ФИЛЬТРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ

Полезная модель относится к фильтрующим устройствам и может быть использована в химической, медицинской и других отраслях промышленности, а также в жилищно-коммунальном хозяйстве для очистки природных и сточных вод, в частности питьевой воды.
Из уровня техники известен фильтр для очистки жидкости (патент 2042385 RU, заявка 5051162/26 от 03.07.1992), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, фильтрующий элемент из упругоэластичного материала и средство для сжатия фильтрующего элемента, выполненного в виде пакета колец, соосно установленных с возможностью перемещения на центральной перфорированной трубе, соединенной с выходным патрубком, и покрытых эластичной пленкой, снабженной перфорацией со стороны входа и выхода фильтруемой жидкости, причем между кольцами размещены распорные конические шайбы с утолщением в центральной части, также подвижные в осевом направлении, каждое кольцо прикреплено по внутреннему диаметру к двум смежным шайбам, а средство для сжатия фильтрующего элемента выполнено в виде пружины сжатия и полого тороида, выполненного из эластичного материала и размещенного в верхней части между шайбой и крышкой корпуса, при этом полость тороида соединена с входным патрубком и с атмосферой.
Недостатком известного фильтра является сложность конструкции и большое количество уплотнительных элементов, неправильная работа любого из которых приведет к отказу всего фильтра, а также невысокая степень сжатия загрузки с помощью пружины и упругого тороида, внутренняя полость, которого соединяется с атмосферой, что ограничивает усилие сжатия нагрузки.
Известен фильтр для очистки воды (патент 2183983 RU, заявка 2001118340/12 от 05.07.2001), содержащий корпус с крышкой и днищем, впускным и выпускным патрубками и закрепленный внутри корпуса коаксиально с ним элемент для очистки воды в форме полого, с крышкой, имеющей центральное отверстие, и дном цилиндра, боковая стенка которого выполнена из материала, содержащего слой сорбента, причем вышеуказанный материал боковой стенки содержит дополнительно, по крайней мере, по одному слою фильтрующего полотна с каждой стороны от сорбента, в качестве сорбента он содержит углеродное нетканое волокнистое активированное полотно, при этом материал уложен соосно с полым цилиндром гофрами и помещен между металлическими сетками, кроме того, крышка и дно элемента для очистки воды выполнены металлическими, а элемент для очистки воды снабжен распорным элементом, установленным внутри полого цилиндра.
Недостатком фильтра является, в первую очередь то, что распорный элемент не может осуществить должную степень сжатия фильтрующей загрузки, выполненной в виде тонкого гофрированного полотна.
Известен фильтр для очистки жидкости, выбранный в качестве прототипа (патент 2381820 RU, заявка 2008149727/15 от 17.12.2008), содержащий корпус из нержавеющей стали со сливным патрубком на дне, крышку с входным и выходным патрубками, а также закрепленный внутри корпуса фильтрующий элемент, при этом крышка в верхней части содержит два штуцера для подключения к фильтру приборов для измерения и контроля эксплуатационных параметров фильтра, каждый из штуцеров соединен с соответствующим входным или выходным патрубком, а крышка изготовлена из конструкционного полимерного материала, кроме того, на дне корпуса установлены подвижный упор для крепления фильтрующего элемента и механизм для поступательного перемещения данного упора вдоль корпуса.
Недостатком известного фильтра для очистки жидкостей является конструктивное решение подвижного упора, который оказывает локальное сжимающее усилие в нижней части сорбционного слоя, так что фильтрующий слой не сжимается равномерно, но локально деформируется, что меняет его фильтрующие свойства непредсказуемым образом.
Технической задачей предложенной полезной модели является создание простого, надежного в эксплуатации устройства с высоким качеством очистки жидкостей, в частности питьевой воды.
Техническим результатом реализации полезной модели является упрощение конструкции, повышение прочностных характеристик при одновременном повышении степени очистки жидкости.
Технический результат достигается тем, что в фильтрующем устройстве для очистки жидкостей, содержащем металлический корпус, крышку, входной патрубок, выходной патрубок и фильтрующий элемент внутри корпуса, корпус и крышка выполнены неразъемными, в форме цилиндрических стаканов, имеющих выступ по краю, при этом металлическая крышка выполнена с отверстиями для входного и выходного патрубков, вложена в корпус с обеспечением плотного примыкания к стенкам корпуса и герметично соединена с ним, а фильтрующий элемент выполнен из смеси фильтровальных материалов с содержанием упругого волокнистого материала не менее 50% от общего объема и размещен между верхним и нижним горизонтальными удерживающими элементами, где нижний удерживающий элемент размещен на дне корпуса и выполнен с зазором между элементом и дном, а верхний удерживающий элемент размещен под крышкой и выполнен с зазором между элементом и крышкой, при этом удерживающие элементы выполнены в виде металлической сетки с отверстием и размером ячейки меньше диаметра волокна, также выходной патрубок выполнен в дне корпуса и соединен соосно с отверстиями крышки и удерживающих элементов, причем в области зазора между дном корпуса и нижним удерживающим элементом выходной патрубок выполнен с перфорацией, кроме того, крышка размещена как элемент уплотнения фильтрующего элемента, причем величина возникающего при уплотнении постоянного упругого напряжения определена параметрами высоты крышки.
Сущность полезной модели поясняется Фиг. 1
На фиг. 1 изображен общий вид фильтрующего устройства для очистки жидкости. Фильтрующее устройство содержит металлический корпус в форме цилиндрического стакана 1, металлическую крышку в форме цилиндрического стакана 2 с отверстием под входной патрубок 3 и отверстием под выходной патрубок 4, на дне корпуса 1 размещен с зазором 6 нижний удерживающий элемент 5, выполненный в виде металлической сетки, под крышкой 2 размещен с зазором 7 верхний удерживающий элемент 8, выполненный в виде металлической сетки, между удерживающими элементами размещен уплотненный фильтрующий элемент 9, выходной патрубок 4, размещенный по оси корпуса и крышки, выполнен в дне корпуса 1 и установлен неподвижно в соосных отверстиях удерживающих элементов 5 и 8 и крышки 2, в области зазора 6 выходной патрубок имеет перфорацию 10.
Уплотнение фильтрующего элемента 9 достигают в процессе сборки фильтрующего устройства следующим образом:
Крышку 2, вкладывают внутрь корпуса 1, одновременно оказывая давление на верхний удерживающий элемент 8, который в свою очередь смещаясь по вертикали вниз уплотняет фильтрующий элемент до необходимой величины упругого напряжения, задаваемой высотой крышки. Далее края крышки и корпуса неподвижно соединяют, например, путем завальцовки, что позволяет сохранить и поддерживать упругое напряжение фильтрующего элемента постоянным в течение всего срока эксплуатации.
Фильтрующее устройство работает следующим образом:
Входной патрубок 3 и выходной патрубок 4 подсоединяют к подающему и отводящему трубопроводам соответственно. Поток жидкости через входной патрубок 3 поступает в зазор 7, равномерно заполняя его, далее через сетку верхнего удерживающего элемента 8, жидкость поступает на уплотненный фильтрующий элемент 9 и очищается от загрязнений, очищенная жидкость, пройдя сквозь нижний удерживающий элемент 5, собирается в области зазора 6 и поступает в выходной патрубок 4 через перфорацию 10.
6
4
Использование сорбционного материала, обладающего собственными упругими свойствами, обеспечивает равномерное распределение механического усилия сборки фильтра внутри сорбционного пространства. При намокании сорбционного материала, сопровождающегося набуханием, равномерное механическое усилие внутри сорбционного слоя увеличивается. При этом фильтрационный материал автоматически заполняет зоны с более низкой плотностью, являющиеся основной причиной канальных эффектов при фильтрации. Особенно это важно при очистке жидкостей от микроорганизмов и вирусов, где требования к необходимой степени снижения содержания примесей составляют 10 для микроорганизмов и 10 для вирусов.
Таким образом, уплотнение фильтрующего элемента позволяет достичь более равномерного распределения фильтрующего материала в устройстве, что в конечном итоге приводит к устранению канальных эффектов и повышает степень очистки жидкости. Также выполнение устройства неразборным позволяет избежать разгерметизации конструктивных элементов в процессе эксплуатации и обеспечивает стабильное и надежное функционирование фильтрующего устройства в течение всего срока службы. Фильтрующее устройство не подлежит регенерации, удобно в эксплуатации, так как не требует специального сервиса, легко демонтируется и заменяется.