УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ "КАПЕЛЬ" Российский патент 1999 года по МПК B01D27/06 B01D29/56 C02F1/42 

Изобретение относится к оборудованию для дополнительной очистки воды, поступающей из централизованного источника водоснабжения.

В настоящее время в устройствах для доочистки питьевой воды широкое применение находят ионообменные, углеродные и йодсодержащие волокнистые материалы.

Ионообменные волокнистые материалы являются перспективным видом ионитов. Они обладают высокоразвитой поверхностью и лучшими динамическими характеристиками по сравнению с зернистыми ионитами.

В отечественной промышленности наиболее отработанной является технология получения волокнистых ионообменных материалов на основе ПАН-волокон (материалов ВИОН). Ионообменные свойства сообщаются ПАН-волокнам и их привитым сополимерам методами таких простых способов обработки, как щелочное омыление нитрильных групп.

Такие иониты сильно набухают в воде, увеличивая свой объем в 2-3 раза от исходного даже после обработки связующим агентом. Они являются эффективными средствами очистки воды от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и т.д.

Экспериментальные исследования образцов фильтрующих элементов, в которых в качестве ионитов использовались материалы ВИОН, а в качестве сорбента - углеродный волокнистый материал, показали, что они обеспечивают высокую степень очистки воды от ионов тяжелых металлов, сульфатов, нитратов, нитритов, остаточного хлора. Однако ресурс фильтрующих элементов оказался недостаточным. После пропускания 30 литров воды происходило резкое снижение их производительности.

Из уровня техники известно устройство для очистки воды, содержащее корпус с размещенными в нем слоями волокнистых ионообменных материалов, между которыми засыпан зернистый поглотитель (патент РФ 2027677, кл. C 02 F 1/28, опубл. 1995 г.). Данный источник информации принят за прототип изобретения.

Испытания фильтрующего элемента, в котором между цельными слоями ионообменного полотна ВИОН КН-1 был засыпан гранулированный активированный уголь, показали, что такая конструкция обеспечивает высокую производительность фильтрующего элемента, но не обеспечивает достаточную степень очистки воды.

Задачей изобретения является стабилизация производительности устройства для очистки воды в течение ресурса его работы при сохранении эффективности очистки.

Поставленная задача решается путем того, что в устройстве для очистки воды, содержащем корпус, в котором размещены фильтрующие слои, по меньшей мере один из которых выполнен из волокнистого материала, в качестве последнего, по меньшей мере в одном из слоев, использовано нетканое полотно в виде полосы, уложенной в спираль, причем волокна в упомянутом слое ориентированы преимущественно по направлению течения воды. Такой способ укладки волокнистого материала обеспечивает наименьшее сопротивление прохождению воды и высокую степень ее очистки. Кроме того, при производстве устройства практически не остается отходов полотна, так как оно раскраивается на прямоугольные полосы.

Целесообразно снабжать устройство вторым слоем волокнистого материала и слоем гранулированного активированного угля, размещенного между слоями волокнистых материалов, которые выполнены ионообменными. Устройство было выполнено в виде сменного картриджа с резьбой для ввертывания в соответствующее отверстие приемной емкости бытового фильтра для очистки воды "Капель". Испытания показали, что после отработки ресурса 200 литров при минимальной производительности 4 литра в час устройство обеспечивало высокую эффективность очистки воды от ионов железа, меди, свинца, остаточного хлора и побочных продуктов хлорирования воды. Жесткость воды в процессе доочистки не изменялась.

На фиг. 1 представлен продольный разрез бытового фильтра для очистки воды в сборе с картриджем, выполненным согласно формуле изобретения.

На фиг. 2 - поперечный разрез фильтрующего слоя, выполненного из волокнистого материала, представляющего собой полосу нетканого полотна, уложенную в плоскую спираль.

Фильтр содержит приемную емкость 1 с резьбовым отверстием 2, картридж 3 с установочной резьбой 4 и патрубок 5, на одном конце которого выполнена резьба 6 для его ввертывания в отверстие приемной емкости, а на другом конце - резьба 7 для присоединения к нему сменного картриджа 3. Картридж 3 может быть ввернут либо непосредственно в отверстие 2 приемной емкости, либо в патрубок 5. Приемная емкость закрыта крышкой 8. В основании приемной емкости выполнен паз 9 для ее установки на стеклянную банку емкостью 1-3 литра (на чертеже не показана).

Картридж 3 содержит корпус 10 с входным отверстием 11. Снизу к корпусу присоединена перфорированная крышка 12. Внутри корпуса размещены слои фильтрующих материалов, а именно слой 13 полотна иглопробивного фильтровального ВИОН КН-1, ТУ 17-14-13-137-95; слой 14 гранулированного активированного угля; слой 15 полотна ВИОН КН-1.

Слой 13 представляет собой полосу 16 полотна, имеющую преимущественно прямоугольное поперечное сечение, уложенную в плоскую спираль, причем волокна в данном слое ориентированы преимущественно по оси спирали, то есть по направлению течения воды. Для изготовления данного слоя из полотна КН-1 вырубают полосу, имеющую требуемую длину и поперечное сечение, поворачивают эту полосу на 90^o и сворачивают ее в спираль. Слой 15 представляет собой цельный диск, вырубленный из полотна КН-1. То есть волокна в слоях 13 и 15 ориентированы по отношению друг к другу преимущественно под углом примерно 90^o. Толщина слоя 13 (расстояние по направлению течения воды) выполнена большей толщины слоя 15.

Над слоем 13, расположенным первым по ходу потока воды, размещена перфорированная прокладка (решетка) 17. На корпусе 10 картриджа выполнен колпак 18 обтекаемой формы с прорезями для протекания воды.

Фильтр и картридж работают следующим образом.

Собранный фильтр устанавливается на стеклянную банку. Вода заливается в приемную емкость 1 и поступает через отверстие 2 и патрубок 5 к картриджу 3. Проходя через картридж 3, вода очищается от нежелательных составляющих.

Проведенные испытания показали, что при фильтрации с помощью описанного устройства исходной московской воды отмечается снижение ее запаха, щелочности, общей жесткости, сухого остатка, магния, аммиака, нитратов, нитритов, хлоридов, сульфатов, фтора, хлора и цинка.

Картридж, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, может быть использован не только для очистки питьевой воды, но и для подготовки воды к поливу комнатных растений, умягчения воды для заправки утюгов с отпариванием и осветления воды, подаваемой в автоматические стиральные машины.

Устройство предназначено для дополнительной очистки воды, поступающей из централизованного источника водоснабжения. Устройство содержит корпус, в котором размещены фильтрующие слои, по меньшей мере один из которых выполнен из волокнистого нетканого материала в виде полосы, свернутой в спираль. Волокна нетканого материала преимущественно ориентированы по направлению течения воды. Устройство обеспечивает стабильную производительность при высоком качестве очистки воды. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для очистки воды, содержащее корпус, в котором размешены фильтрующие слои, по меньшей мере один из которых выполнен из волокнистого материала, отличающееся тем, что в качестве волокнистого материала по меньшей мере в одном из слоев использовано нетканое полотно в виде полосы, уложенной в спираль, причем волокна в упомянутом слое ориентированы преимущественно по направлению течения воды. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено вторым слоем волокнистого материала и слоем гранулированного активированного угля, размещенного между слоями волокнистых материалов, которые выполнены ионообменными. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно выполнено в виде сменного картриджа с резьбой для ввертывания в соответствующее отверстие приемной емкости бытового фильтра очистки воды.