СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМОСТОЙКОГО КАРТРИДЖА. Российский патент 2016 года по МПК B01D27/00 

Изобретение относится к методам водоподготовки и очистки воды и может быть использовано в пищевой промышленности, медицине, фармакологии.

Известно много способов очистки воды (см., например, патенты РФ №2076846, 2377194, 2434814), все они имеют высокую себестоимость и требуют изготовление дорогих картриджей.

Целью изобретения является снижение себестоимости устройств очистки воды, а так же повышение качества и пропускной способности (проницаемости) фильтрования.

Указанная цель достигается тем, что в качестве фильтрующего элемента (картриджа) используются фаянс, фарфор или глина, содержащие полости и каналы (фильеры), расположенные по ходу фильтруемой жидкости. Для увеличения пропускной способности и повышения производительности используют увеличение поверхности соприкосновения жидкости с фильтрующим элементом и повышенное давление, оказываемое водой на фильтрующий элемент.

Способ изготовления картриджа, изображенного на фиг. 1, имеющего периферийные слои (на фиг. 1 условно не показаны), заключается в том, что он формуется из картриджной массы - сырой огнеупорной керамической, фарфоровой, фаянсовой или глиняной массы, содержащей органические включения, например муку, манную крупу, древесные опилки и т.д., равномерно распределенные по объему массы. Из указанной массы формуют картридж, представляющий собой, например, трубчатую или волнообразную согласно фиг. 1 форму, причем внутри отформованного картриджа по ходу фильтруемой жидкости пропускают нити, выполненные из органического материала, толщина которых зависит от пропускной способности изготавливаемого картриджа, которая измеряется количеством фильтруемой жидкости, отнесенной к единице площади изготавливаемого картриджа, а толщина нити зависит от качества фильтрования. Значит, от толщины нитей качество фильтрования находится в обратной зависимости от пропускной способности картриджа. Таким образом, волнообразная форма картриджа увеличивает поверхность фильтрования, повышая производительность при постоянной пропускной способности жидкости, отнесенной к единице площади фильтруемой поверхности картриджа. После формовки изготовленного таким образом однослойного картриджа, производят его сушку с последующим обжигом по известной технологии. В процессе обжига органические включения сгорают, образуя продукты горения, которые, выходя наружу, формируют водяную проницаемость картриджа. Очевидно, что проницаемость картриджей зависит от количества органических включений, их размеров и толщины нитей. При значительной толщине обжигаемого изделия может наблюдаться брак, выражающийся в виде трещин. Для исключения брака изготавливают многослойные (толстостенные) картриджи. Для исключения брака следует поочередное послойное формование с последующей сушкой и обжигом производить по-операционно, т.е. после каждой операции формования последовательно производить сушку и обжиг с одновременным увеличением времени сушки и с низким градиентом температур нагревания при обжиге. Можно взять, по меньшей мере, пару готовых однослойных картриджа, склеить их картриджной массой, после чего произвести повторную сушку и обжиг с низким градиентом температур нагревания при обжиге. Т.е. нагрев изделий по всему объему в равные промежутки времени должен производится с таким минимально постоянным приростом температуры, который исключает брак изделий в результате обжига. Каждый однослойный склеиваемый картридж может быть изготовлен с различным или одинаковым содержанием органических включений. При этом картриджная склеиваемая масса должна содержать органику в увеличенных пропорциях по отношению к органике, которая находилась в склеиваемых картриджах.

Для определения требуемой производительности (проницаемости, от которой зависит производительность) и качества фильтрования картриджа создают опытные образцы картриджей, выполненных из различных материалов различной толщины и с различным процентным содержанием органики, после чего по заданным значениям производительности и качества фильтрования полученных изделий определяют требуемый образец с последующим запуском его в серийное производство. Эффективность работы каждого картриджа определяется следующим образом. В одну стеклянную прозрачную термостойкую емкость берется проба единицы одного объема входной в картридж воды, в другую - выходной из картриджа, после чего воду на медленном огне испаряют и с помощью микроскопа, или визуально, или с помощью весов отношением веса входного осадка к выходному определяют степень очистки воды. Качество фильтрованной воды также можно проверить, например, способом лабораторного анализа.

Со временем в зависимости от количества загрязнений фильтруемой воды картридж выходит из строя. Чистку картриджа производим прокаливанием, при котором происходит сгорание органических грязевых отложений. После остывания картридж продуваем воздухом или промываем горячей питьевой водой. Промывку горячей водой осуществляем с помощью устройства согласно фиг. 3, при этом промывная чистая (питьевая) вода должна изначально проходить через картридж с противоположной фильтрованию стороны.

На фиг. 2-4 изображены устройства для фильтрования воды (жидкости). Они содержат корпус 2, крышку 4 с выходным отверстием 6, картридж 1, герметично соединенный с корпусом посредством уплотнений 2, сильфон 5, работающий на сжатие, который заканчивается поршнем 13. Вход воды осуществляется с помощью вентиля 8. На фиг. 3 изображены два картриджа 1, образующие полость 16 для закладки кофе, чая, сухих трав и т.д. Один из картриджей крепится к крышке 4 прижимной гайкой 17. Вход воды по фиг. 3 осуществляется через отверстие 15 с клапаном 19. На корпусе по фиг. 2 имеются ушки 7, в отверстия которых вставляется струбцина 10 с упорными шайбами 9, играющими роль ограничителей перемещения струбцины. Правоходовой винт 14 вставляется в поршень 13 с исключением относительно поршня вращения и фиксируется стопорной пластиной 12. Гайка 11, играющая роль маховика винта 14, при вращении деформирует сильфон в осевом направлении. По фиг. 4 картридж 1 трубчатой формы герметизируется глухой гайкой 18, имеющей периферийные отверстия 20, расположенные с внешней стороны трубчатого картриджа и являющиеся выходными.

Устройство фильтрования универсальное по фиг. 2 работает следующим образом. Открываем вентиль 8 и с помощью маховика деформируем сильфон в сторону увеличения его объема. После заполнения устройства водой вентиль 8 закрываем, струбцину снимаем. В результате разности давлений, оказываемых на картридж, происходит фильтрование воды, которая через отверстие 6 поступает потребителю.

Устройство в этом случае работает посредством преобразования механической энергии, прикладываемой человеком, а потому может быть использовано повсеместно при возникновении потребности в очищенной пищевой воде.

Устройство горячего фильтрования по фиг. 3 работает следующим образом. Подсоединяем устройство к водопроводной сети. В полость 16 закладываем, например, кофейный порошок. Открываем вентиль подачи воды (на фиг. 3 условно не показан). Производим нагревание устройства. Из выходного отверстия 6 горячий напиток поступает потребителю.

Устройство может использоваться в фармакологической промышленности.

Работа устройства непрерывного фильтрования по фиг. 4 заключается в том, что при соединении устройства к водопроводной сети и открытия вентиля 8 происходит непрерывное фильтрование. При закрытии вентиля фильтрование прекращается.

Устройства фильтрования также могут быть использованы для фильтрования различных жидкостей, например отработанных масел от ДВС, трансформаторных масел с целью их повторного использования.

Изобретение относится к методам водоподготовки и очистки воды и может быть использовано в пищевой промышленности, медицине, фармакологии. Способ изготовления термостойкого картриджа заключается в том, что из сырой огнеупорной, например, керамической, фарфоровой, фаянсовой массы или глины, содержащей равномерно распределенные по всему объему органические включения, послойно формуют цилиндрический с волнообразной фильтрующей поверхностью или трубчатой формы картридж, при этом поочередно формуют каждый слой. После каждой операции формования производят сушку и обжиг с увеличением времени сушки и с низким градиентом температур нагревания при обжиге. В процессе обжига органические включения сгорают, образуя продукты горения, которые, выходя наружу, определяют водяную проницаемость картриджа. Технический результат: повышение качества и пропускной способности фильтрования. 4 ил.

Способ изготовления термостойкого картриджа, заключающийся в том, что из сырой огнеупорной, например, керамической, фарфоровой, фаянсовой массы или глины, содержащей равномерно распределенные по всему объему органические включения, послойно формуют цилиндрический с волнообразной фильтрующей поверхностью или трубчатой формы картридж, при этом поочередно формуют каждый слой, после каждой операции формования производят сушку и обжиг с увеличением времени сушки и с низким градиентом температур нагревания при обжиге, причем в процессе обжига органические включения сгорают, образуя продукты горения, которые, выходя наружу, определяют водяную проницаемость картриджа.