Фильтр для очистки воды

Изобретение относится к бытовому оборудованию и может быть использовано для очистки воды, поступающей из централизованного источника водоснабжения, а также для создания мобильных миниводоканалов и получения питьевой воды из открытых источников (озеро, река, скважина) в населенных пунктах, где нет возможности протянуть водопровод, например на военных сборах, молодежных форумах и в случаях катастроф. Фильтр для очистки воды содержит корпус с входным и выходным патрубками, расположенный в корпусе фильтрующий материал, дистрибьютор, фланец, закрепленый в верхней части корпуса, на котором закреплена обечайка с кольцами для удаления пристенного эффекта. С внутренней стороны фланца закреплена перфорированная сетка с пористым материалом. Фильтрующий материал расположен в корпусе неравномерно, чем ближе к поверхности выходного патрубка, тем плотность его засыпки выше. В качестве пористого материала использован, например, пористый полипропилен. Перфорированная сетка выполнена, например, из нержавеющей стали. В качестве фильтрующего материала использован графеновый сорбент. Технический результат: очистка воды с повышенной производительностью оборудования. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к бытовому оборудованию и может быть использовано для очистки воды, поступающей из централизованного источника водоснабжения, а также для создания мобильных мини водоканалов и получения питьевой воды из открытых источников (озеро, река, скважина) в населенных пунктах, где нет возможности протянуть водопровод, например, на военных сборах, молодежных форумах и в случаях катастроф.

Значительная часть известных устройств для фильтрации жидкостей, в том числе и воды, основана на принципе пропускания очищаемой воды через фильтрующую поверхность с образованием на ней осадка загрязнений. Забивка пор грязью создает основное сопротивление фильтрации, которое приводит к снижению производительности фильтров и качеству получаемой воды.

В настоящее время во всем мире для очистки воды от примесей применяются фильтры коаксиальной конструкции. При этой конструкции грязная вода через внешнюю обечайку картриджа проходит через утрамбованный слой сорбента и выходит через внутреннюю пористую трубку. Примерами таких конструкций служат:

«Фильтр для очистки воды в транспортных средствах» (Патент РФ № 2434664, МПК B01D29/11, опубл.27.11.2011, Бюл. №18);

«Фильтр для очистки питьевой воды от химических и механических загрязнений» (Патент РФ №2486136, МПК C02F1/00, опубл. 27.06.2013, Бюл. №18);

«Устройство для очистки воды» (Патент РФ № 2183983, МПК C02F1/15, опубл 20.09.2002, Бюл. № 26), в которых фильтр содержит корпус с крышкой и днищем, входной и выходной патрубки и закрепленный внутри корпуса коаксиально с ним элемент (фильтрующий материал) для очистки воды.

Недостатком известных конструкций является снижение производительности вследствие забивки пор на поверхности фильтрующего материала (сорбента).

Известен также «Бытовой фильтр для доочистки питьевой воды «ЦИОЛИТОВЫЙ-С» (Патент РФ № 2252061, МПК B01D15/04$ C02F1/18, опубл.), в котором внутри корпуса с входными и выходными патрубками установлены вертикальные перегородки с образованием блоков для фильтрующего материала (сорбента), при этом перегородки выполнены в виде двух цилиндров, установленных соосно по вертикальной оси корпуса с образованием одного цилиндрического блока и двух кольцевых.

Недостатками бытового фильтра для очистки воды является образование сквозных пор или забивки пор в сорбенте, что снижает ресурс работы фильтров и их частую замену.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому изобретению является «Способ очистки воды и устройство для его осуществления» (Патент РФ № 2502680, МПК C02F 1/28, B01D 61/02, опубл. 20.05.2013, Бюл. №36), в котором устройство для очистки воды состоит из корпуса, входного и выходного патрубков. Устройство также содержит полимерную мембрану, содержащую сквозные поры цилиндрической или конусной формы, а фильтрующий материал содержит графены и/или углеродные нанотрубки.

Очистка воды на этом устройстве включает две стадии, на которых:

(А) - фильтруют воду через фильтрующий материал;

(Б) - фильтруют воду через мембрану со сквозными порами цилиндрической или конусной формы диаметром 0,005-0,3 микрона.

Недостатком прототипа является коаксиальная конструкция устройства, каналы фильтрующего материала забиваются примесями из грязной воды и частицами мелкого сорбента, а также невозможность равномерного наполнения и уплотнения корпуса сорбентом. Вода находит участок, где сорбент менее уплотнен и в дальнейшем протекает по этому каналу. Весь остальной сорбент в фильтре перестает работать. Ресурс работы такого фильтра определяется временем, необходимым, чтобы пробить этот канал в объеме сорбента. В дальнейшем сорбционные свойства ГС не используются.

Кроме того, применяются дорогостоящие мембраны, чтобы не только грязь, но и сорбент не проскочил в фильтрованную воду. При использовании полимерных мембран нельзя повысить производительность оборудования за счет увеличения давления воды на входном патрубке из-за возможности механического разрушения тонкой полимерной пленки, из которой она сделана.

Основной задачей предлагаемого изобретения является создание конструкции фильтра с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Техническим результатом является очистка воды с повышенной производительностью оборудования.

Технический результат достигается тем, что в фильтр для очистки воды, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и расположенный в корпусе фильтрующий материал в корпусе дополнительно установлены дистрибьютор, фланец, закрепленый в верхней части корпуса, на котором закреплена обечайка с кольцами для удаления пристенного эффекта, с внутренней стороны фланца закреплена перфорированная сетка с пористым материалом, а фильтрующий материал расположен в корпусе неравномерно, чем ближе к поверхности выходного патрубка, тем плотность его засыпки выше причем в качестве пористого материала использован, например, пористый полипропилен, перфорированная сетка выполнена, например, из нержавеющей стали, а качестве фильтрующего материала использован графеновый сорбент.

Предлагаемая конструкция фильтра с дополнительно введенными элементами конструкции позволяет достичь технического результата за счет устранения пристеночного протекания воды через фильтрующий материал и ликвидации сквозных каналов за счет самозалечивания слоя фильтрующего материала.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:

Фиг. 1 - представлена конструкция предлагаемого фильтра;

Фиг. 2 - схема работы фильтра с разной степенью уплотнения фильтрующего материала;

Фиг. 3 - №1 - Падение производительности для коаксиальной модели

фильтров (прототип)

№2 - Падение производительности засыпной предлагаемой конструкции фильтра.

Фильтр (Фиг. 1) для очистки воды состоит из корпуса 1, внутри которого расположены входной патрубок 2, продолжением которого является дистрибьютор 3, представляющий собой трубку с отверстиями и служащий для равномерного распределения воды внутри корпуса, слой фильтрующего материала 4, фланец 5 закреплен в верхней части корпуса 1, на котором закреплена обечайка 6 с кольцами для удаления пристенного эффекта 7, с внутренней стороны фланца 5 закреплена перфорированная сетка 8 с пористым материалом 9 для удержания фильтрующего материала, в качестве которого использован, например, пористый полипропилен, а перфорированная сетка 8 может быть выполнена, например, из нержавеющей стали. На фланце 5 закреплен выходной патрубок 10.

При этом, фильтрующий материал 4 распределен в корпусе 1 неравномерно, чем ближе к поверхности выходного патрубка 10, тем плотность засыпки выше.

Устройство работает следующим образом. Вода из сети или от насоса поступает в корпус фильтра 1 через входной патрубок 2, распределяется через дистрибьютор 3, проходит через слой фильтрующего материала 4, отражается от верхнего фланца 5 и по наружной стороне обечайки 6 попадает во внутреннюю ее полость, где поток дважды оптекает кольца для удаления пристенного эффекта 7. Затем очищенная вода проходит через перфорированную сетку 8 и пористый материал 9 и выливается через выходной патрубок 10.

Крупные примеси в воде удерживаются слабо уплотненным фильтрующим материалом, а мелкие - сильно уплотненным. Примеси крупнее 100 нм, которые представляют собой коллоидные примеси и бактерии не смогут проскочить через плотно упакованный фильтрующий материал. В случае образования в нем канала в него устремляется вода, идя по линии наименьшего сопротивления. Она захватывает свободные плавающие частицы фильтрующего материала, которые устремляются в эти отверстия и заполняют каналы, т.е. происходит эффект самовосстановления слоя.

На основании вышеизложенного видно (Фиг. 3), что новая конструкция фильтра для очистки воды значительно превосходит по ресурсам коаксиальные конструкции фильтров.

Достижение технического результата обеспечивается за счет устранения пристеночного протекания воды через фильтрующий материал и ликвидации сквозных каналов.

1. Фильтр для очистки воды, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и расположенный в корпусе фильтрующий материал, отличающийся тем, что в корпусе дополнительно установлены дистрибьютор, являющийся продолжением входного патрубка, и фланец, закрепленый в верхней части корпуса, на котором закреплена обечайка с кольцами для удаления пристенного эффекта, с внутренней стороны фланца закреплена перфорированная сетка с пористым материалом, а фильтрующий материал расположен в корпусе неравномерно, чем ближе к поверхности выходного патрубка, тем плотность его засыпки выше.

2. Фильтр для очистки воды по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пористого материала использован, например, пористый полипропилен.

3. Фильтр для очистки воды по п. 1, отличающийся тем, что перфорированная сетка выполнена, например, из нержавеющей стали.

4. Фильтр для очистки воды по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фильтрующего материала использован графеновый сорбент.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам удаления растворенных газов из сырьевого потока испарителя. Способ добычи нефти из нефтяной скважины, в котором осуществляют: извлечение водонефтяной смеси из скважины; разделение водонефтяной смеси с образованием нефтепродукта и добытой воды; направление добытой воды через деаэратор; после направления добытой воды через деаэратор, направление добытой воды в испаритель и образование концентрированного рассола и пара; конденсацию пара с образованием дистиллята; направление дистиллята в парогенератор и производство пара; введение по меньшей мере части пара в нагнетательную скважину; десорбцию растворенного газа из добытой воды выше по потоку от испарителя с помощью направления пара из испарителя через деаэратор; поддержание давления пара в деаэраторе ниже атмосферного давления и перед поступлением добытой воды в деаэратор нагревание добытой воды до температуры выше температуры насыщенного пара в деаэраторе, и устанавливают давление и температуру пара в деаэраторе путем подвергания пара, направляемого из испарителя в деаэратор, падению давления в месте между испарителем и деаэратором.

Изобретение относится к электрохимическим технологиям очистки воды, в частности к мобильному комплексу очистки природной или технической воды и может быть использовано для получения питьевой воды в полевых условиях или в мобильных воинских подразделениях.

Изобретение может быть использовано при получении бумаги, красок, покрытий, при обработке сточных вод. Способ получения водной суспензии, содержащей смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), включает обеспечение водной суспензии частиц, содержащих MCC, и обеспечение водной суспензии частиц, содержащих PCC.

Группа изобретений может быть использована при биологической очистке бытовых сточных вод и сточных вод свалок от соединений азота. Система содержит: реактор (10); датчик (14) измерения концентрации аммония и подачи сигнала (20); датчик (16) измерения концентрации нитрита и подачи сигнала (22); датчик (18) измерения концентрации нитрата и подачи сигнала (24); контроллер (30) приема сигналов концентраций аммония, нитрита и нитрата через один или более каналов (32) связи и подачи команд системе регулирования подачи растворенного кислорода (36) через канал связи (34) на повышение, уменьшение или поддержание концентрации растворенного кислорода в реакторе (10) на основе отношения концентрации аммония к сумме концентраций нитрита и нитрата.

Изобретение может быть использовано в нефтедобывающей и нефтехимической отраслях промышленности. Способ переработки воды, содержащей ароматические углеводороды, включает по меньшей мере следующие стадии: (i) введение потока (I), содержащего воду и ароматические углеводороды, выбранные из группы, состоящей из бензола, толуола, этилбензола и ксилола, в колонну, (ii) реализацию противоточного контакта потока (I) со вторым потоком (II) и (iii) отвод третьего потока (III), содержащего воду и ароматические углеводороды, выбранные из группы, состоящей из бензола, толуола, этилбензола и ксилола.

Изобретение может быть использовано в области улучшения экологии природных водоемов с морской водой и их очистки от сероводорода. Для осуществления способа проводят подъем к поверхности сероводородсодержащих вод за счет аэролифта и выделение из них сероводорода с последующим разложением его на элементы.

Изобретение относится к устройству получения обогащенной водородом воды и обогащенной кислородом воды. Устройство содержит диэлектрический корпус с отверстием для входа воды и вентилями для выхода обогащенной водородом воды и обогащенной кислородом воды.

Группа изобретений относится к области производства воды хозяйственно-питьевого назначения и может быть использована в технике, медицине, в том числе в практическом здравоохранении, в пищевой и косметической промышленности, сельском хозяйстве.

Группа изобретений относится к области водоподготовки. Установка содержит устройство датчика хлора, резервуар (16, 16b) для соляного раствора (или обесцвечивающего раствора хлора или диоксида хлора), который через трубопровод (24а, 50) контроля хлора соединен с устройством (29, 30; 29b, 30b) датчика хлора.

Изобретение относится к области очистки воды, технологических жидкостей, смазочно-охлаждающих жидкостей, моющих растворов от содержащихся в них взвешенных примесей и может быть использовано на станциях водоподготовки и промышленных производствах.

Изобретение относится к области очистки жидкостей от взвешенных в них частиц путем пропускания загрязненной жидкости обычно через объемный фильтр (загрузку), в котором задерживается большая часть взвешенных в жидкости твердых частиц.

Изобретение относится к оборудованию для грубой очистки стоков и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к водному хозяйству и может быть использовано для осветления хозяйственной, технической и сточной воды фильтрованием с одновременным извлечением из воды растворенных веществ, например органических.

Изобретение относится к технологии обработки питьевых минеральных вод, в частности для удаления из подземных минеральных вод естественных примесей вредных органических веществ (фенолы, ароматические углеводороды, нефтепродукты и др.) без изменения солевого состава и лечебных свойств этих вод и может быть использовано в бальнеотехнике для очистки бальнеологических минеральных вод наружного применения с целью их превращения в питьевые, пригодные для питьевого лечения на месте, и для промышленного розлива в бутылки.

Изобретение относится к устройствам для очистки воды, преимущественно питьевой воды, фильтрованием ее через адсорбционно-бактерицидный материал в бытовых условиях самотеком снизу вверх на основе сифонного эффекта.

Изобретение относится к устройствам для очистки различных жидкостей, преимущественно для получения питьевой воды, в частности, из водопроводной. .

Изобретение относится к получению питьевой воды. .

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкости и используется в основном совместно с фильтрами кувшинного типа, которые применяются практически везде, где есть необходимость получения чистой питьевой воды.

Изобретение относится к бытовому оборудованию и может быть использовано для очистки воды, поступающей из централизованного источника водоснабжения, а также для создания мобильных миниводоканалов и получения питьевой воды из открытых источников в населенных пунктах, где нет возможности протянуть водопровод, например на военных сборах, молодежных форумах и в случаях катастроф. Фильтр для очистки воды содержит корпус с входным и выходным патрубками, расположенный в корпусе фильтрующий материал, дистрибьютор, фланец, закрепленый в верхней части корпуса, на котором закреплена обечайка с кольцами для удаления пристенного эффекта. С внутренней стороны фланца закреплена перфорированная сетка с пористым материалом. Фильтрующий материал расположен в корпусе неравномерно, чем ближе к поверхности выходного патрубка, тем плотность его засыпки выше. В качестве пористого материала использован, например, пористый полипропилен. Перфорированная сетка выполнена, например, из нержавеющей стали. В качестве фильтрующего материала использован графеновый сорбент. Технический результат: очистка воды с повышенной производительностью оборудования. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх