ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к фильтрующим устройствам с зернистой загрузкой и может быть использовано для очистки питьевой воды в быту и системах водоснабжения.
Из уровня техники известно устройство для очистки воды, содержащее корпус, в котором последовательно расположены три фильтра: первый фильтр для удаления из потока крупных частиц, второй фильтр из активного угля для адсорбции органических примесей и третий фильтр из керамики, содержащий серебро для бактерий - статического действия, при этом входные и выходные патрубки расположены на одной продольной оси (ЕПВ, з. №0150559, кл. B01D 29/26, опубл. 07.08.85).
Недостатком данного устройства является сложность конструкции и большие вес и габариты при заданной производительности, а также использование нескольких типов сорбционных и фильтрующих материалов.
Известен фильтр для очистки питьевой воды, поступающей из централизованных систем водоснабжения, от вредных примесей, способный обеспечить очистку от взвешенных частиц железа, алюминия, кадмия, цезия, молибдена, меди, цинка, свинца, хрома. Материалом фильтрующего элемента в данном фильтре является керамика (В.А.Мухин, Н.Н.Смирнова «Исследование процесса тепломассообмена при фильтрации в пористых средах», Препринт 26-28, - Новосибирск, 198 с.).
Недостатком данного устройства является ограниченный ресурс работы из-за того, что фильтр забивают коллоиды, находящиеся в воде. Эти коллоиды, основным составляющим которых являются гели различной природы, служат хорошим сорбентом примесей органического и неорганического происхождения и, в конечном итоге, способствуют быстрому загрязнению фильтров и выходу их из строя.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому для первого варианта является устройство для очистки питьевой воды в бытовых условиях, содержащее цилиндрический корпус с входными и выходными патрубками для подачи и отвода фильтруемой воды, слой зернистого сорбента в виде активированного угля, размещенного внутри корпуса, фильтрующий элемент в виде капроновой сетки, ограничивающий слой сорбента с двух сторон, трубу, соединенную с выходным патрубком и проходящую через слой сорбента. При этом, входной и выходной патрубки установлены в дне корпуса (RU, п. 94023653, B01D 15/04).
Недостатком данного устройства является сложность конструктивного выполнения и технического обслуживания, а также низкая производительность за счет низкой
скорости фильтрации воды, обусловленной небольшим соотношением диаметра корпуса к его высоте, а также за счет возможности возникновения воздушной пробки, замедляющей или останавливающей процесс фильтрации с образованием мертвой зоны в результате нижней подачи фильтруемой воды.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому по второму варианту является фильтр для очистки воды для централизованного водоснабжения, содержащий цилиндрический корпус с коническим дном, сферической крышкой, зернистый сорбент внутри корпуса, фильтрующий элемент, выполненный в виде пористого кольца, установленного в камере, закрепленной в корпусе, и дренажный элемент в виде труб из пористого материала, например, спекшегося порошка титана. Кроме того, фильтр содержит входной и выходной патрубки для подачи и отвода фильтруемой воды, установленные, соответственно, в нижней части корпуса и в верхней, и входной и выходной патрубки для подачи и отвода промывной воды, установленные, соответственно, в крышке корпуса и нижней части корпуса (RU, п. 1223957, В01D 23/10).
Недостатки данного устройства аналогичны недостаткам прототипа для первого варианта.
Техническим результатом данного технического решения является упрощение конструкции фильтра и его технического обслуживания, а также увеличение срока бесперебойной работы фильтра за счет исключения мертвых зон при фильтрации.
Технический результат достигается тем, что фильтр для очистки питьевой воды содержит цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками и крышкой, слой зернистого сорбента внутри корпуса, фильтрующий элемент и трубу, проходящую через слой сорбента, при этом, корпус выполнен с отношением диаметра к высоте не менее 1/3, фильтрующий элемент в виде полых сетчатых цилиндров со штуцером и с размерами отверстий сетки 0,8 мм, а зернистый сорбент с размерами зерен 1-3 мм.
Кроме того, фильтрующий элемент состоит из двух полых сетчатых цилиндров, один из которых соединен с входным патрубком, а второй с нижним концом трубы.
Кроме того, фильтрующий элемент состоит из трех полых сетчатых цилиндров, два из которых соединены между собой и с нижним концом трубы, а третий с входным патрубком.
Кроме того, крышка корпуса выполнена плоской или сферической, дно корпуса выполнено выступающим за стенки корпуса или заподлицо со стенкой корпуса, а входной и выходной патрубки установлены в крышке.
Фильтр для очистки питьевой воды содержит цилиндрический корпус с крышкой и слоем зернистого сорбента, входной и выходной патрубки для подачи и отвода
фильтруемой воды, входной и выходной патрубки для подачи и отвода промывной воды для зернистого сорбента, фильтрующий элемент и дренажный элемент, при этом корпус выполнен с отношением диаметра к высоте не менее 1/3, фильтрующий элемент в виде полых сетчатых цилиндров со штуцером и с размерами отверстий сетки 0,8 мм, а дренажный элемент в виде зернистого сорбента с размерами зерен 3-5 мм.
Кроме того, фильтрующие элементы с входными и выходными патрубками для подачи и отвода фильтруемой воды и входными и выходными патрубками для подачи и отвода промывной воды установлены в крышке и дне корпуса или в верхней и нижней части корпуса.
Выполнение конструкции корпуса с соотношением диаметра корпуса к его высоте не менее 1/3 дает возможность получить повышенную скорость фильтрации, а верхняя подача фильтруемой воды исключает возможность возникновения воздушной пробки, способствующей перебою фильтрации, что, в конечном счете, обеспечивает бесперебойную работу фильтра.
Простоту конструктивного выполнения и технического обслуживания фильтра обеспечивает выполнение фильтрующего элемента в виде полых сетчатых цилиндров, соединенных с входным и выходным патрубками для подачи и отвода фильтруемой воды, и с входным и выходным патрубками для подачи и отвода промывной воды, и наличие дренажного элемента в виде сорбента с размерами зерен 3-10 мм, не требующего каких-либо поддерживающих элементов.
На фиг.1, 2, 3 даны фильтры для 1-го варианта.
На фиг.4 - фильтрующий элемент.
На фиг.5, 6, 7, 8, 9 - фильтры для 2-го варианта.
Фильтр для очистки воды в бытовых условиях для первого варианта (фиг.1, 2, 3) состоит из цилиндрического корпуса 1 с крышкой 2, входным 3 и выходным 4 патрубками, установленными в крышке. Корпус выполнен с диаметром 100 мм и высотой 300 мм. Внутри корпуса 1 размещен зернистый сорбент 5, например цеолитовый, с размерами зерен 1-3 мм, и труба 6, соединенная верхним концом с выходным патрубком 4, а нижним - с фильтрующим элементом 7. Фильтрующий элемент 7 выполнен в виде двух (фиг.1, 2) или трех (фиг.3) полых сетчатых цилиндров 8 со штуцером 9 (фиг.4) и с размерами отверстий сетки 0,8 мм. Входной патрубок 3 и нижний конец трубы 6 соединены с фильтрующими элементами 7 посредством штуцера 9. Крышка корпуса может быть выполнена плоской (фиг.1, фиг.3) или сферической (фиг.2), а дно корпуса выступающим за стенки корпуса (фиг.3) или заподлицо со стенкой (фиг.1, 2).
Фильтр по первому варианту работает следующим образом.
Очищаемая вода из трубопровода (на фиг. не показан) через входной патрубок 3, соединенный с фильтрующим элементом 7 поступает в корпус 1. Фильтрующий элемент 7 на входном патрубке 3 выполняет пассивную роль, он только препятствует высыпанию сорбента из корпуса. В корпусе 1 вода фильтруется сверху вниз через слой предварительно промытого зернистого сорбента 5 и далее через фильтрующий элемент 7, соединенный с входным патрубком 4. В этом фильтрующем элементе происходит отбор очищенной воды, при этом, сетчатый полый цилиндр 8 с размерами отверстий сетки 0,8 мм не пропускает частички сорбента, имеющего большую размерность 1-3 мм. Очищенная вода через выходной патрубок 4 поступает потребителю.
Производительность данного фильтра 60 л/час при диаметре корпуса 100-150 мм и высоте 300-450 мм.
а
а
Фильтр для очистки воды в централизованных системах водоснабжения для второго варианта содержит цилиндрический корпус 1 с крышкой 2, входной 3 и выходной 4 патрубки для подачи и отвода фильтруемой воды, входной 5 и выходной 6 патрубки для подачи и отвода промывной воды. В корпусе 1 размещен зернистый сорбент 7, например цеолитовый, с размерами зерен 1-3 мм. Соотношение диаметра корпуса к его высоте должно быть не менее 1/3, так как в случае большей величины соотношения не весь сорбент работает по всей площади, и образуются мертвые зоны. Фильтрующий элемент 7 выполнен в виде полых сетчатых цилиндров 8 со штуцером 9 и с размерами отверстий сетки 0,8 мм (фиг.4). В нижней части корпуса 1 размещен дренажный элемент 10 в виде зернистого сорбента - цеолита с размерами зерен 3-5 мм. Фильтрующие элементы 7 соединены с входным 3 и выходным 4 патрубками для подачи и отвода фильтруемой воды и с входным 5 и выходным 6 патрубками для подвода и отвода промывной воды и установлены в крышке 2 (с патрубками 3, 6) корпуса 1 и дне (с патрубками 4, 5) (фиг.5, 6).. Корпус цилиндра установлен на подставках 11. Для удобства монтажа, в случае ограничения высоты, патрубки 3, 6 установлены в верхней части корпуса, а патрубки 4, 5 в нижней его части (фиг.7). Крышка и дно корпуса могут быть выполнены плоскими (фиг.5, 7) или, в случае работы фильтра при большом давлении, сферическими (фиг.6).
Для фильтров большой производительности - >500 л/час фильтр выполнен с коническими верхней и нижней частями корпуса (фиг.8, 9).
Фильтр по второму варианту работает следующим образом.
а
Очищаемая вода через входной патрубок 3 с фильтрующим элементом 7 поступает в корпус 1, в котором, проходя через предварительно очищенный сорбент 7 - цеолит, очищается по всей площади корпуса. Фильтрующий элемент 7, соединенный с выходным патрубком 4 для отвода фильтруемой воды, и дренажный зернистый сорбент 10
задерживают мелкую фракцию сорбента 7 и пропускают очищенную воду, которая через выходной патрубок 4 поступает потребителю. Для промывки сорбента 7 перекрывают входной 3 и выходной 4 патрубки для подачи и отвода фильтруемой воды, и открываются входной 5 и выходной 6 патрубки для подачи и отвода промывной воды.
Промышленное испытание заявленного фильтра в водопроводных системах и в быту с нормальным и повышенным давлением показало положительные результаты по качественной очистке питьевой воды различной степени загрязнения, что, по мнению авторов, обеспечит широкое промышленное применение заявленного фильтра.