CN114269693A - 液体的膜式净化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于生活和/或饮用水供应的优选地为水的液体进行净化和/或脱盐的独立的再循环系统，并且旨在用于家庭、家用以及土地上。一种液体的膜式净化设备，包括液体容器、液体吸取装置、压力增强装置、液体净化模块、净化液体管线和排出管线，并且该膜式液体净化设备配置为优选从液体容器中的液体的表层吸取液体，并且一旦达到液体容器中的设定液位和/或净化所需体积的液体后，将自动停止液体净化过程。

Description

液体的膜式净化设备
本发明涉及能够对液体进行再循环和/或脱盐的自主膜式液体净化设备，该液体主要是来自各种来源的用于生活和/或饮用水供应的水，本发明旨在用于家庭条件、公共机构、郊区和花园区域。
膜式液体净化设备是众所周知的并且分布广泛。大多数已知的膜式液体净化设备永久安装到液体源，这限制了这些系统在存在若干液体源或液体源不稳定的情况下以及在操作条件不允许设备靠近液体源的情况下的适用性。半自主膜式液体净化设备在现有技术中也是已知的，该设备具有动态连接到源液体的源头的装置。这些设备也不能用于无法将设备放置在源液体的源头附近或在操作过程中需要移动设备的情况下，这是这些设备使用的限制和显著缺点。自主膜式液体净化设备不依赖于可能的源液体的源的数量和液体源的位置，这使得此类设备更加通用并扩大了它们可能的应用范围。
在现有技术中，根据专利US 5,039,402(IPCC02F 9/00，1991.08.13公布)公开了一种膜式液体净化设备。该特定的膜式液体净化设备包括：源液体容器，配备有液体出口的，该液体出口位于源液体容器的底部处；液体供应单元，包括压力增加装置、液体供应管线和以在源液体容器中的液位指示器的形式制成的阻挡装置；液体净化单元；净化液体容器；以及排液管线。在这种情况下，源液体容器通过液体出口连接到液体供应单元，并且源液体容器具有通过位于源液体容器中的阻挡装置的液位指示器与液体供应单元的功能连接。液体供应单元的出口连接到液体净化单元的入口，液体净化单元有两种选择：净化液体出口与净化液体容器相连，并且排液出口与排液管线相连。该设备的工作原理如下。来自源液体容器的源液体通过液体入口进入液体供应单元，然后流入到液体净化单元中。在液体净化单元中进行液体净化过程，而净化后的液体通过液体净化单元的净化液体出口进入到净化液体容器中，并且排放的液体通过液体净化单元的排液出口供入排液管线并排出系统。液体净化过程继续进行，直到源液体容器中的液位达到锁定设备的液位指示器所在的液位，在该过程之后关闭液体供应单元。该设备的构造不提供调整源液体使用程度的可能性，因为该系统不提供使排放的液体返回到源液体容器的可能性，该系统从消耗源液体以获得净化液体的角度来看是低效的，并且这是该系统的缺点。
从现有技术来看，根据专利US 8,945,377(IPC C02F 1/44,B01D 31/10,C02F1/00,B01D 61/08,B01D 61/12,2015.02.03公布)已知一种膜式液体净化设备，其由以下零件组成：源液体和排放的液体的容器，该容器由带开口的水平隔板隔开；液体抽取元件，来自指定容器；压力增加装置；液体净化单元；净化液体的罐；净化液体的容器；以及管线，用于使排放的液体返回到源液体和排放的液体的容器。在这种情况下，液体抽取元件位于源液体和排放的液体的容器中的隔板上方。压力增加装置的入口连接到液体抽取元件，压力增加装置的出口连接到液体净化单元的入口。液体净化单元的净化液体的出口连接到净化液体的罐。液体净化单元的排液出口连接到排液管线的入口。排液管线以管的形式制成，其至少一部分位于源液体和排液容器内，而排液出口位于源液体和排液容器中的隔板下方。
该设备的工作原理如下。用于源液体和排放的液体的容器充满源液体。源液体通过液体抽取元件从源液体和排放的液体的容器到压力增加装置的入口。在压力增加装置之后，源液体进入液体净化单元，在液体净化单元中液体被净化。在这种情况下，净化液体通过净化液体出口进入净化液体容器。通过排液出口的排放的液体沿着排液管线返回到源液体和排放的液体的容器，同时将源液体通过液体吸入元件移置到压力增加装置的入口并进一步进行循环。该设备的主要缺点是液体抽取元件的位置使得液体从源液体和排放的液体的容器中的液体的中间层抽取。由于排放的液体返回到罐的下部，所以中间层发生源液体和排放的液体的混合，因此中间层液体成分不均匀并在过滤期间变化剧烈，这降低压力增加装置的使用寿命，降低液体净化单元的可靠性。
从现有技术来看，根据专利RU 2597605(IPC B01D 17/12,B01D 37/00,B01D 61/00,B01D 61/12,B01D 63/00,2016.09.10公布)，已知申请人选择膜式液体净化设备作为最接近的类似物。根据RU 2597605的膜式液体净化设备由液体罐、液体抽取装置、压力增加装置、液体净化单元、净化液体的罐和排液管线组成。在这种情况下，液体容器通过液体抽取装置连接到压力增加装置的入口，压力增加装置的出口连接到液体净化单元的入口。液体净化单元具有连接到净化液体的罐的净化液体出口，以及连接到排放管线的排液出口，排放管线连接到液体容器。
根据RU 2597605的膜式液体净化设备的工作原理如下。液体罐中充满源液体至源液体水平。源液体通过液体抽取装置从液体罐进入压力增加装置的入口，源液体从压力增加装置进入液体净化单元的入口。两股液流从液体净化单元出来：净化液流，进入净化液体的罐；排放的液体流，沿排放管线流动返回液体容器，因此实现具有再循环的液体净化过程。液体净化过程一直持续到液体罐中的液位达到特定的水平。当液体达到预定水平时，至少一个气泡将通过液体抽取装置进入压力增加装置的入口，这导致液体净化过程停止并且设备关闭。最接近的类似物的主要缺点是液体净化装置位于罐的下部(底部)或中部，同时，液体净化发生在液体的下部或中间层，其中由于排放的液体的回流液体的成分最不均匀，因此，在过滤期间进入压力增加装置入口并进一步到达液体净化单元入口的液体中的污染物含量不均匀地变化，这不允许液体净化单元以最佳模式操作，从而降低液体净化过程的效率。
本发明的目的和使用本发明所获得的技术结果是开发一种膜式液体净化设备，特别是用于饮用水，本发明通过实现过滤液体成分的均匀变化，从而能够提高液体净化的效率。
使用该设备时的任务集和所需的技术结果是通过以下事实实现的：由液体罐、液体抽取装置、压力增加装置、液体净化单元、净化液体管线和排放管线组成的膜式液体净化设备能够从优选液体罐中液体的表层进行液体净化，并且当液体罐内液位达到设定值和/或所需的净化的液体量时，自动停止液体净化过程，在这种情况下，当液体罐中的液位发生变化时，液体抽取装置能够竖直移动，并且液体抽取装置采用柔性管和浮动元件的形式或采用柔性管、铰链机构、摇臂和浮动元件的形式制成，而浮动元件可以额外配备有给定高度的止动件或可调节高度的止动件，并且浮动元件还可以额外配备有边缘和/或筛网，其能够将取自液体罐的液体与排放的液体分离，在这种情况下，液体容器可额外包含突起部和/或运动限制器，并且压力增加装置可额外配备有断开装置。
图1示出了膜式液体净化设备的示意图。
图2至图3示出了膜式液体净化设备的液体罐的示例，其中液体净化装置由柔性管和浮动元件组成。
图4示出了膜式液体净化设备的液体罐的示例，其中液体抽取装置由柔性管、铰链机构、摇臂和浮动元件组成。
膜式液体净化设备(图1)包括液体罐(1)、液体抽取装置(图中未标出)、压力增加装置(4)、液体净化单元(5)、净化液体管线(6)和排放管线(7)。
液体罐(1)通过液体抽取装置(图中未示出)连接到压力增加装置(4)的入口。压力增加装置(4)的出口连接到液体净化单元(5)的入口。液体净化单元(5)具有连接到净化液体管线(6)的净化液体的出口和连接到排放管线(7)的入口的用于排液的出口，排放管线的出口连接到液体罐(1)。
液体罐(1)是由例如但不限于聚合材料或不锈钢制成的储液器。液体罐(1)可额外包含突起部(9)和/或运动限制器(8)。
液体抽取装置(图中未示出)由例如柔性管(3)和浮动元件(2)或柔性管(3)、铰链机构(11)、摇臂(10)和浮动元件(2)组成。在这种情况下，柔性管(3)和/或摇臂(10)与浮动元件(2)的附接点可以位于浮动元件(2)的表面上的任何点。浮动元件(2)由聚合物材料制成，并且具有至少一个腔体，因此浮动元件(2)能够浮动在液体的表层。当液体罐(1)内的液位上升时，浮动元件(2)也上升，当液体罐(1)内的液位下降时，浮动元件(2)下降。因此，当液体罐(1)中的液位发生变化时，浮动元件(2)竖直移动。浮动元件(2)具有供液体从液体罐(1)进入的至少一个开口。此外，浮动元件(2)可以配备有给定高度的止动件(图中未示出)或可调节高度的止动件(图中未示出)。浮动元件(2)可以另外配备有位于液体入口开口下方的边缘和/或筛网(图中未示出)。
压力增加装置(4)是配备有电池的泵或泵系统。压力增加装置(4)可以额外配备用于强制停止压力增加装置操作的关闭设备。
液体净化单元(5)例如但不限于以至少一种液体净化装置(例如反渗透膜或中空纤维膜)的形式制成。此外，液体净化单元(5)可包括至少一个预过滤器(图中未示出)，例如聚丙烯预净化元件或具有基于活性炭和/或离子交换树脂和纤维的吸附混合物的盒。此外，液体净化单元可包括后过滤器(图中未示出)，该后过滤器制成为例如具有作为吸附剂和/或矿化材料的活性炭的盒的形式。液体净化单元(5)具有连接到压力增加装置(4)的入口、连接到净化液体管线(6)的净化液体的出口和连接到排放管线(7)的液体的出口。
净化液体管线(7)为聚合物材料制成的管，通过净化液体管线可以供应净化液体用于消耗。净化液体管线(7)还可包括用于液体的龙头以及/或者用于净化液体的控制阀和/或容器。
净化液体管线(7)为聚合物管，净化液体管线的入口连接到液体净化单元(5)的排液出口。净化液体管线(7)的出口连接到侧面底部或液体罐(1)底部，或者部分净化液体管线(7)位于液体罐(1)内部，而排液回流管线的开口端部位于液体罐(1)的底部。
此外，该设备可包括由聚合物材料或不锈钢制成的壳体和/或装饰性保护面板。
在显著特征的框架内，上述膜式液体净化设备的工作原理如下。
液体罐(1)填充有源液体。同时，与最接近的类似物不同的是，液体罐(1)填充任意量的液体而无需使液体罐(1)中的液位达到预定的水平。源液体通过液体抽取装置(图中未标出)从液体罐(1)进入压力增加装置(4)的入口。同时，液体的净化优选从液体的上层进行。液体通过压力增加装置(4)进入液体净化单元(5)的入口。两种液体流从液体净化单元(5)流出：净化液体流，通过净化液体管线(6)供应用于消耗；排放的液体流，通过排放管线(7)返回液体罐(1)，在这种情况下，实现具有再循环的液体净化过程。在这种情况下，排放的液体返回到源液体的罐(1)中的下部液体层，源液体(杂质含量较低)和排放的液体(杂质含量较高)的混合在液体的下层和中间层进行，并且从上层取出液体。这样，净化液体(进入液体净化单元(6)的液体)中的杂质含量均匀地变化。
净化液体过程继续直到液体抽取装置(图中未示出)的浮动元件(2)达到设定水平和/或直到消费者通过断开压力增加装置而停止过滤。设定水平可以由柔性管(3)的长度或铰链机构(11)的运动幅度决定，或者设定水平可以是液体罐(1)底部的水平。如果浮动元件(2)具有给定高度的止动件(图中未示出)或可调节高度的止动件(图中未示出)，则设定的水平可以停在液体罐(1)的底部。如果液体罐(1)内有突起部(9)和/或运动限制器(8)，则可以通过这些突起部(9)或运动限制器(8)的位置和形状来确定特定的水平。
本发明的当前描述呈现了本发明的优选实施例。可以在权利要求的范围内对其进行更改，从而可以广泛使用。

Claims (7)

1.一种膜式液体净化设备，由液体罐、液体抽取装置、压力增加装置、液体净化单元、净化液体管线和排放管线组成，其特征在于，所述膜式液体净化设备能够优选从所述液体罐中的液体的表层取液，并且所述膜式液体净化设备在所述液体罐中的液位达到设定值和/或净化所需体积的液体后自动停止液体净化过程。
2.根据权利要求1所述的膜式液体净化设备，其特征在于，当所述液体罐中的所述液位变化时，所述液体抽取装置能够竖直移动。
3.根据权利要求2所述的膜式液体净化设备，其特征在于，所述液体抽取装置采用柔性管和浮动元件的形式制成，或采用柔性管、铰链机构、摇臂和浮动元件的形式制成。
4.根据权利要求3所述的膜式液体净化设备，其特征在于，所述浮动元件能够额外配备有给定高度的止动件或能够调节高度的止动件。
5.根据权利要求3所述的膜式液体净化设备，其特征在于，所述浮动元件能够额外配备有边缘和/或筛网，所述边缘和/或筛网能够将取自所述液体罐的液体与排放的液体分离。
6.根据权利要求1所述的膜式液体净化设备，其特征在于，所述液体罐额外包含突起部和/或运动限制器。
7.根据权利要求1所述的膜式液体净化设备，其特征在于，所述压力增加装置能够额外配备有断开装置。
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