Походный водоочиститель и способ его изготовления

 

Изобретение относится к очистке питьевой воды,В частности к конструкциям средств получения питьевой воды из поверхностных источников в походных условиях и способам их изготовления. Цель изобретения - повьшение производительности водоочистителя и его ресурса , а также исключение расхода дорогостоящих материалов. Походный водоочиститель состоит из фильтрующей кассеты , образованной двумя крышками 5 и 6, соединенными между собой по кольцевому периметру ультразвуковой сваркой, между которыми зажат пакет фильтрующих мембран 7, содержащих в своем составе бактерицидное вещество, ручного насоса, шланга и приемной сетки. Пакет фильтрующих мембран в качестве бактерицидного вещества содержит полидисперсные частицы осадка от растворенной хлорной извести S коде, а между крьппками и пакетом фильтрующих мембран выполнен кольцевой зазор, заполненный водным раствором хлорной извести. Способ изготовления походного водоочистителя включает сборку . . фильтрующей кассеты путем укладки ме){щу крышками пакета фильтрутощкх мембран , содержащих в своем составе бактерицидное вещество, обжатик пакета и ультразвуковой сварки крышек по Кольцевому периметру, а также сборку водоочистителя путем присоединеютя приемной сетки к шлангу, шланга к фильтрующей кассете, а фильтрующей кассеты к ручному насосу. Пакет фипьт- ,.., руюпшх мембран до укладки между крышками пропитывают неосветленным водным раствором хлорной извести концентрацией t -5 мас.%. 2 с.п.ф-лы, 2 табл., 5 ил. S.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 2 А1 (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4131720/23-26 (22) 09.10.86 (46) 07.09.88 Бюл. 1(33 (72) ЮеС.Веселов, H.Í.Êîëåñíèê и В.А.Островский (53) 628. 16 (088.8) (56) Водоочиститель фирмы "Филопур", Рекламный проспект фирмы "Филопур", Швейцария. (54) ПОХОДНЫЙ ВОДООЧИСТИТЕЛЬ И СПОСОБ

ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к очистке питьевой воды в частности к конструкциям средств получения питьевой воды из поверхностных источников в походных условиях и способам их изготовления.

Цель изобретения — повьппение производительности водоочистителя и его ресурса, а также исключение расхода дорогостоящих материалов. Походный водоочиститель состоит из фильтрующей кассеты, образованной двумя крьппками 5 и

6, соединенными между собой по кольцевому периметру ультразвуковой сваркой> между которыми зажат пакет фильтрующих мембран 7, содержащих в своем сос(5D 4 С 02 F 1/18 В 01 D 27/02 таве бактерицидное вещество, ручного насоса, шланга и приемной сетки. Пакет фильтрующих мембран в качестве бактерицидного вещества содержит полидисперсные частицы осадка от растворенной хлорной извести в воде, а между крьппками и пакетом фильтруюпдх мембран выполнен кольцевой зазор, заполненный водным раствором хлорной извести. Способ изготовления походного водоочистителя включает сборку фильтрующей кассеты путем укладки между крышками пакета фильтруюпП х мембран, содержащих в своем составе бактерицидное вещество, обжатия пакета и ультразвуковой сварки крышек по

<0 кольцевому периметру, а также сборку водоочиститепе путем пписоедииеии Я приемной сетки к шлангу, шланга к фильтрующей кассете, а фильтрующей С кассеты к ручному насосу. Пакет фильтрующих мембран до укладки между крьппt ками пропитывают неосветленным водным раствором хлорной извести концентрацией 1-5 мас.г. 2 с.п.ф-лы, 2 табл., 5 ил.

ЗЭ

14 21702

Изобретение относится к области очистки питьевой воды, в частности к конструкции средств получения питьевой воды из поверхностных источников в походных условиях и способам их из5 готовлення.

Целью изобретения является повышение производительности водоочистителя и его ресурса, а также исключение расхода дорогостоящих материалов.

На фиг. 1 изображен походный водоочиститель в сборе; на фиг. 2— представлена фильтрующая кассета до соединения крьппек,разрез; на фиг. 3 то же после соединения крьппек; на фиг. 4 — узел Т на фиг. 2; на фиг.

5 — узел II на фиг. 2.

Походный водоочиститель (фиг. 1) состоит из ручного насоса 1, фильт- 20 рующей кассеты 2, шланга 3 и приемной сетки 4. Шланг 3 соединен одним концом с входным патрубком фильтрующей кассеты 2, а другим — с приемной сеткой 4. Выходной патрубок фильтрую- 25 щей кассеты 2 соединен с всасывающим патрубком ручного насоса 1, имеющего вСасывающий и нагнетательный патрубки (не показаны) с расположенными внутри них невозвратными клапанами. 30

Фильтрующая кассета 2 (фиг. 2 и 3) выполнена в виде пустотелого диска, образованного верхней 5 и нижней 6 крышками, между которыми зажат пакет

7 фильтрующих мембран, содержащих в своем составе полидисперсные частицы

8 осадка от растворения хлорной извести в воде. Полидисперсные частицы

8 имеют размер 50-800 мкм, равномерно распределены по всему сечению пакета 40

{фиг. 4) и состоят на 90-95% из нерастворимого вещества карбонатной природы.

Особенностью частиц осадка является то, что они содержат также 5-10% 45 активного хлора, который способен медленно вымываться водой.

Пакет 7 представляет собой комбинацию фильтрующих мембран со сравнительно невысоким гидравлическим со-. противлением (фильтровальная бумага, фильтровальный картон, угольный картон и т.п.) . Микрофильтрационная пленка в состав пакета не входит.

Крышки 5 и 6 соединены между собой по кольцевому периметру 9 ультразвуковой сваркой. Между крышками и пакетом

7 выполнен кольцевой зазор 10, заполненный водным раствором хлорной извести (фиг. 4). Концентрация хлорной извести в водном растворе составляет

3-5 вес.%. При изготовлении устройства пакет 7 установлен на опоре 1 1 машины для ультразвуковой сварки. Сварочный наконечник 12 опущен на верхнюю крышку 5 с рабочим усилием 13, и через него подаются ультразвуковые колебания 14.

Водоочиститель работает следующим образом.

Шланг 3 с приемной сеткой 4 опускают в поверхностный водоем (реку, озеро, болото и т.д.) и начинают работать ручным насосом 1. Благодаря создаваемому насосом вакууму исходная вода засасывается в приемную

I сетку 4 и движется по шлангу 3 к фильтрующей кассете 2. Проходя через пакет 7 .фильтрующих мембран, вода осветляется от взвешенных и коллоидных примесей. Активный хлор вымывается из частиц 8 осадка и через насос 1 попадает вместе с водой в приемную емкость, где заканчивается качественное обеззараживание воды.

Кольцевой зазор 10 препятствует подсосу воздуха в полость кассеты через микротрещины в зоне соединения крышек. Микротрещины могут возникнуть от падения водоочистителя и удара о твердые предметы,.старения материала некачественной сварки и т.п. Защита от подсоса воздуха позволяет повысить ресурс и производительность водоочистнтеля. Кольцевой зазор 10, кроме того, является своеобразным питателем, из которого активный хлор через поры фильтрующих мембран постепенно диффундирует в обрабатываемую воду,обеспечивая тем самым дополнительный бактерицидный эффект, что позволяет увеличить количество обрабатываемой воды.

Способ изготовления походного водо- . очистителя включает сборку фильтрующей касс еты (фиг . 2-5) путем укладки между крышками пакета фильтрующих мембран, обжатия пакета и ультразвуковой сварки крьппек по кольцевому периметру. В качестве фильтрующих мембран используют материалы, имеющие сравнительно невысокое гидравлическое сопротивление, например фильтровальную бумагу, фильтровальный картон, угольный картон и т.п. Микрофильтрационную пленку в пакете не используют 4

3 1421

Приготовленный пакет до укладки между крышками пропитывают неосветленным водным раствором хлорной извести. Для этого в металлическую или пластмассовую герметичную ванну заливают водопроводную воду, засыпают хлорную известь иэ расчета 1-5 вес. и включают мешалку. После образования однородной суспензии в раствор опускают пакет 7 фильтрующих мембран на 2-3 мин.

Пропитанный пакет содержит на поверхности мембран полидисперсные частицы осадка хлорной извести размером 50-800 мкм. Указанный осадок яапяется труднорастворимымвеществом карбонатной природы и содержит в своем составе 5-10 вес. активного хлора, который способен медленно вымываться проточной водой. Внутри пропитанных мембран (в порах) содержится водный раствор с высоким содержанием активного хлора (3-15 г/л).

После пропитки пакет 7 укладывают между крышками 5 и б, которые устанавливают на опору 11 машины для ультразвуковой сварки (фиг. 5) . Затем на верхнюю крышку 5 опускают сва-. рочный наконечник 12, придавая ему рабочее усилие 13.. Одновременно через сварочный наконечник 12 подаются ультразвуковые колебания 14, под воздействием которых происходит ультразвуковая сварка крышек 5 и 6 по их кольцевому периметру 9.

При подаче рабочего усилия 13 происходит обжатие пакета 7 фильтрующих мембран. При этом иэ пакета 7 часть водного раствора хлорной извести выдавливается в кольцевой зазор !0 между пакетом 7 и внутренней поверхностью крышек 5 и 6, образуя гидрозатвор.

Под воздействием ультразвуковых колебаний .4 в пакете 7 возникают интенсивные диффузионные процессы, в результате которых частицы нераство-, ренного осадка хлорной извести с поверхности проникают вовнутрь. слоев фильтровальной бумаги и фильтровального картона (фиг. 4), причем, чем меньше частица — тем глубже. В результате весь пакет фильтров оказывается начиненным дисперсными частицами бактерицидного вещества.

Применение осадка в качестве наполнителя в структуре мембранных фильтрационных материалов (фильтро702

4 вальной бумаги и фильтpoHQ.IbHoI o KG@ тона) позволяет произвести модификацию фильтрующей основы путем воздействия концентрированного окислителя

5 (активного хлора) на органическую основу фильтра (иеллюлозные, вискоэные, капроновые и другие волокна) . .В результате такого воздействия происходят "активирование поверхности отдельных волокон (подобно эрозионному разрушению металла в корроэионной среде) и развитие суммарной по-. верхности объемного фильтра, что придает фильтру новое качество — сорбционпую активность, Именно благодаря сорбцнонной активности материала и присутствию в фильтре бактерицидного вещества (активного хлора) обеспечивается высокий эффект обеззараживания воды при одновременном увеличе-.нии производительности, Кроме того, при обжатии пакета (фиг. 1, 2) до начала сварки излишки

25 раствора вытекают иэ кольцевого зазора через края крышек 1 и 2 и эа счет высокой концентрации активного хлора очищают ме" т- сварки от пыли, микроорганизмов и других примесей. 0 Благодар- этому качес =âo сварки улучшается.

Таким образом, прелат агаемый способ изготовления включает не только сборку устройства (соединение нескольких деталей ультразвуковой свар-. кой), но и одновременное получение за счет ультразвукового воздействия нового фильтрующего материала с но40 и выми свойствами (фильтрующих мембран

"армированных" пап ол нит ел ем — полидисперсными частицами шлама хлорной извести) .

Сборку водоочистителя (фиг. 1) проводят путем присоединения приемной

45 сетки к шлангу., шпанга — к фильтрующей кассете, а фильтрующей кассеты— к ручному насосу.

Пример. Изготовляют партию

50 водоочистителей в количестве 10 шт.

Используют крышки j3 130 мм иэ ударопрочного полистирола и пакет фильтрующих мембран — картон КФДВ,фильтровальная бумага ФСПС,и угольный картон марки КАУ, 55

Пакет фильтруюцих мембран каждого водоочистителя до укладки между крышками пропитывают в водном неосветленном растворе хлорной извести с раэлич5 14217 ной концентрацией (О, 1, 0,5; 1; 2; 3;

4, 5, 10; 25; 50 вес.%).

Сварку фильтрующих кассет выполняют на ультразвуковой сварочной маши- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я не.

Изготовленные водоочистители проверяют в работе на природной воде в районе сосредоточения промьппленных предприятий. 10

Качество воды оценивают по микробиологическим показателям. Анализы вйполняют после прокачки 5, 10, 20, 40, 80, 150 и 300 л воды.

Результаты опытов приведены в табл . 1.

Из табл. 1 видно, что оптимальная концентрация иеосветленного водного раствора хлорной извести составляет

1-5 вес.X. Концентрация менее 1 вес.X 20 ие обеспечивает требуемое качество обеззараживания воды. Концентрация свьппе 5 вес.% дает тот же результат, что и 5%.-ная, т.е, 100%-ное обеззараживание воды. 25

02 6 фильтрующей кассеты хлор одновремен-но дезинфицирует полость насоса.

При эксплуатации водоочистителя уменьшается вероятность повторного заражения очищенной воды через руки потребителя и насос. Вымынаемый из

Таблица 1 оказатели при пропитке пакета фильтрующих мембран неосветленным аствором хлорной извести в концентрации, вес.X

Иикр об и ологнческие показатели воды (0,1 0,5 1,0 2,0 3,0

0 50,0

0 5,0

Коли-индекс исходной воды

10 10 10 10 10.

10 10 10 10 10

Коли "и ндекс фильтрата

Сравнение водоочистителей, изго-. товленных данным способом, с водоочистителями,,изготовленными известным способом, показывает (табл. 2), что 30 при одном и том же диаметре кассеты, одинаковом качестве исходной воды при одинаковом качестве очистки воды данный способ обеспечивает повышение производительности водоочистителя в 3I5

1,5-2 раза и его ресурса примерно в

3 раза. Способ одновременно обеспечивает экономию драгметалла (серебра) — примерно 10 г соли AgNO на один водоочиститель. 40

1. Походный водоочиститель, состоящий из фильтрующей кассеты, образованной двумя крьппками, соединенными между собой по кольцевому периметру ультразвуковой сваркой, между которыми зажат пакет фильтрующих мембран содержащих бактерицидное вещество, ручного насоса, шланга и приемной сетки, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью повьппения производительности водоочистителя и его ресурса, а также исключения расхода до- рогостоящих материалов, пакет фильтрующих мембран в качестве бактерицидного вещества содержит полидисперсные частицы осадка от растворения хлорной извести в воде, а между крышками и пакетом фильтрующих мембран выполнен кольцевой зазор, заполненный раствором хлорной извести.

2. Способ изготовления походного водоочистителя, включающий сборку фильтрующей кассеты путем укладки между крышками пакета фильтрующих мембран, обжатие пакета, ультразвуковую сварку крьппек по кольцевому периметру, сборку водоочистителя присоединением приемной сетки к шлангу, шланга — к фильтрующей кассете, а фильтрующей кассеты — к ручному насосу отличающийся тем, что, с целью повышения производительности водоочистителя и его ресурса, а также исключения расхода дорогостоящих материалов, пакет фильтрующих мембран до укладки между крышками пропитывают неосветленным водным раствором хлорной извести концентра-.. цией 1-5 вес.X.

Продожкение табл.1

1421702

1 орма Показатели при пропитке пакета фнлътруюшик мембран неосветленимч по раствором хлорной извести s концентрации, вес.Х

Ми кр обиоп огические показатели воды

ГОСТ

2874 0,1 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0,0 10,0 . 25,0 50,0

82

1 после очистки фильтрующей кассетной воды в количестве, л: 3

2 2 1

2, 2 1

7 5

12 9

0 0 0

0 0 0

0 0 . 0

0 0 0.

0 0 0

0 0 0

0 0 0

20

25 11 2 2 ° 2

40 11 . 2 2 2

70 14

130 21

200 27

3 2 2

3 3 2

3 3 3

180

300 (ресурс кассеты исчерпан) 30

Таблица 2

Показатели

Водоочиститель предлагаемый фирмы "Filopur"

Начальная производительность, л/мин

0,2

0,2

Производительность, л/мин, после прокачки

5 л

0,2

0,2

0,2

10 л

0,15

20 л

0,2

0,10

100 л

300 л

0,05

0,1

0,05

0,0

Ресурс фильтрующей кассеты, л

100

300

Коли-индекс фильтрата (качество очистки воды) <3

Расход серебра (в виде соли AgNO ), г

0,0

10,0

1421702!

421702

Корректор Л.Патай

Заказ 4385/22 Тираж 854 Подписное

В!!ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, ноя 4

Составитель Г.Месхи

Редактор Н. Гунько Техред Л. Олийнык

12