УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ШАРОВОЙ ФОРМЫ

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для очистки жидкости методом фильтрования, в частности, для получения питьевой воды (соответствующей требуемым стандартам) и может быть использована в системах подготовки технологической воды для различных производств, для бытовых нужд, фармацевтических целей, а также в полевых условиях.
Одним из основных узлов различных систем очистки жидкости являются сменные фильтровальные элементы, называемые или картриджами, или патронными фильтрами. Такие фильтровальные элементы часто выполняются из нетканых материалов, обеспечивающих различные виды фильтрации. Согласно описанию предлагаемые варианты устройства относятся к ионообменным и сорбционным картриджным фильтрам, а точнее, к сменным фильтровальным элементам-картриджам этих фильтров, применяемым в проточных системах очистки жидкости тупиковым методом фильтрации.
Известен [RU 2013104 С1, 1994] фильтр для очистки жидкости, фильтрующий патрон которого выполнен в виде двух коаксиальных стаканов, вставленных один в другой. В промежутке между стаканами размещена трубчатая вставка, оребренная с внутренней стороны и с отверстиями в нижней части. В кольцевом пространстве между наружным стаканом и трубчатой вставкой размещена ионообменная смола, а во внутреннем стакане - активированный уголь. Ионообменная смола постоянно находится под заливом жидкостью, что повышает надежность работы фильтра.
Известен бытовой фильтр для доочистки питьевой воды «Цеолитовый-С» [RU 2252061 С1, 2005], содержащий корпус с входными и выходными патрубками, вертикальные перегородки, установленные внутри корпуса с образованием блоков для сорбентов, при этом перегородки выполнены в виде двух цилиндров, установленных соосно по вертикальной оси корпуса с образованием одного цилиндрического блока и двух кольцевых, кроме того, внутренний цилиндр установлен с зазором между нижним его торцом и дном корпуса, а наружный цилиндр с зазором между верхним его торцом и крышкой корпуса.
Известен фильтр для очистки воды [JP 2005288438, 2005], обеспечивающий удаление из воды нитрат- и сульфат-ионов. Вода в картридже проходит сначала через слой ионообменной смолы, имеющей ионы кальция как обменный катион, а затем вода проходит через слой анионообменной смолы.
Известен патронный фильтровальный элемент [RU 60874 U1, 2007]. Предлагается два варианта патронного фильтровального элемента, первый вариант патронного фильтровального элемента содержит перфорированную трубку и сформированный вокруг нее слоистый фильтрующий материал, соединенные торцевыми деталями, фильтрующий материал, сформированный вокруг перфорированной трубки в виде цилиндрического рулона, выполнен в виде «сэндвича», нижний и верхний слои которого являются синтетическим нетканым материалом, свободно пропускающим воду, между которыми расположен внутренний слой сорбционного материала на основе волокнистого листового материала органического или неорганического происхождения, модифицированного наноразмерными частицами гидрата оксида алюминия, предназначенного для тонкой очистки воды и очистки воды от микроорганизмов, при этом внутренний слой выполнен в виде гладкой ленты, сформированной из множества слоев сорбционного материала. Второй вариант патронного фильтровального элемента содержит перфорированную трубку и сформированный вокруг нее слоистый фильтрующий материал, соединенные торцевыми деталями, фильтрующий материал, сформированный вокруг перфорированной трубки в виде цилиндрического рулона, выполнен в виде «сэндвича», нижний и верхний слои которого являются синтетическим нетканым материалом, свободно пропускающим воду, между которыми расположен внутренний слой сорбционного материала на основе волокнистого листового материала органического или неорганического происхождения, модифицированного наноразмерными частицами гидрата оксида алюминия, предназначенного для тонкой очистки воды и очистки воды от микроорганизмов, при этом внутренний слой выполнен в виде гофрированной ленты, сформированной из множества слоев сорбционного материала.
Из уровня техники известен КАРТРИДЖ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ (ВАРИАНТЫ) (патент RU 83941 U, B01D 27/00, C02F 1/00, Опубликовано: 27.06.2009). Полезная модель относится к устройствам для очистки жидкости методом фильтрования с использованием процессов сорбции и ионообмена, в частности, для получения питьевой воды и может быть использована в системах подготовки технологической воды для различных производств, для бытовых нужд, фармацевтических целей, а также в полевых условиях. Задачей заявляемого технического решения является разработка сменного картриджа с высокой степенью очистки жидкости от вредных примесей. Технический результат: расширение области применения предлагаемого картриджа за счет того, что в нем совмещаются стадии механической, микробиологической очистки и очистки от неорганических и органических загрязнений. По первому и второму вариантам выполнения задача и технический результат достигаются тем, что картридж для очистки жидкости содержит перфорированный каркас и сформированный вокруг него сорбционно-фильтрующий материал, включающий, по меньшей мере, два слоя защитного материала и размещенный между ними многослойный сорбционный материал, множественность слоев которого обеспечена намоткой в виде рулона, по меньшей мере, одного слоя полотна или ленты вокруг перфорированного каркаса, соединенные торцевыми деталями. По третьему и четвертому вариантам выполнения задача и технический результат достигаются также тем, что картридж для очистки жидкости содержит перфорированный каркас и сформированный вокруг него сорбционно-фильтрующий материал, включающий, по меньшей мере, два слоя защитного материала и размещенный между ними многослойный сорбционный материал, множественность слоев которого обеспечена намоткой в виде рулона, по меньшей мере, одного слоя гофрированного полотна или ленты вокруг перфорированного каркаса, соединенные торцевыми деталями. Отличительной особенностью предлагаемого картриджа по первому и третьему вариантам выполнения является то, что он дополнительно содержит стакан, установленный внутри и на одной оси с перфорированным каркасом, а также загрузку из ионообменной смолы, размещенную внутри стакана. Отличительной особенностью предлагаемого картриджа по второму и четвертому вариантам выполнения является то, что он дополнительно содержит стакан, установленный внутри и на одной оси с перфорированным каркасом, загрузку из ионообменной смолы, размещенную в пространстве между перфорированным каркасом и стаканом, а также загрузку из активированного угля, размещенную внутри стакана.
Все известные из уровня техники решения имеют вытянутые как правило цилиндрические, конические или параллелепипедные формы картриджей с сорбирующим веществом.
Недостатком таких форм является то, что при одинаковом объеме шихты (картриджа) наибольшая поверхность сорбирующего слоя будет у фильтра шаровидной формы, а значит и ресурс такого фильтра будет больше, чем у других. Однако из уровня техники не известно такого рода форм картриджей.
Техническим результатом заявленного устройства является повышение ресурса службы и улучшение сорбции по сравнению с другими устройствами, имеющими одинаковый объем с данной моделью.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для очистки воды, содержащее картридж (или сорбирующий состав насыпных веществ), входное отверстие для подачи воды (с наружной стороны картриджа), отверстие для вывода (из центра картриджа), отличающийся тем, что картридж выполнен шаровой или эллиптической (приближенной к шаровой) формы. Т.е., при максимальном объеме шихты заявляемое устройство имеет наименьший габарит (наименьшие размеры) и наибольшая поверхность сорбирующего слоя будет у фильтра шаровидной формы, а значит и ресурс такого фильтра будет больше, чем у других. Однако из уровня техники не известно такого рода форм картриджей.
Картридж может быть выполнен методом спекания с композитным материалом. В состав материала картриджа входят ПЭТ и/или ПВХ, и/или полиэтилен. Входящие и выходящие отверстия картриджа, либо только выходящее отверстие картриджа закрыты сетчатыми мембранами, функцией которых является недопущение выпадения сорбента из картриджа. Сетчатые мембраны могут быть выполнены съемными. Устройство содержит сорбирующее вещество, обладающее функцией свободно засыпаться во входное отверстие для подачи воды и высыпаться из отверстия для вывода. Входное отверстие для подачи воды и отверстие для вывода выполнены с возможностью герметичного соединения с патрубками подачи и вывода воды, соответственно.
Полезная модель поясняется чертежами.
На Фиг.1 показано конструктивное устройство для очистки воды в работе, где 1 - корпус картриджа, 2 - входящий патрубок, 3 - выводной патрубок, 4 - сетчатая мембрана.
На Фиг.2 показано конструктивное устройство для очистки воды со снятыми патрубками.
На Фиг.3 показано конструктивное устройство картриджа в процессе очистки от сорбента, где 5 - входное отверстие картриджа, 6 - использованный сорбент, 7 - выходное отверстие картриджа.
На Фиг.4 показано конструктивное устройство картриджа в процессе заполнения новым сорбентом, где 8 - новый сорбент.
Полезная модель может быть выполнена следующим образом.
Устройство для очистки воды представляет собой картридж 1, внутри которого расположено сорбирующее вещество 6. Картридж 1 содержит входное отверстие 5 для подачи воды, отверстие для вывода 7 очищенной воды.
Новизной устройства является выполнение картриджа 1 шаровой или эллиптической формы. Если картридж выполняют методом спекания с композитным материалом, то делают это с целью использовать картридж в качестве одноразового устройства для очистки воды. Такой процесс изготовления упрощает и удешевляет стоимость картриджа. При этом в состав материала картриджа могут входить ПЭТ и/или ПВХ, и/или полиэтилен.
Входящие 5 и выходящие 7 отверстия картриджа 1, либо только выходящее 7 отверстие картриджа могут быть закрыты сетчатыми мембранами 4, функцией которых является недопущение выпадения сорбента 6 из картриджа.
Сетчатые мембраны 4 должны быть выполнены съемными, если картридж 1 используется как многоразовое устройство. Для осуществления многоразовой функции картридж 1 должен содержать сорбирующее вещество 6, 8, обладающее функцией свободно засыпаться во входное отверстие для подачи воды и высыпаться из отверстия для вывода.
Процесс высыпания использованного сорбента 6 показан на Фиг.3. Для чего снимают как минимум нижнюю мембрану 4, либо также и верхнюю, через которую(ые) затем высыпают использованный сорбент 6. Для улучшения и убыстрения процесса очистки полости картриджа 1 от использованного сорбента 6 через входное отверстие можно под давлением подавать воду (т.е. промывать полость картриджа от сорбента).
Затем очищенный от сорбента картридж снова заполняют новым чистым сорбентом 8 (см. Фиг.4) через входное отверстие 5, а выходное отверстие 7 закрывают при этом мембраной 4.
Входное отверстие 5 для подачи воды и отверстие 7 для вывода предпочтительно должны быть выполнены с возможностью герметичного соединения с патрубками подачи 2 и вывода 3 воды, соответственно, чтобы можно было быстро и эффективно производить замену картриджа или его очистку.