ФИЛЬТРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРОВАНИЯ ВОДЫ И ВООБЩЕ ЖИДКОСТЕЙ
FILTRATION DEVICE TO FILTER WATER AND OTHER FLUIDS

Настоящее изобретение относится к фильтрующему устройству для фильтрования воды и вообще жидкостей, содержащему отличительные признаки, изложенные в ограничительной части основного пункта формулы изобретения.
Такие устройства известны и широко распространены на рынке благодаря их способности обеспечивать на бытовом уровне питьевой водой, которая имеет улучшенные свойства - как химические свойства (соленость, жесткость и т.д.), так и органолептические свойства - по сравнению с водопроводной водой.
Типичный пример таких устройств описан в патентном документе WO 9613318 на имя данного заявителя. Описанное в нем фильтрующее устройство относится к типу, имеющему кувшин для фильтрования самотеком, в котором вода, вводимая в верхний резервуар, медленно проходит в нижний резервуар, перемещаясь через фильтровальный патрон, который содержит фильтрующие элементы с активированным углем и ионообменным веществом.
Фильтрующая способность патрона зависит от различных факторов, среди которых важное значение имеет время контакта между фильтрующим средством и фильтруемой водой. Прохождение воды в патрон осуществляется самотеком, и следовательно, поток, понимаемый как расход за единицу времени, изменяется в соответствии с перепадом давления до и после по ходу патрона, который, в свою очередь, зависит как от уровня воды в верхнем резервуаре для помещения фильтруемой воды, так и от уровня фильтрованной воды в нижнем резервуаре.
Следовательно, фильтрованная вода обладает изменяющимися свойствами во время фазы фильтрования. На рынке известен фильтровальный кувшин, в котором стакан для помещения в него фильтровального патрона закрыт снизу и имеет выпускное отверстие для фильтрованной воды, которое расположено вблизи верхнего резервуара. Таким образом, значительно исключается влияние степени наполнения нижнего резервуара на поток фильтрованной воды.
Однако это техническое решение имеет некоторые очевидные недостатки. Первый недостаток заключается в том, что, хотя постепенное наполнение нижнего резервуара не влияет на расход в выпускном отверстии для фильтрованной воды, тем не менее расход является неравномерным и непостоянным в отношении изменяющегося уровня в верхнем резервуаре. Кроме того, стакан для приема патрона не доступен снизу, что затрудняет удаление использованного патрона во время его замены. Следовательно, необходимо части патрона, выступающей в верхний резервуар, придавать такие размеры и формы, которые позволяли бы захватывать и удалять его, что в дополнение к определению общей конфигурации патрона влияет на его размеры и взаимозаменяемость с патронами от других изготовителей.
Другой недостаток заключается в трудности очистки гнезда под патрон во время ухода за фильтрующим устройством. Так как стакан закрыт снизу, то он подобным же образом является недоступным.
Другой недостаток касается возможности регулирования фильтруемого потока. Это может потребоваться, например, для того, чтобы привести расход в соответствие с показателями жесткости или органолептическими свойствами фильтруемой воды. Например, в летний период вода может сильно пахнуть хлором, для нейтрализации которого может потребоваться большее время фильтрования, чем это необходимо в зимний период.
Согласно настоящему изобретению эта техническая проблема решается посредством фильтрующего устройства для фильтрования воды и вообще жидкостей, которое конструктивно и функционально выполнено с возможностью устранения недостатков, изложенных со ссылкой на описанный прототип.
Эта проблема решается изобретением посредством фильтрующего устройства для фильтрования воды и вообще жидкостей, которое выполнено согласно прилагаемой формуле изобретения.
Отличительные признаки и преимущества изобретения будут лучше поняты из нижеследующего подробного описания некоторых из предпочтительных неограничительных вариантов его осуществления, показанных лишь в качестве примера, со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 - продольный разрез фильтрующего устройства согласно первому варианту осуществления этого изобретения, при этом устройство встроено в кувшин;
фиг.2 - вид кувшина на фиг.1 с частичным пространственным разделением деталей;
фиг.3 - вид в перспективе сверху части кувшина на фиг.1;
фиг.4 и 5 - соответственно поперечный и продольный разрезы части на фиг.3;
фиг.5а и 5b - виды в увеличенном масштабе соответствующих вариантов конструкции кувшина на фиг.1;
фиг.6 - продольный разрез с частичным пространственным разделением деталей фильтрующего устройства согласно второму варианту осуществления этого изобретения, при этом устройство встроено в кувшин;
фиг.7 и 8 - соответственно виды сбоку и спереди в увеличенном масштабе части кувшина на фиг.6;
фиг.9 и 10 - виды варианта конструкции детали, сходные с видами на фиг.7 и 8;
фиг.11 - вид в перспективе в увеличенном масштабе другого варианта выполнения детали на фиг.7;
фиг.12 - схематический вид в увеличенном масштабе варианта конструкции устройства согласно изобретению;
фиг.13 - схематично показанное частичное поперечное сечение в увеличенном масштабе другого варианта конструкции устройства в соответствии с изобретением;
фиг.14а и 14b - соответственно виды сбоку и снизу выполнения детали на фиг.13;
фиг.15 - схематично показанное частичное поперечное сечение в увеличенном масштабе другого варианта осуществления изобретения;
фиг.16 - схематично показанное частичное поперечное сечение в увеличенном масштабе еще одного варианта осуществления изобретения.
На чертежах фильтрующее устройство согласно первому варианту осуществления изобретения в целом обозначено позицией 1. Фильтрующее устройство 1 имеет кувшинообразную форму, но изобретение могло быть подобным же образом применено к устройствам для приготовления настоев, например, чая, кофе и т.п. Устройство 1 содержит сосуд 2, который снабжен ручкой 3 и который в верхней части закрыт крышкой 4. Крышка, в свою очередь, снабжена подпружиненной створкой 5, которая с возможностью открывания автоматически закрывает выливное отверстие 6 во время выливания.
Внутри сосуда 2 установлена емкость 7, прикрепленная к его горловине и ограничивающая первый резервуар 8 для помещения фильтруемой воды, при этом в дне 9 емкости открывается выпускной стакан 10. В стакане 10 с возможностью съема установлен фильтровальный патрон 11. Остальная часть сосуда 2 ограничивает второй резервуар 12 для сбора фильтрованной воды. Вышеописанные элементы расположены таким образом, что вода, введенная в первый резервуар 8, самотеком течет во второй резервуар 12, проходя посредством стакана 10 через фильтрующий материал, который содержится в фильтровальном патроне 11.
Все вышеописанные элементы присутствуют в каждом из вариантов осуществления настоящего изобретения и, следовательно, обозначены одинаковыми позициями.
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1 и 2, стакан 10 имеет наружную стенку 13, слегка сужающуюся по направлению к основанию 14. В наружной стенке 13 и основании 14 образовано выпускное отверстие 15, которое служит как для выпуска фильтрованной воды, так и для облегчения доступа к патрону 11, помещенному в стакане 10, для облегчения его удаления после использования, а также очистки стакана 10 по его всей протяженности.
Чашеобразная часть 20, имеющая закрытое основание 21 и наружную стенку 22, установлена снаружи стакана 10 в области расположения отверстия 15 так, чтобы составлять его частичное закрывающее средство, как это будет подробнее объяснено ниже. Чашеобразная часть 20 и отверстие 15 имеют такое взаимное расположение, что фильтрованная вода, выпускаемая из патрона или из нижней части выпускного отверстия 15, должна подниматься в чашеобразной части 20 и переливаться из нее во второй резервуар 12 через выпускное отверстие 22а, которое ограничено между наружной стенкой 22 и стаканом 10. Следовательно, чашеобразная часть 20 представляет собой регулятор потока для воды, вытекающей из первого резервуара во второй резервуар, для сведения к минимуму изменения в противодавлении выпускаемой из патрона воды, происходящее под влиянием изменения в уровне воды во втором резервуаре. Этот результат достигается благодаря образованию между чашеобразной частью 20 и стаканом 10 восходящего пути для воды, выпускаемой из патрона 11 и направляемой к выпускному отверстию таким образом, что выпускное отверстие 22а находится вблизи первого резервуара относительно места выпуска воды из патрона, и это определяет, что противодавление на выходе из патрона по существу не зависит от уровня воды во втором резервуаре.
Чашеобразная часть с возможностью съема прикреплена к наружной поверхности стакана 10 для осуществления очистки и облегчения удаления патрона после использования его фильтрующей способности. Предусматриваются различные средства крепления с возможностью съема: первым примером является соединение посредством незначительного натяга между нижней частью 23 наружной стенки 22 и соединенной с ней, соответствующей наружной частью стакана 10. С другой стороны, используется соединение типа защелки (см. фиг.5а) с зубьями 24а на одной из соединительных поверхностей и соответствующими выступами 24b на соответствующей другой поверхности. При другой альтернативе (см. фиг.5b) соединительные поверхности имеют соответствующие наружную и внутреннюю резьбы 24 с для образования регулируемого резьбового соединения.
Еще с точки зрения регулирования потока предусматривается также, что наружная поверхность чашеобразной части 20 снабжена одним или несколькими резьбовыми соединениями, которые в состоянии телескопически перемещаться по наружной стенке 22 для расширения пределов ее движения вверх.
Наружная часть 23 снабжена множеством простирающихся по оси выемок 25, которые выдаются внутрь с образованием каналов для прохождения фильтрованной воды. Для этого в области основания 21 чашеобразной части образованы ребра 26, которые выступают радиально внутрь и которые ограничивают пригонку чашеобразной части к стакану 10.
Далее излагается принцип действия фильтрующего устройства 1. Вода, вводимая в первый резервуар 8, самотеком течет ко второму резервуару 12 через фильтрующий материал патрона 11. Давление воды на входе в патрон 11 изменяется в соответствии с уровнем воды в первом резервуаре. Однако после заполнения стакана 10 и чашеобразной части давление на выходе из патрона остается постоянным во время операции фильтрования. Изменяя положение чашеобразной части 20 вдоль стакана 10, можно при желании регулировать это давление.
При втором варианте осуществления изобретения стакан 10 открыт у основания 14 и закрывается съемной крышкой 30, а выпускное отверстие выполнено в виде отверстия 31 в наружной стенке стакана 10, отдаленного по направлению оси от крышки 30 и находящегося вблизи первого резервуара 8. В этом случае путь восходящего движения воды, выпускаемой из патрона и направляемой к выпускному отверстию, образован между стаканом 10 и патроном 11, так что этот путь находится внутри стакана 10. В этом случае также предусмотрен регулятор потока, который представляет собой средство для регулируемого закрывания выпускного отверстия. В вариантах на фиг.6-10 эти закрывающие средства представляют собой средства регулирования поперечного сечения выпускного отверстия и выполнены в виде одной или нескольких пробок 33, 33', которые заменяемым образом попеременно вставляют в отверстие 31 и которые имеют калиброванные отверстия 34, 34' разного диаметра. В этом случае выпускное отверстие определяется и регулируется вышеописанными калиброванными отверстиями.
В случае, показанном на фиг.11, средство для регулирования поперечного сечения выпускного отверстия выполнено в виде затвора 35, который имеет регулируемое поперечное сечение и который вставляют в отверстие 31. В этом случае затвор 35 содержит втулку 36, которая, в свою очередь, вставляется в отверстие 31 и снабжена внутренней резьбой и в которую ввинчивается пробка 37, при этом пробку 37, следовательно, можно постепенно вводить регулируемым образом. В пробке 37 выполнен канал 38, образующий регулируемое выпускное отверстие. Изменяя степень ввинчивания пробки 37 во втулку 35, можно, следовательно, изменять выпускное отверстие. В обоих случаях стакан 10 вместо съемной крышки 30 может быть закрыт снизу по существу сплошной стенкой 14.
В другом варианте осуществления изобретения, схематически показанном на фиг.12, закрывающее средство содержит, по меньшей мере, одно вспомогательное выпускное отверстие 40 и средство 41 для перекрытия этого отверстия. В этом случае вспомогательное отверстие расположено внизу стакана 10, который закрыт или съемной крышкой 30' (фиг.12), как в предшествующих вариантах осуществления изобретения, или нижней стенкой самого стакана. Отверстие 31, которое образует главное выпускное отверстие, может быть также выполнено в этой стенке или это отверстие может быть выполнено в любом месте.
Средство 41 для перекрытия вспомогательного отверстия предпочтительно является средством уровнемерного типа, которое обычно закрыто и способно открывать отверстие 40 с увеличением уровня воды во втором резервуаре. Примером такого средства является клапан 42, который стержнем 43 соединен с поплавком 44. Вокруг отверстия 40 расположены один или несколько ограничителей 45, чтобы поплавок 44 при его подъеме к патрону 11 не перекрывал вспомогательное отверстие 40. Следует отметить, что, изменяя длину стержня 43, можно изменять величину вспомогательного отверстия 40 по отношению к уровню жидкости, присутствующей во втором резервуаре 12.
Таким образом, изобретение решает указанную техническую проблему с получением ряда преимуществ. Во-первых, достигается решающая стабилизация расхода по отношению к изменениям в степени наполнения обоих резервуаров. Кроме того, можно выдавливать патрон из стакана нажатием снизу, что допускает форму патрона, не определяемую с этой точки зрения. В-третьих, стакан можно легко очищать по всей протяженности стакана, что полезно в отношении гигиены фильтрующего устройства. Кроме того, можно регулировать поток воды во время фильтрования для обеспечения оптимальных результатов при этой операции.