Устройство фильтра-сорбента
Полезная модель относится к устройствам фильтров-сорбентов и может быть использована для очистки воды в коммунальном, сельском хозяйстве, промышленности. Технический результат - увеличение производительности, возможность поставлять потребителям воду с повышенным значением водородного показателя рН вплоть до 9 - максимального его значения, разрешаемого санитарными нормами. Устройство содержит протяженную по длине колонку, заполненную гранулами цеолита; электрод - анод в центре колонки и электрод - катод в боковой части колонки; входной патрубок в колонку и выходной патрубок из колонки; подводящий трубопровод и отводящий трубопровод. К отводящему трубопроводу подсоединена цилиндрическая накопительная емкость, в которой находится центральная цилиндрическая емкость, имеющая боковую поверхность в виде водопроницаемого фильтра, внутри которой установлен электрод - анод. Центральная цилиндрическая емкость снизу через патрубок и запорный клапан соединена трубопроводом со стоком воды. Вблизи боковой внутренней поверхности цилиндрической накопительной емкости расположены отдельные емкости, содержащие гранулы цеолита и сегменты электрода - катода, при этом боковые стенки отдельных емкостей представляют собой водопроницаемые фильтры. В цилиндрической накопительной емкости имеется патрубок с запорным клапаном для слива воды на потребление.
Полезная модель относится к устройствам фильтров-сорбентов и может быть использована для очистки воды в коммунальном, сельском хозяйстве, промышленности.
Известны устройства фильтров-сорбентов для очистки воды, выполненные в виде колонок, наполненных гранулами сорбента, в которых фильтруются из воды взвеси, сорбируются растворенные вредные примеси, в частности, из природных вод фильтруются все взвешенные частицы, сорбируются все растворенные примеси, по своему количеству превышающие установленные нормы для питьевой, хозяйственной, промышленной воды [см. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. - М., «Стройиздат», 1982, с.248-283, 304-318, 323-328].
Устройства действуют следующим образом: воду пропускают через неподвижный слой фильтрата-сорбента, установленный в колонке; в качестве наполнителя колонок применяют речной кварцевый песок, антрацит, керамзит, силикагель, активированный уголь, цеолит, гипс и их смеси.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании таких устройств фильтров-сорбентов является их малая производительность из-за слабой сорбционной активности и динамической обменной емкости, вследствие чего для удовлетворительной очистки воды ее приходится пропускать с малой скоростью прохождения через фильтр-сорбент, либо создавать фильтр-сорбент слишком больших геометрических размеров.
Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному по совокупности существенных признаков является устройство, содержащее протяженную по длине колонку, заполненную гранулами цеолита, электрод - анод в центре колонки и электрод - катод в боковой части колонки, входной патрубок в колонке и выходной патрубок из колонки, подводящий трубопровод и отводящий трубопровод [см. патент РФ на полезную модель 
50528, опубл. 20.01.2006], принятое за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится его недостаточная производительность при малых геометрических размерах, невозможность поставлять потребителям воду с повышенным значением водородного показателя рН.
Задачей полезной модели является создание устройства фильтра-сорбента, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в увеличении производительности, возможности поставлять потребителям воду с повышенным значением водородного показателя рН вплоть до 9 - максимального его значения, разрешаемого санитарными нормами.
Указанный технический результат в устройстве достигается тем, что устройство фильтра-сорбента содержит протяженную по длине колонку, заполненную гранулами цеолита; электрод - анод в центре колонки и электрод - катод в боковой части колонки; входной патрубок в колонку и выходной патрубок из колонки; подводящий трубопровод и отводящий трубопровод;
Особенностью является то, что устройство содержит подсоединенную к отводящему трубопроводу цилиндрическую накопительную емкость, в которой находится центральная цилиндрическая емкость, имеющая боковую поверхность в виде водопроницаемого фильтра, внутри которой установлен электрод - анод; центральная цилиндрическая емкость снизу через патрубок и запорный клапан соединена трубопроводом со стоком воды; вблизи боковой внутренней поверхности накопительной емкости расположены отдельные емкости, содержащие гранулы цеолита и сегменты электрода - катода, боковые стенки отдельных емкостей представляют собой водопроницаемые фильтры, в цилиндрической накопительной емкости для слива воды на потребление расположен патрубок с запорным клапаном.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
Устройство содержит протяженную по длине колонку 1, заполненную гранулами цеолита 2. В центре колонки 1 размещен электрод - анод 3, в боковой части колонки 1 - электрод - катод 4. Колонка 1 имеет входной патрубок 5 и выходной патрубок 6, подводящий трубопровод 7 и отводящий трубопровод 8. К отводящему трубопроводу 8 подсоединена цилиндрическая накопительная емкость 9, в которой расположена центральная цилиндрическая емкость 10, имеющая боковую поверхность в виде водопроницаемого фильтра. Внутри центральной цилиндрической емкости 10 установлен электрод - анод 11. Центральная цилиндрическая емкость 10 снизу через патрубок 12 и запорный клапан 13 трубопроводом 14 соединена со стоком воды. Вблизи боковой внутренней поверхности цилиндрической накопительной емкости 9 расположены отдельные емкости 15, содержащие гранулы цеолита 2 и сегменты электрода - катода 16. Боковые стенки отдельных емкостей 15 представляют собой водопроницаемые фильтры. Цилиндрическая накопительная емкость 9 имеет патрубок 17 с запорным клапаном 18 для слива воды на потребление.
Устройство работает следующим способом.
Колонка 1 при включенном напряжении постоянного тока поставляет воду в цилиндрическую накопительную емкость 9. Для ее потребления включают постоянный ток на электрод - анод 3 и сегменты электрода - катода 16 в цилиндрической накопительной емкости 9 на 10-20 минут, доочищают воду, повышают ее щелочность до значения водородного показателя рН 7,6-9, сливают воду из центральной цилиндрической емкости 10 через патрубок 12, открытый клапан 13 и трубопровод 14 на стоки, забирают воду из центральной накопительной емкости 9 на потребление.
Пример.
Устройство фильтра-сорбента включает протяженную по длине колонку 1 из нержавеющей стали в виде цилиндрического корпуса диаметром 0,25 м, длиной 0.40 м с фланцами, заполненную гранулами размером 0,0010-0,0025 м цеолита 2 Холинского месторождения (Республика Бурятия). Электроды выполнены из графитовой ткани, армированной сеткой из нержавеющей стали, причем анод 3 расположен в центре колонки 1, а катод 4 - в боковой части колонки 1. Колонка 1 имеет входной патрубок 5 и выходной патрубок 6, подводящий трубопровод 7 и отводящий трубопровод 8 из металлопластика диаметром 0,02 м. К отводящему трубопроводу 8 подсоединена цилиндрическая накопительная емкость 9 объемом 0,6 м3, в которой находится центральная цилиндрическая емкость 10, диаметром 0,05 м и имеющая боковую поверхность в виде водопроницаемого фильтра - брезентовой ткани, армированной полиэтиленовой трубой, перфорированной отверстиями диаметром 0,005 м, внутри которой содержится электрод - анод 11 из графитовой ткани, армированной сеткой из нержавеющей стали. Центральная цилиндрическая емкость 10 снизу через патрубок 12 и запорный клапан 13 ДУ-15 трубопроводом 14 из металлопластика диаметром 0,02 м соединена со стоком воды. Вблизи боковой внутренней поверхности цилиндрической накопительной емкости 9 расположены четыре отдельные емкости 15 в виде полиэтиленовых бутылок объемом 1,5 л, содержащие гранулы цеолита 2 и сегменты электрода - катода 16 из графитовой ткани, армированной сеткой из нержавеющей стали. Боковые стенки отдельных емкостей 15 представляют собой водопроницаемые фильтры: они перфорированы отверстиями диаметром 0,0008 м. Цилиндрическая накопительная емкость 9 имеет патрубок диаметром 0,02 м в с запорным клапаном ДУ-15 для слива воды на потребление.
Использование полезной модели позволяет очищать питьевую воду с содержанием в ней микроэлементов согласно СанПиН 2.1.4.1074-2001 при рН 8,5. При использовании устройства-прототипа показатель рН нейтральный, в пределах 7,1-7,3. Предлагаемым устройством воду очищают до установленных санитарными правилами норм при производительности устройства в 1,5 раза большей, чем на устройстве-прототипе, соответственно этому можно уменьшить габариты предлагаемого устройства в 1,5 раза, поэтому себестоимость устройства и его эксплуатация будут в 1,5 раза ниже.
1. Устройство для очистки воды, состоящее из протяженной по длине колонки, заполненной гранулами цеолита; электрода-анода в центре колонки и электрода-катода в боковой части колонки; входного патрубка в колонку и выходного патрубка из колонки; подводящего трубопровода и отводящего трубопровода, отличающееся тем, что оно включает подсоединенную к отводящему трубопроводу накопительную емкость, в которой содержится центральная цилиндрическая емкость, имеющая боковую поверхность в виде водопроницаемого фильтра, внутри которой установлен электрод-анод; центральная цилиндрическая емкость снизу через патрубок и запорный клапан трубопроводом соединена со стоком воды; расположенные вблизи боковой внутренней поверхности накопительной емкости дополнительные отдельные емкости, содержащие гранулы цеолита и электроды-катоды, боковые стенки дополнительных отдельных емкостей представляют собой водопроницаемые фильтры, накопительная емкость в своей нижней части имеет патрубок с запорным клапаном для слива воды на потребление.
