ФИЛЬТРУЮЩИЙ ПАТРОН ДЛЯ КУВШИНОВ
FILTER CARTRIDGE FOR JUGS

Область техники
Настоящее изобретение относится к фильтрующему патрону для кувшинов, имеющему признаки, представленные в преамбуле основного пункта формулы изобретения.
Уровень техники
Изобретение используют предпочтительно, однако не исключительно, применительно к кувшинам для бытового пользования, которые широко применяются для очистки и/или фильтрования в потребительских целях воды, взятой из городских сетей водоснабжения.
Кувшины такого типа обычно включают в себя первую емкость для собирания фильтруемой воды и вторую емкость, которая сообщается с первой емкостью посредством соответствующей трубки, и в которой размещается соответствующий фильтрующий патрон. Вода, поступившая в первую емкость, течет обычно просто под действием силы тяжести через фильтрующий патрон, таким образом протекая во вторую емкость, в которой она собирается и становится доступной для использования. Фильтрующий патрон включает в себя отделение, в котором содержится фильтрующий материал на основе активированного угля и/или ионообменной смолы, и через который пропускают фильтруемую воду, для попадания во вторую емкость кувшина.
Так как степень фильтрации воды зависит от времени контактирования между водой и фильтрующим материалом, присутствующим в патроне, то желательно, чтобы время контактирования являлось бы по возможности постоянным в течение всей операции, включая проход из первой емкости во вторую емкость кувшина. Однако это идеальное условие далеко от осуществляемого в обычных кувшинах. Операция фильтрования воды не является на самом деле непрерывной, а представляет собой почти мгновенное наливание всей фильтруемой воды в первую емкость и обеспечение ее прохождения при помощи попадания во вторую емкость.
Таким образом, скорость течения воды через фильтрующий патрон (и отсюда время, которое она проводит внутри патрона) изменяется со временем, обычно являющимся обратно пропорциональным высоте столба воды, присутствующей в первой емкости и поступающей на фильтрующий патрон. Кроме того, фильтрованная вода, собранная во второй емкости, может достигать и превышать высоту основания фильтрующего патрона, приводя к соответствующему противодавлению, которое дополнительно замедляет прохождение воды из первой емкости во вторую.
В частности, было установлено, что время контактирования воды с фильтрующим патроном является относительно коротким для первой порции воды, которая проходит из первой емкости во вторую и, наоборот, является относительно длительным для ее последней порции.
В попытке упорядочивания этого явления предлагались различные технические решения, одно из которых предусматривает, чтобы фильтрованная вода из патрона возвращалась по трубке, в которой размещают патрон, и поступала во вторую емкость через отверстие, которое образовано в месте выше основания патрона, вблизи первой емкости. Таким образом, влияние противодавления, получающееся от присутствующей во второй емкости воды, по меньшей мере, предотвращается или ограничивается.
Однако результаты, полученные с помощью известных кувшинов, не являются удовлетворительными, и вышеописанный недостаток является по существу неразрешенным.
Описание изобретения
Проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание фильтрующего патрона для кувшинов, который является конструктивно и функционально сконфигурированным, для того чтобы преодолеть показанные выше ограничения упомянутого уровня техники. Такую проблему решают с помощью настоящего изобретения посредством фильтрующего патрона, сконструированного в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.
Краткое описание чертежей
Признаки и преимущества изобретения будут более понятны из подробного описания некоторых предпочтительных вариантов его воплощения, показанных путем неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
- фиг.1 - схематическое продольное сечение кувшина, включающего в себя фильтрующий патрон, сконструированный в соответствии с настоящим изобретением,
- фиг.2 - продольное сечение, в увеличенном масштабе патрона с фиг.1,
- фиг.3 - вид в разрезе в увеличенном масштабе части патрона с фиг.2,
- фиг.4, фиг.5, фиг.6 и фиг.7 - изображения, подобные фиг.3, соответствующих конструктивных вариантов патрона с фиг.2.
Предпочтительный вариант воплощения изобретения
На чертежах кувшин для бытового пользования для фильтрования воды и жидкостей в целом обозначен 1, и включает в себя фильтрующий патрон 10, который сконструирован в соответствии с настоящим изобретением.
Кувшин 1 включает в себя резервуар 2, который имеет опорную плоскость 2а и ручку 3 и в который введен контейнер 4 в его верхнее отверстие, противоположное опорной плоскости 2а. На основании контейнера имеется трубка 5, которая открыта в направлении резервуара 2, для того чтобы привести внутреннюю часть контейнера 4, образующую первую емкость 6 кувшина 1, в сообщение с внутренней частью резервуара 2, образующей вторую емкость 7 кувшина 1.
Фильтрующий патрон 10 размещают в трубке 5 съемным образом так, что вода, поступившая в первую емкость 6, просачивается под действием силы тяжести сквозь патрон 10 и течет во вторую емкость 7, где она собирается, готовая к выливанию из кувшина через носик 8.
Патрон 10 размещается в трубке 5 по существу плотно, для того чтобы предотвратить протечки воды между первой емкостью и второй емкостью помимо канала через патрон.
Трубка 5 проходит по оси Х, которая по существу перпендикулярна опорной плоскости 2а, таким образом, являясь по существу вертикальной, и имеет по существу цилиндрическую форму, предпочтительно, с круглым или эллиптическим поперечным сечением, которая немного сужается в направлении второй емкости 7, на стенке которой предусмотрено широкое отверстие 9 для прохода фильтрованной воды.
Патрон 10 включает в себя основной корпус 11, имеющий форму, по существу подобную форме трубки 5, для того чтобы ввести его в нее посредством простого нажатия. В основном корпусе 11 помещен подходящий фильтрующий материал 12, являющийся гранулированным, известный сам по себе, и для ясности только частично представленный на фиг.2. В частности, фильтрующий материал 12 помещен внутри первого отделения 13, которое образовано в основном корпусе 11. В первом отделении 13 образован вход 14 для обеспечения соприкосновения воды с фильтрующим материалом 12, и на конце, по оси противоположном входу 14, первое отделение 13 ограничено нижней стенкой 15, с которой вода может быть выпущена за счет падения, как только она прошла через первое отделение 13.
Нижняя стенка 15 предпочтительно включает в себя множество сквозных отверстий 15а, размеры которых таковы, что они позволяют выпускать жидкость, но, в то же время, предотвращают движение фильтрующего материала 12 из первого отделения 13.
Патрон 10 дополнительно включает в себя второе отделение 16, которое сообщается с первым отделением 13, и располагается непосредственно за ним, для того чтобы собирать воду, выпускаемую из нижней стенки 15.
Второе отделение 16, на стороне, противоположной нижней стенке 15, отграничивается основанием 17, которое по существу является параллельным нижней стенке 15.
В соответствии с первым признаком настоящего изобретения образование 18 в виде втулки цилиндрической формы, которое является соосным с первым отделением 13 и вторым отделением 16, выступает из основания 17 по направлению к нижней стенке 15. В образовании 18 в виде втулки и основании 17 выполнен канал 19, который также проходит вдоль оси Х и который открыт на противоположных осевых концах в области верха 18а образования 18 в виде втулки (по направлению к внутренней части второго отделения 16) и в области основания 17 (по направлению к внешней стороне патрона 10).
Таким образом, вода, выпускаемая из первого отделения 13, собирается на основании 17 и перед выпусканием из второго отделения 16 (и из патрона 10) через канал 19 обязательно должна достичь минимального уровня, определяемого расстоянием между основанием 17 и верхом 18а образования 18 в виде втулки.
Образование 18 в виде втулки располагается по центру основания 17, и часть нижней стенки 15, непосредственно над ним, не имеет никаких отверстий 15а.
Предпочтительно, образование 18 в виде втулки выступает внутрь второго отделения 16 на высоту, которая, по меньшей мере, равна половине расстояния между нижней стенкой 15 первого отделения 13 и основанием 17 второго отделения 16. Это преимущественно составляет от 2 до 10 мм, а образование 18 в виде втулки может быть от 1 до 8 мм, и канал 19 предпочтительно имеет диаметр между 0,5 и 3 мм.
Представленные выше размеры следует понимать как иллюстративные, и они могут изменяться в соответствии с геометрическими и эксплуатационными характеристиками патрона 10.
Дополнительно предусмотрено, что образование 18 в виде втулки может выступать из различных областей основания 17, а также иметь число свыше, чем одно.
В первом варианте воплощения изобретения, показанном на фиг.1-3, основной корпус 11, который предпочтительно получают инжекционным литьем пластмассы, определяет боковую внешнюю поверхность обоих - первого и второго отделений 13 и 16, а также нижнюю стенку 15 первого отделения 13. Стопор, который в целом обозначен позицией 20 на фиг.3, является прикрепленным с возможностью съема к основному корпусу 11 и образует основание 17 второго отделения 16. Стопор 20 включает в себя образование 18 в виде втулки и кольцевую втулку 21, которая располагается соосно с ним, и может взаимодействовать с основным корпусом, в частности в области приподнятой части 23, предусмотренной на втулке 21. Основной корпус 11 в состоянии взаимодействия размещен напротив выступа 22 стопора 20, выступающего наружу относительно втулки 21.
Во втором варианте воплощения, схематически показанном на фиг.4, основной корпус 11 определяет боковую внешнюю поверхность первого отделения 13 и нижнюю стенку 15. Поэтому стаканообразный элемент, который в целом обозначен позицией 30 на фиг.4, является скрепленным с возможностью съема с основным корпусом 11 и образует боковую внешнюю поверхность и основание 17 второго отделения 16. Подобно вышеуказанному примеру стаканообразный элемент 30 содержит образование 18 в виде втулки и втулку 31, которая выступает из ее наружной кромки и которая может взаимодействовать с основным корпусом 11, в данном случае в области боковой внешней поверхности первого отделения 13.
В третьем варианте воплощения, показанном на фиг.5, основной корпус 11 образует боковую внешнюю поверхность первого и второго отделения 13, 16, а также основание 17 второго отделения 16.
Поэтому нижняя стенка 15 вставлена с возможностью съема внутрь основного корпуса 11 и преимущественно имеет втулку 41, которая выходит из ее наружной кромки, чтобы располагаться напротив основания 17 таким образом, чтобы поддерживать заданное расстояние между нижней стенкой 15 и основанием 17.
Нижняя стенка 15 удерживается в ее положении с помощью выступа 42, который выполнен по периферии на внутренней поверхности основного корпуса 11, и который может входить в зацепление защелкиванием с нижней стенкой 15.
В четвертом варианте воплощения, показанном на фиг.6, по существу эквивалентном варианту воплощения на фиг.4, основной корпус 11 образует боковую внешнюю поверхность первого отделения 13 и нижнюю стенку 15. Стаканообразный элемент, в целом обозначенный позицией 50, определяющий боковую внешнюю поверхность и основание 17 второго отделения 16, прикреплен с возможностью съема к основному корпусу 11. Стаканообразный элемент 50 имеет отверстие или канал 51 для запирания потока, выходящего из патрона, заменяя образование 18 в виде втулки. Стаканообразный элемент 50 действует как стопор и преимущественно заменяется другими подобными элементами, имеющими запирающие отверстиями 51 с другим диаметром, для того чтобы регулировать поток, выходящий из патрона, исходя из физических и химических свойств фильтруемой воды.
В дополнительном варианте воплощения, показанном на фиг.7, седло 60 для стопора 61, в свою очередь, снабженного запирающим отверстием 62, предусмотрено на основании 17 второго отделения. Предпочтительно, стопор 61 зацеплен с возможностью отцепления в седле 60 и является заменяемым другими стопорами, имеющими отверстия различного диаметра. В предпочтительном варианте воплощения стопор 61 имеет внешний кольцевой фланец 63 и установлен заподлицо в седле 60, для того чтобы восстановить поверхность основания 17. Для облегчения удаления и замены стопора 61 выполнен паз 64 на седле 60 для облегчения доступа к фланцу 63.
Как показано выше, вода в канале следует через патрон 10, проходит под действием силы тяжести из первого отделения 13, где она фильтруется в результате контактирования с фильтрующим материалом 12, во второе отделение 16 через сквозные отверстия 15а, которые выполнены в нижней стенке 15.
Вода собирается на основании 17 и выпускается из второго отделения 16 через канал 19 после того, как образовался столб жидкости, по меньшей мере, равный высоте образования в виде втулки, хотя остаточное количество воздуха остается в верхней части второго отделения 16.
Заявитель провел испытания, направленные на определение изменения по времени периодов выпуска воды, проходящей между первой емкостью и второй емкостью кувшина.
Испытания были проведены с использованием одного и того же кувшина, наливая одинаковое количество исходной воды в контейнер и измеряя необходимые периоды времени, пока последующие порции исходной воды прошли во вторую емкость. В первой серии испытаний кувшин был снабжен обычным патроном, и во второй серии испытаний - патроном согласно настоящему изобретению.
Эти испытания неожиданно показали, как существенно уменьшились (если и совсем не исчезают) различия во времени, потребовавшегося для первой порции воды относительно второй порции, третьей и последующих порций, в случае, в котором кувшин снабжен патроном согласно изобретению. Другими словами, патрон согласно изобретению приводит к существенной регуляризации потока воды из первой емкости ко второй емкости кувшина, делая периоды времени контактирования между водой и фильтрующим материалом только зависящим ограниченным образом от количества воды, впускаемой в первую емкость и воды, присутствующей во второй емкости.
Поэтому настоящее изобретение решает проблему, изложенную выше со ссылкой на упомянутый уровень техники, в то же время обеспечивая ряд других преимуществ, включая возможность получения однородной фильтрации всей воды, впускаемой в кувшин. Второе преимущество изобретения состоит в том, что фильтрующий патрон может иметь более точные и правильные размеры.