные танки или накопительные емкости, где хранится необходимое время, → перед сбросом в окружающую среду повторно доочищается путем смешения с выпускными газами ДВС или котлоагрегатов в струйном аппарате → вновь обрабатывается ультразвуковой кавитацией (Курников А.С., Мизгирев Д.С., Молочная Т.В., Валиулин С.Н. Способ очистки балластных вод. Патент РФ №2591965, 2015). Способ сложен в реализации, длителен по времени и не обеспечивает высокой степени очистки воды и водных растворов, в частности, за счет применения выхлопных газов ДВС.

Задачей настоящего изобретения является интенсификация и упрощение кондиционирования воды и водных растворов.

Поставленная задача решается последовательностью действий, включающих заполнение емкости водой или водным раствором через гидроакустический излучатель, обработкой водной среды в процессе заполнения емкости акустическим воздействием, создаваемым гидроакустическим излучателем, при пороговом значении звукового давления с попеременной подачей воздуха в резонаторы, обеспечивающей периодическое, с интервалом (0,3÷0,4) с, изменение направления струи на 30° по отношению к вертикальной оси излучателя. При этом в емкости с кондиционируемой водной средой имеет место образование и диспергирование пузырьков воздуха, характерный размер основной массы которых составляет (200÷300) мкм. При заявленном способе кондиционирования воды и водных растворов, подаваемых в емкость под давлением в 3 атм через входной патрубок гидроакустического излучателя, расположенного на дне емкости и направляющего струю жидкости вверх, эффективно удаляются газовые включения, и интенсифицируется процесс дегазации. Уменьшение размеров пузырьков до <200 мкм повышает длительность дегазации и снижает эффективность кондиционирования. При увеличении размеров пузырьков до значений >300 мкм степень дегазации падает и ухудшается качество водоподготовки.

В режиме изменения направления струи с периодичностью <0,3 с возникает неравномерность распределения пузырьков воздуха в объеме, ухудшающая эффективность процесса; при периодичности >0,4 с снижается эффективность дегазации.

Реализация изобретения осуществляется с использованием устройства, одна из возможных схем которого приведена на фиг. 1, где

1 - емкость;

2 - входной патрубок гидроакустического излучателя;

3 - резонансные камеры излучателя;

4 - электрический прерыватель воздуха;

5 - выходное сопло гидроакустического излучателя;

6 - направление акустической струи;

7 - направление акустической струи;

8 - трубопровод для слива кондиционированной воды или водного раствора;

9 - кран для регулировки скорости слива;

10 - трубопровод для слива жидкости;

11 - трубопровод для удаления газов;

Изобретение характеризуется примером, не имеющим, однако, ограничительного характера.

Пример

Исходную водную среду под давлением 3 атм подают в емкость (1) объемом 2,5 м3 через патрубок (2) гидродинамического излучателя производительностью 0,5 м3/час, установленного в дно емкости так, чтобы струя из его выходного сопла была направлена вверх, перпендикулярно дну емкости. Одновременно с подачей в излучатель воды включается электрический прерыватель воздуха (4), направляющий атмосферный воздух в резонансные камеры (3), поступающий в них за счет создающегося в этих камерах разрежения. При прохождении через излучатель исходной водной среды возникают акустические колебания с основной гармоникой, близкой к 4 кГц. На выходе гидродинамического излучателя (5) создается пульсирующее акустическое поле, с меняющимся вектором своего направления (6, 7) поочередно на 30° влево-вправо. Подаваемый воздух диспергируется на выходе сопла (5) с образованием пузырьков воздуха, основная масса которых имеет характерный размер 250 мкм. Потоки пузырьков воздуха отклоняются от перпендикуляра вместе с вектором направления акустического поля. Период попеременного отклонения потока составляет 0,35 с. В пузырьки воздуха в объеме кондиционируемой водной среды под воздействием знакопеременного давления диффундируют азотсодержащие газы, непрерывно удаляемые через трубопровод (11). Кондиционная среда непрерывно вытекает из рабочей емкости через трубопровод (8) потоком, регулируемым краном (9). После завершения процесса кондиционирования оставшаяся в емкости жидкость может быть удалена через трубопровод 10.

Химический анализ конечного продукта показал, что предлагаемый способ позволяет удалить из воды и водных растворов >70% азотсодержащих газов, сероводорода, неприятных запахов.

В результате проведенного анализа уровня техники кондиционирования воды и водных растворов в поле гидроакустических преобразователей с попеременно изменяющимся вектором направленности распространения акустического воздействия источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного устройства, не обнаружен, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Дополнительный поиск известных решений показал, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку предложенный способ обладает оригинальным комплексом свойств, обеспечивающих интенсификацию процессов кондиционирования воды и водных растворов. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, нет препятствий при его реализации с получением вышеуказанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Предлагаемый способ создает необходимое разнообразие, обеспечивая возможность оптимального выбора средств для решения конкретных задач, направленных на кондиционирование воды и водных растворов.

Способ кондиционирования воды и водных растворов, отличающийся тем, что рабочая емкость заполняется водой или водным раствором, при этом подвергается воздействию акустического поля, обеспечивающего кавитацию при пороговом значении звукового давления с попеременной подачей воздуха в резонаторные камеры излучателя для диспергирования образующихся пузырьков воздуха с характерным размером 200-300 мкм, при этом струя из выходного сопла излучателя меняет вектор своего направления с периодичностью 0,3-0,4 с, отклоняясь от вертикальной оси выходного сопла на 30°.
Способ кондиционирования водных растворов
Способ кондиционирования водных растворов
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-4 из 4.
10.05.2018
№218.016.4818

Способ получения кормового белкового продукта

Изобретение относится к комбикормовой промышленности, в частности к способу получения белковой кормовой добавки из древесных отходов. Способ включает предподготовку древесного сырья, его гидролиз и выращивание на гидролизате микроорганизмов. Опилки лиственной древесины, измельченные и при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650689
Дата охранного документа: 17.04.2018
10.05.2018
№218.016.4cc5

Устройство для регенерации бытовых фильтр-картриджей питьевой воды

Изобретение относится к оборудованию для регенерации бытовых фильтр-картриджей питьевой воды. Устройство для регенерации содержит преобразователь ультразвукового генератора, волноводно-излучающую систему в виде ультразвукового стакана, куда помещают регенерируемый фильтр-картридж, устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652199
Дата охранного документа: 25.04.2018
27.04.2019
№219.017.3c03

Способ получения гуминового препарата

Изобретение относится к способу получения гуматосодержащих соединений и может быть использовано в углехимии, в экотехнологиях, в сельском хозяйстве, ветеринарии. Осуществляют последовательность операций измельчения малозольного бурого угля на механоактивационных мельницах. Производят смешивание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685904
Дата охранного документа: 23.04.2019
04.06.2019
№219.017.7355

Способ кондиционирования буровых шламов

Изобретение относится к горной и нефтяной промышленности, к экологии и сельскому хозяйству, в частности к способам химико-биологической трансформации буровых шламов в техногенные почвогрунты и почвы, пригодные для земледелия. Технический результат - снижение вредного воздействия на окружающую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690254
Дата охранного документа: 31.05.2019
Показаны записи 1-10 из 34.
27.01.2014
№216.012.9af9

Способ получения нанопорошков оксида цинка с поверхностным модифицированием для использования в строительных герметиках

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению модифицированных нанопорошков оксида цинка. Может использоваться в качестве строительных герметиков, работающих при высоких деформирующих нагрузках и требующих повышенных значений обратимых относительных удлинений....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505379
Дата охранного документа: 27.01.2014
20.07.2014
№216.012.ddd3

Полимерная композиция для радиаторов охлаждения светоизлучающих диодов (сид) и способ ее получения

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к технологии разработки полимерных композиций для охлаждающих элементов, таких как радиаторы светоизлучающих диодов. Композиция содержит полимерную матрицу из полипропилена и смесь углеродных волокон и углеродных нанотрубок с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522573
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.10.2014
№216.012.fb23

Огнеупорная бетонная смесь и способ изготовления из нее бетона

Изобретение относится к получению цементных смесей и бетона различного назначения, работающих при высоких деформирующих нагрузках, и может быть использовано в металлургической, строительной и других отраслях промышленности. Технический результат изобретения - получение бетона с повышенными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530137
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.10.2014
№216.013.006a

Способ переработки шламов металлургического производства

Изобретение относится к области промышленной экологии, а именно к технологиям переработки и рециклинга железосодержащих шламовых отходов, содержащих повышенные концентрации тяжелых металлов (цинк, свинец и др.), металлургического и других производств с использованием высокоинтенсивных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531498
Дата охранного документа: 20.10.2014
20.12.2014
№216.013.11d7

Способ получения катализатора метанирования углекислоты на основе биметаллического нитрида nimon

Изобретение относится к способу получения катализатора метанирования углекислоты на основе биметаллического нитрида NiMoN. В предлагаемом способе осуществляют стадию выпаривания никеля и молибдена из совместного раствора, содержащего нитрат никеля и молибденовокислый аммоний, затем ведут стадию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535990
Дата охранного документа: 20.12.2014
10.02.2015
№216.013.2255

Способ выделения серебра из серебросодержащего сплава

Изобретение относится к металлургической отрасли, в частности к способу выделения серебра из медного серебросодержащего сплава в процессе электролитического получения меди. Способ включает проведение электролиза с анодным растворением медной основы сплава и с переводом серебра в шлам. Перед...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540242
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.2638

Способ электролитического получения меди

Изобретение относится к металлургической отрасли, в частности к способу получения меди. Способ электролитического получения меди включает электролитическое анодное растворение медьсодержащего сырья в сернокислом медьсодержащем электролите с осаждением меди на катоде. При этом электролит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541237
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.05.2015
№216.013.4ac9

Способ утилизации шламов металлургического производства

Изобретение относится к области экологии. Для утилизации шламов металлургического производства, содержащих тяжелые металлы, транспортируют и сортируют шлам с отделением некомпостируемых фракций и биохимическим обогащением оставшейся фракции с получением биоминерального удобрения. Твердые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550652
Дата охранного документа: 10.05.2015
20.01.2016
№216.013.a03f

Установка для выделения серебра из серебросодержащего сплава

Изобретение относится к цветной металлургии. Установка содержит электролитическую камеру, анодные и катодные токоподводы, анодную корзину для загрузки серебросодержащего сплава, узел колебаний и размещенную внутри термостата емкость для электролита с перистальтическим насосом для циркуляции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572665
Дата охранного документа: 20.01.2016
27.02.2016
№216.014.e85f

Композиционный строительный материал "гумиком"

Изобретение относится к созданию композиционного строительного материала, который может быть использован для решения многих проблем, связанных с улучшением экологической обстановки, а именно пересыпки твердых бытовых отходов, восстановления техногенно загрязненных земель, рекультивации шламовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575950
Дата охранного документа: 27.02.2016
+ добавить свой РИД