Устройство для регенерации бытовых фильтр-картриджей питьевой воды

Авторы патента:

Кузнецов Денис Валерьевич (RU)

Шибуня Виктор Степанович (RU)

Лобжанидзе Тинатин Викторовна (RU)

Гарибян Цовинар Саркисовна (AM)

Саруханов Рубен Григорьевич (RU)

Циппер Александр Аронович (RU)

B08B3/12 - с использованием звуковых или ультразвуковых колебаний (машины для мытья или споласкивания посуды и столовых принадлежностей, использующие звуковые или ультразвуковые волны A47L 15/13; чистка зубов или зубных протезов с использованием ультразвука A61C 17/20; применение ультразвуковых колебаний в химических, физических или физико-химических процессах общего назначения B01J 19/10)

B01D41/00 - Регенерация фильтрующих материалов или фильтрующих элементов вне фильтров для жидкостей или туманов

Владельцы патента RU 2652199:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ПАРМАСОРБ" (ООО "НПО "ПАРМАСОРБ") (RU)

Изобретение относится к оборудованию для регенерации бытовых фильтр-картриджей питьевой воды. Устройство для регенерации содержит преобразователь ультразвукового генератора, волноводно-излучающую систему в виде ультразвукового стакана, куда помещают регенерируемый фильтр-картридж, устройство фиксации фильтр-картриджа в ультразвуковом стакане, патрубок с краном для подачи и регулирования потока моющей жидкости и воздуха через канал в волноводно-излучающей системе, патрубок с краном для слива использованной промывочной воды. Технический результат: увеличение длительности и повышение эффективности использования фильтров для очистки питьевой воды. 1 ил.

Настоящее техническое решение относится к оборудованию для регенерации фильтров и может быть применено, в частности, для восстановления неразборных сменных бытовых фильтр-картриджей очистки воды.

Из предшествующего уровня техники известны многочисленные технические решения для регенерации фильтров с применением ультразвука [1], обратной промывкой восходящим потоком жидкости, пульсирующей промывкой [2] и ряда других способов, что отражает потребность в устройствах такого рода, отвечающих различным техническим условиям применения. Однако недостатками всех вышеупомянутых устройств и методов является возможность их использования для разборных фильтров с извлечением фильтрующего материала и его последующей регенерации либо с погружением фильтра целиком в ультразвуковую ванну и использованием отдельных прокачивающих моющую жидкость устройств [1].

Известны устройства для медицинского применения в хирургии [3, 4], использующие кавитационные эффекты в полостях организма.

Известен способ и устройство ультразвуковой очистки глубоких глухих отверстий от технологических загрязнений [5].

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является регенерация сорбента в неразборных картриджах бытовых фильтров очистки воды, в том числе питьевой, например типа «АкваТоп», «Барьер», «Аквафор» и других, включающая обратную промывку потоком воды с пузырьками воздуха в ультразвуковом устройстве, обеспечивающем быструю десорбцию загрязнений с сорбента внутри регенерируемого картриджа.

Предлагаемое устройство иллюстрируется схемой (фиг. 1) и состоит из:

1 - преобразователя ультразвукового генератора;

2 - волноводно-излучающей системы;

3 - патрубка с краном для подачи и регулирования потока моющей жидкости и воздуха;

4 - патрубка с краном для подачи и регулирования потока промывочной воды;

5 - ультразвукового стакана;

6 - устройства фиксации фильтра в ультразвуковом стакане;

7 - корпуса фильтр-картриджа, содержащего:

8' - нижнюю сетку, ограничивающую объем картриджа с сорбентом;

8'' - верхнюю сетку, ограничивающую объем картриджа с сорбентом;

9 - слой фильтрующей ткани;

10 - сорбент;

11 - щели для слива промывной воды;

12 - патрубка с краном для слива использованной промывочной воды.

Данная задача решается за счет того, что заявленное устройство (Фиг. 1) для регенерации неразборных картриджей бытовых фильтров очистки воды содержит источник ультразвука, на преобразователь (1) которого крепится (навинчивается) волноводно-излучающая система с внутренним каналом (2) для подачи промывочной жидкости и воздуха через патрубок с регулирующим скорость потока краном (3) и промывочной воды (4), причем волноводно-излучающая система (2) включает ультразвуковой стакан (5), дно и стенки которого излучают ультразвуковые волны, фиксирующее устройство, например пружину (6), фиксирующую картридж фильтра (7) ко дну ультразвукового стакана, в центре которого из канала волноводно-излучающей системы (2) подается промывочная жидкость, проходящая через нижнюю сетку (8'), ограничивающую снизу объем с сорбентом внутри картриджа, слой фильтрующей ткани (9), сорбент (10), верхнюю сетку (8''), ограничивающую сверху объем с сорбентом, и, унося загрязнения, изливается через имеющиеся в картридже отверстия (11) в полость между внешней поверхностью фильтр-картриджа (7) и внутренней поверхностью ультразвукового стакана (5), после чего сбрасывается в слив через выходной патрубок с краном (12).

Технический результат состоит в том, что предлагаемое устройство может использоваться как в бытовых домашних условиях, так и в условиях сервисной службы для регенерации фильтров питьевой воды с целью их повторного (многократного) использования.

Принцип работы заявленного устройства основан на известном эффекте снижения диффузионных ограничений в жидкости, подвергаемой действию ультразвука, ускорению процессов сорбции-десорбции, флотации частиц сорбента пузырьками воздуха, интенсивной очистки поверхностей за счет кавитационных эффектов [6, 7].

Реализация процесса регенерации фильтров питьевой воды на предлагаемом устройстве осуществляется в результате следующей последовательности действий:

- помещение фильтр-картриджа (7) в ультразвуковой стакан (5);

- фиксация фильтр-картриджа (7) на дне ультразвукового стакана (5) фиксирующим устройством (6);

- подача моющего раствора, например воды, раствора перекиси водорода, и др. а также пузырьков воздуха через патрубок (3);

- включение, после заполнения фильтр-картриджа и объема между стенками ультразвукового стакана (5) и фильтр-картриджа (7), ультразвука с частотой, например 22 кГц, или другой, разрешенной Международной электротехнической комиссией;

- регулировка краном патрубка (12) режима стекания использованной промывочной воды, обеспечивающей постоянное присутствие жидкости между стенками ультразвукового стакана (5) и фильтр-картриджа (7), обеспечивающей передачу ультразвукового воздействия от стенок ультразвукового стакана на сорбент в фильр-картридже через его стенку;

- промывка фильтр-картриджа (7) промывочной жидкостью в течение ~5 минут;

- отключение ультразвука;

- слив промывочной жидкости;

- заполнение системы чистой водой;

- включение ультразвука;

- промывка фильтр-картриджа (7) чистой водой в течение ~1 минуты;

- отключение ультразвука;

- слив чистой воды;

- отправка регенерированного фильтр-картриджа в эксплуатацию. Заложенный принцип и техническая реализация изобретения по сравнению с аналогами обеспечивает:

- регенерацию фильтр-картриджей для очистки питьевой воды;

стерилизацию фильтрующего материала сочетанным действием ультразвука и хлорированной водопроводной водой;

- возможность повторного (многократного) его использования;

- снижение расходов на утилизацию фильтр-картриджей за счет уменьшения количества их потребления;

- снижение давления на окружающую среду за счет уменьшения неразборных фильтр-картриджей из стойкой к влиянию окружающей среды пластмассы на свалках мусора.

Устройство работает следующим образом:

Промывочная жидкость или чистая вода с пузырьками воздуха поступают в картридж-фильтр через дно ультразвукового стакана, представляющего собой источник ультразвука, обеспечивающего десорбцию загрязнений с сорбента, взвешенного в жидкости за счет воздействия потока жидкости и пузырьков вводимого в нее воздуха. Жидкость изливается из отверстий в фильтр-картидже, унося с собой загрязнения и постоянно заполняя пространство между фильтр-картриджем и стенкой ультразвукового стакана, излучающего ультразвук наряду с дном стакана, обеспечивая акустический контакт. Промывку ведут до исчезновения мути в промывочной жидкости. Если в качестве промывочной жидкости используется водный раствор перекиси водорода, хлора или растворов других веществ, то после регенерации фильр-картриджа его дополнительно промывают чистой водой, заменяя ею моющий раствор в том же заявляемом нами устройстве.

Таким образом, совокупность отличительных признаков описываемого технического решения обеспечивает достижение указанного результата.

Заявленное устройство (изобретение) позволяет увеличить длительность и повысить эффективность использования бытовых фильтров для очистки питьевой воды, снизить экологическую безопасность при утилизации использованных фильтров за счет уменьшения их количества, выбрасываемого на свалки.

В результате проведенного анализа уровня техники регенерации фильтр-картриджей, источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного устройства, не обнаружен.

Дополнительный поиск известных решений показал, что заявленное техническое решение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку предложенное устройство обладает комплексом свойств, обеспечивающих регенерацию сорбента внутри бытового неразборного фильтр-картриджа для очистки воды. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Нет препятствий для реализации технического решения с получением вышеуказанного технического результата.

Предлагаемое техническое решение создает необходимое разнообразие возможностей, обеспечивающее оптимальный выбор средств для решения конкретных бытовых и экологических проблем

Список использованной литературы

1. Павленко О.Г. Устройство для ультразвуковой очистки авиационных и танковых фильтров. Патент №49740, 2005. WO 2012165996 А1, 2011.

2. Дороговцев В.А., Локтионов Е.Ф., Виктов Г.В. Способ обратной промывки фильтра в водоочистителе. SU 715105, 1980.

3. D. Wuchinich. Ultrasonic surgical aspiration: instrumentation, clinical experience and safety. Journal of the American Society of Plastic and Reconstructive Surgeons, 1998, 102, 3.

4. Аппарат кавитационный ультразвуковой хирургический АУЗХ-100-01-"ФОТЕК" с режимом аспирации жидкости, http://www.farm-invest.ru/cat/akusherstvo-i-ginekologiva/ather/apparat-ultrazvukovoj-hirurgicheskij-auzh-100-qfotekq-dlya-ambulatornoj-genikologii-i-akusherstva.

5. Ю.И. Китайгородский, В.Н. Гинин, Б.Т. Мамет. Устройство для ультразвуковой очистки глубоких глухих отверстий АС 250557, 1967.

6. Акопян В.Б., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами. Москва, РГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006, 223 С.

7. Саруханов Р.Г., Пучков В.В., Шибуня B.C., Луков А.Н., Макаров Н.П. Способ очистки воды. Патент РФ №2165891, 2011 г.

Устройство для регенерации бытовых фильтр-картриджей питьевой воды, содержащее преобразователь ультразвукового генератора, волноводно-излучающую систему в виде ультразвукового стакана, куда помещают регенерируемый фильтр-картридж, устройство фиксации фильтр-картриджа в ультразвуковом стакане, патрубок с краном для подачи и регулирования потока моющей жидкости и воздуха через канал в волноводно-излучающей системе, патрубок с краном для слива использованной промывочной воды.

Использование: в лазерной технике, где необходима прецизионная очистка оптических поверхностей. Способ очистки рабочих поверхностей призм при изготовлении оптико-механического модулятора добротности лазера на эффекте нарушения полного внутреннего отражения включает погружение призм в водный раствор поверхностно-активных веществ (ПАВ), возбуждение в нем ультразвуковых колебаний и постановку призм на оптический контакт.

Способ очистки перед пайкой припоя, выполненного в виде фольги или ленты // 2644486

Изобретение может быть использовано при подготовке поверхности фольги, ленты припоя после прокатки перед низкотемпературной бесфлюсовой пайкой, в частности, при сборке изделий РЭА и СВЧ-техники.

Способ очистки янтаря // 2626468

Изобретение относится к области обработки ископаемых смол и может быть использовано, в частности для очистки и удаления окисленной корки с поверхности янтарного сырья.

Способ ультразвуковой обработки и установка для его осуществления // 2625465

Изобретение относится к области очистки деталей машиностроения от технологических и эксплуатационных загрязнений с применением ультразвуковых колебаний в водной среде и может быть использовано для очистки закрытых полостей, каналов и отверстий малого диаметра в горелочных устройствах газоперекачивающих агрегатов.

Устройство пьезоэлектрическое для ультразвуковой очистки авиационных и фильтроэлементов и фильтродисков и способ очистки с его использованием // 2621801

Изобретение относится к ультразвуковой очистке авиационных фильтроэлементов и фильтропакетов топливных, масляных, гидравлических и пневматических систем летательных аппаратов, а также вискозиметров, стеклянной тары и мелких авиационных деталей и может быть использовано в различных областях промышленности.

Технологическая линия очистки топливораздающих элементов тепловых двигателей // 2600648

Изобретение относится к ультразвуковой очистке полых изделий и может быть использовано для восстановления эксплуатационных характеристик горелочных устройств двигателей.

Способ ультразвуковой очистки и сушки внутренних поверхностей топливных баков // 2599302

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ракетной, авиационной и других областях техники, в которых применяются системы, включающие баки, в частности топливные баки, основным элементом конструкции которых является обечайка вафельной структуры.

Устройство для обработки янтаря // 2594862

Изобретение относится к обработке янтарного сырья. Устройство для удаления окисной корки с янтаря и его обработки содержит электрический генератор ультразвуковой частоты, акустический преобразователь, соединенный с электрическим генератором, волновод с инструментом, соединенный с преобразователем, нагревательный элемент и источник питания для нагревательного элемента.

Кавитатор родионова в.п. // 2568467

Изобретение относится к устройствам гидрокавитационного воздействия и может быть использовано для создания кавитации в струйных потоках, например, в судоремонтной, нефтегазовой промышленности и т.д.

Способ ультразвуковой очистки защитного снаряжения // 2557752

Изобретение относится к способу ультразвуковой очистки средств индивидуальной защиты, спортивного снаряжения и инвентаря, в частности защитной хоккейной экипировки.

Способ и устройство для очистки фильтров // 2559503

Изобретение предназначено для очистки фильтрующей ткани. Устройство для очистки фильтрующей ткани содержит станцию очистки, содержащую устройство газового потока и опорную поверхность, образующую отверстие, и отдельное устройство сбора, расположенное под отверстием, для приема материала, удаленного с фильтрующей ткани.

Устройство для продувки воздушных фильтров автотракторных двигателей // 2543211

Изобретение относится к очистному оборудованию, преимущественно к устройствам для очистки воздушных фильтров двигателей внутреннего сгорания. Устройство для продувки воздушных фильтров автотракторных двигателей содержит корпус, оправку для закрепления фильтра, подводящий и отводящий трубопроводы, сопла, эжектор.

Способ регенерации твердого йодного фильтра // 2530058

Изобретение относится к способу регенерации твердого фильтра, содержащего йод в форме йодида и/или йодата серебра и возможно физически сорбированный молекулярный йод в твердом фильтре, содержащем серебро в форме нитрата.

Способ регенерации ультрафильтрационных мембранных элементов из полых волокон // 2432985

Изобретение относится к области водоподготовки и очистки воды и может быть использовано при очистке промышленных сточных вод. .

Эжекторно-ультразвуковой способ очистки поверхности фильтрэлементов // 2378036

Изобретение относится к очистке фильтров (фильтрэлементов) с использованием акустических колебаний. .

Способ очистки оборудования и фильтров // 2321441

Изобретение относится к способу очистки оборудования. .

Способ очистки пор фильтрующих элементов // 2217234

Способ очистки фильтроэлементов // 2134145

Изобретение относится к технике фильтрования жидкостей. .

Способ очистки полимерного или сополимерного сорбента // 2108151

Изобретение относится к области очистки сорбентов и фильтрующих материалов на основе полимеров или сополимеров, используемых в механических фильтрах блочных обессоливающих установках.

Устройство для отделения уплотненного материала от сетчатой основы изделия // 2089016

Фильтровальная установка с саморегулирующейся очисткой // 2655146

Изобретение относится к фильтровальной установке с саморегулирующейся очисткой и может быть использовано в области продувки угольной пыли. Фильтровальная установка содержит устройство подачи газа, которое обеспечивает очистное средство с давлением pN подачи, очистной бак, в котором очистное средство сохраняется с давлением рТ очистки и в который оно подается посредством устройства подачи газа, причем pN>pT, напорный фильтр с давлением pF фильтрации, который циклически или в зависимости от разности давлений очищается с помощью очистного средства из очистного бака. При этом фильтровальная установка имеет регулирующий контур, содержащий первый регулятор разности давлений, который расположен между устройством подачи газа и очистным баком, первый регулирующий блок, который приводит в действие первый регулятор разности давлений при достижении нижней разности давлений, второй регулятор разности давлений, который расположен в выпускной линии очистного бака, второй регулирующий блок, который приводит в действие второй регулятор разности давлений при достижении верхней разности давлений, положительную активную линию, которая гидродинамически соединяет первый регулирующий блок со вторым регулирующим блоком и очистным баком, отрицательную активную линию, которая гидродинамически соединяет первый регулирующий блок со вторым регулирующим блоком и напорным фильтром. Причем избыточное давление давления рТ очистки по отношению к давлению pF фильтрации прикладывается к первому регулирующему блоку и второму регулирующему блоку, и первый регулирующий блок приводит в действие первый регулятор разности давлений, когда избыточное давление располагается ниже нижней разности давлений, и второй регулирующий блок приводит в действие второй регулятор разности давлений, когда избыточное давление располагается выше верхней разности давлений. Техническим результатом является повышение эффективности очистки рукавных фильтров. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.