Устройство для очистки воды

 

Изобретение относится к области производства средств для очистки жидкостей, в частности питьевой воды, и может быть использовано для получения ее в бытовых условиях. Предложено устройство для очистки воды, содержащее корпус с крышкой, входной и выходной патрубки, тонкостенную перфорированную емкость с сорбентом и фильтрующим элементом, расположенную внутри корпуса коаксиально с ним, пpичем емкость выполнена в виде стакана с пеpфоpированными 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. 3 ил.

Изобретение относится к области производства средств для очистки жидкостей, в частности питьевой воды, и может быть использовано для получения чистой питьевой воды в бытовых условиях.

Известно устройство для очистки водопроводной воды, применяемой для питья, содержащее корпус с крышкой, входной и выходной патрубки, фильтрующий элемент [1] Недостатком известного устройства является невозможность проводить регенерацию фильтра без разборки изделия, что значительно снижает ресурс его работы и делает неудобным в эксплуатации.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки питьевой воды, содержащее корпус с крышкой, входной и выходной патрубки, тонкостенную перфорированную емкость с сорбентом и фильтрующим элементом, расположенную внутри корпуса коаксиально с ним [2] Недостатком данного устройства являются высокое сопротивление, оказываемое фильтром потоку воды в процессе его работы, особенно при очистке воды, загрязненной механическими примесями, и, как следствие, сравнительно невысокий ресурс работы. Вместе с тем в процессе работы происходит уплотнение сорбента при смачивании его водой (уменьшение его объема, так что боковая стенка оголяется) и, таким образом, учитывая, что перфорация выполнена по всей длине боковой стенки емкости, содержащей насыпной сорбент и фильтрующий элемент, а высота последнего равна высоте перфорированной стенки емкости, происходит "проскок" неочищенной воды в выходной патрубок, т.е. наблюдается ухудшение качества очистки воды.

Целью изобретения является повышение качества очистки воды, увеличение ресурса работы при снижении сопротивления потоку воды, в также обеспечение возможности самоочистки и регенерации устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для очистки воды, содержащем 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.

Отличие предложенного устройства от известного заключается в том, что тонкостенная перфорированная емкость с сорбентом и фильтрующим элементом 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.

Использование подобной емкости в виде стакана с перфорированными дном и нижней частью боковой стенки в устройствах для очистки воды авторам из научно-технической литературы не известно. Использование указанных признаков в предложенном устройстве позволяет достичь высокого качества очищаемой воды при небольшом сопротивлении ее потоку, увеличения ресурс работы устройства, а также обеспечения возможности его самоочистки и регенерации, равномерной отработки шихты по высоте, что становится возможным за счет перфорации на емкости и заполнения стакана сорбентом в соответствии с предложенными соотношениями.

На фиг.1 приведен общий вид устройства; на фиг.2 и 3 графики результатов испытаний.

Предложенное устройство включает корпус 1 с крышкой 2, на которых расположены входной 3 и выходной 4 патрубки. Внутри корпуса размещена тонкостенная перфорированная емкость 5, заполняемая сорбентом 6, и фильтрующий элемент 7.

Тонкостенная емкость 5 выполнена в виде стакана с перфорированными дном и нижней частью боковой стенки 8. Для регулирования расхода воды, проходящей через устройство, служит вентиль 9, расположенный на входном патрубке 3.

Для регулирования потоков воды при регенерации фильтра служит вентиль 10, установленный на выходном патрубке 4, и вентиль 11, установленный на дополнительном патрубке 12, предназначенном для слива загрязненной воды.

Устройство устанавливается на магистральной линии подвода воды к потребителю.

Устройство работает следующим образом.

Подвергаемая очистке вода из магистральной линии через вентиль 9 и входной патрубок 3 поступает в устройство, где последовательно через перфорацию в дне и боковой стенке 8 стакана 5 проходит через слой сорбента 6 и фильтрующий элемент 7. Очищенная вода из фильтрующего элемента попадает в выходной патрубок 4 и через открытый вентиль 10 подается потребителю.

При работе устройства в режиме фильтрации вентиль 11 на сливном патрубке 12 закрыт.

При проведении регенерации фильтра вентиль 10 на выходном патрубке 4 перекрывается, открывается вентиль 11, установленный на дополнительном патрубке 12, и потоком воды, поступающей из магистральной сети через вентиль 9 и патрубок 3, проводится промывка сорбента 6 и внутреннего объема корпуса 1 от загрязнений, при этом вода сливается через дополнительный патрубок 12 и вентиль 11 в канализацию.

Для улучшения эксплуатационных и защитных характеристик устройства емкость с сорбентом и фильтрующим элементом выполнена в виде стакана с перфорированными дном и нижней частью боковой стенки, причем высота перфорированной части боковой стенки относится к высоте стакана как 1:3 - 5, такое исполнение позволяет при высоких защитных показателях изделия существенно снизить его сопротивление, обеспечить равномерную отработку сорбента за счет его перемешивания в пристеночном слое.

Основные результаты испытаний приведены на фиг.2, 3.

Как следует из представленных данных, при (l_п высота перфорированной части боковой стенки, Н высота стакана) достигается высокая степень очистки воды предлагаемым устройством при низком сопротивлении. При как следует из экспериментальных данных, представленных на фиг.2, снижается эффективность очистки воды. Начиная с сопротивление устройства начинает нарастать. Поэтому в результате многочисленных экспериментов было доказано, что оптимальным соотношением между высотой перфорированной части боковой стенки и высотой стакана является 1:3 - 5.

Анализ экспериментальных данных, приведенных на фиг.2б, показывает также, что даже при наиболее "жестких" условиях исполнения (h_сл высота слоя сорбента, Н высота стакана) и достигается высокая эффективность очистки воды от загрязнений, причем если отношение высоты слоя сорбента к высоте стакана будет меньше 1,05, начинается резкое увеличение сопротивления потоку очищаемой жидкости. При соотношении как следует из многочисленных экспериментов, результаты которых приведены на фиг.3, снижается эффективность очистки воды.

Таким образом, оптимальное соотношение высоты слоя сорбента и высоты стакана лежит в пределах 1:1,05 - 1,15, что дает также возможность самоочистки устройства в процессе его работы.

При отключении потока воды частицы сорбента оседают и происходит снятие слоя загрязнений с частиц сорбента как за счет трения частиц друг о друга, так и за счет трения частиц сорбента о цилиндрические стенки фильтрующего элемента, таким образом, значительная часть осадка снимается с фильтрующих поверхностей и оседает на дно корпуса 1, а затем удаляется через дополнительный патрубок при промывке фильтра.

Предлагаемое устройство за счет выполнения емкости с сорбентом и фильтрующим элементом 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 отношении высоты слоя сорбента, заполняющего стакан, к высоте стакана как 1:1,05 - 1,15, 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.

Формула изобретения

1 Устройство для очистки воды, содержащее корпус с крышкой, входной и выходной патрубки, тонкостенную перфорированную емкость с сорбентом и фильтрующим элементом, расположенную внутри корпуса коаксиально с ним, отличающееся тем, что емкость выполнена в виде стакана с перфорированным 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 при 1:1,05 - 1,15.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3