RU2708855C1 - Filtering device of gravity filter for softening and purification of drinking water - Google Patents

Filtering device of gravity filter for softening and purification of drinking water Download PDF

Info

Publication number
RU2708855C1
RU2708855C1 RU2019123494A RU2019123494A RU2708855C1 RU 2708855 C1 RU2708855 C1 RU 2708855C1 RU 2019123494 A RU2019123494 A RU 2019123494A RU 2019123494 A RU2019123494 A RU 2019123494A RU 2708855 C1 RU2708855 C1 RU 2708855C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filtering device
filter element
water
ion
filter
Prior art date
Application number
RU2019123494A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Петрович Маслюков
Виктор Васильевич Сапрыкин
Владимир Александрович Маслюков
Александр Николаевич Печкуров
Роман Евгеньевич Подобедов
Анна Сергеевна Брехова
Юрген ЙОХАНН
Original Assignee
Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС") filed Critical Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС")
Priority to RU2019123494A priority Critical patent/RU2708855C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2708855C1 publication Critical patent/RU2708855C1/en
Priority to EP20747116.0A priority patent/EP4003919A1/en
Priority to PCT/IB2020/056454 priority patent/WO2021014261A1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C02F1/003—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using household-type filters for producing potable water, e.g. pitchers, bottles, faucet mounted devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D27/00—Cartridge filters of the throw-away type
    • B01D27/02—Cartridge filters of the throw-away type with cartridges made from a mass of loose granular or fibrous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C02F2001/425—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using cation exchangers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/36—Organic compounds containing halogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • C02F2201/006—Cartridges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/22—Eliminating or preventing deposits, scale removal, scale prevention
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2307/00—Location of water treatment or water treatment device
    • C02F2307/04—Location of water treatment or water treatment device as part of a pitcher or jug

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

FIELD: water treatment.
SUBSTANCE: invention is intended for drinking water softening and purification and can be used for improvement of drinking water purification quality in jug type domestic filters. Disclosed is a gravity filter filtering device for softening and purifying drinking water, comprising a filtering device locking system in a filter funnel with cleaned water inlet and air outlet ports, filter element made of porous block material in form of a hollow vertical vessel with a porous or hermetically sealed bottom with a layer of ion-exchange material located in its inner space and a treated water flow distributor with a fixation element, wherein the ion-exchange material layer is located between the inner surface of the filter element and the treated water flow distributor, made in the form of a vertical or horizontal body with holes smaller than the size of particles of the ion-exchange material. Porous block material of the filtering element is obtained by compression of a mixture of powdered components containing particles of activated carbon and polymer binder when heated. Filtration device locking system is hermetically connected with filtering element.
EFFECT: simplification of design, provision of increased resource of stable softening of water with simultaneous preservation of highly effective water treatment.
15 cl, 11 dwg, 1 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к фильтрующим устройствам гравитационного фильтра для умягчения и очистки питьевой воды и может быть использовано для улучшения качества очистки питьевой воды в бытовых фильтрах кувшинного типа.The invention relates to filtering devices of a gravitational filter for softening and purifying drinking water and can be used to improve the quality of drinking water purification in household jug type filters.

В настоящее время широкое распространение среди населения получили бытовые фильтры для очистки питьевой воды, которые являются альтернативой бутилированной питьевой воде. Среди них наибольшей популярностью пользуются гравитационные фильтры, представляющие собой фильтры кувшинного типа, которые отличаются простотой конструкции, низкой ценой и не требуют подключения к напорным системам водоснабжения.Currently, household filters for drinking water treatment, which are an alternative to bottled drinking water, are widely used among the population. Among them, the most popular are gravity filters, which are jug type filters, which are distinguished by their simplicity of construction, low price and do not require connection to pressure water supply systems.

Фильтры кувшинного типа состоят из резервуара, в верхней части которого размещена приемная воронка, в которую заливается очищаемая вода, и фильтрующего устройства (картриджа), герметично подсоединяемого к воронке.Pitcher type filters consist of a reservoir, in the upper part of which there is a receiving funnel, into which the water to be purified is poured, and a filtering device (cartridge), hermetically connected to the funnel.

Обычно фильтры кувшинного типа выполняют задачу по очистке питьевой воды от наиболее распространенных токсичных загрязнителей - хлора и его соединений, органических примесей, в частности, хлорорганических соединений, и тяжелых металлов. Некоторые из такого типа фильтров дополнительно умягчают исходную жесткую воду, удаляя из нее катионы кальция и магния, а также их гидрокарбонат-ионы.Usually jug type filters perform the task of purifying drinking water from the most common toxic pollutants - chlorine and its compounds, organic impurities, in particular organochlorine compounds, and heavy metals. Some of these filters additionally soften the original hard water, removing calcium and magnesium cations, as well as their bicarbonate ions.

Снижение общей жесткости воды крайне важно для потребителей, получающих из источников питьевого водоснабжения воду средней жесткости (2-10 °Ж по ГОСТ 31865-2012 «Вода. Единица жесткости» или 2-10 мг-экв/л) или жесткую воду (> 10 °Ж по ГОСТ 31865-2012 «Вода. Единица жесткости» или более 10 мг-экв/л), так как такая вода способствует развитию ряда заболеваний у человека (образование мочевых камней, отложение солей в суставах и сосудах и др.), обладает неприятным вкусом, придает неприятный вкус напиткам на ее основе (чай, кофе) и вызывает отложение накипи на нагревательных элементах бытовых приборов.Reducing the total hardness of water is extremely important for consumers receiving medium hardness water (2-10 ° F according to GOST 31865-2012 “Water. Hardness unit” or 2-10 mEq / l) or hard water (> 10 ° W according to GOST 31865-2012 "Water. Unit of hardness" or more than 10 mEq / l), since such water contributes to the development of a number of diseases in humans (the formation of urinary stones, the deposition of salts in joints and blood vessels, etc.), has unpleasant taste, gives an unpleasant taste to drinks based on it (tea, coffee) and causes scale deposits to heat up to the elements of household appliances.

Снижению жесткости воды фильтрами кувшинного типа способствует наличие в составе фильтрующих устройств таких фильтров гранулированных катионообменных смол, выполняющих функцию обмена содержащихся в них H+ и Na+ катионов на содержащиеся в умягчаемой воде катионы Са++ и Mg++ и их гидрокарбонат-ионы, ответственные за жесткость воды.The decrease in water hardness by jug type filters is facilitated by the presence of granular cation-exchange resins in the filter devices, which perform the function of exchanging the H + and Na + cations contained in them for the cations Ca ++ and Mg ++ contained in softened water and their bicarbonate ions, which are responsible for water hardness.

Однако большинство известных из уровня техники фильтров кувшинного типа со сменными фильтрующими устройствами (патент DE 000002919901, 1980 год, WO 1998017582, 1998 год, RU 2236279, 2004 год, патент WO 2005118481, 2005 год, WO 2005118104, 2005 год, WO 2005118482, 2005 год, RU 2617775, 2017 год, RU 2252062, 2005 год, RU 2437703, 2011 год, RU 2617775, 2017 год, серийная кассета «БАРЬЕР-Жесткость» АО «BWT-Barrier RUS») не обеспечивают равномерного умягчения воды во время их работы: в начале ресурса работы фильтрующего устройства происходит гиперумягчение воды - снижение концентрации катионов Са++ и Mg++ на 80-100%, что делает воду избыточно мягкой, отрицательно влияющей на здоровье человека и обладающей неудовлетворительным вкусом, а в продолжение отработки ресурса фильтрующего устройства вода умягчается недостаточно - на 10-15%, что, фактически оставляет ее в категории «вода средней жесткости» или «жесткая вода».However, most of the prior art jug type filters with replaceable filtering devices (patent DE 000002919901, 1980, WO 1998017582, 1998, RU 2236279, 2004, patent WO 2005118481, 2005, WO 2005118104, 2005, WO 2005118482, 2005 year, RU 2617775, 2017, RU 2252062, 2005, RU 2437703, 2011, RU 2617775, 2017, the BARRIER-Stiffness serial cassette of BWT-Barrier RUS JSC) do not provide uniform water softening during their operation : at the beginning of the service life of the filter device occurs giperumyagchenie water - decrease in the concentration of Ca ++ and Mg ++ cations at 80-100%, which makes excess water soft, prejudicial to human health and having a poor taste, and in the course of working out the resource filter device softened water is not enough - at 10-15%, which in fact leaves it in the category of "water of medium hardness" or "hard water."

Такая неравномерность умягчения воды обусловлена конструкцией фильтрующих устройств, фильтрующие элементы которых представляют собой пластиковый сосуд с размещенной в нем или смеси гранулированных и/или волоконных сорбирующих и материалов, в числе которых содержатся умягчители - катионообменные смолы. Обрабатываемая вода в таких фильтрационных устройствах проходит вертикально вниз через слой уплотненного сорбирующего материала, контактируя с поверхностью гранул катионообменной смолы без возможности проскока, в результате чего происходит почти полное извлечение из воды катионов кальция, магния и их гидрокарбонат-ионов, что приводит в начале ресурса к гиперумягчению. При этом у катионообменной смолы вырабатывается сорбционная емкость по катионам кальция, магния и их гидрокарбонат-ионам, что является причиной недостаточного умягчения воды в процессе дальнейшей работы фильтрующего устройства.This unevenness of water softening is due to the design of filtering devices, the filtering elements of which are a plastic vessel with a mixture of granular and / or fiber sorbent materials and materials in it, including softeners - cation-exchange resins. The treated water in such filtration devices passes vertically downward through a layer of compacted sorbent material, contacting the surface of the granules of the cation exchange resin without the possibility of a breakthrough, resulting in the almost complete extraction of calcium, magnesium cations and their bicarbonate ions from the water, which leads to hyper softening. In this case, the cation exchange resin produces a sorption capacity for cations of calcium, magnesium and their bicarbonate ions, which is the reason for insufficient softening of water during further operation of the filter device.

Известны фильтрующие устройства (патент RU 2163829 С1, 10.03.2001; патент RU 2252062 С2, 20.05.2005), в которых конструкция пластикового сосуда позволяет очищаемой воде проходить через смесь гранулированных и/или волоконных сорбирующих и фильтрующих материалов снизу вверх, разрыхляя слой сорбирующих и волоконных материалов. Такая конструкция создана с целью способствования выхода воздуха из фильтрующего устройства и, тем самым, обеспечения стабильных скоростей фильтрации. Недостатками таких фильтрующих устройств являются их сложная конструкция и то, что они не предназначены для умягчения воды.Known filtering devices (patent RU 2163829 C1, 03/10/2001; patent RU 2252062 C2, 05/20/2005), in which the design of the plastic vessel allows the water to be cleaned to pass through a mixture of granular and / or fiber sorbing and filtering materials from the bottom up, loosening the layer of sorbing and fiber materials. This design is designed to facilitate the release of air from the filter device and, thereby, ensure stable filtration rates. The disadvantages of such filtering devices are their complex design and the fact that they are not intended to soften water.

Известны фильтрующие устройства с функцией частичного умягчения воды (патент RU 2526377 С1, 20.08.2014, патент RU 2540159 С1, 10.02.2015, патент RU 2538746 С2, 10.01.2015), в которых потоки очищаемой воды в зоне умягчения имеют радиальное и вертикальное (сверху вниз) направление. Это достигается за счет введения в конструкцию фильтрующего устройства дополнительного узла умягчения (второй рабочей зоны), выполненного в виде отдельного корпуса с отверстиями в вертикальной стенке и в крышке, выполняющими функцию распределителя потока обрабатываемой воды. Дополнительный узел умягчения расположен над основной (первой) рабочей зоной, представляющей собой пластиковый сосуд (основной корпус) со смесью гранулированных и/или волоконных сорбирующих и фильтрующих материалов, предназначенных для очистки воды от загрязнителей, в частности, хлора, хлорорганических соединений и тяжелых металлов. При прохождении через вторую рабочую зону вода, вследствие не полного контакта с поверхностью вещества - умягчителя из-за отсутствия плотного сорбирующего слоя, чему способствует его частичное взрыхление горизонтальными и вертикальными (сверху вниз) потоками воды, частично умягчается и, таким образом, достигается снижение гиперумягчения воды и увеличение ресурса по умягчению.Known filtering devices with the function of partial softening of water (patent RU 2526377 C1, 08/20/2014, patent RU 2540159 C1, 02/10/2015, patent RU 2538746 C2, 01/10/2015), in which the streams of purified water in the softening zone have radial and vertical ( top to bottom) direction. This is achieved by introducing into the design of the filtering device an additional softening unit (second working zone), made in the form of a separate housing with holes in the vertical wall and in the lid, which act as a distributor of the flow of treated water. An additional softening unit is located above the main (first) working area, which is a plastic vessel (main body) with a mixture of granular and / or fiber sorbing and filtering materials designed to purify water from pollutants, in particular chlorine, organochlorine compounds and heavy metals. When passing through the second working zone, water, due to incomplete contact with the surface of the softener substance due to the lack of a dense sorbent layer, which is facilitated by its partial loosening by horizontal and vertical (top to bottom) streams of water, is partially softened and, thus, a reduction in hyper softening is achieved water and increase softening resource.

Однако вышеперечисленные фильтрующие устройства с функцией частичного умягчения воды имеют сложную конструкцию, обусловленную наличием в них сложных в изготовлении полимерных деталей и узлов, и трудоемкую технологию сборки такого фильтрующего устройства. Кроме того, малый объем второй рабочей зоны, предназначенной для умягчения воды, не позволяет разместить в ней достаточное количество умягчителя для обеспечения удовлетворительного для потребителя ресурса умягчения воды (150 - 200 литров). Поэтому такие фильтрующие устройства до настоящего времени не нашли практического применения.However, the above filtering devices with the function of partial softening of water have a complex structure due to the presence of complex polymer parts and assemblies in them, and the laborious assembly technology of such a filtering device. In addition, the small volume of the second working zone, intended for softening water, does not allow placing a sufficient amount of softener in it to provide a satisfactory water softening resource for the consumer (150 - 200 liters). Therefore, such filtering devices to date have not found practical application.

Из вышеперечисленных фильтрующих устройств с функцией частичного умягчения воды прототипом настоящего изобретения выбрано устройство (патент RU 2526377 С1, 20.08.2014), обеспечивающее снижение гиперумягчения воды и увеличение ресурса умягчения за счет разнонаправленных потоков воды в рабочей зоне умягчения. Фильтрующее устройство - прототип состоит из средства фиксации и фильтрующего элемента, состоящего из двух отдельных рабочих зон, причем в верхней рабочей зоне (зоне умягчения), представляющей собой отдельный корпус с внутренним пространством, заполненным фильтрующим (умягчающим) материалом, имеется распределитель потока обрабатываемой воды в виде отверстий варьируемой формы и размера, находящихся в боковых стенках и в крышке корпуса, а в нижней рабочей зоне, представляющей собой пластиковый корпус, расположенный под корпусом верхней второй рабочей зоны, находятся фильтрующие и сорбирующие вещества, предназначенные для очистки воды. Фильтрующее устройство-прототип работает следующим образом: очищаемая вода из воронки фильтра через отверстия распределителя потоков корпуса второй рабочей зоны поступает в корпус второй рабочей зоны, где происходит ее частичное умягчения за счет ионного обмена с умягчителем - катионообменной смолой в Н+ или Na+ форме. Далее вода через отверстие в нижней части корпуса второй рабочей зоны поступает в корпус первой рабочей зоны, где происходит ее очистка от токсичных примесей. Умягченная и очищенная вода через нижнее отверстие корпуса первой рабочей зоны поступает в нижнюю зону кувшинного фильтра, предназначенную для хранения очищенной воды.From the above filtering devices with the function of partial water softening, the prototype of the present invention selected a device (patent RU 2526377 C1, 08/20/2014), which provides a reduction in water softening and an increase in the softening resource due to multidirectional water flows in the softening working zone. Filtering device - the prototype consists of fixing means and a filtering element consisting of two separate working areas, and in the upper working area (softening zone), which is a separate housing with an internal space filled with filtering (softening) material, there is a distributor of the processed water flow in in the form of holes of varying shape and size located in the side walls and in the housing cover, and in the lower working area, which is a plastic case located under the upper case in In the second working zone, there are filtering and sorbing substances intended for water purification. The prototype filtering device works as follows: the purified water from the filter funnel through the openings of the flow distributor of the housing of the second working zone enters the housing of the second working zone, where it is partially softened by ion exchange with a softener - a cation exchange resin in H + or Na + form. Next, water through an opening in the lower part of the housing of the second working area enters the housing of the first working area, where it is cleaned of toxic impurities. Softened and purified water through the lower opening of the housing of the first working area enters the lower zone of the pitcher filter, designed to store purified water.

Для фильтрационного устройства-прототипа характерны те же недостатки, что и для других фильтрующих устройств с функцией частичного умягчения воды, такие как сложность конструкции и технологии изготовления, и недостаточный для потребителя ресурс умягчения воды, связанный с малым объемом рабочей зоны умягчения.The prototype filtration device is characterized by the same drawbacks as other filtering devices with the function of partial softening of water, such as the complexity of the design and manufacturing technology, and insufficient water softening resource for the consumer, associated with the small volume of the working softening zone.

Технической задачей настоящего изобретения является создание фильтрующего устройства гравитационного фильтра для умягчения и очистки питьевой воды с упрощенной конструкцией, обеспечивающего при этом повышенный ресурс стабильного умягчения воды с одновременным сохранением высокоэффективной фильтрующей способности.The technical task of the present invention is to provide a gravity filter device for softening and purifying drinking water with a simplified design, while providing an increased resource of stable water softening while maintaining a highly effective filtering ability.

Поставленная техническая задача достигается предложенным фильтрующим устройством гравитационного фильтра для умягчения и очистки питьевой воды, содержащим систему фиксации фильтрующего устройства в воронке фильтра с отверстиями для входа очищаемой воды и выхода воздуха, фильтрующий элемент, выполненный из пористого блочного материала в виде полого вертикального сосуда с пористым или герметично закрытым дном с расположенными в его внутреннем пространстве слоем ионообменного материала и распределителем потока обрабатываемой воды с элементом фиксации, при этом слой ионообменного материала расположен между внутренней поверхностью фильтрующего элемента и распределителем потока обрабатываемой воды, выполненным в виде вертикального или горизонтального тела с отверстиями меньше размера частиц ионообменного материала, пористый блочный материал фильтрующего элемента получен путем сжатия при нагреве смеси порошкообразных компонентов, содержащей частицы активированного угля и полимерного связующего, а система фиксации фильтрующего устройства соединена герметично с фильтрующим элементом.The stated technical problem is achieved by the proposed filtering device of the gravity filter for softening and purifying drinking water, comprising a system for fixing the filtering device in the filter funnel with openings for the inlet of the purified water and the air outlet, the filtering element made of a porous block material in the form of a hollow vertical vessel with a porous or hermetically sealed bottom with a layer of ion-exchange material located in its internal space and a distributor of the treated water stream a fixation element, while a layer of ion-exchange material is located between the inner surface of the filter element and the flow distributor of the treated water, made in the form of a vertical or horizontal body with holes smaller than the particle size of the ion-exchange material, the porous block material of the filter element is obtained by compressing when heated a mixture of powder components containing particles of activated carbon and a polymer binder, and the fixation system of the filter device is connected tightly with a filter element.

Предложенное фильтрующее устройство включает средство фиксации фильтрующего устройства в воронке фильтра, фильтрующий элемент с расположенными в нем фильтрующим материалом для очистки обрабатываемой воды, материалом, предназначенным для умягчения воды, и распределителем потока обрабатываемой воды с элементом фиксации, причем, материал, предназначенный для умягчения воды размещен между внутренней поверхностью фильтрующего элемента и распределителем потока обрабатываемой воды и представляет собой слой ионообменного материала с сорбционной обменной емкостью 0,5-5 мг-экв/мл с размером частиц 0,1-2,0 мм из класса слабо- или сильнокислотных катионитов в Н+ или Na+ форме и/или неорганических катионообменных материалов из классов природных или синтетических цеолитов, алюмосиликатов, силикагелей и сульфоуглей, и заполняет внутреннее пространство фильтрующего элемента на 20-90% от его объема, а фильтрующий материал фильтрующего элемента, предназначенная для очистки воды, представляет собой корпус фильтрующего элемента, выполненный из пористого блочного материала в виде полого вертикального сосуда с равнотолщинными или разнотолщинными стенками с размером пор, меньшем размера частиц ионообменного материала, толщиной 5-25 мм с сечением в форме круга (полый цилиндр), квадрата, прямоугольника, овала или сложного профиля, или полой обратной пирамиды или полого обратного конуса, или усеченной полой обратной пирамиды, или усеченного обратного конуса, с пористым или герметично закрытым дном, изготовленный методом экструзии или методом горячего прессования со степенью сжатия при формовании 12-25% при температуре на 10-40°С выше температуры размягчения полимерного связующего из смеси из частиц активированного угля с йодным числом не менее 1000 мг/г и полимерного связующего из классов полиолефинов и/или полиэфиров и/или их сополимеров с индексом расплава 2-20 г/10 мин. по ASTM D 1238 при 190°С и нагрузке 25 Кг и с размером частиц активированного угля и полимерного связующего 0,05-0,5 мм, предпочтительно 0,07-0,15 мм и при соотношении активированный уголь: полимерное связующее (75-95):(5-25) мас.%, а распределитель потока обрабатываемой воды с элементом фиксации расположен во внутреннем пространстве фильтрующего элемента и изготовлен из полимерного материала методом литья под давлением или из пористого блочного материала методами экструзии или горячего прессования со степенью сжатия при формовании 12-25% из смеси мелкодисперсных материалов из активированного угля и полимерного связующего, выбранного из классов полиолефинов и/или полиэфиров и/или их сополимеров и с размером частиц активированного угля и полимерного связующего 0,1-1,5 мм, предпочтительно 0,5-1 мм при соотношении активированный уголь: полимерное связующее (75-95):(5-25) мас.% при температуре на 10-40°С выше температуры размягчения полимерного связующего, или из неорганических мелкодисперсных материалов, например, из класса кремнеземов с размером частиц 0,1-1,5 мм методом компрессионного спекания, в виде одного вертикального или горизонтального тела, или нескольких вертикальных тел высотой, составляющей 1-100% от высоты фильтрующего элемента, с сечением в форме круга (полый цилиндр), квадрата, прямоугольника, овала, или сложного профиля, или полой обратной пирамиды или полого обратного конуса, или усеченной полой обратной пирамиды, или усеченного обратного конуса, с пористым или герметично закрытым дном с отверстиями, расположенными в вертикальных стенках и/или на дне распределителя потока обрабатываемой воды на высоте стенки распределителя, составляющей не более 60% от нижнего уровня дна распределителя потока обрабатываемой воды, и имеющими размер меньше размера частиц ионообменного материала, что обеспечивается или размером отверстий непосредственно в стенках распределителя потока обрабатываемой воды, изготавливаемого метода литья под давлением, экструзии, горячего прессования или компрессионного спекания, или, при выполнении распределителя потока обрабатываемой воды в виде вертикального сосуда с отверстиями в боковой стенке размером 1-5 мм в каждом направлении, за счет фиксации или на его наружной поверхности или внутри пористого материала или в виде сетки, или ткани, или из нетканого полотна, или из открытопористого вспененного полимера, с размером ячеек меньше размера частиц ионообменного материала, а элемент фиксации распределителя потока обрабатываемой воды выполнен или в виде муфты из эластичного материала, герметично прилегающей к верху внешней стенки распределителя потока обрабатываемой воды и к верху внутренней поверхности корпуса фильтрующего элемента, или в виде обечайки из полимерного материала, выполненной литьем под давлением вместе с распределителем потока обрабатываемой воды и герметично зафиксированной к верхней внутренней поверхности корпуса фильтрующего элемента или расплавом полимера, или другим клеящим материалом. Горизонтальный распределитель потока обрабатываемой воды выполнен из сетки или ткани с отверстиями, меньшими, чем размер частиц ионообменного материала, с элементом фиксации в виде пластиковой обечайки, прикрепленного к внутренней или к торцевой поверхности корпуса фильтрующего элемента. Система фиксации фильтрующего устройства, содержащая отверстие для входа очищаемой воды и выхода воздуха, выполнена в форме, которая позволяет герметично закрепить фильтрующее устройство в корпусе воронки фильтра, и представляет собой или резьбовой узел, подсоединяемый к резьбовому узлу воронки, или обод с элементами плотного прилегания к отверстию воронки, и которое крепится к фильтрующему элементу или путем приклеивания или полимерным расплавом, или любым другим клеящим материалом, или путем механического соединения с внутренней или с наружной, или с внутренней и с наружной вертикальными стенками фильтрующего элемента.The proposed filtering device includes means for fixing the filtering device in the filter funnel, a filtering element with filtering material located therein for purifying the treated water, a material intended for softening the water, and a distributor of the treated water flow with a fixing element, the material for softening the water being placed between the inner surface of the filter element and the flow distributor of the treated water and is a layer of ion-exchange material with a batch exchange capacity of 0.5-5 mEq / ml with a particle size of 0.1-2.0 mm from the class of weakly or strongly acidic cation exchangers in the H + or Na + form and / or inorganic cation exchange materials from the classes of natural or synthetic zeolites, aluminosilicates, silica gels and sulfonates, and fills the inner space of the filter element by 20-90% of its volume, and the filter material of the filter element intended for water purification is a filter element housing made of a porous block material in the form of a hollow a vertical vessel with equal thickness or different thickness walls with a pore size smaller than the particle size of the ion-exchange material, 5–25 mm thick with a cross-section in the shape of a circle (hollow cylinder), square, rectangle, oval or complex profile, or a hollow inverse pyramid or hollow inverse cone, or a truncated hollow inverse pyramid, or a truncated inverse cone, with a porous or hermetically sealed bottom, made by extrusion or hot pressing with a compression ratio when molding 12-25% at a temperature of 10-40 ° C higher than the softening temperature of the polymer binder from a mixture of activated carbon particles with an iodine number of at least 1000 mg / g and a polymer binder from the classes of polyolefins and / or polyesters and / or their copolymers with a melt index of 2-20 g / 10 min. according to ASTM D 1238 at 190 ° C and a load of 25 Kg and with a particle size of activated carbon and a polymer binder of 0.05-0.5 mm, preferably 0.07-0.15 mm and with a ratio of activated carbon: polymer binder (75- 95) :( 5-25) wt.%, And the flow distributor of the treated water with the fixing element is located in the inner space of the filter element and is made of a polymer material by injection molding or of porous block material by extrusion or hot pressing with compression ratio during molding 12-25% from a mixture of finely divided of activated carbon and polymer binder materials selected from the classes of polyolefins and / or polyesters and / or their copolymers and with a particle size of activated carbon and a polymer binder of 0.1-1.5 mm, preferably 0.5-1 mm, with an activated ratio coal: polymer binder (75-95) :( 5-25) wt.% at a temperature of 10-40 ° C higher than the softening temperature of the polymer binder, or from inorganic fine materials, for example, from a class of silicas with a particle size of 0.1- 1.5 mm by compression sintering, in the form of one vertical or horizontal body, or several vertical bodies with a height of 1-100% of the height of the filter element, with a section in the form of a circle (hollow cylinder), square, rectangle, oval, or complex profile, or a hollow inverse pyramid or hollow inverse cone or a truncated hollow inverse pyramid, or a truncated inverse cone, with a porous or hermetically sealed bottom with holes located in the vertical walls and / or on the bottom of the distributor of the treated water flow at the height of the distributor wall, s which does not exceed 60% of the lower level of the bottom of the processed water flow distributor, and having a size smaller than the particle size of the ion-exchange material, which is ensured either by the size of the holes directly in the walls of the processed water flow distributor made by injection molding, extrusion, hot pressing or compression sintering, or, when the distributor of the flow of treated water in the form of a vertical vessel with holes in the side wall of 1-5 mm in each direction, due to or on its outer surface or inside a porous material or in the form of a mesh, or fabric, or from a nonwoven fabric, or from an open-porous foamed polymer, with a mesh size less than the particle size of the ion-exchange material, and the fixation element of the treated water flow distributor is made either in the form of a coupling from an elastic material that is tightly adjacent to the top of the outer wall of the distributor of the treated water stream and to the top of the inner surface of the filter element housing, or in the form of a shell made of a polymer mat rial formed by injection molding together with the treated water flow distributor and hermetically fixed to the upper inner surface of the filter element or melt polymer casing or other adhesive material. The horizontal distributor of the treated water stream is made of a mesh or fabric with holes smaller than the particle size of the ion-exchange material, with a fixing element in the form of a plastic shell attached to the inner or to the end surface of the filter element housing. The fixing system of the filter device, containing an opening for the inlet of the water to be cleaned and the air outlet, is made in a form that allows the filter device to be sealed tightly in the filter funnel body, and is either a threaded assembly connected to the threaded funnel assembly or a rim with tight fit elements to the hole of the funnel, and which is attached to the filter element either by gluing or with polymer melt, or any other adhesive material, or by mechanical connection with internal sludge and with the outer, or with the inner and outer vertical walls of the filter element.

Отличительной особенностью заявляемого изобретения является принципиально новая, более простая по сравнению с прототипом, конструкция фильтрующего устройства, предназначенного для выполнения двух процессов обработки воды - умягчения и очистки. Простота конструкции позволяет совместить две рабочие зоны (два процесса) в одном корпусе фильтрующего элемента, выполняющего две функции: функцию фильтрующего и сорбирующего материала и функцию корпуса фильтрующего элемента. Кроме того, рабочая зона, предназначенная для процесса умягчения воды, имеет большой объем, что позволяет разместить в ней значительно большее по сравнению с прототипом количество ионообменного материала, обеспечивающее удовлетворительный для потребителя ресурс умягчения воды 150-200 литров, и, что принципиально важно, в совокупности конструкция двух рабочих зон в сочетании с конструкцией распределителя потока обрабатываемой воды обеспечивают разнонаправленные потоки воды в зоне умягчения, приводящие к разрыхлению слоя умягчителя, что практически исключает эффект гиперумягчения на начальных стадиях и создает приемлемое умягчение на последующих стадиях обработки воды при одновременном сохранении высокоэффективной фильтрующей способности.A distinctive feature of the claimed invention is a fundamentally new, simpler compared to the prototype, design of a filter device designed to perform two processes of water treatment - softening and purification. The simplicity of the design allows you to combine two working areas (two processes) in one casing of the filter element that performs two functions: the function of the filter and sorbent material and the function of the filter element body. In addition, the working area intended for the process of water softening has a large volume, which makes it possible to place in it a much larger amount of ion-exchange material compared to the prototype, providing a satisfactory resource for water softening of 150-200 liters for the consumer, and, which is fundamentally important, collectively, the design of two working zones in combination with the design of the distributor of the treated water stream provides multidirectional water flows in the softening zone, leading to loosening of the softener layer, which rakticheski giperumyagcheniya eliminates the effect in the initial stages and creates an acceptable softening water in subsequent stages of processing, while maintaining high filtering capacity.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:

1 - Кувшин1 - Jug

2 - Приемная воронка2 - Intake funnel

3 - Фильтрующее устройство3 - Filtering device

4 - Фильтрующий элемент, выполненный из пористого блочного материала (зона очистки)4 - Filter element made of porous block material (cleaning zone)

5 - Распределитель потока обрабатываемой воды с фиксирующим элементом5 - Process water distributor with fixing element

6 - Ионообменный материал (зона умягчения)6 - Ion exchange material (softening zone)

7 - Заглушка7 - Plug

8 - Система фиксации фильтрующего устройства (резьбовой узел)8 - Locking system of the filtering device (threaded unit)

9 - Система фиксации фильтрующего устройства (обод с элементами прилегания к гнезду воронки)9 - Fixing system of the filtering device (rim with fittings to the funnel socket)

10 - Соединение системы фиксации фильтрующего устройства с фильтрующим элементом10 - Connection of the fixation system of the filter device with the filter element

11 - Элемент фиксации распределителя потока обрабатываемой воды11 - Element of fixation of the distributor of the flow of treated water

Стрелками показано направление потоков воды при ее прохождении через фильтрующее устройство.Arrows indicate the direction of water flows as it passes through the filter device.

Заглушка (герметически закрытое дно) может быть выполнена из полимера, например, полиэтилена, полипропилена).The plug (hermetically sealed bottom) can be made of polymer, for example, polyethylene, polypropylene).

Фиг. 1. Изображен общий вид кувшинного фильтра (1) с воронкой (2) и размещенным в нем фильтрующим устройством (3) с фильтрующим элементом в форме полого цилиндра (4) с ионообменным материалом (6) и с герметично закрытым заглушкой (7) дном, с распределителем потока обрабатываемой воды (5) в форме полого цилиндра с элементом фиксации (11).FIG. 1. A general view of the jug filter (1) with a funnel (2) and a filter device (3) placed in it with a filter element in the form of a hollow cylinder (4) with ion-exchange material (6) and a hermetically sealed plug (7) with the bottom, with a distributor of the flow of treated water (5) in the form of a hollow cylinder with a fixing element (11).

Фиг. 2. Изображен общий вид кувшинного фильтра (1) с воронкой (2) и размещенным в нем фильтрующим устройством (3) с фильтрующим элементом в форме полого цилиндра (4) с пористым дном, с размещенным в нем ионообменным материалом (6), с распределителем потока обрабатываемой воды (5) в форме полого цилиндра с элементом фиксации (11) с пористым дном.FIG. 2. A general view of the jug filter (1) with a funnel (2) and a filter device (3) placed in it with a filter element in the form of a hollow cylinder (4) with a porous bottom, with an ion-exchange material placed in it (6), with a distributor is shown the flow of treated water (5) in the form of a hollow cylinder with a fixing element (11) with a porous bottom.

Фиг. 3. Изображен общий вид кувшинного фильтра (1) с воронкой (2) и размещенным в нем фильтрующим устройством (3) с фильтрующим элементом в форме полого цилиндра (4) с герметично закрытым заглушкой (7) дном, с размещенным в нем ионообменным материалом (6) с распределителем потока обрабатываемой воды (5) в виде сетки с элементом фиксации (11) в форме обечайки.FIG. 3. The general view of the jug filter (1) with a funnel (2) and a filter device (3) placed inside it with a filter element in the form of a hollow cylinder (4) with a hermetically sealed plug (7) on the bottom, with an ion-exchange material placed in it, is shown. 6) with a distributor of the flow of treated water (5) in the form of a grid with a fixing element (11) in the form of a shell.

Фиг. 4. Изображено фильтрующее устройство (3) с фильтрующим элементом в форме полого цилиндра (4) с герметично закрытым заглушкой (7) дном, с размещенным в нем ионообменным материалом, системой фиксации фильтрующего устройства в виде резьбового узла (8) и с распределителем потока обрабатываемой воды (5) в форме полого цилиндра из пористого блочного материала. Пористый блочный материал фильтрующего элемента прикреплен к системе фиксации фильтрующего устройства и к заглушке приклеиванием (10) по торцам фильтрующего элемента, а распределитель потока обрабатываемой воды соединен с фильтрующим элементом с помощью муфты (11) из эластичного материала.FIG. 4. A filtering device (3) with a filtering element in the form of a hollow cylinder (4) with a hermetically sealed plug (7) with a bottom, with an ion-exchange material placed in it, a fixing system for the filtering device in the form of a threaded assembly (8) and with a process flow distributor is shown water (5) in the form of a hollow cylinder made of porous block material. The porous block material of the filter element is attached to the fixation system of the filter device and to the plug by gluing (10) at the ends of the filter element, and the treated water flow distributor is connected to the filter element by means of a sleeve (11) of elastic material.

Фиг. 5. Изображено фильтрующее устройство (3) с фильтрующим элементом в форме полого цилиндра (4) с пористым дном, с размещенным в нем ионообменным материалом (6), системой фиксации фильтрующего устройства в виде резьбового узла (8) и с распределителем потока обрабатываемой воды (5) в форме полого цилиндра из пористого блочного материала с отверстиями в дне. Пористый блочный материал фильтрующего элемента прикреплен к системе фиксации фильтрующего устройства приклеиванием (10) по торцу фильтрующего элемента, а распределитель потока обрабатываемой соединен с фильтрующим элементом с помощью муфты (11) из эластичного материала.FIG. 5. A filtering device (3) with a filtering element in the form of a hollow cylinder (4) with a porous bottom, with ion-exchange material (6) placed in it, a fixing system of the filtering device in the form of a threaded assembly (8) and with a process water flow distributor ( 5) in the form of a hollow cylinder made of porous block material with holes in the bottom. The porous block material of the filter element is attached to the fixation system of the filter device by gluing (10) along the end of the filter element, and the process flow distributor is connected to the filter element using a sleeve (11) of elastic material.

Фиг. 6. Изображено фильтрующее устройство (3) с фильтрующим элементом в форме полого цилиндра (4) с разнотолщинными стенками с герметично закрытым заглушкой (7) дном, с размещенным в нем ионообменным материалом (6), системой фиксации фильтрующего устройства в виде резьбового узла (8) и с распределителем потока обрабатываемой воды (5) в форме полого цилиндра с отверстиями размером (1-5) мм в каждом направлении и с размещенной на его наружной поверхности водопроницаемой сетки с ячейками меньше размера частиц ионообменного материала. Пористый блочный материал фильтрующего элемента прикреплен к системе фиксации фильтрующего устройства и к заглушке приклеиванием (10) по торцам фильтрующего элемента, а распределитель потока обрабатываемой воды соединен с фильтрующим элементом с помощью муфты (11) из эластичного материала.FIG. 6. A filtering device (3) with a filtering element in the form of a hollow cylinder (4) with different thickness walls with a hermetically sealed plug (7) on the bottom, with ion-exchange material (6) placed in it, and a fixing system for the filtering device in the form of a threaded assembly (8) is depicted. ) and with a distributor of the flow of treated water (5) in the form of a hollow cylinder with holes (1-5) mm in each direction and with a permeable mesh placed on its outer surface with cells smaller than the particle size of the ion-exchange material. The porous block material of the filter element is attached to the fixation system of the filter device and to the plug by gluing (10) at the ends of the filter element, and the treated water flow distributor is connected to the filter element by means of a sleeve (11) of elastic material.

Фиг. 7. Изображено фильтрующее устройство (3) с фильтрующим элементом в форме полого цилиндра (4) с герметично закрытым заглушкой (7) дном, с размещенным в нем ионообменным материалом (6), системой фиксации фильтрующего устройства в виде резьбового узла (8) и с распределителем потока обрабатываемой воды (5) в форме полого цилиндра с отверстиями размером (1-5) мм в каждом направлении и с размещенным внутри водопроницаемого материала из открытопористого вспененного полимера с ячейками меньше размера частиц ионообменного материала. Пористый блочный материал фильтрующего элемента прикреплен к системе фиксации фильтрующего устройства и к заглушке приклеиванием (10) по торцам фильтрующего элемента, а распределитель потока обрабатываемой воды соединен с фильтрующим элементом с помощью муфты (11) из эластичного материала.FIG. 7. A filtering device (3) with a filtering element in the form of a hollow cylinder (4) with a hermetically sealed plug (7) with a bottom, with ion-exchange material (6) placed in it, a fixing system of the filtering device in the form of a threaded assembly (8) and with the distributor of the treated water stream (5) in the form of a hollow cylinder with openings of size (1-5) mm in each direction and with an open-porous foam polymer placed inside a permeable material with cells smaller than the particle size of the ion-exchange material. The porous block material of the filter element is attached to the fixation system of the filter device and to the plug by gluing (10) at the ends of the filter element, and the treated water flow distributor is connected to the filter element by means of a sleeve (11) of elastic material.

Фиг. 8. Изображено фильтрующее устройство (3) с фильтрующим элементом в форме полого цилиндра (4) с герметично закрытым заглушкой (7) дном, с размещенным в нем ионообменным материалом (6), системой фиксации фильтрующего устройства в виде резьбового узла (8) и с распределителем потока обрабатываемой воды (5) в форме полого усеченного обратного конуса из пористого блочного материала. Пористый блочный материал фильтрующего элемента прикреплен к системе фиксации фильтрующего устройства и к заглушке приклеиванием (10) по торцам фильтрующего элемента, а распределитель потока соединен с фильтрующим элементом с помощью муфты (11) из эластичного материала.FIG. 8. A filtering device (3) with a filtering element in the form of a hollow cylinder (4) with a hermetically sealed plug (7) with a bottom, with ion-exchange material (6) placed in it, a fixing system of the filtering device in the form of a threaded assembly (8) and with the distributor of the flow of treated water (5) in the form of a hollow truncated inverse cone of porous block material. The porous block material of the filter element is attached to the fixation system of the filter device and to the plug by gluing (10) at the ends of the filter element, and the flow distributor is connected to the filter element using a sleeve (11) of elastic material.

Фиг. 9. Изображено фильтрующее устройство (3) с фильтрующим элементом в форме полого цилиндра (4) с герметично закрытым заглушкой (7) дном, с размещенным в нем ионообменным материалом (6), системой фиксации фильтрующего устройства в виде резьбового узла (8) и с распределителем потока обрабатываемой воды (5) в форме полого цилиндра с разнотолщинными стенками из пористого блочного материала, полученного методом компрессионного спекания кремнеземного порошка. Пористый блочный материал фильтрующего элемента прикреплен к системе фиксации фильтрующего устройства и к заглушке приклеиванием (10) по торцам фильтрующего элемента, а распределитель потока обрабатываемой воды соединен с фильтрующим элементом с помощью муфты (11) из эластичного материала.FIG. 9. A filtering device (3) with a filtering element in the form of a hollow cylinder (4) with a hermetically sealed plug (7) on the bottom, with ion-exchange material (6) placed in it, a fixing system of the filtering device in the form of a threaded assembly (8) and with the distributor of the flow of treated water (5) in the form of a hollow cylinder with different thickness walls from a porous block material obtained by compression sintering of silica powder. The porous block material of the filter element is attached to the fixation system of the filter device and to the plug by gluing (10) at the ends of the filter element, and the treated water flow distributor is connected to the filter element by means of a sleeve (11) of elastic material.

Фиг. 10. Изображено фильтрующее устройство (3) (фиг. 10а - вертикальный разрез, фиг. 10б - разрез по сечению А-А) с фильтрующим элементом в виде полого вертикального сосуда (4) с сечением в форме эллипса с герметично закрытым заглушкой (7) дном, с размещенным в нем ионообменным материалом (6), системой фиксации фильтрующего устройства в виде обода (9) с элементами прилегания к гнезду воронки и с двумя распределителями потока обрабатываемой воды (5) в форме полых цилиндров с отверстиями в вертикальных стенках. Пористый блочный материал фильтрующего элемента прикреплен к системе фиксации фильтрующего устройства и к заглушке приклеиванием (10) по торцам фильтрующего элемента, а распределитель потока обрабатываемой воды соединен с фильтрующим элементом с помощью муфты (11) из эластичного материала.FIG. 10. A filtering device (3) is shown (Fig. 10a is a vertical section, Fig. 10b is a section along section AA) with a filtering element in the form of a hollow vertical vessel (4) with an elliptical section with a hermetically sealed plug (7) bottom, with ion-exchange material (6) placed in it, a system for fixing the filter device in the form of a rim (9) with fittings to the funnel socket and with two process water flow distributors (5) in the form of hollow cylinders with holes in vertical walls. The porous block material of the filter element is attached to the fixation system of the filter device and to the plug by gluing (10) at the ends of the filter element, and the treated water flow distributor is connected to the filter element by means of a sleeve (11) of elastic material.

Фиг. 11. Изображено фильтрующее устройство (3) (вертикальный разрез, разрез по сечению А-А) с фильтрующим элементом в виде полого вертикального сосуда (4) с сечением в форме эллипса с герметично закрытым заглушкой (7) дном, с размещенным в нем ионообменным материалом (6), с системой фиксации фильтрующего устройства в виде обода (9) с элементами прилегания к гнезду воронки и с распределителем потока обрабатываемой воды (5) в форме полого вертикального сосуда с отверстиями в вертикальной стенке. Пористый блочный материал фильтрующего элемента прикреплен к системе фиксации фильтрующего устройства и к заглушке приклеиванием (10) по торцам фильтрующего элемента, а распределитель потока обрабатываемой воды соединен с фильтрующим элементом с помощью муфты (11) из эластичного материала.FIG. 11. The filtering device (3) (vertical section, sectional view along the section AA) is depicted with a filtering element in the form of a hollow vertical vessel (4) with an ellipse cross section with a hermetically sealed plug (7) on the bottom, with ion-exchange material placed in it (6), with a fixing system for the filter device in the form of a rim (9) with fittings to the funnel socket and with a flow distributor of treated water (5) in the form of a hollow vertical vessel with holes in the vertical wall. The porous block material of the filter element is attached to the fixation system of the filter device and to the plug by gluing (10) at the ends of the filter element, and the treated water flow distributor is connected to the filter element by means of a sleeve (11) of elastic material.

Работа фильтрующего устройства происходит следующим образом: исходная вода из приемной воронки (2) кувшинного фильтра (1) через отверстие в системе фиксации фильтрующего устройства в виде резьбового узла (8) или виде обода (9) с элементами прилегания к гнезду воронки (2) проходит в распределитель потока обрабатываемой воды (5) и через его нижнюю часть с отверстиями для выхода воды поступает в зону умягчения воды с ионообменным материалом (6), который заполняет внутреннее пространство корпуса фильтрующего элемента на 20-90% от его объема. Далее умягченная вода поступает для очистки в зону пористого блочного материала фильтрующего элемента (4) непосредственно примыкающую к зоне умягчения обрабатываемой воды и представляющую собой корпус фильтрующего элемента (4) из пористого блочного материала в виде полого вертикального сосуда с равнотолщинными или разнотолщинными стенками с размером пор, меньшем размера частиц ионообменного материала. После прохождения через пористый блочный материал фильтрующего элемента (4) умягченная и очищенная вода попадает в нижнюю часть кувшинного фильтра (1), предназначенную для хранения чистой воды.The operation of the filter device is as follows: the source water from the receiving funnel (2) of the pitcher filter (1) passes through the hole in the fixation system of the filter device in the form of a threaded assembly (8) or in the form of a rim (9) with fittings to the funnel socket (2) into the distributor of the flow of treated water (5) and through its lower part with openings for water outlet, it enters the water softening zone with ion-exchange material (6), which fills the internal space of the filter element housing by 20-90% of its volume. Further, softened water enters for cleaning into the zone of porous block material of the filter element (4) directly adjacent to the softening zone of the treated water and is a filter element body (4) of porous block material in the form of a hollow vertical vessel with equal thickness or different thickness walls with pore size, smaller particle size of ion-exchange material. After passing through the porous block material of the filter element (4), softened and purified water enters the lower part of the pitcher filter (1) intended for storing clean water.

Для обеспечения высокой скорости фильтрации в сочетании с высокой эффективностью очистки воды и повышенным ресурсом работы фильтрующий элемент фильтрующего устройства выполнен с толщиной стенок 5-25 мм и высотой 20-120 мм. Граничные значения выбранного диапазона толщин стенок обусловлены тем, что при толщине стенки менее 5 мм у фильтрующего элемента недостаточная механическая прочность. Толщина стенок фильтрующего элемента более 25 мм отрицательно влияет на скорость фильтрации из-за значительного гидродинамического сопротивления. Фильтрующий элемент с высотой стенок менее 20 мм не обеспечивает эффективную очистку воды из-за малой поверхности контакта и объема сорбирующего материала; при высоте стенок более 120 мм становится проблематичным размещение такого фильтрующего устройства в фильтре кувшинного типа.To ensure a high filtration rate in combination with high efficiency of water purification and an increased service life, the filtering element of the filtering device is made with a wall thickness of 5-25 mm and a height of 20-120 mm. The boundary values of the selected range of wall thicknesses are due to the fact that when the wall thickness is less than 5 mm, the filter element has insufficient mechanical strength. The wall thickness of the filter element over 25 mm negatively affects the filtration rate due to significant hydrodynamic resistance. A filter element with a wall height of less than 20 mm does not provide effective water purification due to the small contact surface and the volume of sorbent material; with a wall height of more than 120 mm, it becomes problematic to place such a filter device in a jug type filter.

Выбранная форма фильтрующего элемента в виде полого вертикального сосуда либо обеспечивает определенную скорость фильтрации воды фильтрующим элементом, которая пропорциональна площади фильтрации и минимальна для фильтрующего элемента в форме полого цилиндра с герметично закрытым заглушкой дном, и максимальна для фильтрующего элемента с пористым дном и поперечным сечением сложной формы, либо обусловлена технологией его изготовления: фильтровальные элементы в форме полого цилиндра с заглушкой, полого вертикального сосуда с поперечным сечением в виде овала с заглушкой или сложного профиля с заглушкой изготавливают методом экструзии; фильтрующие элементы в форме полого цилиндра с пористым дном, полого вертикального сосуда с поперечным сечением в виде овала или сложного профиля с пористым дном. При этом для обеспечения максимально доступной для сорбции поверхности сорбентов материала фильтрующего элемента процесс изготовления фильтрующего блока проводят при температуре, на 10-40°С выше температуры размягчения полимерного связующего. При температуре, ниже, чем на 10°С температуры размягчения полимерного связующего не происходит образование прочного блочного материала фильтрующего элемента, а при температуре, выше, чем на 40°С температуры размягчения полимерного связующего происходит блокирование значительной поверхности сорбента в результате затекания полимерного связующего. Диапазон степени сжатия смеси материалов при изготовлении фильтрующего блока методом экструзии или методом горячего прессования 12-25% обусловлен тем, что при степени сжатия менее 12% фильтрующий блок не обладает достаточной механической прочностью и не способен выполнять функцию корпуса, а при степени сжатия более 25% образующиеся мелкие поры в объеме материала фильтрующего блока приводят к высокому гидродинамическому сопротивлению и, соответственно, снижению скорости фильтрации.The selected shape of the filter element in the form of a hollow vertical vessel either provides a certain rate of water filtration by the filter element, which is proportional to the filtration area and is minimum for a filter element in the form of a hollow cylinder with a hermetically sealed bottom cap, and is maximum for a filter element with a porous bottom and complex cross-section , or due to the technology of its manufacture: filter elements in the form of a hollow cylinder with a plug, a hollow vertical vessel with a transverse the cross section in the form of an oval with a plug or a complex profile with a plug is made by extrusion; filter elements in the form of a hollow cylinder with a porous bottom, a hollow vertical vessel with a cross section in the form of an oval or a complex profile with a porous bottom. At the same time, to ensure the surface of the sorbents of the filter element material that is most accessible for sorption, the manufacturing process of the filter block is carried out at a temperature 10-40 ° C higher than the softening temperature of the polymer binder. At a temperature lower than 10 ° C, the softening temperature of the polymer binder does not form a strong block material of the filter element, and at a temperature higher than 40 ° C the softening temperature of the polymer binder, a significant surface of the sorbent is blocked as a result of leakage of the polymer binder. The range of the compression ratio of the mixture of materials in the manufacture of the filter block by extrusion or hot pressing 12-25% due to the fact that with a compression ratio of less than 12% the filter block does not have sufficient mechanical strength and is not able to fulfill the function of the housing, and with a compression ratio of more than 25% the resulting small pores in the volume of the material of the filter unit lead to high hydrodynamic resistance and, accordingly, a decrease in the filtration rate.

Выбор полимерного связующего из класса полиолефинов (например, полиэтилена низкого давления, полиэтилена высокого давления, полипропилена) и полиэфиров (полиэтилентерефталата) или их сополимеров (например, сополимера полиэтилена с винилацетатом) обусловлен, с одной стороны, их химической инертностью и нерастворимостью в воде, с другой стороны, достаточно низкими температурами размягчения, позволяющими интенсифицировать процесс изготовления фильтрующего элемента заявляемого фильтрующего устройства в виде пористого блочного материала.The choice of a polymer binder from the class of polyolefins (for example, low-pressure polyethylene, high-pressure polyethylene, polypropylene) and polyesters (polyethylene terephthalate) or their copolymers (for example, a polyethylene-vinyl acetate copolymer) is caused, on the one hand, by their chemical inertness and insolubility in water, s on the other hand, sufficiently low softening temperatures, allowing to intensify the manufacturing process of the filter element of the inventive filter device in the form of a porous block material a.

Форма фильтровального элемента в виде полого цилиндра с разнотолщинными по высоте стенками с герметично закрытым дном обусловлена обеспечением равномерного прохождения очищаемой воды через стенки фильтрующего элемента по всей их высоте, так как при этом по мере увеличения давления столба воды в полости фильтрующего элемента сверху вниз оно будет компенсироваться увеличением сопротивления прохождения воды через стенки из-за симбатного увеличения толщины стенок фильтрующего элемента.The shape of the filter element in the form of a hollow cylinder with walls of different thickness along the walls with a hermetically sealed bottom is due to the uniform passage of the purified water through the walls of the filter element over their entire height, since at the same time as the pressure of the water column in the cavity of the filter element increases from top to bottom it will be compensated an increase in the resistance of water passage through the walls due to the symbatic increase in the wall thickness of the filter element.

Для обеспечения эффективной очистки воды от хлора, органических соединений и, в частности, от хлорорганических примесей, пористый блочный материал фильтрующего элемента изготавливают с использованием активированных углей с йодным числом более 1000 мг/л, так как такие угли обеспечивают эффективную сорбцию и, следовательно, очистку воды на протяжении значительного ресурса, а все используемые компоненты (сорбент и полимерное связующее) используют в порошкообразной форме с размером частиц 0,05-0,5 мм, предпочтительно 0,07-0,15 мм. При размере частиц активированного угля и полимерного связующего менее 0,05 мм возрастает гидродинамическое сопротивление пористого блочного материала, что приводит к снижению скорости фильтрации. При размере частиц активированного угля и полимерного связующего более 0,5 мм снижается эффективность очистки воды за счет уменьшения реальной поверхности фильтрации (сорбции) частиц сорбента.To ensure effective purification of water from chlorine, organic compounds and, in particular, from organochlorine impurities, the porous block material of the filter element is made using activated carbon with an iodine number of more than 1000 mg / l, since such carbons provide effective sorption and, therefore, purification water over a significant resource, and all used components (sorbent and polymer binder) are used in powder form with a particle size of 0.05-0.5 mm, preferably 0.07-0.15 mm. When the particle size of the activated carbon and the polymer binder is less than 0.05 mm, the hydrodynamic resistance of the porous block material increases, which leads to a decrease in the filtration rate. When the particle size of activated carbon and polymer binder is more than 0.5 mm, the efficiency of water purification decreases due to a decrease in the real surface of the filtration (sorption) of the sorbent particles.

Выбранный диапазон сорбционной емкости ионообменного материала 0,5-5 мг-экв/мл обусловлен тем, что при использовании материалов с обменной емкостью менее 0,5 мг-экв/мл для достижения достаточной эффективности умягчения воды в течение большого ресурса по умягчению их потребовалось бы использовать в количестве, несовместимым с объемом фильтрующего элемента; материалы с обменной емкостью свыше 5 мг-экв/мл являются дорогостоящими и поэтому не могут быть применены в массово выпускаемых фильтрах.The selected range of sorption capacity of the ion-exchange material 0.5-5 mEq / ml is due to the fact that when using materials with an exchange capacity of less than 0.5 mEq / ml to achieve sufficient water softening efficiency over a long softening resource, they would require use in an amount incompatible with the volume of the filter element; materials with an exchange capacity of more than 5 mEq / ml are expensive and therefore cannot be used in mass-produced filters.

Заполнение внутреннего пространства фильтрующего элемента на 20-90% ионообменным материалом обусловлено тем, что при ее заполнении менее чем на 20%, большая часть потока обрабатываемой воды будет проходить в зону фильтрования без контакта с ионообменным материалом; при заполнении более чем на 90% не обеспечивается режим взрыхления слоя ионообменного материала. Диапазон размера частиц ионообменного материала 0,1-2,0 мм обусловлен тем, что частицы с размером менее 0,1 мм могут забивать поры блочного пористого материала фильтрующего элемента и, тем самым, блокировать его работу; при размере частиц ионообменного материала более 2 мм снижается поверхность контакта с водой и не происходит эффективное умягчение воды.The filling of the internal space of the filter element with 20-90% ion-exchange material is due to the fact that when it is less than 20% full, most of the flow of treated water will pass into the filtering zone without contact with the ion-exchange material; when filling by more than 90%, the regime of loosening of the layer of ion-exchange material is not ensured. The particle size range of the ion-exchange material 0.1-2.0 mm is due to the fact that particles with a size of less than 0.1 mm can clog the pores of the block porous material of the filter element and, thereby, block its operation; when the particle size of the ion-exchange material is more than 2 mm, the contact surface with water is reduced and effective softening of the water does not occur.

Выбранный диапазон высоты распределителя потока обрабатываемой воды, составляющий 1-100% от высоты корпуса фильтрующего элемента, связан с формированием разнонаправленных потоков воды в зоне умягчения: при высоте менее 1% от высоты корпуса такие потоки не образуются. Минимальная высота распределителя потока обрабатываемой воды, составляющая 1% - это минимальная толщина сетки с обечайкой, расположенной на верхнем торце корпуса фильтрующего элемента, и выполняющей функцию распределителя потока обрабатываемой воды.The selected range of the height of the distributor of the flow of treated water, comprising 1-100% of the height of the filter element housing, is associated with the formation of multidirectional water flows in the softening zone: at a height of less than 1% of the height of the housing, such flows are not formed. The minimum height of the distributor of the flow of treated water, 1%, is the minimum thickness of the mesh with a shell located on the upper end of the filter element housing, and performs the function of a distributor of flow of treated water.

Выбор размеров частиц активированного угля и полимерного связующего в диапазоне 0,1-1,5 мм и соотношения активированный уголь: полимерное связующее (75-95):(5-25) мас.%, так же, как и использование материала из класса кремнеземов с размером частиц 0,1-1,5 мм, обусловлено получающимся при формовании пористого корпуса распределителя потока обрабатываемой воды оптимального размера пор: с одной стороны, поры должны быть меньше размера частиц ионообменного материала, с другой стороны, размер пор должен обеспечивать скорость прохождения воды через распределитель потока обрабатываемой воды, большую или равную скорости прохождения воды через стенки фильтрующего элемента. Диапазон температур изготовления пористого блочного материала распределителя потока методами экструзии или горячего прессования, на 10-40°С превышающий температуру размягчения полимерного связующего, обусловлен, тем, что при температуре, ниже, чем на 10°С температуры размягчения полимерного связующего не происходит образование механически прочного блочного материала распределителя потока обрабатываемой воды, а при температуре, выше, чем на 40°С температуры размягчения полимерного связующего происходит блокирование пор в стенках распределителя потока обрабатываемой воды в результате затекания полимерного связующего.The choice of particle sizes of activated carbon and polymer binder in the range of 0.1-1.5 mm and the ratio of activated carbon: polymer binder (75-95) :( 5-25) wt.%, As well as the use of material from the class of silicas with a particle size of 0.1-1.5 mm, due to the optimal pore size obtained during molding of the porous body of the distributor of the treated water flow: on the one hand, the pores should be smaller than the particle size of the ion-exchange material, on the other hand, the pore size must ensure the speed of water passage through distribution divider treated water flow greater than or equal to the speed of water passing through the walls of the filter element. The temperature range for the manufacture of the porous block material of the flow distributor by extrusion or hot pressing, 10-40 ° C higher than the softening temperature of the polymer binder, is due to the fact that at a temperature lower than 10 ° C the softening temperature of the polymer binder does not form mechanically strong block material of the distributor of the flow of treated water, and at a temperature higher than 40 ° С the softening temperature of the polymer binder, pores are blocked in the walls of the distribution separator flow of treated water as a result of flowing polymer binder.

Выбор формы распределителя потока обрабатываемой воды в форме вертикального полого тела с поперечным сечением в виде круга, квадрата, эллипса или любой другой формы, или в форме полой обратной пирамиды или обратного конуса, или в форме полой усеченной обратной пирамиды обусловлен отслеживанием формы корпуса фильтрующего элемента, который также может быть выполнен в форме вертикального полого тела с поперечным сечением в виде круга, квадрата, эллипса или любой другой формы, или в форме полой обратной пирамиды или обратного конуса, или в форме полой усеченной обратной пирамиды, что обеспечивает конгруэнтность потока обрабатываемой воды в зоне умягчения. Расположение отверстий в вертикальных стенках распределителя потока обрабатываемой воды на высоте, составляющей не более 60% от нижнего уровня распределителя потока обрабатываемой воды, обусловлено тем, что при расположении отверстий на высоте более 60% от нижнего уровня распределителя потока обрабатываемой воды не обеспечивается по всей высоте зоны умягчения вертикальная (вертикально вверх) составляющая потоков воды, что не приводит к взрыхлению слоя ионообменного материала, и, как следствие, снижению гиперумягчения. Выбор размера отверстий в боковой стенке распределителя потока обрабатываемой воды в диапазоне 3-5 мм в случае фиксации на его наружной поверхности или у него внутри пористого материала с размером пор меньше размера частиц ионообменного материала обусловлен тем, что такой диапазон оптимален с точки зрения простоты конструкции и технологии изготовления распределителя потока обрабатываемой воды.The choice of the shape of the processed water flow distributor in the form of a vertical hollow body with a cross section in the form of a circle, square, ellipse or any other shape, or in the form of a hollow inverse pyramid or inverse cone, or in the form of a hollow truncated inverse pyramid is due to tracking the shape of the filter element housing, which can also be made in the form of a vertical hollow body with a cross section in the form of a circle, square, ellipse or any other shape, or in the form of a hollow inverse pyramid or inverse cone, or in a hollow yoke inverse truncated pyramid, which ensures congruency flow of treated water into the softening zone. The location of the holes in the vertical walls of the treated water flow distributor at a height of not more than 60% of the lower level of the treated water flow distributor is due to the fact that when the holes are located at a height of more than 60% of the lower level of the processed water flow distributor, it is not provided over the entire height softening is the vertical (vertically upward) component of the water flows, which does not lead to loosening of the layer of ion-exchange material, and, as a result, reduces hyper softening. The choice of the size of the holes in the side wall of the distributor of the flow of treated water in the range of 3-5 mm in the case of fixing on its outer surface or inside a porous material with a pore size smaller than the particle size of the ion-exchange material is due to the fact that this range is optimal in terms of simplicity of design and manufacturing technology of the treated water flow distributor.

Ниже приведен пример конкретной конструкции фильтрующего устройства, а в таблице представлены результаты его испытаний по эффективности умягчения и эффективности очистки воды.The following is an example of a specific design of a filtering device, and the table shows the results of its tests on the effectiveness of softening and the effectiveness of water purification.

Приведенный пример дает представление о характеристиках заявляемого фильтрующего устройства, но не являются исчерпывающим.The above example gives an idea of the characteristics of the proposed filtering device, but are not exhaustive.

Пример. Фильтрующее устройство с фильтрующим элементом в форме полого цилиндра с герметично закрытым заглушкой дном, с фиксирующей системой в форме резьбового узла, соединенной с фильтрующим элементом приклеиванием расплавом полиэтилена (фиг. 4). Размеры фильтрующего элемента: высота 70 мм, наружный диаметр 62 мм, толщина стенок 14 мм. Состав исходной смеси для изготовления фильтрующего элемента: активированный уголь -85 мас.%, полимерное связующее - смесь полиэтилена низкого давления и полиэтилентерефталата (10:90) мас.% с температурой размягчения 115°С - 15 мас.%, размер частиц компонентов смеси 0,08-0,1 мм. Пористый блочный материал корпуса фильтрующего элемента изготовлен методом экструзии со степенью сжатия при формовании 15% при температуре 145°С. Фильтрующий элемент заполнен на 80% от свободного объема (внутренний объем фильтрующего элемента минус объем распределителя потоков) слабокислотным катионообменным материалом в H+форме с размером частиц 0,3-1,0 мм. Распределитель потока обрабатываемой воды выполнен в виде полой трубки высотой 70 мм с внутренним диаметром 8 мм и наружным диаметром 10 мм из полиэтилена высокого давления методом литья под давлением, в боковой стенке которого на высоте 1-50 мм от нижней части трубки расположены отверстия диаметром 0,2 мм. Распределитель потока обрабатываемой воды с помощью муфты из эластичного материала - силикона - герметично соединен с верхом внутренней боковой поверхности фильтрующего элемента. Испытания по эффективности умягчения и эффективности очистки воды проводили при размещении фильтрующего элемента в воронке кувшинного фильтра. Оценку эффективности умягчения и очистки воды проводили в соответствии с ГОСТ 31952-2012 УСТРОЙСТВА ВОДООЧИСТНЫЕ. Общие требования к эффективности и методы ее определения. Результаты испытаний представлены в таблице.Example. A filtering device with a filtering element in the form of a hollow cylinder with a hermetically sealed bottom plug, with a locking system in the form of a threaded assembly connected to the filtering element by gluing with polyethylene melt (Fig. 4). Dimensions of the filter element: height 70 mm, outer diameter 62 mm, wall thickness 14 mm. The composition of the initial mixture for the manufacture of the filter element: activated carbon -85 wt.%, The polymer binder is a mixture of low-pressure polyethylene and polyethylene terephthalate (10:90) wt.% With a softening temperature of 115 ° C - 15 wt.%, The particle size of the components of the mixture 0 , 08-0.1 mm. The porous block material of the housing of the filter element is made by extrusion with a compression ratio during molding of 15% at a temperature of 145 ° C. The filter element is filled to 80% of the free volume (internal volume of the filter element minus the volume of the flow distributor) with a weakly acid cation exchange material in H + form with a particle size of 0.3-1.0 mm. The treated water flow distributor is made in the form of a hollow tube 70 mm high with an inner diameter of 8 mm and an outer diameter of 10 mm made of high pressure polyethylene by injection molding, in the side wall of which at a height of 1-50 mm from the bottom of the tube there are holes with a diameter of 0, 2 mm. The distributor of the flow of treated water by means of a sleeve made of an elastic material - silicone - is hermetically connected to the top of the inner side surface of the filter element. Tests on the effectiveness of softening and the effectiveness of water purification were carried out when placing the filter element in the funnel of the pitcher filter. Evaluation of the effectiveness of water softening and purification was carried out in accordance with GOST 31952-2012 WATER TREATMENT DEVICES. General requirements for effectiveness and methods for its determination. The test results are presented in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Как следует из приведенных в таблице результатов ресурсных испытаний по умягчению и очистке воды, заявляемое фильтрующее устройство обеспечивает равномерное умягчение и высокую эффективность очистки воды от наиболее распространенных загрязнителей на протяжении удовлетворительного для потребителей ресурса.As follows from the table of the results of the resource tests for water softening and purification, the inventive filter device provides uniform softening and high efficiency of water purification from the most common pollutants for a satisfactory resource for consumers.

Технический результат: предложено фильтрующее устройство гравитационного фильтра для умягчения и очистки питьевой воды с упрощенной конструкцией, обеспечивающего повышенный ресурс стабильного умягчения воды (не менее 200 литров), при этом эффективность умягчения воды достигает не менее 40% достаточное с потребительской точки зрения с одновременным сохранением высокоэффективной очистки воды по токсичным загрязнителям до 98%.Technical result: a filtering device of a gravity filter for softening and purifying drinking water with a simplified design is provided, which provides an increased resource of stable softening of water (at least 200 liters), while the effectiveness of softening reaches at least 40% sufficient from a consumer point of view while maintaining a highly effective water purification by toxic pollutants up to 98%.

Claims (15)

1. Фильтрующее устройство гравитационного фильтра для умягчения и очистки питьевой воды, содержащее систему фиксации фильтрующего устройства в воронке фильтра с отверстиями для входа очищаемой воды и выхода воздуха, фильтрующий элемент, выполненный из пористого блочного материала в виде полого вертикального сосуда с пористым или герметично закрытым дном с расположенными во внутреннем его пространстве слоем ионообменного материала и распределителем потока обрабатываемой воды с элементом фиксации, при этом слой ионообменного материала расположен между внутренней поверхностью фильтрующего элемента и распределителем потока обрабатываемой воды, выполненным в виде вертикального или горизонтального тела с отверстиями меньше размера частиц ионообменного материала, пористый блочный материал фильтрующего элемента получен путем сжатия при нагреве смеси порошкообразных компонентов, содержащей частицы активированного угля и полимерного связующего, а система фиксации фильтрующего устройства соединена герметично с фильтрующим элементом.1. The filtering device of the gravity filter for softening and purifying drinking water, comprising a system for fixing the filtering device in the filter funnel with openings for the inlet of the purified water and the air outlet, the filtering element made of porous block material in the form of a hollow vertical vessel with a porous or hermetically sealed bottom with a layer of ion-exchange material located in its internal space and a distributor of the flow of treated water with a fixation element, while the layer of ion-exchange material and is located between the inner surface of the filter element and the distributor of the flow of treated water, made in the form of a vertical or horizontal body with holes smaller than the particle size of the ion-exchange material, the porous block material of the filter element is obtained by compressing when heated a mixture of powder components containing particles of activated carbon and a polymer binder, and the fixation system of the filter device is connected hermetically to the filter element. 2. Фильтрующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что система фиксации фильтрующего устройства выполнена в форме, позволяющей герметично закрепить фильтрующее устройство в корпусе воронки фильтра, и представляет резьбовой узел, подсоединяемый к резьбовому узлу воронки, или обод с элементами плотного прилегания к отверстию воронки, которые крепятся к корпусу фильтрующего элемента путем приклеивания или полимерным расплавом, или любым другим клеящим материалом, или путем механического крепления при контакте с внутренней, или с наружной, или с внутренней и с наружной вертикальными стенками фильтрующего элемента.2. The filtering device according to claim 1, characterized in that the fixation system of the filtering device is made in a form that allows hermetically securing the filtering device in the housing of the filter funnel, and represents a threaded assembly that is connected to the threaded assembly of the funnel, or a rim with tight fit elements to the hole funnels that are attached to the housing of the filter element by gluing either with polymer melt, or any other adhesive material, or by mechanical fastening in contact with internal or external Or the inner and outer vertical walls of the filter element. 3. Фильтрующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутреннее пространство фильтрующего элемента заполнено на 20-90% ионообменным материалом в виде частиц с размером 0,1-2,0 мм.3. The filtering device according to claim 1, characterized in that the inner space of the filtering element is filled with 20-90% ion-exchange material in the form of particles with a size of 0.1-2.0 mm. 4. Фильтрующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве ионообменного материала используют синтетические катионообменные материалы из класса слабо- или сильнокислотных катеонитов с сорбционной обменной емкостью 0,5-5 мг-экв/мл в Н+ или Na+ форме и/или неорганические катионообменные материалы из классов природных или синтетических цеолитов, алюмосиликатов, силикагелей или сульфоуглей.4. The filtering device according to claim 1, characterized in that synthetic cation exchange materials from the class of weakly or strongly acidic cateonites with a sorption exchange capacity of 0.5-5 mEq / ml in H + or Na + form are used as ion-exchange material and / or inorganic cation exchange materials from classes of natural or synthetic zeolites, aluminosilicates, silica gels, or sulfonates. 5. Фильтрующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус фильтрующего элемента из пористого блочного материала выполнен в виде полого вертикального сосуда с сечением в форме круга, квадрата, прямоугольника, овала или сложного профиля, или полой обратной пирамиды, или полого обратного конуса, или усеченной полой обратной пирамиды, или усеченного обратного конуса с пористым или герметично закрытым дном, с равнотолщинными или разнотолщинными стенками толщиной 5-25 мм, высотой 20-120 мм и с размером пор в дне и стенках, меньшим размера частиц ионообменного материала.5. The filtering device according to claim 1, characterized in that the casing of the filtering element is made of porous block material in the form of a hollow vertical vessel with a section in the form of a circle, square, rectangle, oval or complex profile, or a hollow inverse pyramid, or a hollow inverse cone or a truncated hollow inverse pyramid, or a truncated inverse cone with a porous or hermetically sealed bottom, with equally thick or different thickness walls 5–25 mm thick, 20–120 mm high and with pore sizes in the bottom and walls smaller than the particle size ion exchange material. 6. Фильтрующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве пористого блочного материала фильтрующего элемента используют термически обработанную смесь порошкообразных материалов из активированного угля с йодным числом более 1000 мг/г и полимерного связующего с размером частиц активированного угля и полимерного связующего 0,05-0,5 мм, предпочтительно 0,07-0,15 мм, и при соотношении активированный уголь : полимерное связующее (75-95):(5-25) мас.%.6. The filtering device according to claim 1, characterized in that as a porous block material of the filtering element, a heat-treated mixture of powdered materials from activated carbon with an iodine number of more than 1000 mg / g and a polymer binder with a particle size of activated carbon and a polymer binder 0 is used, 05-0.5 mm, preferably 0.07-0.15 mm, and with a ratio of activated carbon: polymer binder (75-95) :( 5-25) wt.%. 7. Фильтрующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что пористый блочный материал фильтрующего элемента изготовлен или методом экструзии, или методом горячего прессования со степенью сжатия при формовании 12-25% при температуре на 10-40°С выше температуры размягчения полимерного связующего, а в качестве полимерного связующего используют полимеры из классов полиолефинов и/или полиэфиров и/или их сополимеров с индексом расплава 2-20 г/10 мин по ASTM D 1238 при 190°С и нагрузке 25 кгс.7. The filtering device according to claim 1, characterized in that the porous block material of the filtering element is made either by extrusion or by hot pressing with a compression ratio during molding of 12-25% at a temperature of 10-40 ° C above the softening temperature of the polymer binder, and polymers from the classes of polyolefins and / or polyesters and / or their copolymers with a melt index of 2-20 g / 10 min according to ASTM D 1238 at 190 ° C and a load of 25 kgf are used as a polymer binder. 8. Фильтрующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что распределитель потока обрабатываемой воды выполнен в виде одного вертикального или горизонтального тела, или в виде нескольких вертикальных тел с поперечным сечением в виде круга, квадрата, эллипса или любой другой формы, или в форме полой обратной пирамиды или обратного конуса, или в форме полой усеченной обратной пирамиды или конуса, и имеет высоту, составляющую 1-100% от высоты фильтрующего элемента, с элементом фиксации к корпусу фильтрующего элемента.8. The filtering device according to claim 1, characterized in that the distributor of the flow of treated water is made in the form of one vertical or horizontal body, or in the form of several vertical bodies with a cross section in the form of a circle, square, ellipse or any other shape, or in the form a hollow inverse pyramid or inverse cone, or in the form of a hollow truncated inverse pyramid or cone, and has a height of 1-100% of the height of the filter element, with a locking element to the body of the filter element. 9. Фильтрующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что распределитель потока обрабатываемой воды выполнен из полимерного материала методом литья под давлением, или из пористого блочного материала из термически обработанной смеси порошкообразных материалов из активированного угля и полимерного связующего, выбранного из классов полиолефинов и/или полиэфиров и/или их сополимеров, или из неорганических мелкодисперсных материалов методом компрессионного спекания.9. The filtering device according to claim 1, characterized in that the distributor of the treated water stream is made of a polymer material by injection molding, or of a porous block material from a heat-treated mixture of powdered materials from activated carbon and a polymer binder selected from the classes of polyolefins and / or polyesters and / or their copolymers, or from inorganic fine materials by compression sintering. 10. Фильтрующее устройство по п. 9, отличающееся тем, что при изготовлении распределителя потока обрабатываемой воды из пористого блочного материала используют смесь порошкообразных материалов из активированного угля и полимерного связующего с размером частиц активированного угля и полимерного связующего 0,1-1,5 мм, предпочтительно 0,5-1 мм и при соотношении активированный уголь : полимерное связующее (75-95):(5-25) мас.%, а при изготовлении распределителя потока из неорганических мелкодисперсных материалов в качестве неорганических мелкодисперсных материалов используют материал из класса кремнеземов с размером частиц 0,1-1,5 мм.10. The filtering device according to claim 9, characterized in that in the manufacture of the process water flow distributor from the porous block material, a mixture of powdered materials from activated carbon and a polymeric binder with a particle size of activated carbon and a polymeric binder of 0.1-1.5 mm is used, preferably 0.5-1 mm and with a ratio of activated carbon: polymer binder (75-95) :( 5-25) wt.%, and in the manufacture of a flow distributor from inorganic fine materials as inorganic fine material, use material from the class of silicas with a particle size of 0.1-1.5 mm. 11. Фильтрующее устройство по п. 9, отличающееся тем, что пористый блочный материал распределителя потока обрабатываемой воды из смеси порошкообразных материалов из активированного угля и полимерного связующего изготовлен методом экструзии или методом горячего прессования со степенью сжатия при формовании 12-25% при температуре на 10-40°С выше температуры размягчения полимерного связующего.11. The filtering device according to claim 9, characterized in that the porous block material of the process water flow distributor from a mixture of powdered materials from activated carbon and a polymer binder is made by extrusion or hot pressing with a compression ratio of 12-25% during molding at a temperature of 10 -40 ° C above the softening temperature of the polymer binder. 12. Фильтрующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что отверстия в распределителе потока обрабатываемой воды расположены или на его дне и/или в его вертикальных стенках на высоте, составляющей не более 60% высоты стенок распределителя потоков от его нижнего уровня.12. The filtering device according to p. 1, characterized in that the holes in the distributor of the flow of treated water are located either on its bottom and / or in its vertical walls at a height of not more than 60% of the height of the walls of the flow distributor from its lower level. 13. Фильтрующее устройство по п. 12, отличающееся тем, что отверстия в боковой стенке распределителя потока обрабатываемой воды имеют размер 1-5 мм в каждом направлении, а отверстия с размером меньше размера частиц ионообменного материала обеспечиваются за счет фиксации на его наружной поверхности или внутри него пористого материала в виде сетки, или ткани, или нетканого полотна, или открытопористого вспененного полимера, с размером ячеек меньшим, чем размер частиц ионообменного материала.13. The filtering device according to p. 12, characterized in that the holes in the side wall of the treated water flow distributor are 1-5 mm in each direction, and the holes with a size smaller than the particle size of the ion-exchange material are provided by fixing on its outer surface or inside it porous material in the form of a mesh, or fabric, or non-woven fabric, or open-porous foamed polymer, with a mesh size smaller than the particle size of the ion-exchange material. 14. Фильтрующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что элемент фиксации распределителя потока обрабатываемой воды выполнен или в виде муфты из эластичного материала, герметично прилегающей к верху внешней стенки распределителя потока и к верху внутренней поверхности корпуса фильтрующего элемента, или в виде обечайки из полимерного материала, выполненной литьем под давлением вместе с распределителем потока и герметично зафиксированной к верхней внутренней поверхности корпуса фильтрующего элемента расплавом полимера или другим клеящим материалом.14. The filtering device according to claim 1, characterized in that the fixation element of the treated water flow distributor is made either in the form of a sleeve made of an elastic material tightly adjacent to the top of the outer wall of the flow distributor and to the top of the inner surface of the filter element housing, or in the form of a shell made of a polymer material injection molded together with a flow distributor and hermetically fixed to the upper inner surface of the filter element housing with a polymer melt or other adhesive im material. 15. Фильтрующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что распределитель потока обрабатываемой воды выполнен в виде горизонтального тела из сетки или ткани с отверстиями, меньшими, чем размер частиц ионообменного материала, с элементом фиксации, выполненным в виде пластиковой обечайки, прикрепленным к внутренней или к торцевой поверхности корпуса фильтрующего элемента.15. The filtering device according to claim 1, characterized in that the distributor of the treated water stream is made in the form of a horizontal body of mesh or fabric with holes smaller than the particle size of the ion-exchange material, with a fixing element made in the form of a plastic shell attached to the inner or to the end surface of the filter element housing.
RU2019123494A 2019-07-25 2019-07-25 Filtering device of gravity filter for softening and purification of drinking water RU2708855C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123494A RU2708855C1 (en) 2019-07-25 2019-07-25 Filtering device of gravity filter for softening and purification of drinking water
EP20747116.0A EP4003919A1 (en) 2019-07-25 2020-07-09 Gravity filter filtering device for softening and purifying drinking water
PCT/IB2020/056454 WO2021014261A1 (en) 2019-07-25 2020-07-09 Gravity filter filtering device for softening and purifying drinking water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123494A RU2708855C1 (en) 2019-07-25 2019-07-25 Filtering device of gravity filter for softening and purification of drinking water

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2708855C1 true RU2708855C1 (en) 2019-12-11

Family

ID=69006497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123494A RU2708855C1 (en) 2019-07-25 2019-07-25 Filtering device of gravity filter for softening and purification of drinking water

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4003919A1 (en)
RU (1) RU2708855C1 (en)
WO (1) WO2021014261A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747922C1 (en) * 2020-10-07 2021-05-17 Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС") Porous granular material for enriching drinking water with zinc, method for its production and device for enriching drinking water with zinc using this material
RU2747923C1 (en) * 2020-10-07 2021-05-17 Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС") Gravity filter filtering device for softening and purifying drinking water
EP3868718A1 (en) * 2020-02-18 2021-08-25 Perma-Trade Wassertechnik GMBH Device for treating drinking water

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2091314C1 (en) * 1996-03-06 1997-09-27 Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" Filter for treating drinking water
DE19958648A1 (en) * 1999-12-06 2001-06-07 Brita Gmbh Water filter device
RU2282494C2 (en) * 2004-04-08 2006-08-27 Общество с ограниченной ответственностью ООО "Аквафор" (ООО "Аквафор") Porous filter element (variations)
WO2008065099A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Wp Engineering Limited Process and device for enriching water with magnesium ions
RU2526377C1 (en) * 2013-03-28 2014-08-20 Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") Filtration device
RU2538746C2 (en) * 2012-02-27 2015-01-10 Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") Filtration module and water cleaner (versions)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2919901C3 (en) 1979-05-17 1995-09-07 Brita Wasserfilter Water purification device
GB9621637D0 (en) 1996-10-17 1996-12-11 Robinson Thomas A water treatment cartridge
RU2163829C1 (en) 2000-05-24 2001-03-10 Закрытое акционерное общество "МЕТТЭМ-технологии" Domestic filter
RU2252062C2 (en) 2003-04-02 2005-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "Аквафор" Tank and device for purifying liquid
RU2236279C1 (en) 2003-08-20 2004-09-20 Закрытое акционерное общество "МЕТТЭМ-технологии" Filter cartridge
DE102004026167A1 (en) 2004-05-28 2005-12-22 Brita Gmbh Filter cartridge and device for the filtration of liquids
DE102004026166B3 (en) 2004-05-28 2006-02-09 Brita Gmbh Filter cartridge and device for the filtration of liquids
DE102004026188A1 (en) 2004-05-28 2005-12-29 Brita Gmbh Filterkcheche and device for the filtration of liquids
RU2437703C1 (en) 2010-06-15 2011-12-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Аквафор" (Ооо "Аквафор") Filtration module and water cleaner
US20140263054A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Water Safety Corporation Water Purification System
RU2540159C1 (en) 2013-08-12 2015-02-10 Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") Filtering module of device for liquid purification (versions)
RU2617775C1 (en) 2016-05-20 2017-04-26 Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") Filtering module of liquid purification device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2091314C1 (en) * 1996-03-06 1997-09-27 Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" Filter for treating drinking water
DE19958648A1 (en) * 1999-12-06 2001-06-07 Brita Gmbh Water filter device
RU2282494C2 (en) * 2004-04-08 2006-08-27 Общество с ограниченной ответственностью ООО "Аквафор" (ООО "Аквафор") Porous filter element (variations)
WO2008065099A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Wp Engineering Limited Process and device for enriching water with magnesium ions
RU2538746C2 (en) * 2012-02-27 2015-01-10 Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") Filtration module and water cleaner (versions)
RU2526377C1 (en) * 2013-03-28 2014-08-20 Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") Filtration device
US20160271521A1 (en) * 2013-03-28 2016-09-22 Electrophor, Inc. Filtering device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3868718A1 (en) * 2020-02-18 2021-08-25 Perma-Trade Wassertechnik GMBH Device for treating drinking water
RU2747922C1 (en) * 2020-10-07 2021-05-17 Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС") Porous granular material for enriching drinking water with zinc, method for its production and device for enriching drinking water with zinc using this material
RU2747923C1 (en) * 2020-10-07 2021-05-17 Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС") Gravity filter filtering device for softening and purifying drinking water

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021014261A1 (en) 2021-01-28
EP4003919A1 (en) 2022-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2708855C1 (en) Filtering device of gravity filter for softening and purification of drinking water
US20060000763A1 (en) Gravity flow carbon block filter
US6290848B1 (en) Filter cartridge for gravity-fed water treatment devices
US20080110820A1 (en) Gravity Flow Carbon Block Filter
US8167141B2 (en) Gravity flow filter
US20040245174A1 (en) Water purification cartridge, water purifier and method for cleaning water purifier
RU2709315C1 (en) Filtration module of gravity filter for purification of drinking water
JP6538700B2 (en) Media cartridge with linear adjustable bypass
JP4705860B2 (en) Drinker
AU2012247579B2 (en) System and method for conditioning a liquid such as water
JP6397888B2 (en) Water filtration system, water filtration device and water filtration method
JP4210001B2 (en) Filtration filter and water purifier
CN103702943A (en) Water-purifying cartridge and water purifier
RU2708856C1 (en) Gravity filter for purification and softening or mineralization of drinking water
JP5072193B2 (en) Drinker with self-weight filter
US20160023918A1 (en) Systems and methods of eliminating filter air locks
WO2011078745A1 (en) Composite material
JP2000342917A (en) Filter and water purifier
JP6051421B2 (en) Water purifier
RU2747923C1 (en) Gravity filter filtering device for softening and purifying drinking water
RU2538746C2 (en) Filtration module and water cleaner (versions)
US11008229B1 (en) Filter element, method of producing a filter element, filtration device and liquid treatment system
RU2040303C1 (en) Household filter
CN102180554B (en) Purifier for drinking water
RU153507U1 (en) DRINKING WATER TREATMENT DEVICE