Устройство очистки жидкости
FLUID CLARIFICATION DEVICE

Изобретение относится к автономным системам с рециркуляцией для очистки жидкости и/или обессоливания жидкости, преимущественно воды из различных источников и предназначено для использования в бытовых условиях, офисах, заведениях общественного питания, муниципальных и других учреждениях, на дачных и садовых участках.
Из уровня техники известно устройство очистки жидкости по патенту US 8945377 B2 (опубл. 03.02.2015, приор. 14.04.2011, МПК C02F 1/44, B01D 61/10, C02F 1/00, B01D 61/08, B01D 61/12, заявитель Puricom Water Ind Corp), состоящее из емкости для исходной и дренажной жидкости, разделенной горизонтальной перегородкой с отверстием, элемента отбора жидкости из указанной емкости, средства повышения давления, блока очистки жидкости, емкости для очищенной жидкости и линии возврата дренажной жидкости в емкость для исходной и дренажной жидкости. При этом элемент отбора жидкости расположен в емкости для исходной и дренажной жидкости выше перегородки. Вход средства повышения давления подключен к элементу отбора жидкости, выход средства повышения давления соединен с входом блока очистки жидкости. Выход для чистой жидкости блока очистки жидкости соединен с емкостью для чистой жидкости. Выход дренажной жидкости блока очистки жидкости соединен с входом линии дренажной жидкости. Линия дренажной жидкости выполнена в виде трубки, по меньшей мере, часть которой расположена внутри емкости для исходной и дренажной жидкости, при этом выход линии дренажной жидкости расположен в емкости для исходной и дренажной жидкости ниже перегородки.
Устройство очистки жидкости по патенту US 8945377 B2 работает следующим образом. Емкость для исходной и дренажной жидкости заполняют исходной жидкостью. Исходная жидкость через элемент отбора жидкости поступает из емкости для исходной и дренажной жидкости на вход средства повышения давления. После средства повышения давления исходная жидкости поступает в блок очистки жидкости, где происходит очистка жидкости. При этом чистая жидкость через выход для чистой жидкости поступает в емкость для чистой жидкости. Дренажная жидкости через выход для дренажной жидкости по линии дренажной жидкости возвращается в емкость для исходной и дренажной жидкости, при этом вытесняя исходную жидкость через элемент отбора жидкости на вход средства повышения давления и далее по циклу.
Основным недостатком устройства по патенту US 8945377 B2 является то, что элемент для отбора жидкости расположен так, что отбор жидкости осуществляется из срединных слоев жидкости в емкости для исходной и дренажной жидкости. Так как возврат дренажной жидкости происходит в нижней части емкости, то смешение исходной и дренажной жидкости происходит в срединных слоях, поэтому состав жидкости в срединных слоях неравномерный и изменяется в процессе фильтрации скачкообразно, что снижает срок службы средства повышения давления, снижает надежность работы блока очистки жидкости. Кроме того, емкость для исходной и дренажной жидкости содержит перегородку с отверстием, что приводит к тому, что образуются труднодоступные для промывки участки, в которых может накапливаться загрязнения. Локальные отложения загрязнителей приводят к дополнительному загрязнению исходной жидкости, что повышает нагрузку на блок очистки и снижает его срок службы. Кроме того, локальные отражения загрязнений ухудшают эстетический вид изделия и могут быть источниками неприятного запаха, что ухудшает потребительские свойства и является недостатком изобретения.
В уровне техники известно устройство очистки жидкости по патенту US 5039402 A (опубл. 13.08.1991, приор. 15.11.1989, МПК C02F 9/00, заявитель Himelstein Walter D). Указанное устройство очистки жидкости включает емкость для исходной жидкости, снабженную средством выхода жидкости, которое расположено в дне емкости для исходной жидкости, блок подачи жидкости, включающий средство повышения давления, линию подачи жидкости и средство блокировки, выполненное в виде индикатора уровня жидкости в емкости для исходной жидкости, блок очистки жидкости, емкость для чистой жидкости и линию слива дренажной жидкости. Емкость для исходной жидкости соединена с блоком подачи жидкости через средство выхода жидкости и имеет функциональную связь с блоком подачи жидкости через индикатор уровня жидкости средства блокировки, расположенный в емкости для исходной жидкости. Выход блока подачи жидкости подключен к входу блока очистки жидкости, который имеет два выхода: выход для очищенной жидкости, соединенный с емкостью для чистой жидкости, и выход для дренажной жидкости, подключенный к линии слива дренажной жидкости.
Устройство очистки жидкости по патенту US 5039402 A работает следующим образом. Жидкость из емкости для исходной жидкости через средство выхода жидкости поступает в блок подачи жидкости и далее в блок очистки жидкости. В блоке очистки жидкости осуществляется процесс очистки жидкости, при этом очищенная жидкость поступает через выход для очищенной жидкости блока очистки жидкости, а дренажная жидкость через выход для дренажной жидкости блока очистки жидкости подается на линию слива дренажной жидкости и выводится из системы. Процесс очистки жидкости продолжается до тех пор, пока уровень жидкости в емкости для исходной жидкости не достигнет уровня, на котором расположен индикатор уровня жидкости средства блокировки, после чего происходит отключение блока подачи жидкости.
Основным недостатком устройства очистки жидкости US 5039402 A является то, что конструкция данного устройства не предусматривает возможности регулирования степени использования исходной жидкости, так как в системе не предусмотрена возможность возврата дренажной жидкости в емкость для исходной жидкости. Кроме того, расположение средства выхода исходной жидкости в нижней части емкости для исходной жидкости ухудшает потребительские свойства изделия, так как емкость неудобно извлекать из устройства, из-за того, что крепление емкости к средству выхода исходной жидкости не видно пользователю, есть риск повреждения устройства при снятии или установке емкости. Таким образом, емкость для исходной жидкости не удобно наполнять исходной жидкостью и мыть, что ухудшает потребительские свойства и является недостатком изобретения.
Из уровня техники известно устройство очистки жидкости по патенту RU 2741439 C1 (опубл. 26.01.2021, приор. 24.09.2021, МПК B01D 61/00, заявитель ООО «Аквафор»). Устройство очистки жидкости, включающее в себя емкость для исходной жидкости, гибкую трубку, плавучий элемент, средство отбора жидкости, средство повышения давления, блок очистки жидкости, линию чистой жидкости и линию дренажа. Емкость для исходной жидкости через средство отбора жидкости соединена с входом средства повышения давления. Выход средства повышения давления соединен с входом блока очистки жидкости. Блок очистки жидкости имеет выход для очищенной жидкости, соединенный с линией чистой жидкости, и выход для дренажной жидкости, соединенный с входом линии дренажа. Емкость для исходной жидкости представляет собой резервуар. Емкость для исходной жидкости может дополнительно содержать выступы и/или ограничители движения. Средство отбора жидкости состоит из гибкой трубки и плавучего элемента. Либо средство отбора жидкости состоит из гибкой трубки, шарнирного механизма, коромысла и плавучего элемента. При повышении уровня жидкости в емкости для исходной жидкости плавучий элемент поднимается вверх, а при уменьшении уровня жидкости в емкости для исходной жидкости плавучий элемент опускается вниз. Плавучий элемент имеет, по меньшей мере, одно отверстие для входа жидкости из емкости для исходной жидкости. Дополнительно плавучий элемент может быть снабжен упорами заданной высоты и/или упорами регулируемой высоты, а также ободом и/или экраном, которые расположены ниже отверстия для входа жидкости. Средство повышения давления представляет собой насос или систему насосов, снабженных элементами питания. Блок очистки жидкости выполнен в виде, по меньшей мере, одного средства тонкой очистки жидкости, например обратноосмотической или половолоконной мембраны. Блок очистки жидкости имеет вход, подключенный к средству повышения давления, выход для чистой жидкости, подключенный к линии чистой жидкости, и выход для дренажной жидкости, подключенный к линии дренажа. Линия чистой жидкости представляет собой трубку из полимерного материала, через которую чистая жидкость может поступать на потребление. Линия дренажа представляет собой полимерную трубку, вход которой подключен к выходу для дренажной жидкости блока очистки жидкости. Выход линии дренажа подключен к нижней части боковой грани или ко дну емкости для исходной жидкости, либо, по меньшей мере, часть линии дренажа расположена внутри емкости для исходной жидкости, при этом открытый конец линии возврата дренажной жидкости расположен в нижней части емкости для исходной жидкости. Дополнительно устройство может включать корпус и/или декоративные защитные панели, изготовленные из полимерных материалов или нержавеющей стали.
Устройство очистки жидкости по патенту RU 2741439 C1 работает следующим образом. Емкость для исходной жидкости заполняют жидкостью. При этом емкость для исходной жидкости заполняется любым количеством жидкости, не требуется добиваться заданного уровня жидкости в емкости для исходной жидкости. Из емкости для исходной жидкости через средство отбора жидкости исходная жидкость поступает на вход средства повышения давления. При этом отбор жидкости осуществляется предпочтительно из верхних слоев. Через средство повышения давления жидкость поступает на вход блока очистки жидкости. Из блока очистки жидкости выходят два жидкостных потока: поток чистой жидкости, который по линии чистой жидкости поступает на потребление и поток дренажной жидкости, который по линии дренажа возвращается в емкость для исходной жидкости, таким образом, реализуется процесс очистки жидкости с рециркуляцией. При этом дренажная жидкость возвращается в нижний слой жидкости в емкости для исходной жидкости, смешение исходной жидкости и дренажной жидкости осуществляется в нижнем и срединных слоях жидкости, а отбор жидкости идет из верхнего слоя. Процесс очистки жидкости продолжается до тех пор, либо пока плавучий элемент средства отбора жидкости не достигнет заданного уровня и пока потребитель не остановит фильтрацию с помощью отключения средства повышения давления.
Основным недостатком устройства по патенту RU 2741439 C1 является наличие выступов в емкости для исходной жидкости, которые мешают ее промыванию. Из-за указанных выступов загрязнения, остающиеся в емкости после очистки жидкости, не могут быть удалены полностью, и остаются в емкости, смешиваясь со следующей порцией жидкости, что приводит к увеличению нагрузки на элемент очистки жидкости из-за увеличения концентрации загрязняющих веществ в исходной жидкости, сокращению срока службы устройства и ухудшению качества очищенной жидкости. Кроме того, локальные скопления загрязнений ухудшают внешний вид устройства и могут быть источником неприятного запаха, что ухудшает потребительские свойства устройства и является недостатком устройства.
Задачей изобретения и техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является разработка нового устройства очистки жидкости, повышение надежности и продление срока службы устройства очистки жидкости, при одновременном улучшении потребительских свойств устройства.
Поставленная задача и требуемый технический результат достигаются тем, что устройство очистки жидкости состоит из корпуса, в котором установлены емкость для исходной жидкости с размещенным в ней плавучим элементом, к которому крепится гибкая трубка, подключенная через средство повышения давления к средству очистки жидкости, отличающееся тем, что емкость для исходной жидкости выполнена с возможностью извлечения из корпуса, при этом при извлечении емкости из корпуса плавучий элемент выполнен с возможностью фиксации в верхнем положении, а при установке емкости для исходной жидкости на платформу корпуса плавучий элемент выполнен с возможностью погружения его в исходную жидкость.
На фигурах представлен пример фрагмента устройства очистки жидкости.
Фигура 1. Пример фрагмента устройства очистки жидкости в момент установки емкости для исходной жидкости (1), заполненной исходной жидкостью в корпус (2), до начала процесса очистки жидкости.
Фигура 2. Пример фрагмента устройства очистки жидкости в процессе очистки жидкости.
Фигура 3. Пример фрагмента устройства очистки жидкости при извлечении емкости для исходной жидкости (1).
Устройство очистки жидкости в общем случае состоит из корпуса (2), в котором установлены емкость для исходной жидкости (1), средство повышения давления (на фигурах не представлено) и средство очистки жидкости (на фигурах не представлено). Дополнительно устройство очистки жидкости может содержать, например, но не ограничиваясь перечисленными вариантами, блок управления, емкость для очищенной жидкости, средство подачи очищенной жидкости потребителю, средство нагрева жидкости и так далее. Устройство очистки жидкости может быть как самостоятельным устройством, так и блоком в составе устройства приготовления напитков.
Корпус (2) может быть выполнен из полимерных материалов, например АБС, полиолефины, ПЭТ и другие, либо из металлов, например, нержавеющая сталь, либо из стекла, либо из комбинации материалов. Корпус (2) имеет по меньшей мере одну площадку, предназначенную для установки емкости для исходной жидкости (1).
Емкость для исходной жидкости (1) выполнена из полимерных материалов, стекла или нержавеющей стали и выполнена открытой с предпочтительно ровной внутренней поверхностью без дополнительных выступов.
Средство повышения давления (на фигурах не представлено) может быть выполнено в виде, например, но не ограничиваясь перечисленными вариантами, насоса или компрессора.
Средство очистки жидкости (на фигурах не представлено) может быть выполнено в виде, например, но не ограничиваясь перечисленными вариантами, в виде по меньшей мере одного элемента мембранной очистки жидкости, например, половолоконного модуля или обратноосмотической мембраны, или в виде сорбционного элемента, или в виде нескольких последовательно расположенных элементов очистки жидкости.
К стенке корпуса (2) над площадкой для установки емкости для исходной жидкости (1) прикреплен плавучий элемент (3), выполненный в виде, например, но не ограничиваясь перечисленными вариантами, в виде поплавка или коромысла. Плавучий элемент (3) снабжен фиксатором положения (5), выполненного в виде, например, защелки с кнопкой с возможностью фиксировать плавучий элемент (3) в, по меньшей мере, одной позиции над емкостью для исходной жидкости (1) без соприкосновения (верхнее положение). Фиксатор положения (5) включает в себя датчик, например, механическая кнопка и/или электронный сенсор, который регистрирует наличие емкости для исходной жидкости. К плавучему элементу (3) присоединена гибкая трубка (4), которая открыта с одного конца, а с другого конца через средство повышения давления (на фигурах не представлена) подключена к средству очистки жидкости (на фигурах не представлено).
В рамках отличительных признаков устройство очистки жидкости работает следующим образом. Пользователь вынимает емкость для исходной жидкости (1), при этом фиксатор положения (5) фиксирует плавучий элемент (3) в верхнем положении. При необходимости пользователь промывает емкость для исходной жидкости (1) и заполняет ее исходной жидкостью. Наполненную исходной жидкостью емкость для исходной жидкости (1) пользователь устанавливает на платформу корпуса (2). При этом происходит нажатие на кнопку на фиксатор положения (5) и/или срабатывание сенсора фиксатора положения (5), что освобождает плавучий элемент (3). Плавучий элемент (3) опускается в исходную жидкость, находящуюся в емкости для исходной жидкости (1). Плавучий элемент (3) находится в соприкосновении с исходной жидкостью и/или частично погруженным в исходную жидкость так, что может быть осуществлен отбор исходной жидкости. При включении средства повышения давления (на фигурах не представлено) запускается процесс очистки жидкости. Исходная жидкость по гибкой трубке (4) через средство повышения давления (на фигурах не представлено) поступает на средство очистки жидкости (на фигурах не представлено), где происходит очистка жидкости. Далее очищенная жидкость может поступать на потребление, либо накапливаться в емкости для очищенной жидкости (при наличии), или использоваться для приготовления напитков в случае, если устройство является блоком устройства приготовления напитков. После остановки процесса очистки жидкости по требованию пользователя и/или автоматически, емкость для исходной жидкости (1) может быть извлечена из корпуса (2), при этом фиксатор положения (5) переводит плавучий элемент (3) в верхнее положение.
В отличие от ближайшего аналога, заявляемое устройство удобно в эксплуатации, так как емкость для исходной жидкости (1) может быть в любой момент промыта по желанию пользователя. Таким образом, возможно исключить локальные накопления загрязняющих веществ, что повышает срок службы устройства, так как исходная жидкость не загрязняется остатками предыдущей исходной жидкости. Кроме того, снижается риск неприятного запаха и дефектов внешнего вида, за счет чего улучшаются потребительские свойства. Поскольку емкость для исходной жидкости (1) не требует специального крепления к корпусу (2) или герметичных соединений, то конструкция обладает повышенной надежностью. Таким образом, изобретение решает поставленную задачу и достигается требуемый технический результат.
В настоящем описании изобретения представлен предпочтительный вариант осуществления изобретения. В нем могут быть сделаны изменения, в пределах заявляемой формулы, что дает возможность его широкого использования.