PL197243B1 - Zespół filtra oraz wymienny wkład filtra - Google Patents

Abstract

1. Zespó l filtra do p lynu do po laczenia z g lowic a filtra, za- wieraj acy zbiornik ci snieniowy dostosowany do mechaniczne- go po laczenia z g lowic a filtra oraz wk lad filtra roz lacznie umieszczany wewn atrz zbiornika ci snieniowego, zawieraj acy obudow e posiadaj ac a scian e doln a i osiow a scian e boczn a, przykrywane korpusem ci snieniowym, jak równie z promienio- w a scian e górn a oraz szyjk e posiadaj ac a dolny koniec umiesz- czony zasadniczo centralnie na promieniowej scianie górnej, przy czym szyjka wystaje osiowo poza promieniow a scian e górn a i posiada kana l wej sciowy i wyj sciowy tworz ace szczelne po laczenie z g lowic a filtra, znamienny tym, ze zbiornik ci snie- niowy (46) ma powierzchni e promieniow a pokrywaj ac a pro- mieniow a scian e górn a obudowy wk ladu filtra, a z do dolnego ko nca szyjki (44), wzmacniaj ac ca la obudow e wk ladu filtra poza szyjk a. 12. Wymienny wk lad filtra do cieczy umieszczany roz lacz- nie w zbiorniku ci snieniowym, przy laczany do g lowicy filtra, zawieraj acy obudow e wk ladu filtra posiadaj ac a scian e doln a, osiow a scian e boczn a oraz górny koniec posiadaj acy scian e promieniow a i szyjk e posiadaj ac a dolny koniec umieszczony zasadniczo centralnie na promieniowej scianie górnej, przy czym szyjka wystaje osiowo poza promieniow a scian e górn a i posiada kana l wej sciowy i wyj sciowy tworz ace szczelne po laczenie z g lowic a filtra, znamienny tym, ze szyjka (44) ma scian e zewn etrzn a z tworzywa sztucznego o grubo sci równej co najmniej 3,18 mm, a ca la obudowa wk ladu filtra w lacznie z promieniow a sciank a górn a, z wyj atkiem szyjki jest wykona- na z tworzywa sztucznego i ma grubo sc sciany w zakresie.... PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy zespołu filtra do płynów do połączenia z głowicą filtra oraz wymiennego wkładu filtra do cieczy. Wynalazek może być wykorzystywany do wody lub napojów, na przykład w automatach z wodą, chłodzonych wodą oraz napojami musującymi oraz w innych dozownikach napojów. Zespół filtra według wynalazku może współpracować z głowicą filtra/rozgałęzionym przewodem rurowym i zawierać wkład filtra składający się w zasadzie z komponentów nadających się do powtórnego wykorzystania. Zespół filtra według wynalazku umożliwia okresową wymianę i wtórne wykorzystanie materiałów tworzących wszystkie lub prawie wszystkie powierzchnie wchodzące w kontakt z płynem, aby uniknąć jego skażenia w wyniku ich długotrwałego użytkowania.

Wiele systemów filtrów do filtrowania wody lub innych płynów zawiera filtr współpracujący z „głowicą filtra, przez którą należy rozumieć rozgałęziony przewód rurowy dla płynu, grzybek zaworu albo inne urządzenie przyłączeniowe, które kieruje płyn do filtra i odbiera z filtra. Zazwyczaj filtr jest szczelnie połączony z dolną powierzchnią głowicy filtra w taki sposób, że płyn dopływający do głowicy filtra wpływa do filtra, przepływa przez filtr, a następnie wypływa z filtra przez złącze wylotowe w głowicy filtra. Według wymagań obowiązujących w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie typowe filtry do wody muszą przejmować i wytrzymywać bez pęknięć ciśnienie około 3,45 MPa (500 psi). W Stanach Zjednoczonych typowe systemy wodne pracują pod ciśnieniem w zakresie od około 0,28 MPa do około 0,86 MPa (40-125 psi), a współczynnik ustalony przez NSF (National Sanitation Foundation) typowo wymaga, aby filtr do wody wytrzymywał ciśnienie równe 4 krotnej wartości żądanego maksymalnego ciśnienia roboczego albo standardowej wartości około 3,45 MPa (500 psi). W Kanadzie współczynnik bezpieczeństwa wymaga, aby filtry wody wytrzymywały przez jedną minutę ciśnienie około 3,50 MPa (508 psi).

W jednej z popularnych odmian systemu filtracji jednorazowy zbiornik ciśnieniowy łączony jest bezpośrednio z głowicą filtra. W tym systemie, gdy zużyty zostanie materiał filtracyjny umieszczony w zbiorniku ciśnieniowym, wyrzucony musi być cały zbiornik ciśnieniowy, łącznie ze znajdującym się w nim materiałem filtracyjnym. Jednorazowy zbiornik nie może być w łatwy sposób wtórnie wykorzystany, ponieważ nie ma łatwego sposobu demontażu zbiornika ciśnieniowego. Zewnętrzna ścianka jednorazowego zbiornika ciśnieniowego w całości jest ścianką odporną na działanie ciśnienia i w związku z tym, jeśli ma wytrzymywać ciśnienie płynu w określonym układzie, wykonana jest z dużym zapasem bezpieczeństwa. W związku z tym wymiana jednorazowych zbiorników ciśnieniowych jest bardziej kosztowna, ponieważ zawierają więcej tworzywa sztucznego albo jeszcze droższych materiałów, takich jak aluminium. Stosowanie jednorazowych ciśnieniowych zbiorników jest kosztowne zarówno w odniesieniu do ceny filtra, jak i wpływu na środowisko.

W alternatywnym systemie filtracji jednorazowy wkład filtra umieszczany jest wewnątrz odpornej na działanie ciśnienia obudowy, która jest połączona z głowicą filtra. W takim systemie, połączenie zbiornika ciśnieniowego i głowicy filtra oraz powierzchni, które mają kontakt z filtrowanym płynem, uszczelniane jest przy pomocy pierścieniowej uszczelki lub w inny sposób. Gdy materiały filtracyjne we wkładzie filtra ulegają zużyciu, wkład filtra jest wyjmowany i zastępowany przez nowy. Tradycyjny wkład filtra zawiera niewiele składników, które mogą być powtórnie wykorzystane, a kilka składników nadających się do wtórnego wykorzystania, jak ziarnisty węgiel znajdujący się we wkładzie filtra, nie da się łatwo usunąć i pozyskać przez osobę, która chce go powtórnie wykorzystać. Podczas, gdy wkład filtra jest wymieniany i wyrzucany, grubo-ścienny zbiornik ciśnieniowy używany jest ponownie. W trakcie użytkowania, fragmenty zbiornika ciśnieniowego wchodzą w kontakt z filtrowanym płynem i dlatego zbiornik ciśnieniowy może zostać skażony przez bakterie lub inne substancje szkodliwe dla zdrowia. Ponieważ zbiornik ciśnieniowy używany jest w sposób ciągły, skażone fragmenty nadal pozostają w użyciu i mogą być przyczyną problemów związanych ze skażeniem układu filtra i przepływającego przez niego płynu.

Istnieje zatem zapotrzebowanie na udoskonalony wkład filtra, który w zasadzie nadaje się do wtórnego wykorzystania i który zmniejszy zużycie materiałów oraz zanieczyszczanie środowiska przez wkłady filtra. Istnieje również zapotrzebowanie na tani i skuteczny wkład filtra zaprojektowany w taki sposób, że za każdym razem, kiedy wymieniany jest wkład filtra, wymieniane są również te powierzchnie, które są najbardziej narażone na zanieczyszczenie. Zespół filtra według wynalazku spełnia te potrzeby.

Przedmiotem wynalazku jest zespół filtra do płynu do połączenia z głowicą filtra, zawierający zbiornik ciśnieniowy dostosowany do mechanicznego połączenia z głowicą filtra oraz wkład filtra rozPL 197 243 B1 łącznie umieszczany wewnątrz zbiornika ciśnieniowego, zawierający obudowę posiadającą ścianę dolną i osiową ścianę boczną, przykrywane korpusem ciśnieniowym, jak również promieniową ścianę górną oraz szyjkę posiadającą dolny koniec umieszczony zasadniczo centralnie na promieniowej ścianie górnej, przy czym szyjka wystaje osiowo poza promieniową ścianę górną i posiada kanał wejściowy i wyjściowy tworzące szczelne połączenie z głowicą filtra.

Istotą wynalazku jest to, że zbiornik ciśnieniowy ma powierzchnię promieniową pokrywającą promieniową ścianę górną obudowy wkładu filtra, aż do dolnego końca szyjki, wzmacniając całą obudowę wkładu filtra poza szyjką.

Korzystnie, promieniowa część zbiornika ciśnieniowego posiada okrągły otwór górny, przez który wystaje szyjka.

Korzystnie, zbiornik ciśnieniowy zawiera korpus ciśnieniowy pokrywający ścianę dolną oraz osiową ścianę boczną, oraz nakrywkę ciśnieniową połączoną rozłącznie z korpusem ciśnieniowym, zawierającą część promieniową, pokrywającą całą promieniową ścianę górną obudowy wkładu filtra.

Korzystnie, nakrywka ciśnieniowa stanowi część zbiornika ciśnieniowego przyłączaną mechanicznie do głowicy filtra.

Korzystnie, nakrywka ciśnieniowa przyłączana jest do ciśnieniowego korpusu połączeniem gwintowym.

Korzystnie, wkład filtra zawiera korpus filtra oraz nakrywkę wkładu filtra połączone ze sobą rozłącznie mechanizmem zatrzaskowym, przy czym korpus wkładu filtra zawiera ścianę dolną oraz osiową ścianę boczną, zaś nakrywka wkładu filtra zawiera ścianę promieniową oraz szyjkę.

Korzystnie, nakrywka ciśnieniowa jest rozłącznie połączona z korpusem ciśnieniowym pozwalając na usunięcie wkładu filtra ze zbiornika ciśnieniowego, zaś nakrywka wkładu filtra jest połączona rozłącznie z korpusem wkładu filtra mechanizmem zatrzaskowym, pozwalając na usunięcie środków filtrujących umieszczonych w obudowie wkładu filtra.

Korzystnie, mechanizm zatrzaskowy zawiera wiele zaczepów umieszczonych na nakrywce wkładu filtra oraz odpowiadających im otworów umieszczonych na korpusie wkładu filtra, przyjmujących zaczepy.

W innym korzystnym wariancie wynalazku, mechanizm zatrzaskowy zawiera wiele zaczepów umieszczonych na zewnętrznej ścianie nakrywki wkładu filtra wchodzących w otwory umieszczone na korpusie wkładu filtra, przy czym przy otwieraniu obudowy wkładu filtra, zaczepy są odcinane od nakrywki wkładu filtra.

Korzystnie, obudowa wkładu filtra jest wykonana z tworzywa sztucznego i ma grubość ściany w zakresie od 1,27 do 1,78 mm, a szyjka ma ścianę zewnętrzną z tworzywa sztucznego o grubości równej co najmniej 3,18 mm.

W innym korzystnym wariancie wynalazku, szyjka ma ścianę zewnętrzną, a grubość ściany dolnej, osiowej ściany bocznej oraz promieniowej ściany górnej jest mniejsza niż połowa grubości ściany zewnętrznej szyjki.

Przedmiotem wynalazku jest również, wymienny wkład filtra do cieczy umieszczany rozłącznie w zbiorniku ciśnieniowym, przyłączany do głowicy filtra, zawierający obudowę wkładu filtra posiadającą ścianę dolną, osiową ścianę boczną oraz górny koniec posiadający ścianę promieniową i szyjkę posiadającą dolny koniec umieszczony zasadniczo centralnie na promieniowej ścianie górnej, przy czym szyjka wystaje osiowo poza promieniową ścianę górną i posiada kanał wejściowy i wyjściowy tworzące szczelne połączenie z głowicą filtra.

Istotą wynalazku jest to, że szyjka ma ścianę zewnętrzną z tworzywa sztucznego o grubości równej co najmniej 3,18 mm, a cała obudowa wkładu filtra włącznie z promieniową ścianką górną a z wyjątkiem szyjki jest wykonana z tworzywa sztucznego i ma grubość ściany w zakresie od 1,27 do 1,78 mm.

Korzystnie, wkład filtra według wynalazku zawiera korpus wkładu filtra oraz nakrywkę wkładu filtra połączone ze sobą rozłącznie mechanizmem zatrzaskowym, przy czym korpus wkładu filtra zawiera ścianę dolną oraz osiową ścianę boczną, zaś nakrywka wkładu filtra zawiera ścianę promieniową oraz szyjkę.

Korzystnie nakrywka wkładu filtra jest połączona rozłącznie z korpusem wkładu filtra mechanizmem zatrzaskowym, pozwalając na usunięcie środków filtrujących umieszczonych w obudowie wkładu filtra.

PL 197 243 B1

Korzystnie, mechanizm zatrzaskowy zawiera wiele zaczepów umieszczonych na nakrywce wkładu filtra oraz odpowiadających im otworów umieszczonych na korpusie wkładu filtra przyjmujących zaczepy.

Korzystnie, mechanizm zatrzaskowy zawiera wiele zaczepów umieszczonych na zewnętrznej ścianie nakrywki wkładu filtra wchodzących w otwory umieszczone na korpusie wkładu filtra, przy czym przy otwieraniu obudowy wkładu filtra, zaczepy są odcinane od nakrywki wkładu filtra.

Niniejszy wynalazek dotyczy zespołu filtra zawierający wymienny wkład filtra, który zasadniczo nadaje się do wtórnego wykorzystania. Wkład filtra zawiera zasadniczo składniki, które mogą być wtórnie wykorzystane, jak: korpus wkładu filtra, nakrywka wkładu filtra, materiały filtracyjne, wkładki podtrzymujące materiały filtracyjne, wkładki zatrzymujące zanieczyszczenia i centralny trzon/rurki. Korzystnie, aczkolwiek nie koniecznie, wkład filtra wyposażony jest w mechanizm według wynalazku albo „zatrzask umożliwiający taki demontaż elementów wkładu filtra, żeby te elementy mogły być rozdzielone i poddane odpowiedniej obróbce umożliwiającej ich wtórne wykorzystanie.

Korzystnie, aczkolwiek niekoniecznie, zespół filtra według wynalazku zawiera odporny na ciśnienie „zbiornik ciśnieniowy, który zasadniczo otacza cały wkład filtra z wyjątkiem wystającej szyjki wkładu filtra. Zbiornik ciśnieniowy ma bezpośredni kontakt z wkładem filtra w celu zapewnienia dobrego podparcia i wzmocnienia wrażliwego na ciśnienie wkładu filtra, ale nie musi on uszczelniać wkład filtra. Szyjka wkładu filtra jest elementem odpornym na ciśnienie i wystaje na zewnątrz zbiornika ciśnieniowego, w celu szczelnego połączenia bezpośrednio z głowicą filtra, dzięki czemu cała zewnętrzna powierzchnia wkładu filtra jest sucha, to znaczy, nie ma kontaktu z filtrowanym płynem i całe nadciśnienie płynu w stosunku do atmosfery działa od wewnątrz bezpośrednio na ścianki wkładu filtra. Ciśnienie płynu działa od wewnątrz na szyjkę wkładu filtra, która nie ma żadnego wzmocnienia, natomiast wewnątrz korpusu filtra ciśnienie płynu działa na ścianki korpusu filtra wzmacniane przez otaczające je ścianki zbiornika ciśnieniowego. Efekt ten uzyskuje się poprzez zastosowanie cienkościennego korpusu wkładu filtra zaopatrzonego jest w szyjkę o ściankach znacznie grubszych niż ścianki korpusu, co zapewnia doskonałą wytrzymałość na ciśnienie i dobry współczynnik bezpieczeństwa NSF przy znacznym ograniczeniu ogólnej ilości tworzywa sztucznego, które po wykorzystaniu wymaga wtórnego przetworzenia.

Przedmiot wynalazku zapewnia wkład filtra nadający się do wtórnego przetworzenia, przeznaczony do filtrowania wody i napojów, który to proces obejmujący filtrowanie, uzdatnianie lub inną obróbkę. Wymienny wkład filtra według wynalazku znacznie zmniejsza szkodliwy wpływ na środowisko zastosowanych w nim tworzyw sztucznych i innych materiałów. Można go łatwo zdemontować w celu oddzielenia różnych składników i ponownego ich wykorzystania. Konstrukcja wymiennego wkładu filtra według wynalazku nadającego się do wtórnego przetwarzania, minimalizuje ogólną ilość tworzyw sztucznych, które muszą być poddawane wtórnemu przetwarzaniu. Minimalizacja ilości powtórnie przetwarzanego tworzywa sztucznego jest korzystnie realizowana w wyniku zastosowania cienkich ścianek zewnętrznych wkładu filtra z wyjątkiem stosunkowo niewielkiej szyjki ciśnieniowej. W układzie wkładu filtra według wynalazku wszystkie lub zasadniczo wszystkie powierzchnie jakie mają kontakt z płynem po opuszczeniu przez niego głowicy filtra i przed powrotem do głowicy filtra, będą usuwane z systemu razem z wkładem filtra demontowanym do wtórnego przetworzenia. Zatem płyn będzie się stykał raczej z powierzchniami należącymi do wkładu filtra, które przy każdej wymianie wkładu filtra będą wymieniane, a nie z powierzchniami należącymi do zbiornika ciśnieniowego.

Przedmiotowy wynalazek w przykładzie wykonania przedstawiony jest na rysunku, na którym:

Figura 1 przedstawia perspektywiczny rzut przykładowego wykonania zespołu filtra według wynalazku.

Figura 2 przedstawia widok z góry zespołu filtra z fig. 1.

Figura 3 przedstawia przekrój zespołu filtra z fig. 1 i fig. 2 wzdłuż linii 3-3 na fig. 2 z nałożonym kapturkiem chroniącym przed kurzem.

Figura 4 przedstawia powiększony fragment górnej części zespołu filtra w przekroju, ujęty w koło na fig. 3.

Figura 5 przedstawia perspektywiczny widok rozebranego zbiornika ciśnieniowego, który składa się z ciśnieniowego korpusu i ciśnieniowej nakrywki zespołu filtra z fig. 1-4.

Figura 6 przedstawia perspektywiczny widok rozebranych materiałów filtracyjnych, wsporników materiałów filtracyjnych i przekładek filtra z fig. 1-4.

Figura 7 przedstawia perspektywiczny widok rozebranego centralnego trzonu, opcjonalną tuleję obejścia dla płynu i pierścieniowe uszczelki wkładu filtra z fig. 1-4.

PL 197 243 B1

Figura 8 przedstawia perspektywiczny widok rozebranego korpusu wkładu filtra, nakrywki wkładu filtra zawierającej element z otworem wlotowym, elementy uszczelniające i kapturek chroniący przed kurzem w wykonaniu z fig. 1-4.

Figura 9 przedstawia w powiększeniu zewnętrzny widok wykonania nakrywki wkładu filtra zainstalowanej w nakrywce zbiornika ciśnieniowego według wynalazku z szyjką wystającą na zewnątrz otworu w nakrywce zbiornika ciśnieniowego.

Figura 10 przedstawia perspektywiczny widok nakrywki zbiornika ciśnieniowego w wykonaniu z ^fig. 1.

Figura 11 przedstawia perspektywiczny widok nakrywki wkładu filtra z fig. 9 bez nakrywki zbiornika ciśnieniowego.

Figura 12 przedstawia widok rozłożonego korpusu wkładu filtra i nakrywkę z fig. 3 i 8, rozdzielonych w celu zaprezentowania przykładowego wykonania zaczepów i szczelin systemu łączącego razem korpus i nakrywkę.

Figura 13 przedstawia perspektywiczny widok górnej części wkładu filtra z fig. 3, 8, 12 z nakrywką zamocowaną na korpusie wkładu filtra.

Rysunki przedstawiają przykładowe, ale nie jedyne, rozwiązanie zespołu filtra 20 według wynalazku, który zawiera wkład filtra 30 wewnątrz ciśnieniowego zbiornika 22. Zespół filtra 20 według wynalazku zawiera ciśnieniowy zbiornik 22 widoczny jako zewnętrzna powierzchnia zespołu filtra, zaopatrzony w otwór 24, przez który wystaje szyjka 44 wkładu filtra 30, w celu szczelnego połączenia bezpośrednio z głowicą filtra. Zespół filtra 20 według wynalazku może być dostosowany do łączenia z głowicą filtra przy pomocy kilku różnych sposobów, jak na przykład zalecane złącze bagnetowe 32 na nakrywce ciśnieniowej 46, złącze gwintowane lub jeszcze innym sposobem. Zbiornik ciśnieniowy według wynalazku połączony jest mechanicznie z głowicą filtra przy pomocy jednego z tych sposobów, ale, co jest korzystne, nie zapewnia połączenia dla płynów, to znaczy nie ma hydraulicznie szczelnego połączenia z głowicą filtra. Zespół filtra według wynalazku może być dostosowany do współpracy z różnymi głowicami filtra przez dostosowanie elementu łączącego oraz wymiarów i kształtu szyjki, na której znajdują się otwory wlotowy i wylotowy dla płynu. Korzystny wariant zespołu filtra 20 przedstawiony na rysunku może współpracować z głowicą filtra takiego typu, jaki został opisany w amerykańskim dokumencie patentowym nr 4,857,189 i wzorze przemysłowym nr 356,625, a ponadto znając prezentowany wynalazek każdy specjalista w dziedzinie jest w stanie zaprojektować głowicę filtra, którą można połączyć z wkładem filtra według wynalazku. Wkłady filtra budowane w konwencjonalny sposób dla systemów przedstawionych w amerykańskim dokumencie patentowym nr 4,857,189 i wzorze przemysłowym nr 356,625 są takiego rodzaju jak opisany w części „Istniejące rozwiązania, to znaczy są to filtry, których zewnętrzne ścianki w całości tworzą ciśnieniową obudowę i nie nadają się do wtórnego przetworzenia.

W korzystnym rozwiązaniu płyn poprzez głowicę filtra przepływa do centralnego osiowego kanału 134 we wkładzie filtra 30 poprzez otwór wlotowy 33 wlotowego elementu rurowego 34, dalej przepływa w dół przez centralny osiowy kanał, następnie w górę przez materiał filtrujący 36 (który może składać się z jednej lub kilku warstw materiałów filtrujących, pustych przestrzeni, wkładek, podpórek itd.) i wypływa na zewnątrz wkładu filtra 30 poprzez koncentryczny pierścieniowy kanał 38 wokół wlotowego elementu rurowego 34. W korzystnym wariancie, przedstawionym szczególnie wyraźnie na fig. 3, występują trzy różne środki filtrujące w kolejności 136, 137, 138, ale może być stosowany inny układ. Wkład filtra opcjonalnie może być wyposażony w obejście 35 dla płynu, które umożliwia, aby część płynu przepływającego w dół przez wlotowy element rurowy 34 wypływając z centralnego osiowego kanału 134 w pewnej jego części do, na przykład, górnej warstwy materiału filtrującego 138 zamiast przepływać przez wszystkie trzy warstwy materiałów filtrujących. Układ obejścia 35 może zawierać jeden lub kilka otworów o tak dobranych wymiarach, aby pewna ilość płynu ominęła niższe warstwy materiałów filtrujących, mogą to także być inne systemy. Układ obejścia 35 jest układem opcjonalnym i urządzenia według wynalazku ani sposoby filtracji je wykorzystujące nie wymagają jego stosowania.

Wkład filtra 30 wystaje ponad centralny otwór (otwór 24) w ciśnieniowej nakrywce 46 i jest uszczelniony w stosunku do głowicy filtrującej (nie przedstawionej) w dwóch miejscach przy pomocy pierścieniowej uszczelki 42' (pokazanej na fig. 3 i fig. 8, umieszczonej w rowku 42) i mniejszej pierścieniowej uszczelki 52' (pokazanej na fig. 3 i fig. 8, umieszczonej w rowku 52). W ten sposób szyjka zapewnia podwójne uszczelnienie, niezbędne do hydraulicznego połączenia wkładu filtra z głowicą filtra z zastosowaniem koncentrycznego, pierścieniowego układu wlotu i wylotu we wkładzie filtra. To

PL 197 243 B1 znaczy, tak jak w korzystnym przykładowym wariancie, wlot do wkładu filtra uszczelniony jest przez uszczelkę umieszczoną w rowku 52, natomiast wylot z wkładu filtra znajduje się pomiędzy uszczelkami 42' i 52'.

Zbiornik ciśnieniowy 22 składa się z korpusu ciśnieniowego 54, o kształcie zasadniczo cylindrycznym, który ma jeden koniec zamknięty i drugi otwarty, i z ciśnieniowej nakrywki 46 mocowanej do otwartego końca ciśnieniowego korpusu. Połączenie to może być gwintowe, takie jak przedstawione na rysunkach, ale może być również wykonane inaczej. Zalecane jest zaopatrzenie ciśnieniowego korpusu 54 w zewnętrzne współosiowe żebra 56, które wzmacniają korpus. Ciśnieniowa nakrywka 46 ma otwór 24, którego środek pokrywa się z osią zbiornika ciśnieniowego 22, dla umieszczania wystającej na zewnątrz szyjki 44, co umożliwia właściwe połączenie wkładu filtra z głowicą filtra i uszczelnienie przy pomocy uszczelek w rowkach 42, 52 znajdujących się powyżej ciśnieniowej nakrywki.

Wewnątrz zbiornika ciśnieniowego 22 według wynalazku, umieszczony jest wkład filtra 30 według wynalazku. Wkład filtra 30 składa się z korpusu wkładu filtra 64 i nakrywki wkładu filtra 66, które są połączone przy pomocy połączenia zatrzaskowego 68, ale mogą być również połączone w inny sposób. Korzystne jest, jeśli połączenie korpusu wkładu filtra 64 i nakrywki wkładu filtra 66 zawiera pierścieniową uszczelkę 8 lub inny mechanizm uszczelniający, zapobiegający wyciekaniu płynu pomiędzy korpusem wkładu filtra i nakrywką wkładu filtra.

Korpus wkładu filtra 64 jest zasadniczo cylindryczny, z zamkniętym dolnym końcem i otwartym górnym końcem, do którego mocowana jest nakrywka wkładu filtra 66. Nakrywka korpusu wkładu filtra 66 zaopatrzona jest w promieniowo wystające na zewnątrz zaczepy 65 rozmieszczone na obwodzie jej dolnej części. Zaczepy 65 wchodzą w otwory 67 rozmieszczone na obwodzie w pobliżu górnej krawędzi korpusu wkładu filtra 64 i łączą korpus i nakrywkę po umieszczeniu w obudowie środków filtrujących i wewnętrznych elementów. Na górnej stronie nakrywki wkładu filtra 66 znajduje się cylindryczna szyjka 44, której średnica stanowi około połowy średnicy nakrywki w najszerszym miejscu, która na zewnętrznej powierzchni ma na obwodzie rowek 42 podtrzymujący pierścieniową uszczelkę.

Korzystne składniki wewnętrzne i środki filtrujące wkładu filtra zawierają co najmniej jeden materiał filtrujący 36 lub materiał uzdatniający, górną wkładkę filcową 82, wkładkę rozdzielającą 182, filcową wkładkę rozdzielającą 282, centralną rurkę (trzon 84), wlotowy element rurowy 34 połączony z trzonem 84 i posiadający otwór wlotowy 33, pierścieniowe uszczelki 42', 52', rurkę obejścia 37, pierścieniową uszczelkę 108 uszczelniającą połączenie rurki obejścia 37 z wlotowym elementem rurowym 34, i jeśli zastosowany jest układ obejścia 35, to również z pierścieniową uszczelkę 108' uszczelniającej połączenie rurki obejścia 37 z trzonem 84, i pierścieniową uszczelkę 109. Jeśli układ obejścia 35 nie jest stosowany, wówczas wlotowy element rurowy 34 może być dostosowany do szczelnego połączenia z trzonem 84. Centralny trzon 84 spoczywa na promieniowych żebrach 86 na dolnej wewnętrznej ściance korpusu wkładu filtra 64. Żebra 86 tworzą kanały dla płynu prowadzące z wnętrza trzonu 84 do materiału filtrującego 36. Trzon 84 biegnie pionowo od żeber 86 przez wewnętrzną przestrzeń, poprzez wkładki, rozdzielacze materiałów filtrujących i materiał filtrujący 36 do szczelnego połączenia z otworem wlotowym 33. Materiał filtrujący 36 może być jeden albo może to być kombinacja materiałów filtrujących potrzebna do uzdatniania, filtrowania lub kondycjonowania płynów/napojów. Zalecane jest stosowanie jako materiału filtrującego 36 granulowanego aktywowanego węgla i żywicy jonowymiennej. Specjalista w dziedzinie dokonujący wyboru wsporników i wkładek umieszczanych pod, pomiędzy i ponad różnymi materiałami filtrującymi powinna uwzględniać te składniki.

Wewnątrz i współosiowo z wlotowym elementem rurowym 34, umieszczona jest tulejka opcjonalnego obejścia 37 z dolną częścią 37', która łączy się z trzonem 84 i opcjonalnie może być zaopatrzona w otwory, pierścieniowe uszczelki lub w inną strukturę tworzącą system obejścia dla płynu. Struktura 133 widoczna na górnym końcu tulei obejścia 37 i w widoku z góry tulei obejścia 37 na fig. 12 i fig. 13 przeznaczona jest do współpracy z chroniącym przed kurzem kapturkiem C przedstawionym na fig. 3, 4 i 8. Ochronny kapturek C służy do utrzymywania w czystości wlotu i wylotu wkładu filtra i opcjonalnie może współpracować ze strukturą 133 umożliwiając regulowanie ustawienia tulei obejścia 37 przez jej obracanie w celu regulowania ilości płynu przepływającego przez obejście 37. Jak stwierdzono powyżej, obejście dla płynu jest opcjonalne i może być zamknięte, odblokowane lub wyeliminowane.

Z punktu widzenia przepływającego płynu, płyn wchodzi przez otwór wlotowy 33 (i przez tuleję obejścia 37) i płynie w dół trzonu 84, a następnie poprzez promieniowe żebra 86 na dnie korpusu wkładu filtra 64 do środka filtrującego 136. Jak stwierdzono powyżej, obejście 35 dla płynu może być włączone opcjonalnie i może umożliwiać części płynu przepływanie tylko przez część strefy zawierająPL 197 243 B1 cej materiały filtrujące. Po przepłynięciu przez środek filtrujący 136, płyn płynie zasadniczo osiowo w górę poprzez pozostały materiał filtrujący 36, wsporniki i wkładki, i poprzez otwory w podstawie rurki wlotowej wpływa do pierścieniowego kanału 35 pomiędzy wewnętrzną powierzchnią nakrywki wkładu filtra 66 i zewnętrzną powierzchnią otworu wlotowego 33. Pierścieniowy kanał 38 może być zaopatrzony w biegnące promieniowo żebra 71 stabilizujące położenie otworu wlotowego 33 w stosunku do nakrywki wkładu filtra.

Jak to najlepiej jest widoczne na fig. 3, wkład filtra 30 jest dokładnie dopasowany do wnętrza zbiornika ciśnieniowego 22, który działa jak wzmacniająca powłoka obejmująca w zasadzie cały wkład filtra 30. Jednak inaczej niż ma to miejsce w przypadku wielu konwencjonalnych wkładów filtra, wkład filtra 30 według wynalazku, a dokładniej jego szyjka 44 swoim górnym końcem wystaje poza zbiornik ciśnieniowy i jest szczelnie połączona bezpośrednio z głowicą filtra. Dzięki temu zbiornik ciśnieniowy i wkład filtra nie wymagają wzajemnego uszczelniania, chociaż twórca przewidział takie wykonanie, które obejmuje uszczelnienie pomiędzy wkładem filtra i zbiornikiem ciśnieniowym. W korzystnym wariancie, płyn nie przepływa ani nie wnika pomiędzy nakrywkę zbiornika ciśnieniowego i nakrywkę wkładu filtra, to znaczy, że nie jest potrzebne uszczelnienie w strefie L w pobliżu otworu 24, gdzie dwie nakrywki 46 i 66 stykają się ze sobą lub znajdują się bardzo blisko siebie. Również korpus wkładu filtra 64 nie wymaga uszczelnienia w stosunku do wewnętrznej powierzchni korpusu ciśnieniowego 54, ale powinien do niej bezpośrednio przylegać.

Poszczególne komponenty wkładu filtra 30 w zasadzie mogą być wtórnie przetworzone. W szczególności korpus wkładu filtra 64, nakrywka 66, trzon 84, przekładka z żebrami 86 wykonane są z nadającego się do wtórnego wykorzystania polietylenu lub polipropylenu. Materiał filtrujący 36 stanowi korzystnie węgiel, żywice lub inne materiały nadające się do wtórnego wykorzystania. Wewnętrzne wkładki i podpórki materiałów filtrujących wykonane są korzystnie z nadającego się do wtórnego wykorzystania polietylenu lub polipropylenu. Pierścieniowe uszczelki mogą nie nadawać się do wtórnego wykorzystania, ale to jest jedyny składnik, który nie nadaje się do wtórnego wykorzystania, a ponieważ są bardzo małe, łatwe do usunięcia, powinny być usuwane i wyrzucane, aby umknąć wtórnego skażenia przez bakterie lub patogeny, które mogą się znajdować na nich lub w oleju używanym do smarowania pierścieniowych uszczelek.

Ważna jest bezwzględna grubość ścianki szyjki 44, ponieważ jest to krytyczna wartość dla wkładu filtra i zespołu filtra, i ogólnie biorąc decyduje o spełnieniu wymagań bezpieczeństwa w zakresie wytrzymałości na ciśnienie wody dla systemu, do którego są podłączone. Na przykład, aby przejść próbę wytrzymałości dla ciśnienia około 3,45 MPa (500 psi) grubość T ścianki szyjki z polietylenu musi być równa lub większa niż około 3,18 mm (0,125 cala), natomiast grubość ścianki wkładu filtra wynosi tylko około 1,52 mm (0,06 cala) (typowa grubość ścianki mieści się w przedziale od 1,27 do 1,78 mm [0,05-0,07 cala]). Zatem grubość ścianki korpusu jest zwykle mniejsza niż połowa grubości ścianki szyjki. Dla innych materiałów i innych ciśnień wymagane będą inne grubości ścianek. Szyjka jest grubościenna począwszy od górnej krawędzi 144, wzdłuż otworu 24 i nieco dalej w głąb zbiornika ciśnieniowego do dolnej krawędzi 244, w celu uniknięcia pęknięć w sąsiedztwie otworu 24. Ścianki wlotowego elementu rurowego 34, które również wychodzą współosiowo z szyjką ponad ciśnieniowy zbiornik, nie muszą mieć ścianek o grubości porównywalnej z grubością ścianek szyjki, ponieważ wlotowy element rurowy nie jest wystawiany na działanie tak dużych różnic ciśnienia jak ścianka szyjki. Ścianka szyjki musi wytrzymywać całą różnicę ciśnienia pomiędzy ciśnieniem wody w szyjce a zewnętrznym ciśnieniem atmosferycznym, podczas gdy wlotowy element rurowy ma wodę zarówno po stronie wewnętrznej (woda wpływająca), jak i zewnętrznej (woda wypływająca) i różnica ciśnień pomiędzy tymi dwoma strumieniami wody jest równa spadkowi ciśnienia wywoływanego przez wkład filtra.

Zatem można opisać zalecany wkład filtra według wynalazku jako taki, którego ścianka zewnętrzna ma w pewnym fragmencie wysoką wytrzymałość i w pewnym fragmencie niską wytrzymałość. W korzystnym wariancie, jako powierzchnię zewnętrzną należy przyjmować całą powierzchnię zewnętrznych ścianek wkładu filtra obejmującą korpus i nakrywkę. Za fragment o wysokiej wytrzymałości uznaje się ten, który wytrzymuje ciśnienie wyższe niż około 3,28 MPa (475 psi) i jest nim szyjka, która wystaje z jednego końca wkładu filtra. Za fragment o niskiej wytrzymałości uznaje się ten, który wytrzymuje tylko minimalne ciśnienie około 6,9 Pa (10 psi) i takim fragmentem jest zewnętrzna ścianka wkładu filtra z wyjątkiem opisanej powyżej szyjki. Również określenie „wytrzymałe na ciśnienie używane w opisie, oznacza zachowanie położenia i wytrzymanie (bez wzmacniania) ciśnienia płynu podczas procesu, w którym urządzenie jest używane. Określenie „wrażliwe na ciśnienie oznacza, że część lub fragment struktury nie zachowa swojego położenia, jeśli zostanie poddana działaniu zna8

PL 197 243 B1 czącego ciśnienia, to jest ciśnienia nie większego niż ciśnienie o niewielkiej wartości, zwykle nie większej niż około 6,9 Pa (10 psi).

Na podstawie opisu i rysunków można stwierdzić, że zespól filtra składającego się z wkładu filtra i zbiornika ciśnieniowego może być odłączony od głowicy filtra i wkład filtra 30, który nadaje się do wtórnego przetworzenia, może być w łatwy sposób oddzielony od zbiornika ciśnieniowego przez wykręcenie lub oddzielenie w inny sposób nakładki ciśnieniowej od korpusu ciśnieniowego. Następnie, wkład filtra po zdemontowaniu w opisany poniżej sposób może być, na przykład, poddany procesowi wtórnego przetworzenia. W celu zapewnienia łatwego otwierania wkładu filtra mogą być zastosowane inne mechanizmy, nazwane „mechanizmami zatrzaskowymi, które umożliwiają zamknięcie wkładu filtra po napełnieniu korpusu filtra materiałami filtrującymi, a następnie, po wykorzystaniu otworzenie wkładu filtra bez używania nadmiernej siły albo zniszczenia korpusu lub nakrywki. Termin „mechanizm zatrzaskowy, stosowany w niniejszym opisie i zastrzeżeniach patentowych nie przesądza, że, w celu rozdzielenia części zewnętrznej ścianki nie będzie potrzebne odcięcie ani usuwanie materiału wkładu filtra, ale będzie to raczej odcięcie lub usuwanie zaczepów albo innych małych fragmentów zatrzasku, a nie niszczenie korpusów w wyniku ich rozbijania, piłowania lub rozcinania. Najlepiej, gdy dwa fragmenty zewnętrznej ścianki wkładu filtra o małej wytrzymałości są takie, że mogą być na przykład „zatrzaskiwane i „rozpinane na zakładce lub połączeniu zatrzaskowym 68. Kiedy korzystny wkład filtra jest wyjmowany z korzystnego zbiornika ciśnieniowego, to razem z nim wyjmowane są wszystkie powierzchnie i uszczelki, które mają kontakt z płynem po „stronie zespołu filtra podczas procesu filtrowania. W ten sposób, potencjalnie skażone powierzchnie i pierścieniowe uszczelki są okresowo wymieniane, a nie pozostawiane razem z ponownie użytym zbiornikiem ciśnieniowym. Pewne skażenia mogą pozostawać po „stronie głowicy filtra używanej podczas procesu, ponieważ głowica nie jest wymieniana ani wtórnie przetwarzana, ale całkowita powierzchnia głowicy jest zwykle mała i jeśli razem z wkładem filtra wymieniane są pierścieniowe uszczelki, to możliwość skażenia, na przykład, smaru do pierścieniowych uszczelek jest minimalna.

Wkład filtra 30 jest specjalnie dostosowany do zdemontowania w sposób umożliwiający oddzielenie składników wkładu filtra bez jego rozłupywania lub zgniatania. Korzystnie, dostosowanie polega na tym, że przypadkowe rozdzielenie jest raczej mało prawdopodobne, natomiast celowe rozdzielenie przy pomocy odpowiednich narzędzi jest łatwe. Korzystne dostosowanie polega na zastosowaniu zatrzaskowego systemu zaczepów i otworów przedstawionych na fig. 12-13 lub innego systemu otwierania wkładu nie wymagającego rozłupywania, rozgniatania lub przewiercania obudowy wkładu. Zaczepy 65 są zazwyczaj formowane razem z nakrywką wkładu filtra 66 w pobliżu jej dolnej krawędzi. Zaczepy 65 wskakują do współpracujących z nimi otworów 67 umieszczonych w pobliżu górnej krawędzi korpusu wkładu filtra 64 i łączą zatrzaskowe nakrywkę wkładu filtra 66 z korpusem wkładu filtra 64 w półtrwały sposób. Na obwodzie dolnej części nakrywki wkładu filtra 66 bezpośrednio nad każdym zaczepem 65 znajdują się wycięcia 69, wykonane w taki sposób, że przy pomocy narzędzia można dosięgnąć połączenia zaczepu z otworem. Gdy podczas procesu wtórnego wykorzystywania materiałów zachodzi potrzeba zdemontowania wkładu filtra 30, wystarczy wsunąć nóż albo ostre narzędzie pomiędzy nakrywkę wkładu filtra 66 i korpus wkładu filtra 64 bezpośrednio nad zaczepem i przesuwając je w dół przesunąć zaczep o tyle, aby odłączyć korpus od nakrywki. Taki, albo inny sposób rozdzielania umożliwi osobie lub urządzeniu dostanie się do wnętrza wkładu filtra, wydostanie elementów wewnętrznych i materiałów filtrujących i poddanie procesowi wtórnego przetworzenia elementów wewnętrznych, materiałów filtrujących oraz elementów jego zewnętrznej obudowy i nakrywki.

Mimo że wynalazek opisany został powyżej z odwołaniem się do określonych środków materialnych, materiałów i rozwiązań, zrozumiałe jest, że wynalazek nie jest ograniczony do tych szczególnych rozwiązań, ale obejmuje wszystkie rozwiązania równoważne mieszczące się w ramach następujących zastrzeżeń patentowych.

Claims (16)

1. Zespół fiitra do płynu do połączenia z głowicą fiitra, zawierający zbiornik ciśnieniowy dtrasowany do mechanicznego połączenia z głowicą filtra oraz wkład filtra rozłącznie umieszczany wewnątrz zbiornika ciśnieniowego, zawierający obudowę posiadającą ścianę dolną i osiową ścianę boczną, przykrywane korpusem ciśnieniowym, jak również promieniową ścianę górną oraz szyjkę posiadającą dolny koniec umieszczony zasadniczo centralnie na promieniowej ścianie górnej, przy

PL 197 243 B1 czym szyjka wystaje osiowo poza promieniową ścianę górną i posiada kanał wejściowy i wyjściowy tworzące szczelne połączenie z głowicą filtra, znamienny tym, że zbiornik ciśnieniowy (46) ma powierzchnię promieniową pokrywającą promieniową ścianę górną obudowy wkładu filtra, aż do dolnego końca szyjki (44), wzmacniając całą obudowę wkładu filtra poza szyjką.

2. Zespół fNtra według zastrz. 1, znamienny tym, że promieniowa część zbiornika ciśnieniowego posiada okrągły otwór górny (24), przez który wystaje szyjka (44).

3. Zespół fiitra według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik ciśnieniowy zawiera korpus ciśnieniowy (54) pokrywający ścianę dolną i osiową ścianę boczną, oraz nakrywkę ciśnieniową (46) połączoną rozłącznie z korpusem ciśnieniowym (54), zawierającą część promieniową, pokrywającą całą promieniową ścianę górną obudowy wkładu filtra.

4. Zespół fiitra według zastrz. 3, tym. że nakrywkaciśnieniowa(46) ssanowi część zbiornika ciśnieniowego przyłączaną mechanicznie do głowicy filtra.

5. Zespół Hitra według zastrz. 3, znamienny tym, że nakrywka ciśnieniowa (46) przyłączana jest do korpusu ciśnieniowego (54) połączeniem gwintowym.

6. Zespół fUra według zas^z. 1, znamiennytym, że wkład Akra (30) zawiera korpus Akra (64) oraz nakrywkę wkładu filtra (66) połączone ze sobą rozłącznie mechanizmem zatrzaskowym, przy czym korpus wkładu filtra zawiera ścianę dolną oraz osiową ścianę boczną, zaś nakrywka wkładu filtra (66) zawiera ścianę promieniową oraz szyjkę (44).

7. Zespół filtra według zastrz. 3 albo 6, znamienny tym, że nakrywka ciśnieniowa (46) jest rozłącznie połączona z korpusem ciśnieniowym pozwalając na usunięcie wkładu filtra (30) ze zbiornika ciśnieniowego, zaś nakrywka wkładu filtra (66) jest połączona rozłącznie z korpusem wkładu filtra mechanizmem zatrzaskowym, pozwalając na usunięcie środków filtrujących (136, 137, 138) umieszczonych w obudowie wkładu filtra.

8. Zespół filtra według zastrz. 7, znamienny tym, że mechanizm zatrzaskowy zawiera wiele zaczepów (65) umieszczonych na nakrywce wkładu filtra (66) oraz odpowiadających im otworów umieszczonych na korpusie wkładu filtra (64), przyjmujących zaczepy (65).

9. Zespół filtra według zastrz. 7, znamienny tym, że mechanizm zatrzaskowy zawiera wiele zaczepów (65) umieszczonych na zewnętrznej ścianie nakrywki wkładu filtra (66) wchodzących w otwory (67) umieszczone na korpusie wkładu filtra (64), przy czym przy otwieraniu obudowy wkładu filtra, zaczepy (65) są odcinane od nakrywki wkładu filtra (66).

10. Zespół filtra według zastrz. 7, znamienny tym, że obudowa wkładu filtra jest wykonana z tworzywa sztucznego i ma grubość ściany w zakresie od 1,27 do 1,78 mm, a szyjka (44) ma ścianę zewnętrzną z tworzywa sztucznego o grubości równej co najmniej 3,18 mm.

11. Zespóó fiilra wedługzassrz. 1, znamiennytym, że szyjka (44) a g rubość ściany dolnej (86), osiowej ściany bocznej oraz promieniowej ściany górnej jest mniejsza niż połowa grubości ściany zewnętrznej szyjki (44).

12. Wymienny wkład fNtra do cieczy umieszczany rozłącznie w zbiorniku ci^ni^ni<^\^^im, przyłączany do głowicy filtra, zawierający obudowę wkładu filtra posiadającą ścianę dolną, osiową ścianę boczną oraz górny koniec posiadający ścianę promieniową i szyjkę posiadającą dolny koniec umieszczony zasadniczo centralnie na promieniowej ścianie górnej, przy czym szyjka wystaje osiowo poza promieniową ścianę górną i posiada kanał wejściowy i wyjściowy tworzące szczelne połączenie z głowicą filtra, znamienny tym, że szyjka (44) ma ścianę zewnętrzną z tworzywa sztucznego o grubości równej co najmniej 3,18 mm, a cała obudowa wkładu filtra włącznie z promieniową ścianką górną, z wyjątkiem szyjki jest wykonana z tworzywa sztucznego i ma grubość ściany w zakresie od 1,27 do 1,78 mm.

13. Wymienny wkkad (Ultra według zas^z. 12, tym, że zawiera korpus wkkadu filka (64) oraz nakrywkę wkładu filtra (66) połączone ze sobą rozłącznie mechanizmem zatrzaskowym, przy czym korpus wkładu filtra zawiera ścianę dolną oraz osiową ścianę boczną, zaś nakrywka wkładu filtra (66) zawiera ścianę promieniową oraz szyjkę (44).

14. Wymienny wkład filtra według zastrz. 12, znamienny tym, że nakrywka wkładu filtra (66) jest połączona rozłącznie z korpusem wkładu filtra mechanizmem zatrzaskowym, pozwalając na usunięcie środków filtrujących (136, 137, 138) umieszczonych w obudowie wkładu filtra.

15. Wymienny wkład fNtra według zastrz. 12, znamienny tym. że mechanizm zawiera wiele zaczepów (65) umieszczonych na nakrywce wkładu filtra (66) oraz odpowiadających im otworów umieszczonych na korpusie wkładu filtra (64), przyjmujących zaczepy (65).

PL 197 243 B1

16. \W<^mienny wkład filtra według zastrz. 12, znamienny tym, że mechanizm zatrzaskowy za wiera wlele zaczepów (65) umieszczonych ys zewnętrznej śclsyle yskrywkl wkłsdu flltra (66) wcho dzących w otwory (67) umleszczone ya korpusle wkładu flltra (64), przy czym przy otwleranlu obudo wy wkładu flltra, zaczepy (65) są odclyaye od yakrywkl wkładu flltra (66).