Устройство для концентрирования водной взвеси микробиологических объектов

 

Изобретение предназначено для концентрирования водных взвесей биологических объектов и может быть использовано в санитарной микробиологии, гидробиологии, паразитологии, анализе воды. Устройство содержит фильтр, состоящий из корпуса с расположенным в нем фильтрующим элементом, служащим основанием для формирования намывного слоя вспомогательного фильтрующего материала, входной и выходной патрубки, трубопровод, кран, манометр и расходомер. Корпус фильтра выполнен упругосжимаемым для обеспечения смыва намывного слоя вместе с задержанными на нем биологическими объектами обратным током фильтрата и сменным для использования его для транспортировки полученного концентрата. В качестве упругосжимаемого сменного корпуса предлагается применять использованные бутылки массового производства из полиэтилентерефталата (ПЭТФ). Устройство обеспечивает упрощение и ускорение способа анализа. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к санитарной микробиологии, гидробиологии, паразитологии, анализу воды и может быть использовано для санитарного и экологического контроля водоемов и производства питьевой воды.

Ввиду очень низкой инфицирующей концентрации в воде некоторых микроорганизмов для определения ее безопасности по этому показателю приходится фильтровать большие (25-500 л) по объему пробы воды. Известны устройства, разработанные специально для этой цели. Например, специальный фильтровальный аппарат, включающий фильтр, состоящий из корпуса с патрубками входа и выхода и размещенного в нем нитяного фильтрующего элемента, трубопроводы, краны и расходомер (Инструкция к аппарату HACH Company. P.O. Box 907 AMES lowa 50010 USA, System for analysis). Для концентрирования из воды микробиологических частиц пробу воды фильтруют через фильтр, извлекают из корпуса фильтрующий элемент, разрезают его на части, которые промывают в элюирующем растворе, и получают таким образом концентрат частиц, который подвергают дальнейшему анализу.

Недостатками описанного устройства являются сложность изготовления фильтра из нитей разной толщины путем намотки по специальной технологии, необходимость разрезания и промывания фильтра по окончании фильтрования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для определения паразитарных возбудителей кишечных заболеваний в воде, содержащее фильтр, включающий корпус с входным и выходным патрубками и размещенный в нем фильтрующий элемент, служащий основанием для формирования намывного слоя вспомогательного фильтрующего материала, трубопроводы, краны, манометры и расходомер, снабжено баком для регенерации фильтрующего материала и напорной емкостью для регенерации фильтрующего элемента, корпус фильтра снабжен дополнительным сливным патрубком и патрубком для подачи сжатого газа, а емкость для регенерации фильтрующего элемента соединена с патрубком выхода фильтрата. Работает устройство следующим образом. Поток анализируемой воды, проходя через бак для вспомогательного фильтрующего материала, захватывает частицы последнего и, попадая на поверхность фильтрующего элемента, формирует на ней намывной слой вспомогательного материала, удерживаемый на поверхности силами гидродинамического напора. После окончания фильтрации за счет давления воды в напорной емкости для регенерации фильтрующего элемента создается давление, которое обеспечивает обратный ток фильтрата через фильтрующий элемент, смывающий с элемента намывной слой вспомогательного фильтрующего материала после вытеснения из корпуса фильтра сжатым воздухом воды. Смытый фильтрующий вспомогательный материал отстаивают, а взвесь паразитарных объектов декантируют и подвергают дальнейшему анализу. В описанном устройстве применяется легко формируемый и легко разрушаемый фильтрующий слой (RU, патент N 2109815, C 12 N 1/00, G 01 N 33/18, 1998).

Недостатками этого устройства является сложность его конструкции и эксплуатации.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в разработке модифицированного устройства, позволяющего упросить процесс анализа.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в упрощении и ускорении способа анализа.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, включающем фильтр, состоящий из корпуса и размещенного в нем фильтрующего элемента, служащего основанием для формирования намывного слоя вспомогательного фильтрующего материала, а также входной и выходной патрубки, трубопроводы, краны, манометры и расходомер, корпус выполнен упруго сжимаемым при приложении к нему внешней силы со степенью сжатия внутреннего объема, обеспечивающей вытеснение из корпуса объема воды, достаточного для смыва намывного слоя вспомогательного фильтрующего материала с фильтрующего элемента обратным током фильтрата, проходящего через указанный элемент с восстановлением, за счет упругости корпуса, его объема после снятия внешней силы.

Желательно корпус фильтра выполнить сменным, что позволяет, не освобождая его от смытой смеси фильтрующего вспомогательного материала и искомых объектов, использовать корпус в качестве контейнера для транспортировки полученного концентрата пробы. При этом предпочтительно для конструктивного обеспечения сменности корпуса входной и выходной патрубки присоединить к корпусу через съемную распределительную головку входного и выходного потоков, к которой присоединяют также фильтрующий элемент. Для реализации предлагаемого устройства возможно применить в качестве упругосжимаемого, сменного корпуса, пригодного в качестве контейнера для транспортировки пробы, использованную полиэтилентерефталатную (ПЭТФ) бутылку массового производства.

Схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 1.

Устройство содержит фильтр, состоящий из корпуса 1 и размещаемого в нем фильтровального элемента 2, которые прикреплены независимо друг от друга к распределительной головке 3 с входным 4 и выходным 5 патрубками; трубопроводы (без указания позиций); кран 6; манометр 7; расходомер 8.

Работает устройство следующим образом. Вспомогательный фильтрующий материал (ФМ) засыпается в корпус 1, который присоединяется к распределительной головке 3. Открывается кран 6, и проба воды (ПВ) через патрубок 4 поступает в распределительную головку 3 и далее в корпус 1, взмучивает вспомогательный фильтрующий материал ФМ, фильтруясь через фильтрующий элемент 2, формирует на его поверхности намывной слой вспомогательного фильтрующего материала (НС) и через распределительную головку 3 и выходной патрубок 5 покидает устройство. Микробиологические частицы задерживаются в намытом слое вспомогательного материала. После того, как через установку пройдет установленное количество воды, кран 6 закрывается, к корпусу 1 прикладывается сжимающая сила Д (фиг. 2), при этом некоторое количество воды вытесняется из корпуса через намывной слой вспомогательного фильтрующего материала НС в линию фильтрата. Затем (фиг. 3) деформирующая сила снимается, корпус 1 под действием сил упругости (У) восстанавливает свои прежние форму и объем, вода из линии фильтрата под действием атмосферного давления возвращается в корпус 1 и при этом смывает с поверхности фильтрующего элемента 2 намывной слой вспомогательного фильтрующего материала НС вместе с задержанными им микробиологическими объектами.

Корпус 1 отсоединяют от распределительной головки 3, и полученный концентрат транспортируют в нем для проведения дальнейшего анализа.

Выполнение корпуса фильтра упругодеформируемым и сменным позволяет упростить конструкцию устройства - исключить бак для вспомогательного фильтрующего материала, напорную емкость для регенераций фильтрующего элемента, сливной патрубок корпуса и патрубок для сжатого газа а с ними и 8 обслуживающих их кранов, поскольку все функции, выполняемые ими, обеспечиваются упругосжимаемым сменным корпусом. Упрощение конструкции приводит к очевидному снижению трудоемкости: вместо оперирования 9-ю кранами теперь достаточно только одним.

Формула изобретения

1. Устройство для концентрирования водной взвеси микробиологических объектов, включающее фильтр, содержащий корпус с расположенным в нем фильтрующим элементом, служащим основанием для формирования намывного слоя вспомогательного фильтрующего материала, а также входной и выходной патрубки, трубопровод, кран, манометр и расходомер, отличающееся тем, что корпус фильтра выполнен упругосжимаемым при приложении к нему внешней силы со степенью сжатия внутреннего объема, обеспечивающей вытеснение из корпуса объема воды, достаточного для смыва намывного слоя вспомогательного фильтрующего материала с фильтрующего элемента обратным током фильтрата через указанный элемент при восстановлении, за счет упругости корпуса, его объема после снятия внешней силы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус фильтра выполнен сменным в виде контейнера для транспортировки полученного концентрата.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что в качестве корпуса фильтра применяется использованная бутылка массового производства из полиэтилентерефталата.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3