Устройство для фильтрации воды
Изобретение относится к устройству для фильтрации воды для увлажнителя, а именно к устройству для фильтрации воды, способному вызывать ионное связывание между водой и ионообменной смолой в течение достаточного времени для повышения фильтрационной способности водяного фильтра. Устройство содержит корпус с входным и выходным отверстиями для воды. Корпус включает в себя внутренний цилиндр и секционный цилиндр для разделения всего пространства на внутреннее пространство для загрузки ионообменной смолы и внешнее пространство. На верхней части корпуса установлена верхняя крышка, причем корпус имеет часть в виде уступа, в которую вставляется крышка. Технический результат: увеличение загрузочного количества ионообменной смолы, повышение эффективности адсорбции и извлечения содержащихся в воде минеральных компонентов, предотвращение образования отложений минеральных компонентов, выделяемых в результате нагревания нагревателя. 17 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству для фильтрации воды для увлажнителя и, более конкретно, к устройству для фильтрации воды, способному вызывать ионное связывание между водой и ионообменной смолой в течение достаточного времени для повышения фильтрационной способности водяного фильтра.
Как хорошо известно, водопроводная вода, использующаяся в увлажнителе, обычно содержит минеральные компоненты, такие как магний (Mg2+), кальций (Ca2+) и так далее в ионизированном состоянии.
Такие минеральные компоненты (главным образом Mg2+ и Са2+) могут быть извлечены из водопроводной воды в форме отложений, прилипающих к нагревателю или внутренним трубам, когда водопроводная вода нагревается. Когда прилипшие минеральные отложения оставляются в том виде, как они есть, нагреватель может перегреваться, или трубы могут засоряться и вызывать неисправную работу увлажнителя. Поэтому отложения минеральных компонентов должны предварительно удаляться.
Однако, поскольку отложения минеральных компонентов тверды как камень и прочно прилипают к увлажнителю, их очень трудно удалить.
Кроме того, отложения минеральных компонентов могут быть образованы из положительно ионизированного карбоната, гидроксида или оксидов Ca, Mg, Na, K, Fe, Cu и так далее, и обычно образуются из карбоната или гидроксида Ca и Mg, в частности карбоната кальция, карбоната магния и гидроксида магния.
Для того чтобы предотвратить образование отложений минеральных компонентов, в корейской патентной заявке № 2000-7014218 (далее - документ 1) и в корейском патенте № 462227 (далее - документ 2) раскрыты технологии загрузки водяного фильтра для увлажнителя ионообменной смолой для адсорбции минеральных компонентов через ионное связывание между водой и ионообменной смолой, извлекая таким образом минеральные компоненты.
Согласно документам 1 и 2, водяной фильтр, заполненный ионообменной смолой, устанавливают в резервуаре, и вода в резервуаре всегда может быть замещена эквивалентным объемом воздуха так, чтобы внутри резервуара всегда оставалось атмосферное давление, позволяющее равномерно подавать воду в нагревательное устройство.
Однако водяной фильтр согласно документу 1 имеет конструкцию, в которой внутренний цилиндр 2 и секционный цилиндр 3 в корпусе 1 составляют одно целое с корпусом 1, выполненным с помощью литья под давлением так, чтобы образовать канал А для прохода воздуха, как показано на фиг.1. В результате внутреннее пространство В, образованное между внутренним цилиндром 2 и секционным цилиндром 3, должно иметь фиксированный пространственный объем на этапе изготовления водяного фильтра.
В частности, тогда как вода, поступающая в водяной фильтр, должна выливаться через внешнее пространство С и внутреннее пространство В корпуса 1 без минеральных компонентов, поскольку внутреннее пространство В согласно документу 1 является слишком малым из-за внутреннего цилиндра 2, количество ионообменной смолы, которое оно может содержать, ограничено. Поэтому ионное связывание между водой и ионообменной смолой осуществляется в течение короткого периода времени, и адсорбция и извлечение минеральных компонентов из воды не могут быть выполнены в полной мере. В результате осадки минеральных компонентов выделяются из-за нагревания нагревателя, и выделенные осадки минеральных компонентов прилипают к нагревателю или трубам, вызывая перегрев нагревателя или засорение или поломку труб.
Кроме того, согласно документу 2 для того, чтобы упростить замену ионообменной смолы по сравнению с документом 1, корпус 1 и верхняя крышка 4 соединяются друг с другом с помощью резьбы. Однако, поскольку внутренний цилиндр 2 и секционный цилиндр 3 в корпусе 1 также составляют одно целое с корпусом 1, выполненным с помощью литья под давлением, возникают такие же проблемы, как и согласно документу 1.
Для решения вышеупомянутых и/или других проблем целью настоящего изобретения является разработка устройства для фильтрации воды, позволяющего увеличить количество используемой ионообменной смолы. Устройство для фильтрации воды включает в себя отдельный внутренний цилиндр, имеющий верхний и нижний диаметры, которые отличаются друг от друга. Таким образом, устройство для фильтрации воды более эффективно адсорбирует и извлекает содержащиеся в воде минеральные компоненты с помощью использования более длительного периода времени ионного связывания между водой и ионообменной смолой и эффективного предотвращения образования отложений минеральных компонентов во время нагревания, вызывающих неправильную работу нагревателя и труб.
Дополнительные аспекты и преимущества настоящего изобретения будут объяснены частично при последующем описании и частично будут понятны из описания или будут понятны из практики использования изобретения.
Упомянутые и/или другие аспекты настоящего изобретения могут быть достигнуты с помощью разработки устройства для фильтрации воды, включающего в себя водяной фильтр для увлажнителя, имеющий цилиндрический корпус и верхнюю крышку для закрывания верхней части корпуса, ионообменную смолу, загружаемую в корпус таким образом, чтобы вода, поступающая в резервуар увлажнителя, ионно связывалась с ионообменной смолой, испарялась и поступала в комнату, характеризующегося тем, что:
часть в виде уступа для установки верхней крышки выполнена на верхней поверхности корпуса;
корпус включает в себя внутренний цилиндр и секционный цилиндр для разделения всего пространства на внутреннее пространство для загрузки ионообменной смолы и внешнее пространство;
входное отверстие, имеющее вставную сетку, выполнено на нижней периферийной поверхности корпуса, чтобы вода могла поступать во внешнее пространство;
выходное отверстие выполнено на нижней внутренней центральной части корпуса, чтобы вода, поступающая через входное отверстие, могла выливаться через выходное отверстие, причем вода ионно связывается с ионообменной смолой;
выходное отверстие имеет кольцеобразную первую посадочную канавку; и
внутренний цилиндр выполняется отдельно для того, чтобы его нижняя часть могла быть введена в первую посадочную канавку.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, часть в виде уступа имеет крючки для предотвращения отделения вставленной в нее верхней крышки, расположенные на заданном расстоянии друг от друга.
Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения, верхняя крышка имеет выполненные на внутренней поверхности канавки, соответствующие крючкам.
Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения, верхняя крышка имеет воздушное отверстие, выполненное на ее внутреннем центре, и кольцеобразную вторую посадочную канавку вокруг воздушного отверстия, в которую вводится верхняя часть внутреннего цилиндра.
Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения, первая посадочная канавка имеет диаметр, превышающий диаметр второй посадочной канавки.
Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения, внутренний цилиндр разделен на три ступени цилиндрических частей, имеющих отличающиеся друг от друга диаметры, причем
первая ступень цилиндрической части расположена на его нижней стороне, которая вставляется в первую посадочную канавку для создания проточного канала, имеющего вставную сетку, для направления воды, поступающей во внутреннее пространство, к выходному отверстию,
вторая ступень цилиндрической части расположена в его центре и имеет меньший диаметр, чем диаметр первой ступени цилиндрической части, для увеличения количества ионообменной смолы, загружаемой во внутреннее пространство, и
третья ступень цилиндрической части расположена на его верхней части и имеет меньший диаметр, чем диаметр второй ступени цилиндрической части, вставляемой во вторую посадочную канавку.
Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения, секционный цилиндр включает в себя направляющие ребра, проходящие к корпусу и к внутреннему цилиндру в нормальном направлении и соединяющиеся с внутренним цилиндром для его направления.
Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения, первая ступень цилиндрической части включает в себя направляющие выступы для направления направляющих ребер секционного цилиндра для предотвращения поворота внутреннего цилиндра при его введении.
Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения, кольцеобразные уплотнительные элементы, выполненные из резины или мягкой синтетической смолы, вводятся в первую и вторую посадочные канавки.
Эти и/или другие аспекты и преимущества настоящего изобретения будут понятны и более легко оценены из последующего описания вариантов осуществления, выполненного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - вид в поперечном сечении обычного устройства для фильтрации воды, установленного в увлажнителе;
фиг.2 - вид в перспективе устройства для фильтрации воды согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.3 - вид в перспективе с разнесением деталей устройства для фильтрации воды согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.4 - вид в поперечном сечении устройства для фильтрации воды согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и
фиг. 5 - вид в поперечном сечении с разнесением деталей устройства для фильтрации воды согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Теперь будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которых показаны на сопроводительных чертежах.
Фиг.2 представляет собой вид в перспективе устройства для фильтрации воды согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг.3 представляет собой вид в перспективе с разнесением деталей устройства для фильтрации воды согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг.4 представляет собой вид в поперечном сечении устройства для фильтрации воды согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 5 представляет собой вид в поперечном сечении с разнесением деталей устройства для фильтрации воды согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг.2-5, устройство для фильтрации воды согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя верхнюю крышку 10, корпус 20, секционный цилиндр 30 и внутренний цилиндр 40.
Верхняя крышка 10, устанавливаемая на верхнюю сторону корпуса 20, включает в себя заданное количество канавок 11, расположенных на внутренней периферийной поверхности через заданный интервал, воздушное отверстие 12, расположенное в ее центре, и кольцеобразную вторую посадочную канавку 13, расположенную вокруг воздушного отверстия 12 таким образом, чтобы в нее входила верхняя часть внутреннего цилиндра 40.
При этом кольцеобразный уплотняющий элемент 60, выполненный из резины или мягкой синтетической смолы, вводится во вторую посадочную канавку 13 для предотвращения утечки и надежного сохранения плотного прилегания между ними при установке верхней крышки 10 на верхнюю часть внутреннего цилиндра 40.
Корпус 20 на своей верхней части имеет часть 21 в виде уступа для установки в верхнюю крышку 10, и часть 21 в виде уступа включает в себя заданное число крючков 23, соответствующих канавкам 11, для предотвращения отделения верхней крышки 10 при установке верхней крышки 10 на корпус 20.
Кроме того, на нижней периферийной поверхности корпуса 20 выполнены входные отверстия 25, каждое имеющее вставную сетку 24 для прохождения воды внутрь корпуса 20, в центре нижней поверхности корпуса 20 выполнено выходное отверстие 22 так, чтобы вода, поступающая через входное отверстие 25, ионно связывалась с ионообменной смолой и выливалась. На нижней поверхности корпуса 20 вокруг выходного отверстия 22 выполнена кольцеобразная первая посадочная канавка 26.
При этом другой кольцеобразный уплотняющий элемент 60, выполненный из резины или мягкой синтетической смолы, вводится в первую посадочную канавку 26 для предотвращения утечки и сохранения хорошего уплотнения между ними при установке нижней части внутреннего цилиндра 40 во вторую посадочную канавку 26.
В этом процессе первая посадочная канавка 26 имеет диаметр, превышающий диаметр второй посадочной канавки 13 так, чтобы можно было изменять диаметр внутреннего цилиндра 40 для увеличения количества загрузки ионообменной смолой.
Секционный цилиндр 30, который выполнен за одно целое с корпусом 20, расположен в корпусе 20 для образования внешнего пространства А по отношению к корпусу 20 и внутреннего пространства В по отношению к внутреннему цилиндру 40.
В это же время направляющие ребра 50 для направления внутреннего цилиндра 40, проходящие перпендикулярно друг другу из секционного цилиндра 30 по направлению к корпусу 20 и по направлению к внутреннему цилиндру 40, составляют одно целое с секционным цилиндром 30.
Внутренний цилиндр 40 устанавливают в первую посадочную канавку 26 его нижней частью так, чтобы его можно было отделить от корпуса 20, и разделяют на три ступени цилиндрических частей 41, 42 и 43, имеющих отличающиеся друг от друга диаметры.
Первая ступень цилиндрической части 41 размещается в нижней части внутреннего цилиндра 40 для установки в первую посадочную канавку 26, и множество проточных каналов 41а, имеющих вставные сетки 24, выполнены в цилиндрической части 41 так, что вода, поступающая через входное отверстие 25 корпуса 20 и очищаемая ионообменной смолой, направляется к выходному отверстию 22.
В этом процессе вставная сетка 24 выполнена из ячеек, пропускающих через себя жидкость и блокирующих ионообменную смолу.
Кроме того, первая ступень цилиндрической части 41 включает в себя направляющие выступы 41b, выполненные на ее внешней периферийной поверхности для направления введения внутреннего цилиндра 40 и предотвращения поворота внутреннего цилиндра 40 при введении внутреннего цилиндра 40 в корпус 20.
Вторая ступень цилиндрической части 42 выполнена в центре внутреннего цилиндра 40. Цилиндрическая часть 42 имеет меньший диаметр, чем диаметр цилиндрической части 41 для того, чтобы увеличить загружаемое количество ионообменной смолы во внутреннем пространстве В, когда ионообменная смола загружается во внешнее пространство А и внутреннее пространство В, определяемые секционным цилиндром 30 и внутренним цилиндром 40.
Третья ступень цилиндрической части 43, вставляемая во вторую посадочную канавку 13 верхней крышки 10, выполнена в верхней части внутреннего цилиндра 40. Цилиндрическая часть 43 имеет меньший диаметр, чем цилиндрическая часть 42.
Далее со ссылкой на фиг.2-5 будет описана работа варианта осуществления настоящего изобретения.
Сначала ионообменная смола загружается во внешнее пространство А и во внутреннее пространство В, образуемые секционным цилиндром и внутренним цилиндром 40 в корпусе 20.
При этом загрузочное количество ионообменной смолы, заполняющей внутреннее пространство В, становится больше из-за формы внутреннего цилиндра 40, имеющего три ступени цилиндрических частей 41, 42 и 43, имеющих отличающиеся друг от друга диаметры.
В частности, первая ступень цилиндрической части 41 имеет диаметр, превышающий диаметр второй ступени цилиндрической части 42, так что внутреннее пространство В варианта осуществления имеет большое количество ионообменной смолы по сравнению с внутренним пространством согласно документам 1 и 2, образуемым внутренним цилиндром, имеющим один и тот же диаметр вдоль его продольного направления.
Далее, когда верхняя крышка 10 устанавливается на верхнюю часть корпуса 20, крючки 23, выполненные в части 21 в виде уступа в верхней части корпуса 20, входят в канавки, выполненные на внутренней периферийной поверхности верхней крышки 10 для сохранения хорошего уплотнения между верхней крышкой 10 и верхней частью корпуса 20.
Поэтому, когда корпус 20, соединенный с верхней крышкой 10, устанавливается в водяной резервуар в увлажнителе, вода поступает во внешнее пространство А корпуса 20 через входное отверстие 25 для заполнения внешнего пространства А и внутреннего пространства В и его соединительной части так, чтобы вода могла быть ионно связана с ионообменной смолой, заполняющей внешнее пространство А и внутреннее пространство В, в течение более длительного периода времени для более эффективной очистки воды.
Когда клапан, установленный на крышке водяного резервуара увлажнителя, открывается, вода, очищенная во внутреннем пространстве В, выливается из выходного отверстия 22 через проточный канал 41а, имеющий вставную сетку 24, выполненный на первой ступени цилиндрической части 41.
Далее вода из резервуара снова поступает во внешнее пространство А в корпусе 20 через входное отверстие 25 в соответствии с сифонным эффектом.
При этом вода подается в нагреватель в увлажнителе по каналам через ионообменную смолу в корпусе 20, предотвращая таким образом, образование минеральных веществ вокруг нагревателя.
Кроме того, воздух, поступающий в крышку в связи с обменом воды в резервуаре, поступает в резервуар через воздушное отверстие 12 верхней крышки 10, соединенной с верхней частью корпуса 20 вдоль канала для прохода воздуха (не показан), выполненного во внутреннем цилиндре 40.
Между тем, когда ионообменная смола, заполняющая внешнее пространство А и внутреннее пространство В в корпусе 20, должна быть заменена, сначала верхняя крышка 10 отделяется от корпуса 20.
Затем внутренний цилиндр 40 отделяется от корпуса 20.
В частности, поскольку первая ступень цилиндрической части 41 внутреннего цилиндра 40 имеет направляющие выступы 41b, направляющие ребра 50, проходящие перпендикулярно секционному цилиндру 30 в корпусе 20, вставляются между направляющими выступами 41b, когда внутренний цилиндр 40 отделяется от корпуса 20, внутренний цилиндр 40 может быть легко от него отделен. Поэтому можно обычным способом заменить ионообменную смолу во внутреннем пространстве В, образуемом между внутренним цилиндром 40 и секционным цилиндром 30, а также ионообменную смолу во внешнем пространстве А, образуемом между корпусом 20 и секционным цилиндром 30.
Как видно из вышесказанного, согласно настоящему изобретению создано устройство для фильтрации воды, способное увеличить загрузочное количество ионообменной смолы с помощью использования отдельного внутреннего цилиндра, имеющего отличающиеся друг от друга верхний и нижний диаметры, увеличить эффективность адсорбции и извлечения минеральных веществ, содержащихся в воде, с помощью использования длительного периода времени ионного связывания между водой и ионообменной смолой, и эффективно предотвращать образование минеральных компонентов, выделяемых в результате нагревания нагревателя, для предотвращения нарушения работы нагревателя и труб.
Хотя было показано и описано несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что в этих вариантах осуществления без отхода от принципов и сущности изобретения могут быть выполнены изменения, объем которых определяется прилагаемыми пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.
1. Устройство для фильтрации воды, содержащее корпус, имеющий входное отверстие и выходное отверстие для воды, и цилиндр, расположенный в корпусе и имеющий пространство для загрузки ионообменной смолы так, чтобы вода, поступающая через входное отверстие для воды, ионно связывалась и выливалась через выходное отверстие, при этом цилиндр содержит внутренний цилиндр и секционный цилиндр для разделения внутренней части корпуса на внутреннее пространство и внешнее пространство для загрузки ионообменной смолы, причем на верхней части корпуса установлена верхняя крышка, при этом корпус имеет часть в виде уступа, в которую вставляется верхняя крышка.
2. Устройство по п.1, в котором входное отверстие для воды представляет собой множество входных отверстий, расположенных по нижней периферийной поверхности корпуса.
3. Устройство по п.1, в котором во входном отверстии для воды имеется вставная сетка для предотвращения попадания посторонних загрязнений.
4. Устройство по п.1, в котором выходное отверстие выполнено в центре нижней поверхности корпуса.
5. Устройство по п.1, в котором корпус имеет первую посадочную канавку, выполненную вокруг выходного отверстия.
6. Устройство по п.1, в котором часть в виде уступа содержит крючки для предотвращения отделения верхней крышки после установки.
7. Устройство по п.6, в котором верхняя крышка имеет канавки, выполненные на ее внутренней периферийной поверхности и соответствующие крючкам.
8. Устройство по п.7, в котором верхняя крышка имеет воздушное отверстие, выполненное в ее центре, и вторую посадочную канавку, в которую вставляется верхняя часть цилиндра вокруг воздушного отверстия.
9. Устройство по п.5 или 8, в котором первая посадочная канавка имеет диаметр, превышающий диаметр второй посадочной канавки.
10. Устройство по п.9, дополнительно содержащее кольцеобразные уплотнительные элементы, которые выполнены из резины или из мягкой синтетической смолы и которые вставляются в первую и вторую посадочные канавки для предотвращения утечки.
11. Устройство по п.1, в котором секционный цилиндр выполнен за одно целое с корпусом.
12. Устройство по п.1, в котором секционный цилиндр имеет направляющие ребра, перпендикулярные друг другу, для направления введения внутреннего цилиндра.
13. Устройство по п.1, в котором внутренний цилиндр установлен в корпус с возможностью отсоединения.
14. Устройство по п.1, в котором внутренний цилиндр разделен на первую, вторую и третью ступени в виде цилиндрических частей, имеющих отличающиеся друг от друга диаметры.
15. Устройство по п.14, в котором первая ступень в виде цилиндрической части установлена в первую посадочную канавку и имеет проточный канал со вставной сеткой для направления воды, поступающей во внутреннее пространство, к выходному отверстию.
16. Устройство по п.15, в котором первая ступень в виде цилиндрической части имеет направляющие выступы, выполненные на ее внешней периферийной поверхности, для направления внутреннего цилиндра при введении и предотвращения его поворота.
17. Устройство по п.14, в котором вторая ступень цилиндрической части имеет диаметр меньше, чем диаметр первой ступени цилиндрической части для увеличения загрузочного количества ионообменной смолы во внутреннем пространстве.
18. Устройство по п.14, в котором третья ступень цилиндрической части имеет диаметр меньше, чем диаметр второй ступени цилиндрической части, подлежащей установке во вторую посадочную канавку.
