ПОХОДНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Настоящая полезная модель относится к области переносных водоочистительных фильтров, пригодных для оперативного применения в походных условиях, а также в условиях чрезвычайных ситуаций с использованием поверхностных источников воды с различными природными и антропогенными загрязнениями, зараженных патогенными микроорганизмами, включая споровые формы, вирусами, отравляющими, сильнодействующими и радиоактивными веществами.
Известен переносной фильтр для очистки воды (RU 18648, B01D 63/00, 2000), содержащий корпус с дном, отводящим патрубком, средством для подачи очищаемой воды и фильтрующим элементом в виде пластинного керамического мембранного тангенциального фильтра и отверстием для отвода недоочищенной воды. Данный фильтр имеет ряд недостатков. Тангенциальная фильтрация повышает производительность и ресурс мембраны, но с учетом слива значительного количества недоочищенной воды (концентрата) требует увеличенной в 1,5-3 раза подачи исходной воды. Для походного фильтра с ручным насосом это означает увеличение физической нагрузки для прокачки воды через фильтр. Керамический фильтр может задержать механические загрязнения, но пропускает растворенные вещества, том числе токсичные, что ограничивает его применение для получения питьевой воды из поверхностных источников. Кроме того, средство для подачи очищаемой воды не составляет единого целого с собственно фильтром, что нежелательно для походного фильтра, который должен быть максимально компактным.
Известен походный патронный фильтр для воды (RU 110285, B01D 27/00, 2011), содержащий цилиндрический корпус с размещенным в верхней торцевой части входным резьбовым отверстием под стандартную пластмассовую бутылку и выходным отверстием, снабженным пробкой с отверстием для выхода очищенной воды, а внутри корпуса между верхним и нижним слоями гидрофобной ваты, образующими предфильтр и постфильтр, размещен слой сорбента. Такой фильтр способен очистить воду как от механических, так растворенных органических, и токсичных загрязнений, однако не защитит от бактерий и вирусов. Для подачи в фильтр загрязненной воды во входное резьбовое отверстие вкручивается пластмассовая бутылка, наполненная исходной водой. Недостатками такого способа подачи воды являются незначительный напор и, следовательно, невысокая производительность фильтра, особенно при очистке средне- и высокомутной воды, а также необходимость носить в походе пустую бутылку, без которой фильтрация невозможна.
Известна система очистки воды в чрезвычайных обстоятельствах (пат. США 6245228, B01D 27/00, 2000), которая содержит заполняемую исходной водой емкость, сосуд для подготовленной воды и цилиндрический фильтрующий патрон, в состав которого входят анионообменная смола, фильтрующий материал для улавливания взвешенных примесей и активированный уголь для улавливания органических примесей и остаточного хлора. В исходную воду загружается дезинфицирующее вещество, а вход фильтрующего патрона снабжен физико-химическим устройством выдержки, не пропускающим воду в патрон до окончания дезинфекции воды. Недостатками данной системы являются необходимость комплектования дезинфицирующим хлорсодержащим реагентом, емкостью для исходной воды, низкая оперативность применения (время растворения реагента и требуемая выдержка исходной воды перед фильтрацией должны быть не менее 0,5 часа), а также невысокая производительность из-за незначительного напора исходной воды.
Известен принятый в качестве прототипа ручной переносной насос для фильтрации воды (пат. США 5366642, 210-767, B01D 35/26, 1992), включающий корпус со впуском, выпуском и со съемным фильтрпатроном в виде трубчатого цилиндра с центральным цилиндрическим каналом, образующим цилиндр насоса, вокруг которого концентрично размещены механический фильтр и активированный уголь для задержания хлора и хлорорганических соединений. Заборный патрубок насоса погружается вертикально в водоисточник. Насос снабжен ручкой, приводящей в действие поршень. Ручка в рабочем положении располагается под углом к корпусу насоса, а в транспортном отсоединяется от штока и устанавливается в положение вдоль насоса. В данном устройстве отсутствует стерилизующее средство, что ограничивает его применение для получения питьевой воды из поверхностных источников. Другим недостатком является неудобство пользования насосом, связанное с необходимостью одной рукой удерживать вертикально на весу корпус насоса с погруженным под поверхность водоисточника заборным патрубком, а другой рукой совершать возвратно-поступательное движение расположенной под углом ручкой, создавая при этом знакопеременный момент силы, отклоняющий корпус насоса от вертикального положения.
Технической задачей настоящей полезной модели является создание портативного походного фильтра для очистки воды, удобного в использовании и обеспечивающего надежную очистку воды до питьевого качества из поверхностных водоисточников при высокой степени их загрязнения и заражения.
Указанный технический результат достигается тем, что походный фильтр для очистки воды, содержащий заборный фильтр грубой очистки воды, всасывающую трубку, корпус, состоящий из соосных верхней и нижней частей, предфильтр, ручной насос, сорбирующий фильтр, согласно техническому решению, снабжен стерилизующим микрофильтром, установленным за сорбирующим фильтром, поршень ручного насоса выполнен как продолжение верхней части корпуса, цилиндр ручного насоса выполнен как продолжение нижней части корпуса, торцы поршня и цилиндра снабжены соответственно нагнетающим и всасывающим клапанами, корпус выполнен разъемным за счет взаимного поворота его составных частей вокруг продольной оси в положении верхней мертвой точки насоса, а верхняя часть корпуса снабжена трубкой для отвода очищенной воды, оснащенной мундштуком со съемным защитным колпачком, при этом стерилизующий микрофильтр выполнен на основе положительно заряженной мембраны с размерами пор 0,2 мкм.
Благодаря стерилизующему микрофильтру удается очистить воду от патогенных бактерий - за счет размера пор мембраны 0,2 мкм, а от вирусов - за счет положительного заряда мембраны. Таким образом, оснащение фильтра механическим предфильтром, сорбционным фильтром и стерилизующим микрофильтром обеспечивает надежную комплексную безреагентную очистку до питьевого качества воды из поверхностных водоисточников от механических загрязнений, коллоидов, цветности, патогенных микроорганизмов, включая их споровые формы, вирусов, токсинов, высоко- и низкомолекулярных органических соединений, отравляющих, сильнодействующих и радиоактивных веществ. Насос, поршень и цилиндр которого соединены соответственно с верхней и нижней частями корпуса, обеспечивает возвратно-поступательное движение по эргономичной траектории при удобном хвате частей насоса. Минимальное количество разъемных деталей облегчает сборку (разборку) фильтра в походе, а наличие защищенного колпачком мундштука создает дополнительное удобство при питье.
На фиг.1 представлено устройство походного фильтра для очистки воды.
На фиг.2 показан разрез А-А с повернутой на 90° вокруг продольной оси верхней частью корпуса 3.
Походный фильтр содержит заборный фильтр грубой очистки воды 1, всасывающую трубку 2, корпус, состоящий из соосных верхней 3 и нижней 4 частей, предфильтр 5, сорбирующий фильтр 6, стерилизующий микрофильтр 7, трубку для отвода очищенной воды 8, ручной насос, поршень 9 которого выполнен как продолжение верхней части корпуса 3, а цилиндр 10 выполнен как продолжение нижней части корпуса 4, торец поршня 9 снабжен нагнетающим клапаном 11, а торец цилиндра 10 - всасывающим клапаном 12. Трубка для отвода очищенной воды 8 снабжена мундштуком 13 со съемным колпачком 14. На нижней кромке верхней части корпуса 3 предусмотрены выступы 15, а на верхней кромке нижней части корпуса 4 предусмотрены пазы 16 для соединения частей корпуса за счет взаимного поворота их вокруг продольной оси. Для предотвращения утери колпачка 14 он соединен с мундштуком 13 гибким элементом 17.
Для сборки фильтра в рабочее состояние следует соединить верхнюю и нижнюю части корпуса, введя поршень 9 в цилиндр 10, пропустив выступы 15 сквозь пазы 16 и повернув части корпуса относительно друг друга вокруг продольной оси на угол около 90°.
Заборный фильтр грубой очистки 1 погружается в водоисточник или емкость с исходной водой. Производимое руками последовательное раздвижение и смыкание верхней 3 и нижней 4 частей корпуса в пределах хода насоса соответствует тактам всасывания и нагнетания насоса, выполняемым поршнем 9 в цилиндре 10. Всасывающий 12 и нагнетающий 11 клапаны обеспечивают направленное движение воды от заборного фильтра грубой очистки 1 по всасывающей трубке 2 через предфильтр 5, сорбирующий фильтр 6, стерилизующий микрофильтр 7, трубку для отвода очищенной воды 8 к мундштуку 13. Очищенную воду можно пить непосредственно через мундштук 13 или наполнять флягу или бутылку, вставив мундштук в ее горловину. В походном положении мундштук закрывается съемным защитным колпачком 14., закрепленным на мундштуке с помощь гибкого элемента 17.
При совмещении пазов 16 верхней кромки нижней части 4 корпуса и выступов 15 верхней части 3 корпуса в положении верхней мертвой точки насоса можно разъединить их раздвижением вдоль продольной оси и носить фильтр в походном положении, уменьшая таким образом продольный габарит фильтра.
Последовательное пропускание исходной воды через фильтр грубой очистки, предфильтр, дающий тонкую механическую очистку, сорбирующий фильтр на основе активного углеродного материала и стерилизующий микрофильтр обеспечивает надежную комплексную безреагентную очистку до питьевого качества воды из поверхностных водоисточников от механических загрязнений, коллоидов, цветности, патогенных микроорганизмов, включая их споровые формы, токсинов, высоко- и низкомолекулярных органических соединений, отравляющих, сильнодействующих и радиоактивных веществ. Стерилизующий микрофильтр на основе мембраны с размерами пор 0,2 мкм обеспечивает задержание всех патогенных бактерий, а положительный заряд мембраны позволяет надежно улавливать вирусы, содержащиеся в исходной воде поверхностного водоисточника.