Фильтр бытовой для очистки питьевой воды

Полезная модель относятся я области обработки воды и представляет собой бытовой фильтр для многоступенчатой очистки питьевой воды. Фильтр содержит корпус с открытыми верхним и нижним концами, включающий гидрофильный сорбент в виде гранулированного древесного угля, ионообменное волокно и листовой пористый материал. Новым в фильтре является то, что его корпус выполнен в виде двух колб I и 5 конусной формы, соединенных основаниями. Верхняя колба I выполнена из прозрачного жесткого материала и заполнена ионообменным волокном 3 желтого цвета. На колбу I плотно насажен эластичный патрубок 4. Нижняя колоба 5 удлиненной формы выполнена из жестого материала и заполнена гренулированным древесным углем 7. Основания колб I в 5 перекрыты слоями мелкоячеистой тканевой сетки 8 и 9 соответственно. В области соединения колб I и 5 по центру отверстия размещен постоянный магнит 10. Фильтр дополнительно снабжен съемной переходной втулкой для подсоединения фильтре к водопроводному крану, выполненному с наружной или внутренней резьбой.

Широкое распространение в мире получили разработка и применение локальных и индивидуальных устройств для улучшения качества питьевой воды. В них предусматривается использование различных физических (фильтрация, микрофильтрация, ультрафиолетовое облучение) и химических (серебрение, озонирование) методов очистки и обеззараживания воды, а также использование природных минералов, электродиализа, мембранной технологии, создание новых фильтрующих сорбентов и дезинфицирующих добавок к ним (Материалы междун. конгр. Экология и технология, М. 6-9 сент., 1994 г., в 4 т.). В настоящее время потребителю предлагается множество бытовых водоочистителей - от стационарных установок с очень большим ресурсом и регенерированием фильтрующих блоков (фильтры Аквафор с ресурсом до 7000 л) до компактных насадок на кран с малым ресурсом (БИП-1 с ресурсом 10л).

В домашних условиях, безусловно, удобно иметь стационарное устройство водоочистки с большим ресурсом. Однако имеют спрос и недорогие компактные фильтры, используемые как в городских условиях, так и при поездках на отдых или в деловую командировку в другие регионы страны.

Известно устройство для очистки воды по пат. РФ № 2038316 от 30.07.1991 (С02F. 1/28), которое содержит корпус с входным и выходным патрубками, распределительные пластины и многослойную сорбирующую нагрузку, включающую волокнистый нейтральный или ионообменный полимерный материал или волокнистый активированный уголь, а между ними размещены слои анионита, волокнистого активированного угля, ионита или гранулированного активированного угля. Во всех представленных в описании примерах имеет место удовлетворительная очистка воды от примесей, улучшение органолептических свойств (запаха и цветности), однако в очищенной воде имеется некоторое количество микроорганизмов, несмотря на использование йодированных сорбентов, а также присутствуют следы железа.

Известен фильтр для очистки жидкости, в частности, питьевой воды по пат. РФ № 2184596 от 16.02.2001 (B01D 29/58). Он содержит корпус с входным и выходным штуцерами, причем входной штуцер расположен в верхней боковой части корпуса, а в нижней части корпуса установлен дополнительный штуцер для слива промывной воды, на

выходном штуцере установлен фильтрующий многослойный сменный картридж, который включает слои кварцевой ткани, тонких и ультратонких кварцевых волокон, ионообменного волокна, активированного углеродного волокна. Фильтр обеспечивает высокое качество очистки воды. Испытания проводились при очистке растворов на основе природной артезианской воды из скважины на глубине 220 м. Фильтр может периодически подвергаться очистке промывкой без разборки конструкции.

Однако фильтр не может быть отнесен к малогабаритным устройствам, так как минимальная длина фильтрующего элемента составляет 250 мм. Представляется, что он может быть использован в составе установки для доочистки воды, но не в качестве самостоятельного устройства индивидуального пользования.

Ближайшим аналогом заявляемого фильтра является, по мнению заявителя, фильтрующий патрон для устройств обработки воды с гравитационной подачей по пат. РФ № 2225744 от 23.03.1998 (B01D 27/00). Фильтрующий патрон содержит корпус с открытыми верхним и нижним концами, внутри которого размещен гидрофильный фильтр. В качестве гидрофильного фильтра использован гранулированный древесный уголь. В корпусе также размещено некоторое количество ионообменного волокна и листовой пористый материал. Последний выполнен складчатым и расположен по периметру цилиндрической стенки фильтра. В качестве пористого материала могут быть использованы также микростекловолокна, связанные друг с другом специальным связующим. Выпуск очищенной воды производится через боковые стенки фильтра.

В описании указанного патента не приведены данные испытаний фильтрующего патрона, но представляется, что данное устройство рассчитано в основном на биологическую очистку воды, поскольку главное внимание уделено объему листового пористого материала (его длине) и размерам отверстий, которые не пропускали бы биологические вредные частицы, например, цисты простейших с размерами 3-5 мкм. Биологическая очистка воды в данном устройстве несомненно достигает высокой степени, однако патрон имеет весьма сложную конструкцию: листовой пористый материал толщиной 0,06 см очень трудно уложить в виде складчатой цилиндрической конструкции. Снаружи эта конструкция защищается от повреждений оболочкой и верхней и нижней крышками корпуса, нижний торец конструкции приклеивается к нижней крышке. Однако зернистые материалы (уголь или другие сорбенты) загружаются во внутреннее пространство пористого фильтра очистки от биочастиц, что может повредить изнутри пористый материал и забить поры угольной пылью. Кроме того, отсутствует информация об очистке воды от железистых соединений, поскольку известно, что гранулированный уголь и ионообменное волокно почти не задерживают коллоидное железо и другие его

соединения. И, наконец, как и ранее описанные фильтры, данное устройство не содержит индикатора загрязненности фильтра, то есть не указывает степень использования его ресурса.

Таким образом, исходя из приведенных в описании данных, может быть сделан вывод, что патрон по пат. 2225744 предназначен для использования в качестве встраиваемого узла в общей системе очистки питьевой воды, но не в качестве самостоятельного фильтра.

Перед заявителем стояла задача разработать бытовой фильтр для очистки воды в виде законченного устройства, который обладал бы простой конструкцией, при этом мог бы обеспечить многоступенчатую качественную очистку воды, в том числе удаление биологически вредных частиц и железистых соединений, и был бы снабжен индикатором загрязненности фильтра, одновременно конструкция фильтра должна была бы обеспечить удобное подсоединение к водопроводным кранам, выполненным как в соответствии с российским, так и в соответствии с европейским стандартами.

Поставленная задача была решена тем, что в фильтре, содержащем корпус с открытыми верхним и нижним концами, включающем гидрофильный сорбент в виде гранулированного древесного угля, ионообменное волокно и листовой пористый материал, в соответствии с заявляемой полезной моделью, упомянутый корпус выполнен в виде двух колб конусной формы, соединенных основаниями, верхняя колба выполнена из прозрачного жесткого материала, снабжена входной трубкой малого диаметра и заполнена ионообменным волокном желтого цвета, на верхнюю колбу плотно насажен патрубок, выполненный из прозрачной эластичной трубки, нижняя колба удлиненной формы выполнена из жесткого материала, заканчивается выходной трубкой малого диаметра и заполнена гранулированным древесным углем, при этом нижнее основание верхней колбы и нижнее основание нижней колбы перекрыты слоями мелкоячеистой тканевой сетки, а в области соединения оснований верхней и нижней колб по центру отверстия закреплен постоянный магнит. Кроме того, фильтр дополнительно снабжен съемной переходной цилиндрической втулкой, диаметр которой обеспечивает плотное соединение втулки с патрубком, а конец втулки имеет выступающий кольцевой фланец для закрепления на кране с наружной или внутренней резьбой.

Сущность заявляемой модели состоит в следующем.

Поскольку экологическая ситуация в городах и сельской местности в последние десятилетия резко ухудшилась, здоровье человека в большой степени стало зависеть от потребляемой в пищу воды. Водозаборные водоемы для больших городов загрязнены, в сельские колодцы попадают болезнетворные микробы и вредные вещества от

неочищенных стоков сельскохозяйственного и промышленного производства. В связи с этим стоит острая проблема очистки питьевой воды от вредных примесей. Городская водопроводная вода подвергается предварительной очистке, но устаревшие водопроводные трубы добавляют в нее железо и его соединения.

Дорогую стационарную фильтровальную установку для дома может приобрести далеко не каждый горожанин. Поэтому разработанный фильтр с хорошим ресурсом (1500 л) и достаточно высокой степенью многоступенчатой очистки питьевой воды из городского водопровода не только обладает компактной конструкцией и удобен в использовании, но, кроме того, омагничивает фильтруемую воду, очищая ее от железистых соединений и придавая ей целебные свойства, снабжен индикатором загрязненности, предупреждающим об использовании ресурса, и по цене доступен любому гражданину с самыми скромными доходами.

Реализованный фильтр представлен на фиг.1, 2.

На фиг 1 показан фильтр в разрезе, где позиционные номера означают:

1 - верхняя колба,

2 - входная трубка малого диаметра,

3 - ионообменное волокно желтого цвета,

4 - эластичный патрубок,

5 - нижняя колба,

6 - выходная трубка малого диаметра,

7 - гранулированный древесный уголь,

8 - мелкоячеистая сетка в основании верхней колбы,

9 - мелкоячеистая сетка в основании нижней колбы,

10 - постоянный магнит.

На фиг 2 представлена съемная переходная втулка в разрезе, где

11 - трубка,

12 - фланец.

Общие размеры фильтра: длина 145 мм, диаметр в широкой части 35 мм, масса 100 г. Переходная втулка: длина 28 мм, диаметр 14 мм, диаметр фланца 20 мм.

Используемые материалы: верхняя и нижняя колбы изготовлены из пищевой пластмассы; патрубок выполнен из поливинилхлорида марки П-172/15М (медицинского назначения); ионообменное волокно: материал фильтровальный сорбционно-активный МФС-А (катионный); уголь гранулированный березовый марки БАУ-А; ткани полиэфирные технические фильтровальные, артикул 61 КС с ячейками 2-3 мкм

(медицинского назначения!, постоянный магнит из феррита бария; переходная втулка выполнена из полипропилена для изготовления одноразовых медицинских шприцев.

Процесс очистки питьевой воды происходит следующим образом.

Патрубок фильтра подсоединяется к водопроводному крану непосредственно или с помощью переходной втулки, если кран выполнен по евростандарту с наружной резьбой М 22х1 или с внутренней резьбой М 24х1.

Кран открывают постепенно так, чтобы напор воды обеспечивал скорость истечения воды не более 0,2 л в минуту. Вода через трубку малого диаметра заполняет верхнюю прозрачную колбу, при этом грубые частицы задерживаются снаружи колбы, не попадая в трубку. Ионообменное волокно задерживает ионы тяжелых металлов и частицы коллоидного железа, а мелкоячеистая медицинская сетка, перекрывающая нижнее основание верхней колбы, не пропускает опасные биочастицы. Вода, с определенной скоростью обтекая постоянный магнит, очищается в магнитном поле от железистых соединений и омагничивает воду. Далее вода поступает в нижнюю колбу, заполненную гранулированным углем. Благодаря омагниченной воде оставшиеся нежелательные примеси коагулируют (слипаются) и оседают на поверхности гранул активного угля, который также поглощает и вредные химические вещества. Нижняя мелкоячеистая медицинская сетка задерживает остатки примесей и биочастиц, а очищенная вода поступает в емкость через выходную трубку малого диаметра,

По мере использования фильтра желтое волокно постепенно меняет свой цвет и становится буро-коричневым, когда ресурс фильтра исчерпан. Таким образом, волокно служит индикатором загрязненности фильтра.

Испытания фильтров показали эффективность очистки питьевой воды:

Запах - отсутствует

Бактерии - отсутствуют

Нитраты - 85%

Железо и его окислы - 95%

Активный хлор - отсутствует

Полное удаление тяжелых металлов

Отсутствие накипи на стенках посуды при кипячении очищенной воды.

1. Фильтр бытовой для очистки питьевой воды, содержащий корпус с открытыми верхним и нижним концами, включающий гидрофильный сорбент в виде гранулированного древесного угля, ионообменное волокно и листовой пористый материал, отличающийся тем, что корпус фильтра выполнен в виде двух колб конусной формы, соединенных основаниями, верхняя колба выполнена из прозрачного жесткого материала, снабжена входной трубкой малого диаметра и заполнена ионообменным волокном желтого цвета, на верхнюю колбу плотно насажен патрубок, выполненный из прозрачной эластичной трубки, нижняя колба удлиненной формы выполнена из жесткого материала, заканчивается выходной трубкой малого диаметра и заполнена гранулированным древесным углем, при этом нижнее основание верхней колбы и нижнее основание нижней колбы перекрыты слоями мелкоячеистой тканевой сетки, а в области соединения оснований верхней и нижней колб по центру отверстия размещен постоянный магнит.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен съемной переходной цилиндрической втулкой с внешним диаметром, обеспечивающим плотное соединение втулки с патрубком, при этом один конец втулки имеет выступающий кольцевой фланец для закрепления на кране, выполненном с наружной или внутренней резьбой.