ФИЛЬТР ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ Российский патент 2011 года по МПК C02F1/18 B01J47/00 

Изобретение относится к устройствам для очистки воды, в том числе и горячей, путем фильтрования и ионообмена, и, в частности, к конструкциям корпусов данных устройств.

Известен фильтр [1], содержащий фильтрующий элемент, выполненный в виде перфорированной опоры, к которой прикреплена объемная арматура, выполненная, например, из синтепона, на которой закреплен ионообменный материал с образованием объемного пористого изделия из микроглобул, например, цилиндра. Фильтрующий элемент помещен в цилиндрический корпус, снабженный подводящим и отводящим патрубками.

Недостаток устройства в том, что данный фильтр не приспособлен для фильтрования горячей воды.

Предложено устройство для очистки воды [2], содержащее корпус с крышкой, входной и выходной патрубки, тонкостенную перфорированную емкость с сорбентом и фильтрующим элементом, расположенную внутри корпуса коаксиально с ним, емкость выполнена в виде стакана с перфорированными дном и нижней частью боковой стенки так, что высота перфорированной части боковой стенки относится к высоте стакана как 1:3-5, при этом высота слоя сорбента, заполняющего стакан, относится к высоте стакана как 1:1,05-1,15. Предлагаемая конструкция устройства для очистки воды позволяет снизить сопротивление потоку на 25-35%, увеличить ресурс в 1,3-2 раза при уменьшении расхода сорбентов на 5-15%, дает возможность осуществлять самоочистку и регенерацию фильтра без его отключения от магистральной линии.

Несмотря на полученные преимущества, недостаток устройства аналогичен предыдущему.

Известен фильтр для воды [3], содержащий корпус, снабженный входным, выходным и сливным патрубками с соответствующими запорными вентилями и основной фильтрующий элемент, выполненный из ионообменного материала, имеющий входную и выходную поверхности для фильтруемой жидкости. При этом ионообменный материал основного фильтрующего элемента выполнен объемным требуемой геометрической формы, армирован несущей арматурой, прикрепленной к перфорированной опоре, и образует непрерывный пористый каркас из микроглобул с порами требуемого размера, при этом входная поверхность основного фильтрующего элемента покрыта дополнительным фильтрующим слоем, внесенным в виде порошка через загрузочный клапан в полость корпуса в поток фильтруемой жидкости, осажденного на входной поверхности основного фильтрующего элемента и динамически удерживаемого на ней скоростным напором жидкости, размер гранул порошка больше размера пор ионообменного материала, а внесенный его объем в зависимости от формы основного фильтрующего элемента определяется по математическим выражениям, приведенным в заявке. При этом фильтр выполнен в виде полого цилиндра с определенными соотношениями. В качестве фильтрующего материала дополнительного слоя использовано химически активное вещество, например резорцинформальдегидная смола, а в качестве материала дополнительного защитного слоя, корректирующего рН фильтруемой воды, использован доломит. Предложен способ его изготовления.

Недостаток заявленной конструкции фильтра в ее сложности.

Известен фильтр для очистки жидкости [4]. Устройство предназначено для очистки жидкости фильтрованием. Фильтр для очистки жидкости содержит корпус, состоящий из двух крышек, одна из которых подвижная, между которыми размещен фильтрующий элемент. В подвижной крышке выполнены, по крайней мере, одно отверстие для отвода неочищенной воды и отверстие для штуцера отвода очищенной воды. Фильтр снабжен устройством для переключения режимов работы фильтра, обеспечивающим подачу очищенной или неочищенной воды. Предложенная конструкция позволяет увеличить ресурс работы фильтрующего элемента.

Однако из описания нельзя понять, способна ли конструкция работать на горячей воде.

Известен фильтр для жидкостей фирмы БРИТА ГМБХ, Германия [5], имеющий заполненный фильтрующим материалом стаканообразный корпус, в дне которого предусмотрено, по меньшей мере, одно сетчатое выпускное отверстие для жидкости, и крышку, которая ограничивает внутренний объем и которая снабжена по меньшей мере одним впускным отверстием для жидкости и одним вентиляционным отверстием для выхода воздуха и герметичным, непроницаемым для жидкости соединением соединена со стаканообразным корпусом, при этом между стаканообразным корпусом и крышкой расположена сетчатая вставка из текстильного полотна. Фильтр отличается тем, что сетчатая вставка из текстильного полотна имеет по меньшей мере одну часть, выступающую во внутренний объем крышки таким образом, что по обе стороны наиболее удаленной от стаканообразного корпуса части этой вставки из текстильного полотна в течение преобладающей части от всей длительности процесса фильтрации находится воздух. Кроме того, находящаяся вверху в ограниченном крышкой пространстве наиболее удаленная от стаканообразного корпуса часть вставки из текстильного полотна и вентиляционное отверстие расположены выше верхнего края впускного отверстия.

Недостаток устройства в его сложности.

Известен фильтр для очистки питьевой воды [6], содержащий корпус с крышкой, впускным и выпускным патрубками и расположенный внутри корпуса сорбирующий элемент, отличающийся тем, что сорбирующий элемент представляет собой полый цилиндр из активного угля и полимерного связующего, расположенный коаксиально с корпусом и ограниченный с торцов кольцами из полимерного материала, имеющими с внешней стороны ребристую поверхность, а с внутренней стороны - штыри для закрепления на сорбирующем элементе, при этом впускной патрубок расположен на дне корпуса около его боковой стенки, а выпускной патрубок - в центре дна, причем расстояние между стенкой корпуса и сорбирующим элементом 0,6-1,2 толщины последнего. Кроме того, он содержит два и более сорбирующих элемента, расположенных один над другим.

Недостатки последней конструкции аналогичны предыдущим, но по своей технической сущности она наиболее близка к предлагаемой, по сравнению с остальными рассмотренными решениями, и поэтому может быть принята в качестве прототипа.

Задачей, поставленной перед авторами, является возможность создания конструкции фильтра для горячей воды.

Поставленная задача решена следующим образом: в фильтре, содержащем фильтрующий элемент, установленный в герметичном корпусе, снабженном входным и выходным патрубками, корпус выполнен разъемным и состоящим из нижнего цилиндрического стакана и верхней крышки, соединяемых герметичным разъемом, на верхней крышке снаружи установлены упомянутые патрубки, а внутри - держатель фильтрующего элемента, выполненный в виде тяг, закрепленных в крышке, на свободных концах которых размещена опора для фильтрующего элемента, при этом последний выполнен в виде полого цилиндра, состоящего из цилиндрического несущего каркаса, на котором закреплен фильтрующий материал, каркас верхним торцом установлен в посадочном месте верхней крышки, а в нижнем его торце установлена пробка в полости каркаса, которым он оперт на опору держателя, при этом коэффициент линейного расширения материала каркаса больше коэффициента линейного расширения тяги держателя, герметичный разъем нижнего цилиндрического стакана и верхней крышки изготовлен в виде выполненных на сопрягаемых кромках обоих деталей встречных расширяющихся конических буртиков, охваченных сегментами с V-образным профилем, сопрягаемым с упомянутыми коническими буртиками, сегменты наружной цилиндрической поверхностью в своей средней части соединены с внутренней поверхностью разъемного ленточного хомута, снабженного замковым устройством, верхняя крышка снабжена направляющим пояском, между которым и коническим буртиком крышки размещена герметизирующая эластичная прокладка, коэффициент объемного расширения материала которой больше коэффициента объемного расширения окружающего ее материала.

При этом замковое устройство ленточного хомута выполнено в виде накидного винтового зажима, закрепленного на одном конце ленточного хомута с возможностью зацепления за второй конец ленточного хомута.

На фиг.1, 2 и 3 изображена конструкция устройства.

Предложенный фильтр для горячей воды содержит фильтрующий элемент 1, установленный в герметичном корпусе 2, снабженном входным 3 и выходным 4 патрубками.

При этом корпус 2 выполнен разъемным и состоящим из нижнего цилиндрического стакана 5 и верхней крышки 6, соединяемых герметичным разъемом, на верхней крышке 6 снаружи установлены упомянутые патрубки 3 и 4, а внутри - держатель 7 фильтрующего элемента 1, выполненный в виде тяг 8, закрепленных в крышке 6, на свободных концах которых размещена опора 9 для фильтрующего элемента 1, при этом последний выполнен в виде полого цилиндра, состоящего из цилиндрического несущего каркаса 10, на котором закреплен фильтрующий материал 11, каркас 10 верхним торцом установлен в посадочном месте верхней крышки 6, а в нижнем его торце установлена пробка 12 в полости каркаса 10, которым он оперт на опору 9 держателя 7, при этом коэффициент линейного расширения материала каркаса 10 больше коэффициента линейного расширения тяг 8 держателя 7, герметичный разъем нижнего цилиндрического стакана 5 и верхней крышки 6 изготовлен в виде выполненных на сопрягаемых кромках обоих деталей, встречных расширяющихся конических буртиков 14 и 15, охваченных сегментами 16 с V-образным профилем, сопрягаемым с упомянутыми коническими буртиками 14 и 15, сегменты 16 наружной цилиндрической поверхностью в своей средней части соединены с внутренней поверхностью разъемного ленточного хомута 17, снабженного замковым устройством, верхняя крышка 6 снабжена направляющим пояском 18, между которым и коническим буртиком 14 крышки 6 размещена герметизирующая эластичная прокладка 19, коэффициент объемного расширения материала которой больше коэффициента объемного расширения окружающего ее материала. При этом замковое устройство ленточного хомута выполнено в виде накидного винтового зажима 20, закрепленного на одном конце ленточного хомута 17 с возможностью зацепления за второй конец ленточного хомута 17. В нижней части цилиндрического стакана 5 выполнено сливное отверстие, закрытое пробкой 21.

Устройство работает следующим образом. Горячая вода через входной патрубок 3 подается в корпус 2, где она проходит через фильтрующий элемент 1 и через выходной патрубок 4 выходит к потребителю. При этом корпус нагревается и его детали меняют размеры, в частности его герметичный разъем и тяги 8 держателя 7, что может привести к образованию течи наружу или к подмешиванию загрязненной воды к очищенной, что недопустимо. Данная проблема решена тем, коэффициент линейного расширения материала каркаса 10 больше коэффициента линейного расширения тяги 8 держателя. При нагреве каркас 10 удлиняется больше, чем тяги 8, держащие его, и происходит самоуплотнение стыка фильтрующего элемента с верхней крышкой 6. Аналогичный процесс происходит в герметичном разъеме, в котором герметизирующая эластичная прокладка 19, коэффициент объемного расширения материала которой больше коэффициента объемного расширения окружающего ее материала, расширяется и еще больше заполняет зазор между стаканом 5 и верхней крышкой 6. Более того, давление внутри корпуса 2 дополнительно прижимает прокладку 19 в зазор между коническими буртиками 14 и 15. Возникшее усилие воспринимается ленточным хомутом 17 через сегменты 16, предотвращая увеличение зазора между упомянутыми буртиками. Усилие зажатия регулируется винтовым зажимом 20. Сегменты 16, надвигаясь на буртики 14 и 15, стягивают цилиндрический стакан 5 и крышку 6 вместе, предотвращая протечки.

Наличие упомянутых особенностей конструкции фильтра не уменьшает его производительности по фильтрации и не снижает качества очистки и холодной воды.

Заявителем изготовлено и испытано предложенное устройство, которое полностью подтвердило требуемые характеристики.

Источники информации

1. Патент РФ №2203721, 2001 г. Фильтр для воды и способ его изготовления.

2. Заявка РФ №95106902/25, 1995 г. Устройство для очистки воды.

3. Заявка PCT/RU 02/00417, 2003. Фильтр для воды и способ его изготовления.

4. Заявка РФ №97102431/25, 1997 г. Фильтр для очистки жидкости.

5. Заявка РФ №2002113914/15, 2000 г. Фильтр для жидкостей (Германия).

6. Заявка РФ №96104505/25, 1996 г. Фильтр для очистки питьевой воды (прототип).

Изобретение предназначено для фильтрования воды. Фильтр содержит фильтрующий элемент, установленный в герметичном корпусе с входным и выходным патрубками. Корпус выполнен разъемным из нижнего цилиндрического стакана и верхней крышки. На верхней крышке снаружи установлены упомянутые патрубки, а внутри - держатель фильтрующего элемента, выполненный в виде тяг, закрепленных в крышке, на свободных концах которых размещена опора для фильтрующего элемента. Последний выполнен в виде полого цилиндра, состоящего из цилиндрического несущего каркаса, на котором закреплен фильтрующий материал. Каркас верхним торцом установлен в посадочном месте верхней крышки, а в нижнем его торце установлена пробка в полости каркаса. Коэффициент линейного расширения материала каркаса больше коэффициента линейного расширения тяги держателя. Герметичный разъем нижнего цилиндрического стакана и верхней крышки изготовлен в виде выполненных на сопрягаемых кромках обеих деталей встречных расширяющихся конических буртиков, охваченных сегментами с V-образным профилем, сопрягаемым с коническими буртиками, сегменты наружной цилиндрической поверхностью в своей средней части соединены с внутренней поверхностью разъемного ленточного хомута, снабженного замковым устройством, верхняя крышка снабжена направляющим пояском, между которым и коническим буртиком крышки размещена герметизирующая эластичная прокладка. Технический результат: высокое качество очистки воды. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Фильтр для горячей воды, содержащий фильтрующий элемент, установленный в герметичном корпусе, снабженном входным и выходным патрубками, отличающийся тем, что корпус выполнен разъемным и состоящим из нижнего цилиндрического стакана и верхней крышки, соединяемых герметичным разъемом, на верхней крышке снаружи установлены упомянутые патрубки, а внутри - держатель фильтрующего элемента, выполненный в виде тяг, закрепленных в крышке, на свободных концах которых размещена опора для фильтрующего элемента, при этом последний выполнен в виде полого цилиндра, состоящего из цилиндрического несущего каркаса, на котором закреплен фильтрующий материал, каркас верхним торцом установлен в посадочном месте верхней крышки, а в нижнем его торце установлена пробка в полости каркаса, которым он оперт на опору держателя, при этом коэффициент линейного расширения материала каркаса больше коэффициента линейного расширения тяги держателя, герметичный разъем нижнего цилиндрического стакана и верхней крышки изготовлен в виде выполненных на сопрягаемых кромках обеих деталей встречных расширяющихся конических буртиков, охваченных сегментами с V-образным профилем, сопрягаемым с упомянутыми коническими буртиками, сегменты наружной цилиндрической поверхностью в своей средней части соединены с внутренней поверхностью разъемного ленточного хомута, снабженного замковым устройством, верхняя крышка снабжена направляющим пояском, между которым и коническим буртиком крышки размещена герметизирующая эластичная прокладка, коэффициент объемного расширения материала которой больше коэффициента объемного расширения окружающего ее материала.

2. Фильтр для горячей воды по п.1, отличающийся тем, что замковое устройство ленточного хомута выполнено в виде накидного винтового зажима, закрепленного на одном конце ленточного хомута с возможностью зацепления за второй конец ленточного хомута.