ФИЛЬТР-ПРИСТАВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ
FILTER ADAPTER FOR PURIFYING LIQUIDS

Изобретение относится к фильтрам для очистки жидкостей и может быть использовано в бытовых и полевых условиях, для доочистки питьевой воды, для получения питьевой воды из артезианских скважин и естественных водоемов, для очистки соков, вина, масел, молока в фермерских хозяйствах, очистки кислот и других агрессивных жидкостей в химических лабораториях из трубопроводов под давлением очищаемой жидкости.
Широко известным в быту простейшим фильтром является сетка с тем или другим размером ячейки, размещаемая на выходе сливного крана городского водопровода.
Недостатком фильтра является то, что он задерживает только грубые механические примеси.
Известны фильтры (см. издание "Покупатель", август 1994 г., стр.8), имеющие в своем составе сорбционные, абсорбционные, ионообменные и др. подобные фильтрующие элементы, используемые в виде брикетов той или другой конфигурации.
Недостатком фильтров является их проницаемость для бактерий, а по насыщении фильтрующего элемента примесями очищаемой воды номинально очищенная вода становится идентичной очищаемой воде.
Конструктивно близким к заявленному фильтру является фильтр для доочистки питьевой воды, содержащий корпус с дном, фильтрующий элемент из сорбционной ионообменной резорцинформальдегидной смолы, кооксиально установленный в корпусе, впускной и выпускной патрубки, расположенные под углом не менее 45° к корпусу фильтра, фиксатор на впускном патрубке для крепления фильтра на подающем очищаемую воду трубопроводе, съемное средство для отвода фильтрата на выпускном патрубке, а внутренний размер корпуса и наружный размер фильтрующего элемента связаны отношением 1:0,75-0,85 (см. Свидетельство на полезную модель №818, кл. C02P 1/18, 1995 г.).
Недостатками фильтра является низкая производительность, ограниченный ресурс, проницаемость для бактерий и механических примесей размером от 2 и менее микрон, обрастание фильтрующего элемента бактериями, быстрое засорение при очистке масел, соков, вина с невозможностью регенерации, необходимость применения специальных реагентов для регенерации фильтрующего элемента при очистке воды и его разрушение при фильтрации кислот и других агрессивных жидкостей.
Задачей изобретения является создание малогабаритного фильтра с высокими производительностью и ресурсом, с обеззараживанием жидкости и невозможностью обрастания корпуса фильтра и фильтрующего элемента бактериями, обеспечивающими высокую бактериологическую стойкость очищенной жидкости (воды, вина, соков, масел, пива и т.п.) для доочистки воды, очистки воды из артезианских скважин и естественных водоемов, очистки жидких сельскохозяйственных продуктов: молока, масел, вина, спирта и др., очистки агрессивных жидкостей: кислот, щелочей и др., из трубопроводов под давлением очищаемой жидкости.
Поставленная задача решается тем, что фильтрующий элемент выполнен съемным блоком, как минимум, из одной, снабженной фланцем пластины керамического, пластинчатого тангенциального фильтра с продольными каналами (см. заявку на патент РФ 2009100129 от 12.01.2009), заглушенными на противоположном фланцу торце, при этом внутренний размер корпуса и наружный размер фильтрующего элемента связаны отношением 1:0,86-0,96, корпус выполнен с углублением в дне, с образованием в нем полости сбора примесей очищаемой жидкости, причем фильтрующий элемент фиксируется заглушенными каналами в углублении дна, а фланцем на торце корпуса фильтра, выпускной патрубок со съемным средством для отвода фильтрата дополнительно снабжен фиксатором, идентичным фиксатору на впускном патрубке.
Поставленная задача решается также тем, что впускной патрубок с ребрами-рассекателями, выполненными на входе в полость корпуса фильтра, расположен параллельно корпусу фильтра и разделен на две полости, с размещением в одной из них обеззараживающего материала, например, йодированной смолы, и направляющий ребрами-рассекателями очищаемую жидкость в полость корпуса между пластинами фильтрующего элемента и между фильтрующим элементом и внутренней стенкой корпуса фильтра под углом 0-45° к продольной оси фильтрующего элемента, причем ширина ребра-рассекателя составляет 0,7-1,1 толщины пластины фильтрующего элемента, причем ширина ребра-рассекателя составляет 0,7-1,1 толщины пластины фильтрующего элемента, а минимальная ширина щели между ребрами не превышает 0,1-1,5 расстояния между пластинами фильтрующего элемента, а расстояние между фильтрующим элементом и внутренней стенкой корпуса фильтра не превышает 1,0-2,0 межпластинного расстояния фильтрующего элемента, при этом ввод очищаемой жидкости в корпус осуществляется относительно дна на уровне 0,1-1,0 высоты корпуса фильтра.
На Фиг.1 показан общий вид фильтра, на Фиг.2 - поперечное сечение корпуса фильтра с впускным патрубком.
Фильтр, Фиг.1, содержит корпус 1, съемный блок фильтрующего элемента 2, фиксированный углублением дна 9 корпуса и фланцем 8 на торце корпуса; впускной патрубок 3 с обеззараживающим материалом 4 в одной из полостей, сетчатым фильтром 5 на входе и фиксатором 6 для укрепления фильтра на подводящем очищаемую жидкость трубопроводе; выпускной патрубок 7, на оконечной части которого смонтирован дополнительный фиксатор 6; полость сбора примесей очищаемой жидкости 10, сообщающейся со сливным краном 11.
Поперечное сечение корпуса фильтра с патрубком ввода очищаемой жидкости, Фиг.2, с пластинами 2 фильтрующего элемента в корпусе фильтра 1, ребрами-рассекателями 5 во впускном патрубке 3 и обеззараживающим материалом 4 в одной из полостей впускного патрубка.
Соотношение сечения полости входного патрубка с обеззараживающим материалом к сечению входного патрубка выбирается из условия минимального насыщения очищаемой жидкости йодом, как правило, это 1:3 для воды, подтвержденное экспериментальными данными, полученными при опробовании, поставляемой промышленностью йодированной смолы. Такое соотношение предохраняет очищаемую питьевую воду от избыточного насыщения йодом.
Фильтр работает в режиме фильтрации и в режиме регенерации.
Режим фильтрации. Фильтр фиксируется на подающем очищаемую жидкость трубопроводе с помощью фиксатора на впускном патрубке, и очищаемая жидкость, разделяясь на два потока, заполняет две полости впускного патрубка, причем оба потока смешиваются затем перед полостью корпуса фильтра, при этом выделившийся из обеззараживающего материала йод обеззараживает и второй поток жидкости, и омывают полость корпуса фильтра и фильтрующий элемент по поверхности его пластин. При этом на выпускном патрубке установлено съемное устройство для отвода фильтрата. При этом чистая фракция жидкости протекает через поры пластин внутрь каналов фильтрующего элемента и вытекает из них по выпускному патрубку, а примеси остаются в полости корпуса фильтра, собираются вместе с примесью йода в полости сбора примесей и через сливной кран выливаются в канализацию.
Наличие йода в поступающей в полость корпуса фильтра жидкости, обеспечивая обеззараживание жидкости, протекающей по порам фильтрующего элемента, препятствует обрастанию фильтрующего элемента и корпуса фильтра бактериями. Тем самым обеспечивается гарантия обеззараживания очищенной жидкости и ее высокая бактериологическая стойкость.
По мере эксплуатации производительность фильтра постепенно падает, но при этом качество очистки повышается. Поэтому пользователь сам выбирает время регенерации фильтра.
При переключении фильтра на очистку разнородной жидкости, например, с очистки масел на очистку воды, необходимо фильтр промыть, не разбирая его. Для этого достаточно наполнить фильтр растворителем, щелочью, кислотой или другим составом, выдержать 30-45 минут и вылить моющий состав. После обработки моющим составом фильтр сполоснуть водой в режиме фильтрации 2-3 минуты. При необходимости повторить промывку.
Режим регенерации. Съемное средство для отвода фильтрата снято, а вместо него установлен дополнительный фиксатор для крепления устройства на кране. Фильтр фиксируется на подводящем очищаемую жидкость трубопроводе дополнительным фиксатором на выпускном патрубке. Очищаемая жидкость подается в каналы пластин фильтрующего элемента и выдавливает из его пор скопившиеся там мелкие примеси в полость корпуса. Выдавленные примеси из полости корпуса стекают в полость сбора примесей очищаемой жидкости, откуда через сливной кран выливаются в канализацию. Регенерация выполняется за 15-20 секунд и может осуществляться многократно по мере загрязнения, что также многократно увеличивает ресурс фильтра. После регенерации фильтр промыть 2-3 минуты в режиме фильтрации.
3
Экспериментальные данные эксплуатации для доочистки воды, очистки воды артезианских скважин и естественных водоемов, очистки вина, пива, кислот, щелочей показали, что заявляемый режим фильтрации в фильтре с фильтрующим элементом из трех пластин с тремя каналами в каждой и длиной 100 мм, в корпусе фильтра размером 26×26 мм и длиной 110 мм обеспечивает высокую, до 0,9-1,2 м/час, производительность, при давлении в трубопроводе 0,5 МПа. Производительность фильтра для очистки масел понижена влиянием вязкости очищаемой жидкости. При этом размер частиц в очищенной жидкости не превышает 0,2 микрона. В бытовых условиях фильтр для доочистки воды эксплуатируется без регенерации 6-8 месяцев. При этом производительность постепенно падает, а качество очистки возрастает, т.е. фильтр "не стареет".
Таким образом, создан малогабаритный, простой конструктивно и в обслуживании, с очень высокой производительностью, "не стареющий", стабильно обеззараживающий очищаемые жидкости, саморегенерирующийся, с практически неограниченным ресурсом фильтр-приставка, пригодный как для доочистки воды и очистки воды артезианских скважин и естественных водоемов, так и для очистки спирта, соков, масел, вина и других жидкостей, в том числе агрессивных, например кислот, щелочей.