ФИЛЬТР ДЛЯ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим тонкую очистку жидкостей, в частности воды, от взвесей, бактерий, вирусов и растворенных в воде химических соединений.
Известен фильтр бытовой "Родник-ЗМ проточного типа" выпускаемый в соответствии с ТУ 6-16-22-91-87. (патент РФ на изобретение №2145943, МПК 7 С 02 F 9/00, В 01 D 29/56, 61/00, Бюллетень изобретений № 6, 2000г.). Очистка воды в нем осуществляется за счет наличия фильтроэлемента, наполненного активным углем, пропитанным серебром.
Недостатками фильтра являются относительно высокое гидравлическое сопротивление фильтроэлемента, относительно низкое качество фильтрации вследствие использования в качестве фильтроэлемента активного угля, который имеет проходные для жидкости каналы нерегламентированного размера.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является бытовой фильтр для тонкой очистки воды (патент РФ на изобретение № 2145943, МПК 7 С 02 F 9/00, В 01 D 29/56, 61/00, Бюллетень изобретений № 6, 2000г.). Фильтр содержит корпус, закрытый крышками с заборными отверстиями, шланг для отвода отфильтрованной воды, расположенные между корпусом и крышками предфильтры и фильтроэлементы. Фильтроэлементы выполнены из полимерной пленки толщиной 9,0-11,0 мкм, имеющей сквозные отверстия диаметром 0,2-0,4 мкм. Поверхность корпуса выполнена рифленой, а коллектор для сбора фильтрата образован этой поверхностью и поверхностью фильтроэлемента. Перепад давления на полимерной пленке создается за счет разности высот уровня жидкости в емкости с исходной жидкостью, в которую погружен фильтр, и среза водяного затвора в приемной емкости.
Недостатками фильтра являются:
- относительно высокая сложность изготовления;
- относительно большие массогабаритные характеристики;
- относительно высокая сложность регенерации фильтроэлементов;
- использование при изготовлении относительно дорогостоящего оборудования и материалов.
Для исключения указанных недостатков в фильтре для тонкой очистки жидкости, содержащем сепарационно-дренажный элемент с рифленой поверхностью, расположенный внутри полости, образованной трековыми мембранами, выходной патрубок, соединяющий полость, образованную трековыми мембранами с окружающей средой, предлагается:
- фильтр дополнительно снабдить, по меньшей мере, одной парой внутренних и одной парой наружных рамок;
- сепарационно-дренажный элемент по периметру закрепить между двумя внутренними рамками;
- трековые мембраны, расположенные по обе стороны от сепарационно-дренажного элемента, герметично соединить между собой и внутренними рамками при помощи пары наружных рамок, с размещенным между ними сепарационно-дренажным элементом;
- сепарационно-дренажный элемент, трековые мембраны, внутренние и наружные рамки разместить внутри чехла, имеющего щель для забора жидкости и отверстие для прохода выходного патрубка.
В частных случаях выполнения фильтра предлагается:
- внутреннюю поверхность чехла выполнить рифленой,
- на внутренней поверхности чехла с противоположной от отверстия для прохода выходного патрубка стороны изготовить, по меньшей мере, одно утолщение из мягкого материала, например, поролона.
Заявляемое изобретение иллюстрируется графическими материалами, где на фиг.1 и фиг.2 представлены конструкции фильтра соответственно в разобранном и собранном состояниях, а на фиг.3 схема использования фильтра при фильтрации жидкости.
На фиг.1-3 приняты следующие обозначения:
1 - внутренняя рамка; 2 - выходной патрубок; 3 - емкость для сбора фильтрата; 4 -заборная емкость с фильтруемой жидкостью; 5 - наружная поверхность трековой мембраны; 6 - наружная рамка; 7 - отверстие для прохода выходного патрубка; 8 -
сепарационно-дренажный элемент; 9 - сливной шланг; 10 - трековая мембрана; 11 -утолщение из мягкого материала; 12 - чехол; 13 - щель для забора жидкости.
В фильтре в качестве фильтрующего материала использованы трековые мембраны 10.
Сепарационно-дренажный элемент 8 размещен внутри полости, образованной трековыми мембранами 10 и служит для их дистанционирования между собой.
Полость, образованная трековыми мембранами 10, сообщена с окружающей средой посредством выходного патрубка 1.
Каждую трековую мембрану 10 размещают между внутренней 2 и наружной 3 рамками.
Сепарационно-дренажный элемент 8 закрепляют по периметру между двумя внутренними рамками 2. Внутренние 1 и наружные 6 рамки герметично соединены между собой и трековыми мембранами 10.
Выходной патрубок 2 предназначен для отвода фильтрата и герметизируется одновременно с трековыми мембранами 10 и внутренними 1 и наружными 6 рамками.
Сепарационно-дренажный элемент 8, трековые мембраны 10, внутренние 1 и наружные 6 рамки, размещают внутри чехла 12, имеющего щель для забора жидкости 13 и отверстие для прохода выходного патрубка 7.
В частных случаях выполнения фильтра внутреннюю поверхность чехла 12 изготавливают рифленой. Кроме того, на внутренней поверхности чехла 12 изготавливают, по меньшей, мере одно утолщение из мягкого материала 11.
Устройство работает следующим образом (см. фиг.3).
Фильтр помещается в заборную емкость с фильтруемой жидкостью 4, причем его сливной шланг 9 укладывается в жидкость так, чтобы над поверхностью жидкости оставался только его конец. При этом жидкость проникает через поры в трековой мембране 10 и заполняет внутреннюю полость фильтра и ту часть сливного шланга 9, которая находится под уровнем жидкости. По истечении времени, достаточного для заполнения фильтратом внутренней полости фильтра и шланга 9, конец шланга 9 с плотно прикрытым отверстием вынимается из заборной емкости с фильтруемой
жидкостью 4 и опускается в находящуюся ниже ее по высоте (Н) емкость для сбора фильтрата 3. После этого фильтрат через проточную часть фильтра непрерывно поступает в емкость для сбора фильтрата 3 до тех пор, пока уровень в жидкости в заборной емкости 4 не опустится ниже уровня щели для забора жидкости 13.
По мере загрязнения наружной поверхности трековых мембран 5, производится регенерация фильтрующих свойств фильтра путем его промывки. Для этого достаточно, держа фильтр под струей проточной воды, несколько раз снять и надеть чехол 12.
Пример конкретного исполнения фильтра.
Фильтр для тонкой очистки жидкости имеет габаритные размеры 210х105х4 мм, на объемный расход фильтрата в пределах 1-0,5 л/час.
4
2
В фильтре в качестве фильтроэлемента используется трековая мембрана 10. Трековая мембрана 10 представляет собой пористый материал со сквозными цилиндрическими порами, число пор порядка 10 на 1 см, а их диаметр находится в пределах 0,2-0,4 мкм.
Трековая мембрана 10 изготавливается на основе полимерной полиэтилентерефталатной пленки марки ПЭТФ КЭ толщиной 10,0±1,0 мкм (ГОСТ 24234-80) путем облучения тяжелыми ионами на ускорителе с последующей физико-химической обработкой.
Сепарационно-дренажный элемент 8 представляет собой полиамидную сетку толщиной 0,8 мм, размером 180х80 мм, которую размещают в полости образованной трековыми мембранами 10. Данная полость сообщается с окружающей средой посредством выходного патрубка 2, представляющего собой полиэтиленовую трубку размером 6х0,5 мм и длиной 25 мм.
Внутренние 1 и наружные 6 рамки изготавливают из полиэтилена, который имеет температуру плавления меньшую по сравнению с температурой плавления трековых мембран 10. Сепарационно-дренажный элемент 8 располагают между парой внутренних рамок 1, а трековые мембраны 10 - между внутренними 1 и наружными б рамками.
Выходной патрубок 2 располагают между двумя внутренними рамками 1.
Фильтр герметизируют по периметру путем расплавления под давлением
внутренних 1 и наружных 6 рамок при сжатии всего пакета изображенного на фиг.1. При этом полиэтилен проникает в поры мембран, образуя герметичное неразъемное соединение.
Сепарационно-дренажный элемент 8, внутренние 1 и наружные 6 рамки, трековые мембраны 10 и выходной патрубок 2 после герметизации размещают внутри чехла 12, представляющего собой эластичный пакет, изготавливаемый из полиэтилена.
В чехле 12 изготавливают отверстие для прохода выходного патрубка 7 и щель для забора жидкости 13.
На внутренней поверхности чехла 12 выполняют рифление путем нанесения насечки.
На внутренней поверхности чехла вдоль края щели для забора жидкости изготавливают утолщение 11 путем наклеивания полоски поролона толщиной 0,5 мм и шириной 15 мм. Данное утолщение предназначено для очистки поверхности трековых мембран во время промывки фильтра.
Использование предлагаемого изобретения позволяет:
-упростить процесс изготовления фильтра;
-уменьшить массогабаритные характеристики;
-исключить использование дорогостоящего оборудования и материалов при изготовлении фильтра;
-снизить стоимость фильтра.
Изготовлены и испытаны макеты фильтров для тонкой очистки жидкости. Показана их работоспособность и эффективность.