УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ Российский патент 1997 года по МПК B01D24/18 C02F1/18 

Изобретение относится к устройствам для очистки воды, в частности к устройствам для очистки питьевой воды из городского водопровода, в которых очищаемая вода последовательно проходит через несколько слоев зон очистки. Слои представляют собой различного рода сорбенты, такие как активированные угли различных марок, ионообменные смолы, катионообменные и анионообменные с различного рода модификациями, позволяющими удалить из воды вредные примеси: катионы тяжелых металлов, анионы (нитраты, нитриты, сульфаты), органические примеси, пестициды, хлор и окисное железо, микроорганизмы и вирусы.

Такие фильтры, как правило, имеют корпус в виде цилиндрического стакана с размещенными внутри слоями сорбентов, разделенных между собой (Патент Великобритании 2198432, CO 2 F 1/42, патент Франции 2617773, CO 2 F 9/00, патент Великобритании 2131009, CO 2 F 9/00/.

Наиболее близко по технической сущности к предлагаемому устройству для очистки воды, представляющее собой корпус с основанием и крышкой, распределителями потока. В основании предусмотрен патрубок для ввода очищаемой воды, в крышке патрубок для сорбентов для очистки воды от вредных примесей. Между различными слоями предусмотрены разделители зон для отделения одного слоя от другого. (Патент ЕПВ 025132, C O2 F 9/00, опубл. 20. 01. 88).

Такие конструкции работают удовлетворительно только в случаях, когда количество слоев сорбентов не более 1 2.

В случаях многоступенчатой очистки (количество слоев три и более) накладывается эффект, обусловленный различием гидродинамического сопротивления каждого из слоев (в силу из различной физической природы). Наблюдается проскок потока жидкости, содержащей вредные примеси вдоль стенок корпуса (так называемый пристенный эффект), вследствие чего резко снижается эффективность очистки. Под эффективностью очистки понимается отношение количества примесей в исходной воде и количеству примесей в очищенной воде.

Целью изобретения является такое усовершенствование конструкции фильтра, которое позволило бы повысить качество очистки от вредных примесей за счет исключения пристенного эффекта.

Поставленная цель достигается тем, что в фильтре устройстве для очистки воды, содержащем цилиндрический корпус, основание, крышку, патрубки для подвода очищаемой воды и отвода очищенной воды, распределители потока, слои сорбентов с размещенными между ними разделителями зон, согласно предлагаемому изобретению разделитель зон выполнен в виде кольца, у которого по крайней мере на одной из его сторон герметично закреплен фильтрующе-разделительный материал, а на внешней поверхности кольца выполнено углубление для размещения эластичного материала.

Выполнение разделителей зон в виде кольца с герметично закрепленным фильтрующе-разделительным материалом и эластичным материалом боковой поверхности кольца позволило решить гидродинамическую задачу равномерное распределение движущегося жидкостного потока вверх по фильтру в направлении большей оси фильтра, в несколько раз увеличив контакт проходящей жидкости непосредственно с сорбентами.

Больший по сравнению с внутренним диаметром цилиндрического корпуса наружный диаметр кольца за счет уплотнительного эластичного материала, находящегося в наружной канавке кольца, позволяет при перемещении потока жидкости внутри цилиндра создать дополнительное сопротивление. Возникающее при движении потока дополнительное сопротивление в свою очередь позволяет при контакте одной из поверхностей кольца как минимум с одним из сорбционных слоев создать дополнительные усилия силу, которая сжимает края сорбционного слоя и, следовательно, усиливает гидродинамическое сопротивление по линии этого сжатия.

С другой стороны наружняя поверхность эластичного материала, размещенного в канавке кольца, соприкасающаяся с внутренней поверхностью цилиндра корпуса позволяет исключить пристенный эффект за счет герметизации кольца и внутренней стенки цилиндрического корпуса. Эти два эффекта позволяют сформировать гидродинамический поток по всему сечению сорбционного слоя и, как следствие, повысить качество очистки воды от вредных примесей.

Диаметр эластичного материала, выполняющего роль уплотнения, на 1 5% больше диаметра (внутреннего) корпуса фильтра. В качестве эластичного материала может быть использована, например, резина. Фильтрующе-разделительный материал герметично закрепляется по крайней мере на одной из сторон кольца и может быть любым фильтрующим материалом с размером пор, меньше любой частица сорбента, например сеткой, нетканным материалом. Для изготовления кольца используются жесткие материалы, например полипропилен, полиэтилен. Все материалы должны иметь разрешение к контакту с пищевыми продуктами.

Прилагаемые рисунки (фиг. 1 3) и примеры работы устройства для очистки воды поясняют предлагаемое изобретение.

На фиг. 1 схематично представлен общий вид (разрез) устройства для очистки воды; на фиг. 2 разделитель зон, вид сверху; на фиг. 3 разделитель зон, вид сбоку, разрез.

Устройство для очистки воды включает цилиндрический корпус 1 с основанием 2 и крышкой 3. В основании 2 предусмотрен патрубок 4 для подачи очищаемой воды, в крышке 3 патрубок 5 для отвода очищенной воды. Кроме того, устройство содержит распределители потока 6 и разделители зон 7, между которыми размещены слои сорбционной загрузки 8. Разделители зон 7 выполнены в виде кольца 9 (см. фиг. 2) из жесткого материала, например полипропилена, полиэтилена. По крайней мере на одной из сторон кольца 9 герметично закреплен фильтрующе-разделительный материал 10. На внешней боковой поверхности кольца 9 выполнено углубление для размещения эластичного материала, например резины 11 (см. фиг. 3 а и б), где а вид разделителя зон вне устройства для очистки воды, б вид разделителя зон в корпусе).

Устройство работает следующим образом.

Вода поступает на очистку в устройство через патрубок 4 и последовательно проходит через сорбционные слои 8. За счет лучшего уплотнения с помощью уплотнения эластичного материала 11 поток жидкости равномерно распределяется по всему сечению фильтра, повышается время контакта жидкости с сорбционным материалом, тем самым улучшается степень очистки.

Пример
Вода, содержащая фенол C 0,05 мг/л пропускалась через фильтры, в которых разделители зон выполнены по ближайшему аналогу по предлагаемому варианту. Скорость подачи воды 0,5 л/ч. Сорбционная насадка содержала последовательно 4 слоя сорбентов: 2 см волокнистого полипропилена, 6 см смесь смол AB-17-10 КУ-2, 6 см волокнистого сорбента АК-22, 8 см смеси активированного угля и смолы AB-17-10. Отбирались пробы воды через 1, 3, 10 ч. В таблице представлены данные по содержанию фенола в пропущенной через фильтр воде.

таким образом, выполнение разделителя зон в виде кольца с уплотнителем позволяет улучшить степень очистки.

Устройство для очистки воды содержит цилиндрический корпус, основание, крышку, патрубки для ввода очищаемой воды и отвода очищенной воды, распределители потока, многослойную сорбционную загрузку с разделителями зоны, которые выполнены в виде кольца, у которого по крайней мере на одной его стороне герметично закреплен фильтрующе-разделительный материал, а на внешней боковой поверхности кольца выполнено углубление для размещения эластичного материала. 3 ил., 1 табл.

Устройство для очистки воды, содержащее цилиндрический корпус, основание, крышку, патрубки для подачи очищаемой и отвода очищенной воды, распределители потока и многослойную сорбционную загрузку с разделителями зон, отличающееся тем, что разделители зон выполнены в виде кольца, у которого по крайней мере на одной из его сторон герметично закреплен фильтрующе-разделительный материал, а на внешней боковой поверхности кольца выполнено углубление для размещения эластичного материала.