ФИЛЬТР - МИНЕРАЛИЗАТОР

Устройство относится к фильтрам для очистки воды от примесей тяжелых металлов и может быть использовано в быту для очистки водопроводной воды.
Известны устройства для очистки воды от загрязнителей в виде примесей ионов тяжелых металлов. Например, устройство по патенту №2205691 «Ионообменный фильтр» представляет собой цилиндрический полый корпус, заполненный ионообменной смолой, распределительными решетками и слоем инертной смолы. После осуществления процесса очистки воды и исчерпания ионной емкости активного материала, работа фильтра останавливается и реализуется процесс регенерации, что существенно снижает производительность очистки.
Известно устройство для очистки и минерализации воды по патенту CN 201351133 Y, Китай, представляющее собой цилиндрический корпус, заполненный шестью фильтрующими слоями: песок, активированный угол, ионообменная смола, силикатный минерал, активированный уголь и минерализатор. Материал каждого фильтрующего слоя имеет свой срок выполнения заданных функций, и требуется различное время для замены или регенерации, потому замена является экономически затратной и нерациональной. Корпус устройства выполнен неразъемным, и при смене фильтрующих слоев они все перемешаются и не подлежат регенерации. Патрубок подачи исходной воды не содержит распределяющего устройства и не происходит равномерного потока жидкости через все насыпные слои, образуются застойные зоны.
Известно устройство для очистки воды по патенту №2027677 (бюл. №3, 27.01.1995), представляющее собой цилиндрическую обечайку с конической крышкой и днищем, заполненную анионитом, катионитом, активированным углем, предназначенную для использования в быту для очистки водопроводной воды. Устройство очищает водопроводную воду и, после исчерпания ионной емкости активного вещества, использованный фильтр должен заменяться. Данный фильтр принят нами за прототип.Недостатки указанного фильтра следующие. Во-первых, не решен вопрос равномерности распределения воды в толще ионных слоев. Движение воды по лабиринтной схеме приводит к образованию застойных зон при повороте потока. Во-вторых, остался без внимания технологический вопрос рационального монтажа и демонтажа фильтра в водопроводной системе. В-третьих, не установлен блок с минерализатором.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение качества очищаемой воды и упрощения конструкции.
Предлагаемое устройство содержит цилиндрический корпус с крышкой и днищем, патрубок подвода исходной воды, патрубок отвода очищенный воды и водораспределитель, выполненный в каскадно-центробежном исполнении, состоящем из нескольких конических каскадов в виде обратного конуса с уменьшением каждого каскада от верхнего к нижнему каскаду, между каскадами имеются перегородки в виде спиральных лопастей, а в нижней части имеется центральный водораспределитель с отверстием и спиральными лопастями по краям отверстия, обеспечивающие зоны взаимного перекрытия потоков. После блока с ионообменным гранулированным наполнителем расположен блок с гранулированным минерализатором, который выполнен в виде быстросменной кассеты.
Предлагаемое устройство представлено на фиг. 1 - общий вид (разрез), фиг. 2 - поперечный разрез водораспределителя, фиг. 3 - рычажно-кулачковый зажим.
Здесь: 1 - корпус минерализатор, 2 - корпус водоочистителя (фильтра), 3 - корпус водораспределителя, 4 - нижний каскад, 5 - средний каскад, 6 - верхний каскад, 7 - патрубок подвода, 8 - лопасти верхнего каскада, 9 - лопасти среднего каскада, 10 - лопасти нижнего каскада, 11 - центральный водораспределитель, 12 - непровальные сетки, 13 - ионообменный состав, 14 - минерализатор, 15 - прокладка, 16 - рукоятка, 17 - профилированный кулачок, 18 - прижимная струбцина.
Предлагаемый фильтр-минерализатор имеет цилиндрический корпус 2, к которому в верхней части крепится корпус водораспределителя 3, а в нижней части крепится корпус минерализатора 1. Корпус водораспределителя 3 имеет патрубок подвода исходной воды 7. Внутри корпуса водораспределителя 3 находится система водораспределения, состоящая из нескольких каскадов 4, 5, 6, представляющих собой конические диски, расположенных в виде обратного конуса с уменьшением диаметра каждого диска от верхнего каскада к нижнему. Между каскадами 4, 5, 6 имеются перегородки в виде спиральных лопастей 8, 9, 10. Нижний каскад 4 имеет центральное отверстие со спиральными лопастями 11. Внутри корпуса водоочистителя (фильтра) 2 имеется ионообменный состав 13, сверху и снизу ограниченный непровальными сетками 12. Внутри корпуса минерализатора 1 имеется гранулированный минерализатор 14, ограниченный сверху и снизу непровальными сетками 12. Крепление корпуса водоочистителя (фильтра) 2 с корпусом водораспределителя 3 и корпусом минерализатора 1 осуществляется за счет быстросъемного узла крепления, состоящего из прижимной струбцины 18, профилированного кулачка 17 и рукоятки 16. Герметизация осуществляется прокладкой 15.
Предложенное устройство работает следующим образом. Исходная вода, подлежащая очистке и минерализации, поступает через патрубок 7 и распределяется по каскадам 4, 5, 6. Проходя между ними, за счет наличия спиральных лопастей 8, 9, 10 вода приобретает вращательное движение и истекает в виде вращающего конуса. Конструктивно обеспечивается взаимное перекрытие конусов распыла. В центральной части водораспределителя имеется отверстие, вокруг которого расположены закручивающие лопасти 11, которые исключают струйное истечение жидкости, а создают зоны взаимного закрученного перекрытия потоков.
Таким образом, в водораспределителе 3 обеспечивается равномерное поступление очищаемой воды в корпус водоочистителя 2, без застойных зон. Проходя равномерно через слой ионообменной засыпки 13, вода очищается. Непровальные сетки 12 исключают вымывание ионообменного материала 13. Далее, вода равномерно поступает в корпус минерализатора 1 и обогащается необходимыми минералами, проходя через слой минерализатора 14. Очищенная и насыщенная необходимыми веществами, вода через патрубок отвода 19 поступает потребителю. При исчерпании ионообменной емкости ионообменного состава 13 и расхода минерализатора 14, которые определяются опытным путем, корпуса 1 и 2 разъединяются с использованием быстросменного устройства 18, путем поворота профилированного кулачка 17 и рукоятки 16. Вместо использованных блоков корпуса 1 и 2 устанавливаются новые блоки и фиксируются быстросменным устройством 18.
Таким образом, использование предложенной полезной модели позволяет повысить качество очищаемой воды, упрощает конструкцию за счет использования быстросменных устройств.Приведем пример испытаний фильтра-минерализатора:
В фильтре-минерализаторе непрерывно протекает процесс доочистки питьевой воды, а также происходит обогащение воды необходимыми макро- и микроэлементами.
Необходимое и безопасное содержание фторид-ионов в питьевой воды находится в пределах 0,5-1,0 мг/л (СанПиН 2.1.4.1116-02 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества).
Питьевую воду объемом 100 мл пропускали через навески подготовленных образцов (табл. 1)
Использование минерализатора показывает, что диапазоне концентраций фторид- ионов в питьевой воде составляет 0,5-1,0 мг/л, что обеспечивает физиологическую полноценность питьевой воды.
Таким образом, использование предложенной полезной модели позволяет повысить качество очищаемой воды за счет добавления необходимых для организма человека веществ и упрощает конструкцию за счет использования быстросменных устройств.