УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ ЦЕЛЕЙ МЕТОДОМ ОБРАТНОГО ОСМОСА

Полезная модель относится к мембранной технике и может быть использована в процессах очистки жидкостей методом обратного осмоса, преимущественно для получения воды для гемодиализа.
Очистка жидкостей методом обратного осмоса производится при помощи специальных полупроницаемых мембран. При этом в процессе очистки происходит уменьшение производительности мембран, которая вызвана несколькими причинами, а именно концентрационной поляризацией, адсорбцией, образованием слоя геля и забиванием пор. Небольшой срок службы мембраны приводит к необходимости частой замены мембраны.
Другим способом повышения производительности фильтрования является восстановление мембраны путем их периодической очистки.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство для очистки воды, описанное в патенте JP 2000225324. В указанном патенте восстановление обратноосмотической мембраны производят за счет того, что на вход узла мембраны подают воду, которая является смесью предварительно подготовленной воды и воды, прошедшей очистку через обратноосмотическую мембрану.
Недостатком прототипа является ухудшение работы мембраны обратного осмоса в результате концентрации микроорганизмов, так как, размножаясь, микроорганизмы (микрофлора) блокируют поверхность мембраны, ухудшая ее производительность, и могут повреждать разделительный слой, снижая селективность.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание безопасной установки при проведении очистки воды для гемодиализа с увеличенным сроком службы мембраны обратного осмоса.
Техническим результатом настоящей полезной модели является безопасность использования установки при проведении очистки воды для гемодиализа при увеличении срока службы мембраны обратного осмоса, а также повышение качества получаемой воды за счет увеличения степени очистки благодаря сохранению неизменными в течение длительного времени изначальных физических характеристик мембраны, таких как селективность и производительность.
Технический результат достигается тем, что устройство для очистки воды для медицинских целей включает узел с мембраной обратного осмоса и накопитель, емкость с химическим агентом, вентильный переключатель режимов, первую, вторую, третью и четвертую магистрали. При этом вход узла с мембраной обратного осмоса соединен с первой магистралью для подачи предварительно подготовленной воды, которая содержит последовательно установленные первый электромагнитный клапан и насос высокого давления. Первый выход узла с мембраной обратного осмоса соединен с магистралью сброса воды. Второй выход узла с мембраной обратного осмоса соединен с накопителем второй магистралью, в которой установлен второй электромагнитный клапан. Также устройство включает третью магистраль, которая соединяет выход накопителя с первой магистралью перед насосом высокого давления. При этом в третьей магистрали установлен третий электромагнитный клапан. Устройство содержит емкость с химическим реагентом. Выход емкости с химическим реагентом соединен с первой магистралью перед насосом высокого давления четвертой магистралью. При этом устройство снабжено вентильным переключателем режимов, выполненным из трех шаровых вентилей с общей рукояткой, причем первый шаровой вентиль установлен в первой магистрали, второй шаровой вентиль установлен во второй магистрали и третий шаровой вентиль установлен в четвертой магистрали.
В дальнейшем полезная модель иллюстрируется подробным описанием конкретного примера выполнения и чертежом, на котором изображена схема устройства.
Заявляемое устройство содержит первую магистраль 1 подачи предварительно подготовленной воды, в которой последовательно установлены первый электромагнитный клапан 2, первый механический шаровой вентиль 3 и насос 4 высокого давления. Также в первой магистрали 1 установлен эжекционный насос 21, вход которого соединен со входом первого механического шарового вентиля 3, а выход эжекционного насоса 21 соединен с выходом первого механического шарового вентиля 3. Первая магистраль 1 подачи предварительно подготовленной воды соединена со входом узла 5 мембраны обратного осмоса.
Первый выход узла 5 мембраны обратного осмоса соединен с магистралью 7 сброса отработанной воды, а второй выход узла 5 мембраны обратного осмоса соединен со второй магистралью 6 выхода очищенной воды.
Вторая магистраль 6 выхода очищенной воды соединяет первый выход узла 5 мембраны обратного осмоса с расходно-накопительным баком 8 очищенной воды и последовательно содержит указатель 9 расхода очищенной воды, второй шаровой вентиль 10 и второй электромагнитный клапан 11 очищенной воды.
Магистраль 7 сброса отработанной воды соединяет первый выход узла 5 мембраны обратного осмоса со сливным клюзом 12 и служит для выпуска воды омывающей мембрану. В магистрали 7 сброса отработанной воды установлен нагрузочный дроссель 13.
Выход расходно-накопительного бака 8 очищенной воды соединен с насосом 15, после которого установлен разветвитель 16. Разветвитель 16 позволяет подавать очищенную воду потребителям или подавать очищенную воду по третьей магистрали 14 в первую магистраль 1 подачи предварительно подготовленной воды. Место соединения третьей магистрали 14 подачи очищенной воды и первой магистрали 1 подачи предварительно подготовленной воды расположено перед насосом 4 высокого давления. При этом в магистрали 14 подачи очищенной воды перед местом соединения с первой магистралью 1 подачи предварительно подготовленной воды установлен третий электромагнитный клапан 17.
Также заявляемое устройство содержит емкость 18, в которой содержится химический агент. Выход емкости 18 соединен с первой магистралью 1 подачи предварительно подготовленной воды четвертой магистралью 19 подачи химического агента. Четвертая магистраль 19 подачи химического агента содержит третий шаровой вентиль 20 и соединена с первой магистралью 1 подачи предварительно подготовленной воды через эжекционный насос 21.
Первый шаровой вентиль 3, второй шаровой вентиль 10 и третий шаровой вентиль 20 имеют жесткую связь между собой и являются единым вентильным переключателем режимов 22.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
В рабочем режиме заранее подготовленную, то есть осветленную, дехлорированную, обезжелезненную и умягченную воду подают в первую магистраль 1 подачи предварительно подготовленной воды, где она поступает на вход насоса 4 высокого давления. Насос 4 создает давление, превышающее осмотическое давление растворенных солей и составляющее примерно от 15 атм. до 20 атм., и подает воду в узел 5 на мембрану обратного осмоса. Часть потока воды, составляющая от 15% до 30%, проходит через мембрану, образуя поток очищенной воды. Очищенная вода через второй выход узла 5 мембраны обратного осмоса по второй магистрали 6 выхода очищенной воды через указатель 9 расхода очищенной воды, второй механический шаровой вентиль 10 и второй электромагнитный клапан 11 подается в расходно-накопительный бак 8.
Другая часть (от 70% до 85%) через первый выход узла 5 мембраны обратного осмоса уходит по магистрали 7 сброса отработанной воды в сливной клюз 12.
Для поддержания устойчивой работы устройства осуществляют периодическую промывку мембраны обратного осмоса. Для этого с промежутком, например, 1 раз в 30 мин, закрывают первый электромагнитный клапан 2 в первой магистрали 1 подачи предварительно подготовленной воды и одновременно открывают третий электромагнитный клапан 17 третьей магистрали 14 подачи очищенной воды. При этом на вход насоса 4 высокого давления подается очищенная вода из расходно-накопительного бака 8. Очищенная вода под давлением 15-20 атм. в течение, например, 6 минут подается на мембрану обратного осмоса, что позволяет растворить и смыть с нее все образовавшиеся отложения.
В режиме периодической промывки часть очищенной воды, прошедшая через мембрану и представляющая по сути уже дважды очищенную воду, возвращается в расходно-накопительный бак 8, повышая качество находящейся в нем очищенной воды.
Для повышения степени очистки воды в устройстве предусмотрен технологический режим химической обработки, в том числе дезинфекции, мембраны обратного осмоса. Необходимость включения этого режима возникает при падении объема очищенной воды на выходе из узла 5 мембраны обратного осмоса. Этот объем определяется при помощи указателя 9 расхода очищенной воды.
Переключение из рабочего режима в технологический режим химической обработки осуществляется в ручном режиме с помощью механического вентильного переключателя 22 режимов.
Вентильный переключатель 22 режимов представляет собой три шаровых вентиля, а именно первый шаровой вентиль 3, второй шаровой вентиль 10 и третий шаровой вентиль 20, которые установлены на общем основании и снабжены общей рукояткой. Причем первый вентиль 3 и второй вентиль 10 установлены в одинаковом положении и в инверсном положении относительно третьего вентиля 20.
В рабочем режиме устройства рукоятка вентильного переключателя 22 режимов стоит в положении, когда первый вентиль 3 и второй вентиль 10 открыты, а третий вентиль 20 закрыт.
Для включения технологического режима химической обработки рукоятку вентильного переключателя 22 режимов переводят в положение, когда первый вентиль 3 и второй вентиль 10 закрыты, а третий вентиль 20 открыт. Химический агент из емкости 18 по четвертой магистрали 19 через открытый третий механический шаровой вентиль 20 попадает в эжекционный насос 21 и по первой магистрали 1 подается в узел 5 мембраны обратного осмоса. Происходит химическая обработка мембраны обратного осмоса, при этом второй вентиль 10 закрыт, что позволяет гарантированно исключить попадание химического агента в расходно-накопительный бак 8 очищенной воды.
Предлагаемое устройство для очистки воды для медицинских целей методом обратного осмоса позволяет обеспечить безопасность проведения химической промывки и предотвратить возможность ее несанкционированного включения, а также увеличить срок эксплуатации мембраны обратного осмоса, повысить качество получаемой воды, что может быть использовано в медицинской промышленности для получения воды для гемодиализа.