RU2671358C1 - Reverse system of filtering, measuring unit and method for obtaining data on the condition of reverse system filtering - Google Patents
Reverse system of filtering, measuring unit and method for obtaining data on the condition of reverse system filtering Download PDFInfo
- Publication number
- RU2671358C1 RU2671358C1 RU2018110175A RU2018110175A RU2671358C1 RU 2671358 C1 RU2671358 C1 RU 2671358C1 RU 2018110175 A RU2018110175 A RU 2018110175A RU 2018110175 A RU2018110175 A RU 2018110175A RU 2671358 C1 RU2671358 C1 RU 2671358C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- measuring unit
- membrane
- sensors
- module
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/08—Apparatus therefor
- B01D61/081—Apparatus therefor used at home, e.g. kitchen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/12—Controlling or regulating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/60—Specific sensors or sensor arrangements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/70—Control means using a programmable logic controller [PLC] or a computer
- B01D2313/702—Control means using a programmable logic controller [PLC] or a computer comprising telecommunication features, e.g. modems or antennas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/90—Additional auxiliary systems integrated with the module or apparatus
- B01D2313/903—Integrated control or detection device
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/005—Processes using a programmable logic controller [PLC]
- C02F2209/008—Processes using a programmable logic controller [PLC] comprising telecommunication features, e.g. modems or antennas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/02—Temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/03—Pressure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/10—Solids, e.g. total solids [TS], total suspended solids [TSS] or volatile solids [VS]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/40—Liquid flow rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2307/00—Location of water treatment or water treatment device
- C02F2307/10—Location of water treatment or water treatment device as part of a potable water dispenser, e.g. for use in homes or offices
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к средствам получения чистой воды, в частности к системам очистки воды обратным осмосом и средствам управления и диагностики таких систем, и может быть использовано в жилых помещениях, больницах, социальных учреждениях, а также на промышленных предприятиях.The invention relates to means for producing pure water, in particular to reverse osmosis water purification systems and to means for controlling and diagnosing such systems, and can be used in residential premises, hospitals, social institutions, as well as in industrial enterprises.
Уровень техникиState of the art
В качестве наиболее близкого аналога выбрано средство для управления системами обратного осмоса, содержащее насос, вход которого соединен с входным трубопроводом, а выход соединен с трубопроводом для подключения ко входу блока мембранного разделения (US 2005/0115875 А1, опубликовано 2 июня 2005 г.). Очищенная вода, прошедшая мембранное разделение, хранится в баке, из которого поступает потребителю. Хранение воды в баке снижает ее качество по сравнению с прямоточными системами, в которых потребителю направляется вода, только что прошедшая очистку. Кроме этого, в системах обратноосмотической очистки с накопительным баком на мембрану со стороны бака оказывается противодавление, снижающее эффективность работы насоса. В результате, при прочих равных условиях (при одинаковой мощности насоса и пр.), системы с накопительным баком показывают худшие характеристики скорости потока, степени обессоливания и коэффициента отбора пермеата. В свою очередь это влечет за собой снижение срока службы мембраны и предфильтров. Еще одним недостатком данной известной системы является то, что в ней отсутствуют средства получения информации о качестве очистки и о состоянии системы, что делает невозможным проведение диагностики и управление системой в режиме реального времени.As the closest analogue, a means for controlling reverse osmosis systems was selected, which contains a pump whose inlet is connected to the inlet pipe and the outlet is connected to the pipe to connect to the input of the membrane separation unit (US 2005/0115875 A1, published June 2, 2005). The purified water that has passed the membrane separation is stored in a tank from which it is supplied to the consumer. Storage of water in the tank reduces its quality compared to once-through systems in which the water that has just been cleaned is sent to the consumer. In addition, in reverse osmosis cleaning systems with a storage tank, a back pressure is applied to the membrane from the tank side, which reduces the efficiency of the pump. As a result, ceteris paribus (with the same pump power, etc.), systems with a storage tank show the worst characteristics of flow rate, degree of desalination, and permeate selection coefficient. In turn, this entails a decrease in the service life of the membrane and prefilters. Another disadvantage of this known system is that it lacks means of obtaining information about the quality of cleaning and the state of the system, which makes it impossible to conduct diagnostics and control the system in real time.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание системы прямоточной обратноосмотической очистки воды, обеспечивающей диагностику и управление ею в режиме реального времени.The problem solved by the present invention is the creation of a direct-flow reverse osmosis water purification system that provides diagnosis and management in real time.
В ходе решения данной задачи обеспечивается достижение следующей совокупности технических результатов: определение качества очистки воды и работоспособности системы в режиме реального времени, управление работой системы пользователем в удаленном режиме, возможность создания системы сервисного обслуживания и технической поддержки кластеров автономных систем обратноосмотического фильтрования в режиме реального времени, получение данных для оптимизации и модифицирования существующих систем фильтрования для повышения их эффективности и соответствия условиям эксплуатации.In the course of solving this problem, the following set of technical results is achieved: determining the quality of water purification and the system’s operability in real time, remotely managing the system by the user, the ability to create a service system and technical support for clusters of autonomous reverse osmosis filtering systems in real time, obtaining data to optimize and modify existing filtering systems to increase their efficiency spacers and compliance with operating conditions.
Данная совокупность технических результатов достигается тем, что система обратноосмотического фильтрования содержит:This set of technical results is achieved by the fact that the reverse osmosis filtering system contains:
- по крайней мере, одну обратноосмотическую мембрану;- at least one reverse osmosis membrane;
- по крайней мере, один насос, обеспечивающий подачу воды на вход упомянутой мембраны;- at least one pump that supplies water to the inlet of said membrane;
- измерительный блок, содержащий корпус, в котором установлена группа, по меньшей мере, следующих датчиков для измерения параметров воды: датчик скорости потока, датчик температуры, датчик солесодержания, при этом измерительный блок установлен с возможностью измерения упомянутыми датчиками параметров воды перед входом упомянутой мембраны;- a measuring unit comprising a housing in which a group of at least the following sensors for measuring water parameters is installed: a flow rate sensor, a temperature sensor, a salinity sensor, wherein the measuring unit is installed with the possibility of measuring the water parameters by said sensors in front of the entrance of the said membrane;
- в упомянутом корпусе измерительного блока установлена плата с электронными компонентами, предназначенная для соединения с упомянутыми датчиками, вместе с, по крайней мере, одним модулем беспроводной локальной сети (WLAN) для передачи полученных от упомянутых датчиков данных в онлайн-хранилище.- a circuit board with electronic components is installed in said housing of the measuring unit for connecting to said sensors, together with at least one wireless local area network (WLAN) module for transmitting data received from said sensors to online storage.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что измерительный блок имеет средства подключения к внешнему источнику питания.The specified set of technical results is also achieved by the fact that the measuring unit has means for connecting to an external power source.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что измерительный блок снабжен средствами установки внутреннего источника питания.The specified set of technical results is also achieved by the fact that the measuring unit is equipped with means for installing an internal power source.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что упомянутая плата с электронными компонентами выполнена с возможностью подключения, по крайней мере, одного внешнего датчика, выбранного из группы: датчик скорости потока, датчик температуры, датчик солесодержания, рН датчик, датчик давления, при этом упомянутый внешний датчик установлен с возможностью измерения параметров воды, прошедшей очистку упомянутой мембраной.The specified set of technical results is also achieved by the fact that said board with electronic components is configured to connect at least one external sensor selected from the group: flow rate sensor, temperature sensor, salinity sensor, pH sensor, pressure sensor, while an external sensor is installed with the ability to measure the parameters of the water that has been cleaned by said membrane.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что упомянутая плата с электронными компонентами выполнена с возможностью подключения группы, по меньшей мере, следующих внешних датчиков для измерения параметров воды: датчик скорости потока, датчик солесодержания.The specified set of technical results is also achieved by the fact that said board with electronic components is configured to connect a group of at least the following external sensors for measuring water parameters: flow rate sensor, salinity sensor.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что упомянутая плата с электронными компонентами выполнена с возможностью подключения, по крайней мере, одного внешнего датчика протечки.The specified set of technical results is also achieved by the fact that said board with electronic components is configured to connect at least one external leakage sensor.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что система содержит перекрывающий электромагнитный клапан, установленный на входе в систему, а упомянутая плата с электронными компонентами выполнена с возможностью управлять работой этого клапана и, соответственно, перекрывать или открывать подачу воды в систему.The specified set of technical results is also achieved by the fact that the system contains a shutoff solenoid valve installed at the entrance to the system, and said board with electronic components is configured to control the operation of this valve and, accordingly, to shut off or open the water supply to the system.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что упомянутая плата с электронными компонентами снабжена модулем беспроводной персональной сети (WPAN), предназначенным для установления прямого соединения с внешним компьютерным модулем.The specified set of technical results is also achieved by the fact that said board with electronic components is equipped with a wireless personal area network (WPAN) module designed to establish a direct connection with an external computer module.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что упомянутое онлайн-хранилище данных выполнено с возможностью взаимодействия с, по крайней мере, одним упомянутым внешним компьютерным модулем путем отправки уведомлений о работе упомянутого измерительного блока и получения управляющих команд от упомянутого внешнего компьютерного модуля.The specified set of technical results is also achieved by the fact that said online data storage is configured to interact with at least one of said external computer modules by sending notifications about the operation of said measuring unit and receiving control commands from said external computer module.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что в качестве упомянутого внешнего компьютерного модуля используется персональное электронно-вычислительное устройство, выбранное из группы: планшет, персональный компьютер, смартфон, носимое смарт-устройство, на котором установлено программное приложение, обеспечивающее получение и отображение информации о состоянии системы.The specified set of technical results is also achieved by the fact that, as the mentioned external computer module, a personal electronic computing device selected from the group is used: a tablet, a personal computer, a smartphone, a wearable smart device on which a software application is installed that provides information about and displays state of the system.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что упомянутое онлайн-хранилище выполнено с возможностью направлять в упомянутый внешний компьютерный модуль, по крайней мере, следующие данные посредством push технологии; степень отбора пермеата, степень обессоливания, объем прошедшей через систему воды, данные о состоянии системы, уведомления о неполадках, данные о сроках замены расходных элементов системы, сервисные данные, а упомянутый внешний компьютерный модуль выполнен с возможностью отображать визуально полученную информацию.The specified set of technical results is also achieved by the fact that said online storage is configured to send at least the following data via push technology to said external computer module; the degree of permeate selection, the degree of desalination, the volume of water passed through the system, data on the state of the system, notification of malfunctions, data on the timing of replacement of consumable elements of the system, service data, and the mentioned external computer module is configured to display visually received information.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что упомянутый насос установлен в помповом блоке, который включает регулируемый клапан, первый и второй измерители давления, при этом упомянутый измерительный блок также установлен внутри упомянутого помпового блока.The specified set of technical results is also achieved by the fact that the said pump is installed in the pump unit, which includes an adjustable valve, the first and second pressure gauges, while the said measuring unit is also installed inside the said pump unit.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что измерительный блок для системы обратноосмотического фильтрования, имеющей соединенную с трубопроводами обратноосмотическую мембрану, содержит:The specified set of technical results is also achieved by the fact that the measuring unit for a reverse osmosis filtering system having a reverse osmosis membrane connected to pipelines contains:
- корпус, внутри которого установлена трубка, предназначенная для встраивания в трубопровод системы до входа в упомянутую мембрану;- a housing, inside which a tube is installed, designed to be embedded in the system pipeline before entering the said membrane;
- средства подключения к источнику питания;- means of connecting to a power source;
- в упомянутом корпусе установлена группа, по меньшей мере, следующих датчиков для измерения параметров воды в упомянутой трубке: датчик скорости потока, датчик температуры, датчик солесодержания;- a group of at least the following sensors is installed in said housing for measuring water parameters in said tube: flow rate sensor, temperature sensor, salinity sensor;
- плату с электронными компонентами, установленную в упомянутом корпусе и снабженную модулем беспроводной локальной сети (WLAN);- a board with electronic components installed in the said case and equipped with a wireless local area network (WLAN) module;
- упомянутая плата с электронными компонентами выполнена с возможностью соединения с упомянутыми датчиками и обеспечения передачи полученных от них данных в онлайн-хранилище посредством упомянутого модуля беспроводной локальной сети (WLAN).- said board with electronic components is configured to connect to said sensors and to transmit data received from them to the online storage via said wireless local area network (WLAN) module.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что упомянутая плата с электронными компонентами выполнена с возможностью подключения, по крайней мере, одного внешнего датчика протечки, а также группы, по меньшей мере; следующих внешних датчиков для измерения параметров воды: датчик скорости потока, датчик температуры, датчик солесодержания, при этом упомянутая группа внешних датчиков выполнена с возможностью измерения параметров воды, прошедшей очистку упомянутой мембраной.The specified set of technical results is also achieved by the fact that the aforementioned circuit board with electronic components is configured to connect at least one external leakage sensor, as well as at least a group; of the following external sensors for measuring water parameters: a flow rate sensor, a temperature sensor, a salinity sensor, wherein said group of external sensors is configured to measure water parameters that have been cleaned by said membrane.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что упомянутая плата с электронными компонентами выполнена с возможностью управления перекрывающим электромагнитным клапаном и с возможностью перекрывать или открывать подачу воды в систему.The specified set of technical results is also achieved by the fact that the aforementioned circuit board with electronic components is configured to control a shut-off solenoid valve and to shut off or open the water supply to the system.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что упомянутая плата с электронными компонентами снабжена модулем беспроводной персональной сети (WPAN), предназначенным для установления прямого соединения с внешним компьютерным модулем.The specified set of technical results is also achieved by the fact that said board with electronic components is equipped with a wireless personal area network (WPAN) module designed to establish a direct connection with an external computer module.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что упомянутая трубка включает Т-фитинги, в каналы ответвления которых установлены упомянутые датчики температуры и солесодержания.The specified set of technical results is also achieved by the fact that said tube includes T-fittings, in the branch channels of which said temperature and salinity sensors are installed.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что способ получения данных о состоянии системы обратноосмотического фильтрования, включающей обратноосмотическую мембрану, состоит в том, чтоThe specified set of technical results is also achieved by the fact that the method of obtaining data on the state of the reverse osmosis filtering system, including the reverse osmosis membrane, is that
- на трубопроводе системы перед входом упомянутой мембраны устанавливают измерительный блок, содержащий корпус, в котором установлена группа, по меньшей мере, следующих датчиков для измерения параметров воды: датчик скорости потока, датчик температуры, датчик солесодержания, а также плата с электронными компонентами, предназначенная для соединения с упомянутыми датчиками, вместе с, по крайней мере, одним модулем беспроводной локальной сети (WLAN) для передачи полученных от упомянутых датчиков данных в онлайн-хранилище;- on the pipeline of the system, before the entrance of the said membrane, a measuring unit is installed, comprising a housing in which a group of at least the following sensors for measuring water parameters is installed: a flow rate sensor, a temperature sensor, a salinity sensor, and also a circuit board with electronic components, designed to connecting to said sensors, together with at least one wireless local area network (WLAN) module, for transmitting data received from said sensors to online storage;
- обеспечивают измерение упомянутыми датчиками параметров воды перед входом упомянутой мембраны;- provide measurement by said sensors of water parameters in front of said membrane;
- обеспечивают передачу данных от упомянутых датчиков в онлайн-хранилище посредством упомянутого модуля беспроводной локальной сети (WLAN);- provide data from said sensors to online storage through said wireless local area network (WLAN) module;
- обеспечивают передачу данных из онлайн-хранилища во внешний компьютерный модуль для отображения.- provide data transfer from online storage to an external computer module for display.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, чтоThe specified set of technical results is also achieved by the fact that
- дополнительно обеспечивают упомянутую плату с электронными компонентами модулем беспроводной персональной сети (WPAN);- additionally provide said board with electronic components module wireless personal area network (WPAN);
- после установки упомянутого измерительного блока обеспечивают прямое соединение внешнего компьютерного модуля с упомянутым измерительным блоком посредством упомянутого модуля беспроводной персональной сети (WPAN);- after installing said measuring unit, a direct connection of an external computer module to said measuring unit is provided through said wireless personal area network (WPAN) module;
- с помощью упомянутого внешнего компьютерного модуля обеспечивают настройку соединения упомянутого измерительного блока с беспроводной локальной сетью для соединения с Интернет;- using the mentioned external computer module provide the connection settings of the said measuring unit with a wireless local area network for connecting to the Internet;
- обеспечивают привязку упомянутого измерительного блока и упомянутого внешнего компьютерного модуля к одной учетной записи AccountID в упомянутом онлайн-хранилище.- provide for linking said measuring unit and said external computer module to one AccountID account in said online storage.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, что после первого соединения упомянутого измерительного блока с сетью Интернет и установления связи с упомянутым онлайн-хранилищем, упомянутая учетная запись AccountID для упомянутого измерительного блока создается упомянутым онлайн-хранилищем автоматически, при этом упомянутый измерительный блок, обладающий уникальным идентификационным номером DeviceID, и упомянутый внешний компьютерный модуль, обладающий уникальным идентификационным номером в соответствии со стандартом UUID, привязываются к упомянутому AccountID, а каждому упомянутому датчику присваивают свой идентификационный номер SensorID.The specified set of technical results is also achieved by the fact that after the first connection of the said measuring unit with the Internet and establishing a connection with the said online storage, the account AccountID for the said measuring unit is automatically created by the said online storage, while the said measuring unit having a unique DeviceID, and the mentioned external computer module, which has a unique identification number in accordance with standard by mouth, the UUIDs are linked to the said AccountID, and each sensor is assigned its own SensorID.
Указанная совокупность технических, результатов достигается также тем, что к одной упомянутой учетной записи AccountID присоединяют несколько упомянутых внешних компьютерных модулей с различным идентификатором UUID, при этом один и тот же упомянутый компьютерный модуль может быть привязан к нескольким упомянутым AccountID.The specified set of technical results is also achieved by the fact that several mentioned external computer modules with a different UUID are connected to one mentioned AccountID account, and the same mentioned computer module can be linked to several mentioned AccountID.
Указанная совокупность технических результатов достигается также тем, чтоThe specified set of technical results is also achieved by the fact that
- устанавливают, по крайней мере, один внешний датчик, выбранный из группы: датчик скорости потока, датчик температуры, датчик солесодержания, рН датчик, датчик давления, при этом упомянутый внешний датчик устанавливают с возможностью измерения параметров воды, прошедшей очистку упомянутой мембраной;- install at least one external sensor selected from the group: flow sensor, temperature sensor, salinity sensor, pH sensor, pressure sensor, while said external sensor is installed with the ability to measure the parameters of the water that has been cleaned by said membrane;
- обеспечивают измерение упомянутым внешним датчиком параметров воды после ее очистки упомянутой мембраной;- provide a measurement of the parameters of the water mentioned by the external sensor after it is cleaned by said membrane;
- обеспечивают передачу данных от упомянутого внешнего датчика в онлайн-хранилище посредством упомянутого модуля беспроводной локальной сети (WLAN).- provide data transmission from said external sensor to the online storage via said wireless local area network (WLAN) module.
Отличительной особенностью средств в соответствии с настоящим изобретением является то, что они позволяют пользователям получать информацию о качестве очистки и работе системы в режиме реального времени и удаленно. Другой отличительной особенностью настоящего изобретения является высокая степень агрегативности конструкции и возможность встраивания измерительного блока в соответствии с настоящим изобретением в уже действующие системы фильтрования.A distinctive feature of the tools in accordance with the present invention is that they allow users to receive information about the quality of cleaning and system operation in real time and remotely. Another distinctive feature of the present invention is a high degree of structural aggregation and the ability to integrate the measuring unit in accordance with the present invention in existing filtering systems.
Краткое описание фигур чертежейBrief Description of the Drawings
На Фиг. 1 - Фиг. 5 показаны варианты построения системы прямоточной обратноосмотической очистки воды.In FIG. 1 - FIG. 5 shows the options for constructing a direct-flow reverse osmosis water purification system.
На Фиг. 6 - Фиг. 8 показана конструкция помпового блока.In FIG. 6 - FIG. 8 shows the design of the pump unit.
На Фиг. 9 показана конструкция измерительного блока.In FIG. 9 shows the construction of the measuring unit.
На Фиг. 10 показана конструкция узла установки датчиков.In FIG. 10 shows the design of the sensor installation assembly.
На Фиг. 11 показана коммуникационная схема подключения внешних датчиков и связи измерительного блока.In FIG. 11 shows a communication circuit for connecting external sensors and communication of the measuring unit.
На Фиг. 12 показана схема построения системы сервисного обслуживания и технической поддержки.In FIG. 12 shows a diagram of the construction of a service and technical support system.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Проблема обеспечения населения качественной питьевой водой остается актуальной во всем мире. Существующие системы очистки воды основаны на различных принципах и обладают существенно различными эксплуатационными свойствами. В одних условиях эксплуатации эффективными являются одни системы, в других - другие. Условия эксплуатации системы очистки воды могут меняться во времени. Те исходные условия, для которых изначально проектировалась та или иная система очистки, могут настолько измениться, что эффективность работы системы может существенно снизиться. Вместе с этим анализ эффективности работы систем очистки является трудоемким и затратным процессом. В силу различной конструкции существующих систем и различных эксплуатационных условий, повышение их технического уровня возможно чаще всего только путем полной замены всего оборудования. При этом, такие решения чаще всего не основаны на объективных диагностических данных.The problem of providing the population with quality drinking water remains relevant throughout the world. Existing water purification systems are based on various principles and have significantly different operational properties. In some operating conditions, some systems are effective, in others - others. The operating conditions of the water treatment system may vary over time. Those initial conditions for which this or that cleaning system was originally designed can change so much that the efficiency of the system can significantly decrease. Along with this, the analysis of the efficiency of cleaning systems is a laborious and costly process. Due to the different designs of existing systems and different operating conditions, raising their technical level is most often possible only by completely replacing all equipment. Moreover, such decisions are most often not based on objective diagnostic data.
Современным системам предъявляются также дополнительные требования с точки зрения интерактивности, коммуникативных качеств и возможности управления ими в удаленном режиме в реальном времени.Modern systems are also faced with additional requirements in terms of interactivity, communicative qualities and the ability to control them remotely in real time.
Настоящее изобретение решает задачу обеспечения систем очистки воды эффективными измерительными и диагностическими программно-аппаратными средствами, позволяющими получить объективные данные о работе системы в реальном времени. За основу взята система обратноосмотического фильтрования, как отвечающая многим требованиям:The present invention solves the problem of providing water purification systems with effective measuring and diagnostic hardware and software, allowing to obtain objective data about the system in real time. Based on the reverse osmosis filtering system, which meets many requirements:
- обеспечение подачи потребителю свежей воды, исключая ее хранение в накопителе;- ensuring the supply of fresh water to the consumer, excluding its storage in the drive;
- стабильная высокая производительность выдачи чистой воды в любой момент по необходимости;- stable high performance of clean water at any time as needed;
- экономия воды путем уменьшения сброса воды в канализацию и иных потерь;- saving water by reducing the discharge of water into the sewer and other losses;
- низкая стоимость обслуживания и эксплуатации за счет увеличения ресурса мембраны, предфильтров, и т.д.;- low cost of maintenance and operation by increasing the life of the membrane, prefilters, etc .;
- высокая надежность эксплуатации.- high reliability of operation.
Одним из основных факторов, определяющих эффективность процесса обратного осмоса является величина давления воды на входе мембраны, которое может обеспечиваться помповым блоком 1, конструкция которого показана на Фиг. 6 - Фиг.8. При отсутствии в системе помпового блока, для создания давления воды достаточно одного насоса 20.One of the main factors determining the effectiveness of the reverse osmosis process is the amount of water pressure at the membrane inlet, which can be provided by the
Помповый блок 1 системы обратноосмотического фильтрования содержит средства подключения к источнику питания, корпус 18, внутри которого установлены: насос 20, первый 21 и второй 22 датчики давления воды, контроллер 26, регулируемый клапан 23, электромагнитный клапан 24.The
В качестве насоса 20 используется водяной объемный насос, рабочий орган которого выполнен в виде гибкой пластины (диафрагмы), закрепленной по краям. В насосах такого типа пластина изгибается под действием рычажного механизма (механический привод) или в результате изменения давления воздуха (пневматический привод) или жидкости (гидравлический привод), выполняя функцию, эквивалентную функции поршня в поршневом насосе.As the
Источник питания может быть выполнен как в виде блока питания 19, установленного внутри корпуса 18, так и в виде внешнего блока, обеспечивающие питание электрических компонентов помпового блока от электрической сети. В случае наличия внутреннего блока питания; 19, последний может быть выполнен как с одним выходным напряжением, например, 24 В, так и с несколькими, например, 24 В и 48 В. Это позволит устанавливать в помповый блок 1 насосы различной мощности и производительности, не меняя другие компоненты.The power source can be made both in the form of a power supply unit 19, installed inside the
Материал корпуса 18 должен обладать высокими эксплуатационными и механическими свойствами: прочность, жесткость, коррозионная стойкость, огнестойкость. Целесообразно изготовить корпус 18 из пластика, например, полипропилена, полистирола, полиэтилена, поликарбоната. Корпус 18 может состоять из основания 27 и крышки 28, как показано на Фиг. 8. Корпус 18 может содержать вентиляционное окно (не показано). Корпус 18 может также содержать амортизирующие опоры 25 и средства крепления к вертикальным поверхностям (не показаны). В качестве таких средств крепления могут использоваться гнезда, петли, фланцы и любые иные известные элементы.The material of the
Помповый блок 1 содержит средства 8 подключения к группе трубопроводов, включающей, по меньшей мере: входной трубопровод 3 для соединения с источником воды; трубопровод 4 на вход мембраны для соединения со входом мембраны 16; трубопровод 5 пермеата для соединения с выходом пермеата мембраны 16; трубопровод 6 концентрата для соединения с выходом концентрата мембраны 16, и дренажный трубопровод 7 для соединения со стоком. В качестве средств 8 подключения могут использоваться стандартные фитинги, штуцеры, переходники, цанговые элементы или любые иные подходящие средства. Таким образом, помповый блок 1 предназначен для соединения, по крайней мере, с тремя впускными трубопроводами 3, 5 и 6 и двумя выпускными трубопроводами 4 и 7.The
Вход насоса 20 соединен со средством подключения к входному трубопроводу 3, а выход насоса 20 соединен со средством подключения к трубопроводу 4 на вход мембраны. Таким образом, насос 20 создает в трубопроводе 4 на вход мембраны давление воды необходимой величины.The inlet of the
Первый датчик 21 давления предназначен для определения давления воды на входе насоса 20. Второй датчик 22 давления предназначен для определения давления пермеата в трубопроводе 5. Оба датчика давления установлены внутри корпуса 18. В качестве датчиков давления 21 и 22 могут использоваться, например, датчики с сильфонным или мембранным упругим элементом. Функцией датчиков давления 21 и 22 является подача электрического сигнала в момент, когда давление в соответствующем трубопроводе достигает определенной максимальной или минимальной величины.The
Вход насоса 20 соединен со средством подключения к входному трубопроводу 3 через электромагнитный клапан 24 для прекращения подачи воды в насос по сигналу контроллера 26. Контроллер 26 выдает сигнал на закрытие электромагнитного клапана 24 в случае, если величина давления во входном трубопроводе 3, измеренное первым датчиком 21 давления, достигает определенного нижнего допустимого значения. Снижение давления означает, что во входном трубопроводе 3 недостаточно воды, и, чтобы не допустить поломки насоса 20, контроллер 26 выдает сигнал на его отключение, перекрытие входного трубопровода 3 и включение соответствующего светового индикатора.The inlet of the
Регулируемый клапан 23 обеспечивает соединение внутри корпуса 18 трубопровода 6 концентрата с дренажным трубопроводом 7 и выполняет функцию ограничителя потока на линии дренажа.The
Контроллер 26 установлен внутри корпуса 18, например, в его крышке 28 (см. Фиг. 7) и обеспечивает управление работой регулируемого клапана 23, насоса 20, электромагнитного клапана 24 и другими электрическими компонентами. В качестве контроллера 26 может использоваться как программируемый, так и непрограммируемый промышленный контроллер.The
Таким образом, помповый блок 1 может быть выполнен так, что при соединении с группой трубопроводов:Thus, the
- входной трубопровод 3 внутри корпуса 18 соединяется со входом насоса 20 через электромагнитный клапан 24, при этом входной трубопровод 3 также соединяется с первым датчиком 21 давления,- the
- трубопровод 4 на вход мембраны соединяется внутри корпуса 18 с выходом насоса 20,- the
- трубопровод 5 пермеата соединяется внутри корпуса 18 со вторым датчиком 22 давления и не является проточным,- the
- трубопровод 6 концентрата соединяется внутри корпуса 18 с дренажным трубопроводом 7 через регулируемый клапан 23.- the
- контроллер 26 соединен с первым 21 и вторым 22 датчиками давления, регулируемым клапаном 23, электромагнитным клапаном 24 и выполнен с возможностью управлять работой помпового блока 1.- the
Помповый блок 1 содержит установленные на корпусе 18 (например, на крышке 28) диодные средства 10 индикации состояния и режимов работы блока, управляемые контроллером 26. Наличие световых индикаторов обеспечивает интерактивность системы, т.е. высокоэффективное взаимодействие с пользователем. В качестве средств 10 индикации могут использоваться стандартные световые диоды, возможно, разных цветов. В случае наступления того или иного события или включения определенного режима работы загорается соответствующий индикатор. Оптимально установить на корпусе 18, по крайней мере, четыре средства 10 индикации, информирующих о следующих режимах или состояниях: индикация отсутствия подачи воды на входе насоса 20 (в этом состоянии насос 20 выключен); индикация процесса фильтрации (в этом режиме насос 20 включен); индикация готовности блока к началу фильтрации (насос 20 выключен); индикация режима промывки (насос 20 включен).The
Индикаторы 10 (при включении по отдельности или в определенной комбинации) могут, например, информировать пользователя и о других состояниях: необходимость выполнить перезапуск; наличие или отсутствие связи с беспроводными сетями, связь с удаленными устройствами, необходимость сервисных мероприятий (замена картриджей, мембраны и пр.).Indicators 10 (when turned on individually or in a specific combination) can, for example, inform the user about other conditions: the need to restart; the presence or absence of communication with wireless networks, communication with remote devices, the need for service activities (replacing cartridges, membranes, etc.).
Контроллер 26 выполнен с возможностью переключать регулируемый капан 23 из режима ограничения потока концентрата в режим промывки мембраны 16. Это достигается путем полного открытия регулируемого клапана 23 и увеличения потока, омывающего мембрану. Режим промывки целесообразно включать в конце каждого цикла фильтрации (цикла включения/выключения насоса 20) на время от 15 секунд до 25 секунд, в зависимости от качества воды. Оптимальный режим промывки продлевает ресурс мембраны, повышает качество очистки и степень эффективности фильтрации. Для улучшения качества промывки и очистки воды в целом режим промывки может включаться не только в конце, но и перед началом каждого цикла фильтрации.The
Задача получения диагностической и эксплуатационной информации решается измерительным блоком 30, показанным на Фиг. 9 - Фиг. 11. Измерительный блок 30 содержит корпус, внутри которого установлена трубка 31, предназначенная для встраивания в трубопровод системы до входа в мембрану. Таким образом, измерительный блок 30 может устанавливаться как на входной трубопровод 3 (как показано на Фиг. 1), так и на трубопровод 4 на вход мембраны, т.е. либо до, либо после помпового блока 1. Установка может осуществляться посредством двух соединителей (фитингов) 32 или любым другим известным способом.The task of obtaining diagnostic and operational information is solved by the measuring
Измерительный блок 30 содержит средства подключения к источнику питания, в качестве которых может использоваться либо источник внешнего питания, либо внутренний блок 33 (аккумулятор, батареи). Для управления состоянием на корпусе измерительного блока установлена кнопка управления 34, предназначенная для сброса настроек до настроек по умолчанию, перевода блока в режим доступности для обнаружения. Кнопка 34 может быть снабжена световым индикатором, режим работы которого (горит постоянно, мигает часто, мигает редко, не горит) информирует пользователя о текущем состоянии блока. Кнопка 34 может быть выполнена с возможностью включения/выключения питания измерительного блока 30.The measuring
В корпусе измерительного блока 30 установлена группа, по меньшей мере, следующих датчиков для измерения параметров воды в трубке 31: датчик скорости потока 35 (называемый также расходомером), датчик температуры 36, датчик солесодержания 37 (известный также как TDS-метр). Как известно, под датчиком понимается средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения. Датчики (называемые также измерителями, сенсорами и пр.) 35-37 могут иметь любую совместимую с электронной системой управления конструкцию. Трубка 31 может включать Т-фитинги, в каналы ответвления которых установлены датчики 36 и 37. На Фиг. 10 показан возможный вариант установки датчиков 36 или 37. Т-фитинг 49 своим прямоточным каналом встраивается в трубку 31, а датчик 36 или 37 устанавливается в Т-ответвление фитинга, как показано на Фиг. 10. Датчик скорости потока 35 может непосредственно устанавливаться внутрь трубки 31 или иным образом в зависимости от вида используемого датчика.In the housing of the measuring
Также внутри корпуса установлена плата 38 с электронными компонентами, снабженная модулем 40 беспроводной локальной сети (WLAN). В качестве платы 38 может использоваться одноплатный компьютер (SBC). Модуль 40 беспроводной связи может быть выполнен как в виде отдельного элемента, так и в виде неотъемлемой части платы 38, и предназначен для установления соединения (Wi-Fi) с Интернетом. Модуль 40 может обеспечивать также связь с беспроводными персональными сетями (например, Bluetooth), обеспечивающими прямое соединение с внешним компьютерным модулем 46 (например, со смартфоном).Also inside the case, there is a
Плата 38 снабжена необходимыми драйверами и выполнена с возможностью соединения с датчиками 35, 36 и 37, а также с внешними датчиками при их наличии, и обеспечивает передачу полученных от них данных в онлайн-хранилище 47 посредством модуля 40.
Плата 38 выполнена с возможностью подключения, по крайней мере, одного внешнего датчика протечки (не показан), а также следующих внешних датчиков для измерения параметров воды: датчик 42 давления (манометр), датчик 43 скорости потока (называемый также расходомером), датчик солесодержания 44, датчик температуры, рН датчик. Внешние датчики 43 и 44 устанавливаются для измерения параметров воды, прошедшей очистку мембраной 16, в частности, перед средством 12 подачи чистой воды потребителю. Датчик 42 давления может устанавливаться на трубопроводе 4 на вход мембраны до входа в мембрану 16. Для подключения внешних датчиков плата 38 содержит соответствующие средства 39 (интерфейсы подключения).The
Плата 38 выполнена с возможностью управления внешним перекрывающим электромагнитным клапаном 45, предпочтительно установленном на входном трубопроводе 3. Таким образом, по сигналу от платы 38 обеспечивается возможность перекрывать или открывать подачу воды в систему. Как один из возможных вариантов, плата 38 может управлять также электромагнитным клапаном 24, установленном внутри корпуса 18 помпового блока 1 и в этом случае перекрывающий электромагнитный клапан 45 можно не устанавливать.The
Плата 38 может быть снабжена модулем беспроводной персональной сети (WPAN) (не показан). Он может быть выполнен как в виде отдельного элемента, так и входить в состав платы 38 или модуля 40. Модуль беспроводной персональной сети (WPAN) предназначен для установления прямого соединения (типа Bluetooth) с внешним компьютерным модулем 46 (используемым, например, для первоначальной настройки измерительного блока, а также для визуализации измерительной информации от датчиков). В качестве внешнего компьютерного модуля используется персональное электронно-вычислительное устройство, выбранное из группы: планшет, персональный компьютер, смартфон, носимое смарт-устройство, на котором установлено программное приложение, обеспечивающее получение и отображение информации о состоянии системы.The
Измерительный блок 30 может содержать средства световой индикации 41, аналогичные помповому блоку 1.The measuring
Помповый блок 1 и измерительный блок 30 выполняются в виде отдельных устройств. Возможен также вариант, когда измерительный блок 30 размещается внутри помпового блока 1 и устанавливается на трубопровод перед входом в насос 20, как показано на Фиг. 6.The
Помповый блок 1 и измерительный блок 30 устанавливаются в систему обратноосмотического фильтрования, показанную на Фиг. 1 - Фиг. 5.The
Система в целом содержит обратноосмотическую мембрану 16, имеющую вход, выход концентрата и выход пермеата. В системах фильтрования, снабженных помповым и измерительным блоками в соответствии с настоящим изобретением, оптимальными являются обратноосмотические мембраны марки Prio® моделей К858, К859.The system as a whole contains a
Как известно из уровня техники, под пермеатом понимают воду, прошедшую мембранное разделение. Под концентратом понимают воду, не прошедшую мембранное разделение, в которую смываются все задержанные мембраной загрязнения.As is known in the art, permeate is understood to mean water that has undergone membrane separation. By concentrate is meant water that has not undergone membrane separation, into which all impurities retained by the membrane are washed off.
Выход пермеата мембраны 16 соединен со средством 12 подачи чистой воды потребителю посредством трубопровода 11 подачи пермеата потребителю. На Фиг. 1 - Фиг. 5 такой вариант осуществления показан сплошной линией. В качестве средства 12 подачи чистой воды потребителю используется, например, кран 12.The permeate outlet of the
Помповый блок 1 соединен с помощью средств 8 подключения со следующими трубопроводами: входной трубопровод 3, трубопровод 4 на вход мембраны, трубопровод 5 пермеата, трубопровод 6 концентрата, дренажный трубопровод 7. Таким образом, помповый блок 1 соединяется с тремя впускными трубопроводами 3, 5 и 6 и двумя выпускными трубопроводами 4 и 7, как это показано на Фиг. 1 - Фиг.5. В качестве, средств подключения к упомянутым трубопроводам могут использоваться любые известные средства (фитинги, штуцеры, переходники и пр.).The
Перед входом мембраны 16 может устанавливаться, по меньшей мере, один предфильтр. Предфильтр предназначен для защиты от механических примесей и обеспечивает продление ресурса как мембраны, так и других компонентов. Возможны различные варианты установки предфильтра. Предфильтр 13 может устанавливаться на входной трубопровод 3 перед помповым боком 1, как показано на Фиг. 2 (вариант 2), Фиг. 3 - Фиг. 5. В этом случае предфильтр 13 защищает от механических загрязнений и насос 20, и мембрану 16. Возможна также установка предфильтра 14 на трубопровод 4 на вход мембраны после помпового блока 1, как показано на Фиг. 2 (вариант 1). В этом случае обеспечивается защита только мембраны 16, но появляется возможность сформировать более компактный единый блок 2 очистки.At the entrance of the
В качестве предфильтров могут использоваться как одномодульные, так и многомодульные фильтры. На Фиг. 2 - Фиг. 4 показаны одномодульные пред фильтры. На Фиг. 5 показан вариант с многомодульным пред фильтром, представляющим собой сборку из трех модулей, включающей комбинацию фильтрующих модулей одинакового или различного действия (механические, сорбционные и пр.).As pre-filters, both single-module and multi-module filters can be used. In FIG. 2 - FIG. 4 shows single-module pre-filters. In FIG. 5 shows a variant with a multi-module pre-filter, which is an assembly of three modules, including a combination of filter modules of the same or different action (mechanical, sorption, etc.).
В качестве предфильтров целесообразно использовать фильтры механической очистки с тонкостью фильтрования на хуже 5 мкм. Оптимальными свойствами для использования в качестве предфильтров в настоящем изобретении обладают фильтры марки Prio® моделей К100, К101, К200, К205, К604, К870, К871, К874, К875. Использование предфильтров повышает качество очистки воды и продлевает срок службы мембраны.It is advisable to use mechanical filters with prefilters with a filter fineness of worse than 5 microns. The optimal properties for use as pre-filters in the present invention are possessed by Prio ® filters of models K100, K101, K200, K205, K604, K870, K871, K874, K875. The use of prefilters improves the quality of water treatment and extends the life of the membrane.
Система фильтрования в соответствии с настоящим изобретением может содержать, по меньшей мере, один постфильтр 15, который устанавливается между выходом пермеата мембраны 16 и средством 12 подачи пермеата потребителю. Наличие постфильтра позволяет повысить качество очистки воды и улучшить ее вкусовые качества. Оптимальными свойствами для использования в качестве постфильтров в настоящем изобретении обладают фильтры марки Prio® моделей К875, К870, К884, К879, К880, К886, К881, К873, К896. Из показанных на Фиг. 2, Фиг. 4, Фиг. 5 вариантов очевидно, что постфильтр может устанавливаться как на трубопровод 5 пермеата, так и на трубопровод 11 подачи пермеата потребителю. Наиболее предпочтительной является установка постфильтра 15 на трубопровод 11 максимально близко к средству 12 подачи пермеата потребителю.The filtering system in accordance with the present invention may include at least one
Для повышения модульности конструкции целесообразно предфильтр 14, постфильтр 15 и мембрану 16 расположить в одном корпусе в виде единого блока 2 очистки, как это показано на Фиг. 1, Фиг. 3 (пунктирная линия), Фиг. 4 (пунктирная линия) и Фиг. 5 (пунктирная линия). Корпус блока 2 очистки может содержать средства 17 крепления фильтров и мембраны, а также средства 9 подключения к следующим трубопроводам: трубопровод 4 на вход мембраны, трубопровод 5 пермеата, трубопровод 6 концентрата, трубопровод 11 подачи чистой воды потребителю. Средства 17 крепления могут быть выполнены в виде упругих пластиковых вилок, обеспечивающих захват и закрепление цилиндрических корпусов фильтров и мембраны за счет упругой деформации материала. Такая конструкция обеспечивает быстрое снятие/установку без дополнительных сборочных операций.To increase the modularity of the design, it is advisable to prefilter 14,
На трубопроводе 5 пермеата, по возможности максимально близко к выходу пермеата мембраны 16, устанавливается обратный клапан 35, предотвращающий обратный поток пермеата (Фиг. 2).On the
Система содержит измерительный блок 30, конструкция которого описана выше. Этот блок обеспечивает появление в качестве компонентов информационной и коммуникационной подсистем, что позволяет интегрировать систему фильтрования в различные компьютерные сети.The system comprises a measuring
Система фильтрования объединяет различное соединение трубопровода 11 подачи пермеата потребителю. Как вариант, трубопровод 11 соединяется с помповым блоком 1, а не с выходом пермеата мембраны 16. Этот вариант подключения показан пунктирной линией на Фиг. 1. В таком варианте отпадает необходимость в установке на блоке 2 очистки средств подключения к трубопроводу 11. Линия пермеата 5 в таком варианте является проточной и начинается с выхода пермеата мембраны 16, проходит внутри корпуса 18 через второй датчик 22 давления, выходит через средство 8 подключения в линию 29 (см. Фиг. 6) и соединяется со средством 12 подачи чистой воды потребителю (как показано пунктирной линией на Фиг. 1).The filtering system combines the various connections of the
Таким образом, все варианты осуществления: системы показаны на графических материалах:Thus, all options for implementation: systems are shown in the graphic materials:
- на Фиг. 1 показана конструкция системы обратноосмотического фильтрования, содержащая помповый блок 1 и блок 2 очистки, соединенные трубопроводами 4, 5 и 6;- in FIG. 1 shows a design of a reverse osmosis filtering system comprising a
- на Фиг. 2 показаны варианты системы фильтрования с постфильтром 15 и двумя вариантами подключения одномодульного предфильтра 13 (вариант 2) и одномодульного предфильтра 14 (вариант 1);- in FIG. 2 shows the options for a filtering system with a
- на Фиг. 3 показана конструкция блока 2 очистки (пунктирная линия), содержащего одномодульный предфильтр 13 и мембрану 16;- in FIG. 3 shows the design of the cleaning unit 2 (dashed line) comprising a single-
- на Фиг. 4 показана конструкция блока очистки (пунктирная линия), содержащего одномо дульный предфильтр 13, мембрану 16 и постфильтр 15;- in FIG. 4 shows the design of a cleaning unit (dashed line) comprising a single-
- на Фиг. 5 показана конструкция блока очистки (пунктирная линия), содержащего трехмодульный предфильтр 13, мембрану 16 и постфильтр 15.- in FIG. 5 shows the design of a cleaning unit (dashed line) comprising a three-
Во всех случаях, информационный блок 30, содержащий датчики 35, 36 и 37, устанавливается для измерения параметров воды на входе в мембрану 16, а внешние датчики 43, 44 измеряют параметры воды после ее очистки мембраной 16.In all cases, the
Описанная выше конструкция позволяет реализовать способ получения объективных данных о состоянии системы.The design described above allows you to implement a method of obtaining objective data about the state of the system.
Способ состоит в том, чтоThe method is that
- обеспечивают измерение датчиками 35-37 параметров воды перед входом мембраны 16;- provide a measurement of 35-37 sensors water parameters in front of the
- обеспечивают передачу данных от датчиков 35-37 в онлайн-хранилище 47 (Фиг. 11) посредством модуля 40 беспроводной локальной сети (WLAN);- provide data from sensors 35-37 to the online storage 47 (Fig. 11) through the
- обеспечивают передачу данных из онлайн-хранилища 47 во внешний компьютерный модуль 46 для отображения.- provide data from the
Аналогичным образом обеспечивают передачу информации с внешних датчиков 42-44, как показано на Фиг. 11.Similarly, information is transmitted from external sensors 42-44, as shown in FIG. eleven.
Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.
Обеспечивают соединение помпового блока 1 и измерительного блока 30 с входным трубопроводом 3. Помповый блок 1 также соединяется с трубопроводом 4 на вход мембраны, трубопроводом 5 пермеата, трубопроводом 6 концентрата и дренажным трубопроводом 7 с помощью соответствующих средств подключения.The
Трубопровод 5 пермеата также соединяют со средством 12 подачи чистой воды потребителю с помощью трубопровода 11. В первом варианте осуществления трубопровод 11 соединяет выход пермеата мембраны 16 со средством 12. Во втором варианте трубопровод 11 соединяет выход пермеата мембраны 16 со средством 12 подачи пермеата потребителю через помповый блок 1.The
За счет конструкции помпового блока 1 трубопровод 6 концентрата оказывается соединенным внутри корпуса 18 с дренажным трубопроводом 7 через регулируемый клапан 23. Такое подключение позволяет управлять пропускной способностью ограничителя потока на линии дренажа, что повышает коэффициент отбора пермеата и позволяет включать и отключать промывку мембраны для увеличения ее срока службы и эффективности работы.Due to the design of the
После установки измерительного блока 30 на соответствующий трубопровод активируют подключение измерительного блока 30 к сети Интернет и онлайн-хранилищу 47 следующим образом.After installing the measuring
Устанавливают соединение внешнего компьютерного модуля 46 с измерительным блоком 30 посредством модуля беспроводной персональной сети (WPAN) (не показан). Благодаря наличию у платы 38 соответствующих программно-аппаратных возможностей с помощью внешнего компьютерного модуля 46 (например, смартфона) обеспечивают настройку соединения измерительного блока 30 с одной из доступных беспроводных локальных сетей для соединения с Интернет. После первого такого соединения измерительный блок 30 устанавливает связь с онлайн-хранилищем 47, которое автоматически создает учетную запись AccountID измерительного блока 30 в облачном хранилище. Измерительный блок 30 обладает уникальным идентификационным номером DeviceID. Внешний компьютерный модуль 46, обеспечивающий связь с измерительным блоком 30 и управление им, имеет уникальный идентификационный номер в соответствии со стандартом UUID. В результате описанного выше первого соединения идентификаторы DeviceID и UUID привязываются к созданному AccountID, а каждому датчику 35-37,42-44 присваивается свой идентификационный номер SensorID.Connect the
Таким образом, измерительное устройство 30, датчики 35-37, 42-44 и внешний компьютерный модуль 46 прикрепляются к учетной записи в онлайн-хранилище 47. К одной учетной записи AccountID можно присоединить несколько внешних компьютерных модулей 46 с различным идентификатором UUID. Один и тот же компьютерный модуль 46 (со своим уникальным UUID) может быть присоединен к различным записям AccountID для управления несколькими измерительными блоками 30 и подключенными к ним датчиками, каждый из которых имеет свой SensorID. Это позволяет контролировать с одного внешнего компьютерного модуля 46 несколько систем фильтрования, снабженных соответствующими измерительными блоками 30, а также позволяет контролировать одну и ту же систему фильтрования, снабженную измерительным блоком 30, с нескольких внешних компьютерных модулей 46 с различным идентификатором UUID.Thus, the measuring
После того, как система сконфигурирована и беспроводная связь между всеми компонентами установлена, открывают входной трубопровод 3 и обеспечивают подачу воды на вход насоса 20 под давлением от 0,05МПа до 0,45МПа.After the system is configured and wireless communication between all components is established, open the
Система фильтрования и помповый блок работают следующим образом.The filtering system and the pump unit work as follows.
Датчики 35-37 измерительного блока 30 получают данные о параметрах воды до ее очистки мембраной 16, датчики 43, 44 - после ее очистки мембраной 16, и передают их в онлайн-хранилище 47. Здесь, благодаря программному обеспечению, полученные данные обрабатываются и на их основе вычисляются различные расчетные и интегральные показатели: объем пропущенной через систему воды за различные периоды (как общий объем воды, так и объем только той воды, которая прошла мембранное разделение (пермеат)), вычисление даты необходимого сервисного обслуживания, замены картриджей, коэффициент отбора пермеата, степень обессоливания, объем дренажной воды. Наличие внешних датчиков 42-44 расширяет количество контролируемых параметров. Указанные параметры характеризуют как качество очистки, так и работоспособность системы, позволяя, например, точно определять остаточный ресурс картриджей, мембраны и других компонентов.Sensors 35-37 of the measuring
Полученная информация, а также вычисленные параметры, передаются из онлайн-хранилища 47 в модуль 46 для отображения. Получив эти данные, пользователь имеет возможность контролировать состояние системы и реагировать на различные нештатные ситуации. Например, датчик температуры 35 и манометр 42 предоставляют информацию об аварийных ситуациях (подача в систему горячей воды вместо холодной, поломка насоса 20, протечка и пр.). Получив соответствующую информацию, пользователь может удаленно дать команду на перекрытие подачи воды в систему путем закрытия электромагнитного клапана 45. Для удобства пользователя, информация, передаваемая из онлайн-хранилища 47, может иметь цветовую дифференциацию и представляться в различных окнах приложения. Так, например, зеленым цветом будет отображаться информация о штатном режиме работы системы, оранжевым или красным - предупреждения о возможных неисправностях. Внешний компьютерный модуль 46 может иметь различные виджеты для представления полученной информации в наиболее удобной для пользователя форме.The obtained information, as well as the calculated parameters, are transmitted from the
В свою очередь, первый датчик 21 давления определяет давление воды на входе насоса 20 и передает данные в контроллер 26. Контроллер 26 обеспечивает подачу напряжения от источника питания на насос 20 и открывает электромагнитный клапан 24. Насос 20 подает воду в трубопровод 4 на вход мембраны 16 и обеспечивает давление на входе мембраны 16 не ниже 0,6 МПа.In turn, the
Пермеат с выхода мембраны 16 подается пользователю через трубопровод 11 и средство подачи 12. В режиме фильтрования регулируемый клапан 23 полуоткрыт и выполняет функцию ограничителя потока концентрата. Концентрат в этом режиме фильтрования сливается в дренажный трубопровод 7 с расходом от 240 мл/мин до 450 мл/мин. На корпусе 18 помпового блока 1 горит соответствующий световой индикатор.Permeate from the output of the
Если пользователь перестает потреблять воду (средство подачи 12 закрыто), давление в трубопроводе 5 пермеата повышается. Второй датчик давления 22 определяет давление в трубопроводе 5 и передает данные в контроллер 26. Если давление пермеата достигает максимального допустимого значения, контроллер 26 включает цикл промывки мембраны 16, для чего переключает регулируемый капан 23 из режима ограничения потока концентрата в режим промывки мембраны 16, после чего выключает насос 20, закрывает электромагнитный клапан 24, возвращает регулируемый капан 23 из режима промывки мембраны 16 в режим ограничения потока концентрата и включает соответствующий световой индикатор. Тем самым предотвращается поломка механизмов помпового блока 1.If the user stops consuming water (supply means 12 is closed), the pressure in the
В конце каждого цикла работы насоса 20 автоматически включается режим промывки мембраны. Для этого контроллер 26 полностью открывает регулируемый клапан 23 на время от 15 секунд до 25 секунд и обеспечивает слив в дренажный трубопровод 7 потока концентрата с расходом до 2,2 л/мин. На корпусе 18 помпового блока 1 включается соответствующий световой индикатор. Режим промывки может включаться и перед каждым циклом работы насоса 20.At the end of each cycle of the
Измерительный блок в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в системах обратноосмотического фильтрования различного типа. Использование помпового блока 1 для функционирования измерительного блока 1 не является обязательным.The measuring unit in accordance with the present invention can be used in reverse osmosis filtering systems of various types. The use of
За счет анализа получаемых измерительным блоком 30 данных, таких как скорость потока до и после мембраны 16, время включения и выключения этих потоков, их продолжительность и сдвиг во времени относительно друг друга, и накопления этих данных, полученных от датчиков 35-37 и 42-44, появляется возможность однозначно идентифицировать тип системы фильтрования (наличие бака и его объем, наличие режима автопромывки, тип насоса) и выработать объективные рекомендации по ее модернизации с точки зрения экономии ресурсов и снижению расходов. В качестве примера, использование настоящего изобретения позволяет оценить целесообразность увеличения размера накопительного бака (при его наличии), если он слишком часто опустошается (это можно определить по минимальной, средней и максимальной длительности донаполнения бака водой по показаниям, собранным датчиком 43, и количеству соответствующих событий), хотя в норме он должен быть почти полон практически всегда (максимальное число событий донаполнения бака должны быть короткими по времени, события с длительным временем наполнения бака должны быть редкими). Соответствующие рекомендации по модернизации, системы пользователь получает через внешний компьютерный модуль 46.By analyzing the data received by the measuring
Новые возможности данное изобретение открывает сервисным службам и разработчикам систем очистки воды. На Фиг. 12 показана схема передачи информации от нескольких систем фильтрации, установленных в различных зданиях и снабженных измерительными блоками 30, в единый сервисный центр 48. Настоящее изобретение позволяет автоматизировать и оптимизировать процесс технического и сервисного обслуживания на основе объективных данных, получаемых в реальном времени.This invention opens up new possibilities for service departments and developers of water treatment systems. In FIG. 12 shows a scheme for transmitting information from several filtration systems installed in various buildings and equipped with measuring
Полученные в соответствии с настоящим изобретением данные позволят разработчикам определить параметры и способы эксплуатации созданных ими систем очистки воды и усовершенствовать их конструкцию необходимым образом.The data obtained in accordance with the present invention will allow developers to determine the parameters and methods of operation of the water purification systems they have created and improve their design as necessary.
Claims (42)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018110175A RU2671358C1 (en) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | Reverse system of filtering, measuring unit and method for obtaining data on the condition of reverse system filtering |
PCT/IB2018/052576 WO2019180495A1 (en) | 2018-03-22 | 2018-04-12 | A reverse-osmosis filtration system and a method of obtaining data on its state |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018110175A RU2671358C1 (en) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | Reverse system of filtering, measuring unit and method for obtaining data on the condition of reverse system filtering |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2671358C1 true RU2671358C1 (en) | 2018-10-30 |
Family
ID=64102805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018110175A RU2671358C1 (en) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | Reverse system of filtering, measuring unit and method for obtaining data on the condition of reverse system filtering |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2671358C1 (en) |
WO (1) | WO2019180495A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU217043U1 (en) * | 2022-12-26 | 2023-03-15 | Вячеслав Владимирович Вяткин | REVERSE OSMOSIS MODULE |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050115875A1 (en) * | 2003-11-12 | 2005-06-02 | Schmitt Craig A. | Zero waste reverse osmosis water filtering |
US20070125710A1 (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-07 | Craig Schmitt | Non-electric zero waste reverse osmosis water filtering system |
US20110120928A1 (en) * | 2009-11-25 | 2011-05-26 | Watts Water Technologies, Inc. | Easy change filter assembly for reverse osmosis membrane water purification system |
RU2430121C2 (en) * | 2009-10-14 | 2011-09-27 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Method of recycling polymer wastes |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2112747C1 (en) * | 1997-06-18 | 1998-06-10 | Владимир Яковлевич Микиртычев | Method and membrane installation for treating water |
US8617397B2 (en) * | 2005-09-07 | 2013-12-31 | Hydranautics | Reverse osmosis filtration devices with RFID tag-powered flow and conductivity meters |
-
2018
- 2018-03-22 RU RU2018110175A patent/RU2671358C1/en not_active IP Right Cessation
- 2018-04-12 WO PCT/IB2018/052576 patent/WO2019180495A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050115875A1 (en) * | 2003-11-12 | 2005-06-02 | Schmitt Craig A. | Zero waste reverse osmosis water filtering |
US20070125710A1 (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-07 | Craig Schmitt | Non-electric zero waste reverse osmosis water filtering system |
RU2430121C2 (en) * | 2009-10-14 | 2011-09-27 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Method of recycling polymer wastes |
US20110120928A1 (en) * | 2009-11-25 | 2011-05-26 | Watts Water Technologies, Inc. | Easy change filter assembly for reverse osmosis membrane water purification system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU217043U1 (en) * | 2022-12-26 | 2023-03-15 | Вячеслав Владимирович Вяткин | REVERSE OSMOSIS MODULE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019180495A1 (en) | 2019-09-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230303409A1 (en) | Water treatment apparatus management system and household water treatment apparatus | |
US20100018911A1 (en) | Water Distribution Manifold Assembly | |
JP2021517065A (en) | Water treatment system | |
US11209839B1 (en) | Pump controller apparatus | |
KR20170021844A (en) | Water purifying device and working method thereof | |
RU2671358C1 (en) | Reverse system of filtering, measuring unit and method for obtaining data on the condition of reverse system filtering | |
CN216764494U (en) | Water purifying and drinking machine | |
CN109534450B (en) | Water purifier and running state monitoring method thereof | |
RU2663739C1 (en) | Method for manufacturing direct flow reverse-osmosis filtering systems, direct flow reverse-osmosis filtering system (options) and pump unit of direct flow reverse-osmosis filtering systems (options) | |
RU180008U1 (en) | Reverse osmosis filtering pump unit | |
RU180007U1 (en) | Reverse osmosis filtering system | |
CN109276999A (en) | Water purifier control method and system | |
US11203532B1 (en) | Piston valve with annular passages | |
CN210739533U (en) | Infrared induction quantitative water outlet system | |
CN209405831U (en) | A water dispenser with remote maintenance function | |
CN113880163A (en) | Control method of water purifying and drinking machine and water purifying and drinking machine | |
CN110874888A (en) | A water purifying water vending machine based on the Internet of Things | |
CN208933112U (en) | water treatment system and water treatment device | |
US20070144949A1 (en) | Method and apparatus for testing membrane integrity | |
TWM589198U (en) | Water purification device | |
CN208933166U (en) | water treatment system and water treatment device | |
CN220766556U (en) | Water purifier | |
RU2819763C1 (en) | Software and hardware system for water treatment process automation | |
KR102412519B1 (en) | Remote monitoring control device for water treatment facilities using intelligent system | |
US11542178B1 (en) | Pison valve with annular passages |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200323 |