ФИЛЬТРУЮЩИЙ ПАТРОН

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области очистки природных и сточных вод от присутствующих в них загрязнений, а именно к устройствам для очистки природных и сточных вод фильтрованием через фильтрующий материал. Устройство может быть использовано для очистки вод различного происхождения от взвешенных веществ, нефтепродуктов, активного хлора, а также для снижения окисляемости воды, жесткости воды, содержания тяжелых металлов, для корректировки водородного показателя. Так для удаления нефтепродуктов, снижения окисляемости может применяться загрузка из активированного угля или иного материала, сорбирующего данные загрязнения. Для снижения жесткости и концентрации тяжелых металлов, а также бора, в качестве загрузки может использоваться ионообменная смола. Для корректировки водородного показателя, снижения концентраций железа и марганца в качестве загрузки может использоваться кальцит или другой сорбент. Устройство не имеет ограничений по использованию других загрузок. Устройство может размещаться в блоках доочистки водопроводных и канализационных сооружений, а также на водозаборных колодцах или колодцах канализационной сети. Устройство предназначено для использования без обслуживания до полного исчерпания грязеемкости и/или сорбционной, ионообменной емкости фильтрующего материала.
Уровень техники
Известны устройства для очистки воды, выполненные в виде фильтрующего патрона. Так, фильтрующий патрон, патент 138499, опубликован 20.03.2014 г. имеет цилиндрический корпус, заполненный фильтрующим материалом / водопроницаемые основания, фланец и проушину для монтажа. Фильтрующий патрон, патент 156676, опубликован 11.11.2015 г. имеет цилиндрический корпус, заполненный фильтрующим материалом / водопроницаемые основания и фланец.
Известен фильтрующий патрон для очистки воды / имеющий цилиндрический корпус, заполненный фильтрующим материалом, при этом корпус имеет водопроницаемые верхние и нижнее основания, корпус в верхней части имеет фланец для присоединения к емкости очищенной воды, при этом боковая поверхность корпуса выполнена водопроницаемой в верхней части выше фланца. Фланец снабжен проушинами для строповки и перемещения патрона (патент РФ на полезную модель №170818, B01D 27/00, опубликован 11.05.2017 г.). Из известных заявителю технических решений патент №170818, является наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели. Этому патенту присуща совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков заявляемой полезной модели: фильтрующий патрон для очистки воды имеет цилиндрический корпус, заполненный фильтрующим материалом, при этом корпус имеет водопроницаемые основания, корпус в верхней части имеет фланец для присоединения к емкости отфильтрованной воды, при этом боковая поверхность корпуса выше фланца выполнена водопроницаемой. Фланец снабжен проушинами для строповки и перемещения патрона. Описанные выше аналоги заявляемой модели основаны на гравитационной фильтрации очищаемой воды через фильтрующий материал «сверху-вниз». Поэтому при фильтрации воды через эти фильтрующие патроны происходит кольматация верхней части фильтрующего материала (исчерпание грязеемкости верхней части фильтрующего элемента). Степень использования фильтрующего материала таких фильтров пропорциональна площади фильтрующей поверхности к объему фильтрующего материала. Недостатком всех вышеперечисленных устройств является их неравномерность исчерпания грязеемкости и/или сорбционной емкости фильтрующего материала, недостаточная степень его использования. Увеличение степени использования фильтрующего материалы может быть достигнуто увеличением удельной фильтрующей поверхности (отношение фильтрующей поверхности, приходящейся на единицу объема фильтрующего материала).
Раскрытие сущности полезной модели
Задачей заявляемой полезной модели является разработка конструкции фильтрующего патрона, обеспечивающей очистку воды с наибольшей эффективностью использования фильтрующего материала до исчерпания им грязеемкости или сорбционной емкости во всем объеме патрона. Заявляемый технический результат достигается тем, что фильтрующий патрон имеет наружный и внутренний корпуса, пространство между которыми заполнено фильтрующим материалом, внутренний корпус образует внутреннюю полость для сбора отфильтрованной воды, водопроницаемыми выполнены боковые стенки и основания цилиндров, а внутренняя полость фильтрующего патрона посредством штуцера присоединена к емкости очищенной воды. Поставленная задачи повышения степени использования фильтрующего материалы достигается тем, что фильтрующий патрон имеет внутренний корпус, внутренняя полость которого предназначена для сбора очищенной воды. Стенки внешнего и внутреннего корпусов выполнены водопроницаемыми, фильтрующий материал размещается между внешним и внутренним корпусам, при этом внутренняя полость фильтрующего патрона соединена штуцером (трубой) с фланцем, присоединенным к резервуару очищенной воды. Фильтрация очищаемой воды осуществляется «снаружи-внутрь». Увеличение фильтрующей поверхности по сравнению с аналогами приводит к увеличению степени использования фильтрующего материала.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен вид заявляемого фильтрующего патрона, на котором представлены конструктивные элементы, связи между ними, а также взаимное расположение элементов заявляемого устройства. Представлены также внешние связи устройства с резервуарами, к которым он присоединен и в которые он установлен. Ниже приведено обозначение элементов фильтрующего патрона, резервуара, исходной и очищенной воды, а также направления движения исходной и чисщенной воды.
1 - резервуар исходной воды;
2 - исходная вода;
3 - наружный водопроницаемый корпус фильтрующего патрона цилиндрической формы;
4 - внутренний водопроницаемый корпус фильтрующего патрона цилиндрической формы;
5 - фильтрующий материал, размещаемый в пространстве между наружным и внутренним корпусам фильтрующего патрона;
6 - внутренняя полость фильтрующего патрона для сбора очищенной воды;
7 - фланец для присоединения к резервуару очищенной воды 9;
8 - патрубок для соединения внутренняя полость фильтрующего патрона 6 к фланцу 7;
9 - резервуар очищенной воды;
10 - очищенная вода:
11 - направления поступления исходной воды
12 - направления отведения очищенной воды
Осуществление полезной модели
Фильтрующий патрон устанавливается в резервуаре исходной воды 1. Фильтрующий патрон присоединен к резервуару очищенной воды посредством фланца 7. Исходная вода 2 поступает для очистки в резервуар исходной воды 1. Под действием разницы давлений в резервуаре исходной воды 1 и резервуаре очищенной воды 2, исходная вода проходит через водопроницаемые стенки наружного корпуса 3 фильтрующего патрона, фильтруется через фильтрующий материла 5, и через водопроницаемые стенки внутреннего корпуса 4 поступает во внутреннюю полость 6 фильтрующего патрона. Из внутренней полости 6 очищенная на фильтрующем материале 5 вода 10 через патрубок 8 поступает в резервуар очищенной воды 10. Устройство позволяет равномерно использовать грязеемкость и/или сорбционную емкость фильтрующего материала, так как удельная площадь фильтрации фильтрующего патрона, выполненного по заявляемому техническому решению, является максимальной для фильтров цилиндрической формы. Более высокое значение удельной площади фильтрации может быть у фильтра шарообразной формы. Поэтому заявляемый фильтрующий патрон обеспечивает очистку воды с наибольшей эффективностью использования фильтрующего материала до исчерпания им грязеемкости или сорбционной емкости во всем объеме патрона. В случае кольматации фильтрующего материала верхней части фильтра фильтрация осуществляется через боковую поверхность или нижнее основание до полного исчерпания фильтрующим материалом грязеемкости и/или сорбционной емкости.
Источники информации
1. Фильтрующий патрон. Патент РФ на полезную модель №138499, опубликован 20.03.2014, Бюл. №8.
2. Фильтрующий патрон. Патент РФ на полезную модель №156676, опубликован 10.11.2015, Бюл. №31.
3. Фильтрующий патрон, патент РФ на полезную модель №170818, опубликован 11.05.2017 г., Бюл. №14.