БЫТОВОЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Полезная модель относится к технике очистки бытовой воды и может быть широко использована в бытовых картриджных фильтрах.
Известен «Фильтрующий модуль для очистки жидкости, преимущественно питьевой воды», содержащий корпус с крышкой, патрубки подвода очищаемой жидкости и отвода очищенной жидкости и расположенный в корпусе фильтровальный материал, при этом патрубки подвода очищаемой жидкости и отвода очищенной жидкости расположены на основании корпуса, патрубок подвода очищаемой жидкости расположен коаксиально корпусу и выполнен конической формы состоящим из двух частей, одна из которых выполнена выступающей наружу относительно основания корпуса, а вторая часть расположена внутри корпуса так, что ее длина больше высоты слоя фильтровального материала в корпусе.
Патент РФ на изобретение №2136347; МКИ: B01D 24/10, д. публ. 1999.09.10.
Известен «Бытовой фильтр для тонкой очистки жидкости», содержащий герметичный пустотелый цилиндрический корпус с крышкой, двумя штуцерами и дросселем, герметичный фильтрэлемент с мембраной, имеющий меньшую длину, чем длина корпуса, внутри которого он расположен, и средство для отвода отфильтрованной воды, при этом он снабжен фланцем и пробкой, между которыми установлен, по крайней мере, один фильтрэлемент и жестко в нем закреплен.
Патент на полезную модель №75384, МКИ: CO2F 9/00, дата публ. 2008.08.10.
Известен «Фильтр для очистки жидкости, преимущественно питьевой воды», содержащий емкость очищаемой жидкости и фильтрующий модуль, включающий корпус со средствами подвода очищаемой жидкости и отвода очищенной жидкости и расположенный в корпусе фильтровальный материал, при этом фильтрующий модуль расположен внутри емкости очищаемой жидкости, а средство для отвода очищенной жидкости из фильтрующего модуля выполнено в виде сифонного сосуда, верхняя часть которого сообщается с герметичной полостью сбора очищенной жидкости в верхней части корпуса фильтрующего модуля, а нижняя часть которого расположена ниже уровня подвода очищаемой жидкости в фильтрующий модуль с обеспечением возможности фильтрования жидкости в фильтрующем модуле самотеком снизу вверх и отвода очищенной жидкости за счет сифонного эффекта.
Патент РФ на изобретение №2125974; МКИ: CO2F 9/000, д. публ. 1999.02.10.
Наиболее близким техническим решением к устройству является «Фильтр для очистки питьевой воды», содержащий две емкости, которые соединены между собой и работают последовательно, корпус емкостей заполнен фильтрующим материалом и имеет фланец, сопряженный с крышкой с уплотнительной прокладкой, патрубки для ввода и вывода воды с резьбой на внешней поверхности, при этом корпус фильтра наполнен фильтрующим материалом из разновидных природных минералов, которые образуют разделенные между собой по виду минералов ступени очистки воды, каждая от определенной примеси, и расположены последовательно вдоль оси корпуса, сопряжены между собой через разделительную прокладку и жестко зафиксированы в объеме корпуса, первая ступень фильтра выполняет функцию предварительной очистки воды от примеси и составлена из нескольких слоев природных минералов в виде пакета, размещенного внутри съемной оболочки с дном и осевым отверстием в дне, вверху оболочки размещена решетка, образующая полость между внутренней поверхностью дна и решеткой, снизу на торце также установлена решетка, оболочка размещена на внутренней поверхности крышки корпуса и закреплена на патрубке для ввода волы в фильтр гайкой с уплотнительной прокладкой, на боковой поверхности корпус имеет патрубок для вывода очищенной воды из корпуса фильтра.
Патент РФ на изобретение №2271998; МКИ: C02F 1/18, д. публ. 2006.03.20.
Недостатками вышеописанных устройств является их недостаточно высокая фильтрующая способность вследствие неполного использования мелкопористых слоев фильтрующей загрузки.
Техническим результатом является увеличение срока эксплуатации фильтра при сохранении качества очистки воды за счет возможности сохранения производительности устройства путем восстановления скорости очистки перемещением фильтроэлемента второй ступени очистки относительно канала штуцера выхода очищенной и обеззараженной воды, а также за счет поворота его вокруг своей оси
Технический результат достигается путем того, что бытовой фильтр для очистки воды содержит корпус, наполненный фильтрующими материалами различных видов, которые образуют разделенные между собой и работающие последовательно ступени очистки воды. Корпус содержит также штуцера подвода очищаемой жидкости и отвода очищенной жидкости, соединительные элементы и крышку. При этом корпус выполнен в виде полого цилиндра, внутри которого расположен фильтроэлемент первой ступени очистки в виде трубчатого сменного картриджа. Последний содержит сорбционный материал, и снабжен в местах контакта с дном корпуса и его крышкой уплотнительными прокладками. Во внутренней полости трубчатого сменного картриджа, по центру корпуса расположен трубчатый фильтроэлемент второй ступени очистки с образованием в полости зазора, служащего для съема очищенной после первой ступени очистки воды. Трубчатый фильтроэлемент второй ступени очистки снабжен закрытым дном и внутренней полостью, служащей для съема очищенной и обеззараженной воды после второй ступени очистки. Фильтроэлемент второй ступени очистки содержит адсорбционно-бактерицидный материал на основе открыто-пористого полиэтилена, модифицированного нанокластерами серебра. Фильтроэлемент второй ступени очистки установлен с возможностью перемещения по высоте относительно канала выхода очищенной и обеззараженной воды, а также с возможностью поворота по своей оси на угол, равный 120°. При этом выбор угла и возможностью поворота фильтроэлемента второй ступени очистки обеспечивает восстановление производительности фильтрования в канале выхода очищенной и обеззараженной воды. Зазор между двумя фильтроэлементами равен зазору между корпусом и фильтроэлементом первой ступени очистки. Отношение высоты фильтроэлемента второй ступени очистки Н2 к высоте фильтроэлемента первой ступени H1 равно 0,85. Наружный диаметр фильтроэлемента второй ступени D1 меньше внутреннего диаметра фильтроэлемента первой ступени Dвн1 очистки на толщину стенки фильтроэлемента второй ступени очистки. Объемы сорбционного V1 и адсорбционно-бактерицидного V2 материалов обоих фильтроэлементов, а также наружные диаметры D1 и D2 фильтроэлементов находятся в следующих зависимостях: ; , где
V1 - объем сорбционного материала фильтроэлемента первой ступени очистки;
V2 - объем адсорбционно-бактерицидного материала фильтроэлемента второй ступени очистки;
D1 - наружный диаметр фильтроэлемента первой ступени очистки;
D2 - наружный диаметр фильтроэлемента второй ступени очистки;
Dвн1 - внутренний диаметр фильтроэлемента первой ступени очистки;
H1 - высота фильтроэлемента первой ступени очистки;
Н2 - высота фильтроэлемента второй ступени очистки.
Бытовой фильтр для очистки воды поясняется чертежами на фиг 1, 2 и 3.
Фиг.1 - Бытовой фильтр для очистки воды (схема продольного сечения) Фиг.2 - Бытовой фильтр для очистки воды (схема положения фильтроэлемента при перекрывании им канала штуцера выхода очищенной и обеззараженной воды).
Фиг.3 - Бытовой фильтр для очистки воды (схема положения фильтроэлемента при частичном перекрывании им канала штуцера выхода очищенной и обеззараженной воды).
Согласно фиг.1, 2 и 3 бытовой фильтр для очистки воды содержит корпус 1. Корпус 1 содержит также штуцера подвода очищаемой воды и отвода очищенной и обеззараженной воды, соединительные элементы и крышку 2. Внутри корпуса 1 расположен фильтроэлемент первой ступени очистки 3 в виде трубчатого сменного картриджа. Последний содержит сорбционный материал и снабжен в местах контакта с дном корпуса и его крышкой уплотнительными прокладками 4 и 5.
Во внутренней полости трубчатого сменного картриджа, по центру корпуса расположен трубчатый фильтроэлемент второй ступени очистки 6 с образованием в полости зазора, служащего для съема очищенной после первой ступени очистки воды. Трубчатый фильтроэлемент второй ступени очистки 6 снабжен закрытым дном 7 и внутренней полостью, служащей для съема очищенной и обеззараженной воды после второй ступени очистки. Фильтроэлемент второй ступени очистки 6 содержит адсорбционно-бактерицидный материал на основе открыто-пористого полиэтилена, модифицированного нанокластерами серебра. Фильтроэлемент второй ступени очистки 6 установлен с возможностью перемещения по высоте относительно канала выхода очищенной и обеззараженной воды, а также с возможностью поворота по своей оси на угол, равный 120°.
При этом подбор угла обеспечивает производительность фильтрования в канале выхода очищенной и обеззараженной воды.
Зазор между двумя фильтроэлементами 3 и 6 равен зазору между корпусом 1 и фильтроэлементом первой ступени очистки 3.
Отношение высоты Н2 фильтроэлемента второй ступени очистки 6 к высоте H1 фильтроэлемента первой ступени 3 равно 0,85.
Наружный диаметр D2 фильтроэлемента второй ступени 6 меньше внутреннего диаметра Dвн1 фильтроэлемента первой ступени очистки 3 на толщину стенки фильтроэлемента второй ступени очистки 6. Объемы сорбционного V1 и адсорбционно-бактерицидного V2 материалов обоих фильтроэлементов 3 и 6, а также наружные диаметры D1 и D2 фильтроэлементов 3 и 6 находятся в следующих зависимостях:
;
, где
V1 - объем сорбционного материала фильтроэлемента первой ступени очистки;
V2 - объем адсорбционно-бактерицидного материала фильтроэлемента второй ступени очистки;
D1 - наружный диаметр фильтроэлемента первой ступени очистки;
D2 - наружный диаметр фильтроэлемента второй ступени очистки;
Dвн1 - внутренний диаметр фильтроэлемента первой ступени очистки;
H1 - высота фильтроэлемента первой ступени очистки;
Н2 - высота фильтроэлемента второй ступени очистки.
Фильтроэлементы первой и второй ступеней очистки снабжены уплотняющими кольцами 8 и 9.
Известные бытовые картриджные фильтры имеют существенный недостаток: на сорбционном элементе быстро накапливается грязь, являющаяся питательной средой для бактерий, а тепло помещения и присутствие водопровода горячей воды ускоряют процесс биообрастания.
Делать сменный сорбционный картридж, обогащенный элементами серебра для бактерицидной обработки, и выбрасывать его каждые два-три месяца нерационально и дорого.
Предлагаемая в качестве полезной модели конструкция бытового фильтра для очистки воды работает следующим образом: функции механической и бактерицидной очистки воды осуществляются двумя фильтроэлементами, 3 и 6, смонтированными в одном корпусе 1: вода проходит сначала через угольный сорбционный 3, стандартный сменный, а затем через второй - бактерицидный 6, с тонкостью фильтрации 0,5-1 мкм (фиг.1).
Второй фильтроэлемент 6 находится внутри первого 3. Второй выполнен из мелкопористого материала, насыщенного несмываемыми частицами серебра - нанокластерами, производит тонкую очистку воды и ее обеззараживание.
Бактерицидный фильтроэлемент рассчитан на 2-3 года непрерывной эксплуатации, с периодическим проведением регенерации в горячей 10%-ной лимонной кислоте.
Соотношение размеров фильтроэлементов, объемы рабочих тел подобраны так, чтобы обеспечить 100%-ную ресурсную совместимость: на 5 замен картриджей потребуется примерно одна регенерация бактерицидного фильтра.
Поскольку качество обработки воды активным серебром зависит от скорости прохождения воды через поры фильтра, в конструкции предусмотрена возможность регулировки потока путем полного или частичного перекрывания бактерицидным фильтроэлементом канала штуцера выхода очищенной и обеззараженной воды (фиг.2 и 3), и регулируется в пределах 0,5-2,5 л/мин и более.
При полном перекрывании выхода в канал происходит вторичное фильтрование воды. Производительность при этом - минимальная, качество очистки - максимальное. В процессе работы фильтра в зоне вторичного фильтрования накапливается избыточное количество солей жесткости, производительность фильтра снижается. Для восстановления производительности достаточно повернуть внутренний фильтровальный элемент второй ступени очистки на 120° и ввести в зону вторичного фильтрования другой участок фильтроэлемента 6. Эту процедуру можно повторить еще раз.
Предлагаемый в качестве полезной модели бытовой фильтр для очистки воды позволяет повысить эффективность фильтрации, за счет использования для очистки воды высокоэффективных фильтрующих материалов и увеличить срок эксплуатации фильтра за счет возможности повышения производительности путем восстановления скорости очистки, перемещая фильтроэлемента второй ступени очистки относительно канала штуцера выхода очищенной и обеззараженной воды, а также поворачивая его вокруг своей оси.