ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ ФИЛЬТРУЮЩИМ КАРТРИДЖЕМ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для очистки жидкостей, а именно к фильтрам для очистки воды, в том числе и питьевой, и в частности используется в системах подготовки технологической воды для различных производств, для бытовых нужд, а также в полевых условиях.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известен фильтр для очистки питьевой воды (RU 130872 от 13.12.2012), содержащий фильтрующий материал. Фильтр для очистки питьевой воды состоит из двух полых перфорированных цилиндров разного диаметра, при этом цилиндр меньшего диаметра помещен внутрь цилиндра большего диаметра, между ними уложен фильтрующий материал, отделенный от поверхностей цилиндров сетчатым материалом, на торцевых сторонах цилиндров установлены крышки, а внешняя поверхность цилиндра большего диаметра закрыта нетканым пористым материалом из полимерных волокон. Фильтрующий материал представляет собой слой фильтрующего материала в виде измельченного диатомита, прокаленного до 950°С в смеси с карбонатом натрия.
Недостатком технического решения является, как показывают практические эксперименты, недостаточная эффективность очистки воды с повышенным содержанием солей жесткости.
Известен фильтрующий элемент для очистки питьевой воды (RU 174088 от 27.12.2016) осуществляющий очистку воды с помощью двух методов: механического и сорбционного в одном корпусе. Фильтрующий элемент для очистки питьевой воды, содержит цилиндрическую оболочку из пористого полимерного материала, цилиндр из пористого углеродсодержащего материала, имеющий центральный осевой канал и размещенный внутри указанной оболочки, и торцевые адаптеры, имеющие герметичное соединение с указанными оболочкой и цилиндром. При этом пористый полимерный материал представляет собой пористый напыленный полипропилен. Размер пор при этом составляет 1÷10 мкм. Пористый углерод, содержащий материал, представляет собой спрессованный и спеченный композит, содержащий активированный уголь с возможностью содержания ионообменных волокон. Размер пор углеродсодержащего материала равен или превышает размер пор полимерного материала.
Недостатком технического решения является, как показывают практические эксперименты, малый ресурс по очистке воды с повышенным содержанием солей жесткости.
Известен способ очистки жесткой воды (RU 2666428 от 27.01.2017), который по своим техническим характеристикам является прототипом. Для осуществления способа проводят фильтрование воды через последовательно расположенные три ступени очистки. Первая ступень включает картридж с загрузкой из смеси фильтрующих материалов, при этом по крайне мере один из компонентов представляет собой карбоксильную катионообменную смолу в кислой форме. Вторая ступень включает картридж, состоящий из ионообменной смолы и резорцин - формальдегидного ПГС-полимера, а третья ступень содержит фильтрующий материал, обладающий буферными свойствами, содержащий активированный уголь.
Недостатком варианта практического использования данного способа очистки в виде трех последовательно соединенных корпусов фильтров, где каждая ступень очистки является отдельным картриджем, являются габаритные размеры и наличие трех сменных картриджей, что повышает трудоемкость их замены.
Задачей технического решения является создание фильтра для воды с комбинированным фильтрующим картриджем, обеспечивающий длительный и качественный ресурс полезного использования, в том числе и для воды с повышенным содержанием солей жесткости, сочетающем в едином картридже свойства прототипа в более упрощенной конструкции.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Технический результат вышеприведенной задачи достигается за счет создания фильтра для очистки воды, с комбинированным фильтрующим картриджем, где очистка воды происходит последовательно через три ступени - загрузку в виде сыпучего материала на первой ступени, твердого полимерного материала на второй ступени и твердого материала на основе активированного угля на третьей ступени.
Указанные признаки обеспечивает возможность более длительного ресурса очистки воды, в том числе и для солей жесткости.
Возможен вариант технического развития, фильтра для очистки воды, где направление потока второй ступени очистки воды расположено перпендикулярно по отношению к направлению потока первой ступени очистки воды. Указанные признаки обеспечивают упрощенный вариант конструкции фильтра.
Возможен вариант технического развития фильтра для очистки воды, где направление потока третьей ступени очистки воды расположено перпендикулярно по отношению к направлению потока первой ступени очистки воды. Указанные признаки обеспечивают упрощенный вариант конструкции фильтра.
Возможен вариант технического развития, фильтра для очистки воды, где корпус фильтра выполнен из конструкционного полимерного материала. Указанные признаки обеспечивают упрощенный вариант конструкции фильтра.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Пример реализации технического решения отражен на фиг. 1, где представлен фильтр для воды:
поз. 1 - фильтр для воды, состоящих из конструктивных элементов:
поз. 2 - корпус фильтра для воды, представляет собой цилиндрический сосуд.
поз. 3 - крышка фильтра для воды, обеспечивает прохождение всего потока воды и имеющая два патрубка:
поз. 4 - выходной;
поз. 5 - входной;
поз. 6 - хомут, обеспечивающий соединение корпуса поз. 2 и крышки поз. 3.
поз. 7 - картридж, представляет собой внутренний элемент фильтра для воды поз. 1, включающий в себя следующие конструктивные элементы:
поз. 8 - верхняя крышка картриджа, представляющая собой сплошную деталь из полимерных материалов.
поз. 9 - нижняя крышка картриджа, представляющая собой перфорированную деталь из полимерных материалов.
поз. 10 - обечайка картриджа, представляющая собой цилиндрическую деталь из полимерных материалов с открытыми торцами.
поз. 11 - фильтрующая прокладка, представляющая собой плоский нетканый материал;
поз. 12 - ионообменная смола, представляет собой сыпучий фильтрующий материал, состоящий из сферических гранул с размером, по меньшей мере не менее 0,2 мм;
поз. 13 - арагон, представляет собой твердый фильтрующий материал, полученный поликонденсацией формальдегида с многоатомным фенолом, и предназначен для очистки воды от хлора и органических примесей;
поз. 14 - прессованный уголь, другое название угольный карбон-блок, представляет собой твердый фильтрующий материал, состоящий из скрепленных частиц активированного угля, и предназначен для очистки воды от хлора и органических примесей.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Фильтр для воды (поз. 1) изготовлен из стойкого к коррозии материала, при этом в предпочтительной реализации технического решения используется нержавеющая сталь, и состоит из корпуса (поз. 2) с крышкой (поз. 3), где на последней расположены патрубки (поз. 4 и 5). Корпус (поз. 2) и крышка (поз. 3) соединяются с помощью хомута (поз. 6), тем самым обеспечивая герметичность конструкции при работе под давлением.
Внутренний элемент фильтра (поз. 1) представляет собой цельный картридж цилиндрической формы (поз. 7), закрытый с торцов крышками (поз. 8 и 9) а с боковой части обечайкой (поз. 10). В нижней части картриджа (поз. 7) находится ионообменная смола (поз. 12). В верхней части картриджа находится арагон (поз. 13) и прессованный уголь (поз. 14), закрепленные к верхней крышке картриджа (поз. 9).
Нижняя крышка картриджа (поз. 10) скреплена с фильтрующей прокладкой (поз. 11).
Заявляемое техническое решение работает следующим образом: Фильтр для воды (1) подключается к магистрали холодной воды, с помощью входного (поз. 5) штуцера. Неочищенная вода через данный штуцер (поз. 5) радиально поступает в комбинированный фильтрующий картридж (поз. 7) и через низ, установленную фильтрующую прокладку (поз. 11) попадает в область с ионообменной смолой (поз. 12) - первая ступень. Далее, для упрощения конструкции и возможности совмещения твердых и сыпучих материалов фильтрация воды, осуществляется за счет смены направления, в предпочтительном варианте реализации перпендикулярно, и аксиально поступает к периферии (боковой поверхности) картриджа (поз. 7) и проходит по направлению от периферии к центу (оси) картриджа (поз. 7) через арагон (поз. 13)  - вторая ступень и прессованный уголь (поз. 14) - третья ступень. Выход очищенной воды осуществляется через выходной штуцер (поз. 4).
Заявляемое техническое решение, а именно фильтр для воды с комбинированным фильтрующим картриджем, обеспечивает очистку воды, в том числе и водопроводную, от органических и механические примесей, хлора, хлорорганических и органических соединений, марганца, железа, тяжелых металлов, нефтепродуктов, механических частиц и других нежелательных примесей, например, бактерий и вирусов, при этом снижает содержание солей жесткости на протяжении длительного времени использования, за счет размещения комбинации твердых и сыпучих фильтрующих материалов, при этом конструктивно картридж представляет собой единую цельную более упрощенную конструкцию.
Несмотря на то, что в этой заявке техническое решение было описано на основании конкретных вариантов осуществления, специалист в данной области техники в свете идей, изложенных в этом документе, может выработать дополнительные варианты осуществления и модификации без отхода от сущности, или превышения объема, техническое решение, описанного в формуле. Соответственно, следует понимать, что чертежи и описания в этом документе предложены только для способствования пониманию и не должны быть истолкованы как ограничивающие его объем.