RU155947U1 - Фильтр-элемент для очистки жидкости - Google Patents

Abstract

Фильтр-элемент для очистки жидкости, содержащий фильтрующий материал и штуцер для отвода отфильтрованной жидкости, отличающийся тем, что фильтрующий материал выполнен в виде свернутого в рулон полотна из двух герметично соединенных по периметру листов мембраны, ламинированных на подложку фильтрационного материала, между которыми расположена подложка из нетканого материала, а штуцер для отвода отфильтрованной жидкости выполнен в виде расположенной в середине фильтр-элемента трубки с отверстиями по всей длине, один конец которой герметично заварен, причем размер пор подложки фильтрационного материала больше размера пор мембраны, а толщина подложки фильтрационного материала больше толщины мембраны.

Description

Полезная модель относится к устройствам, используемым для тонкой фильтрации жидкостей потребителями: питьевая вода, спирты, углеводороды, эфиры, бензин, керосин, органические соединения, кислоты, перекись водорода и т.д., которое эффективно очищает фильтруемую жидкость от взвесей, бактерий, растворенных химических и органических соединений, тяжелых металлов, алюминия, железа и других загрязнений. Фильтр-элемент является химически нейтральным и может найти применение в бытовых и промышленных условиях, в химической промышленности, в медицине, в фармацевтике и в научных работах, а при отсутствии питьевой водопроводной воды у индивидуальных потребителей.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту является фильтр-элемент для тонкой очистки жидкости, содержащий штуцер для отвода отфильтрованной жидкости, фильтрационную подложку и внешние мембраны, жесткую пластину прямоугольной формы, каждая из удлиненных сторон которой выполнена, по крайней мере, с двумя проточными продольными капиллярными канавками, расположенными параллельно удлиненным сторонам пластины, причем одни концы канавок сообщены со штуцером для отвода отфильтрованной жидкости проточными поперечными канавками, расположенными параллельно укороченной стороне пластины и перпендикулярно продольным канавкам. (Патент №2377043, 27.12.2009)

К недостаткам данного фильтр-элемента относятся:

- площадь фильтрующей поверхности фильтр-элемента и, соответственно, его производительность и ресурс ограничены габаритными размерами корпуса фильтра;

- изготовленные фильтр-элементы одного типа-размера подходят только под определенный размер колбы фильтра, т.е. для каждого типа фильтров необходимо изготавливать свой типо-размер фильтр-элементов;

- относительно сложное изготовление и использование дорогостоящего оборудования и материалов.

Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков и разработка фильтр-элемента для фильтрации жидкостей с высоким качеством как в магистральном так и в безнапорном вариантах, а также как в горизонтальном, так и в вертикальном положениях.

Техническим результатом полезной модели является увеличение производительности и ресурса работы фильтр-элемента при одновременном уменьшении габаритов фильтрующего элемента.

Указанный технический результат достигается тем, что фильтр-элемент для очистки жидкости, содержит фильтрующий материал, выполненный в виде свернутого в рулон полотна из двух герметично соединенных по периметру листов мембраны, ламинированной на подложку фильтрационного материала, между которыми расположена подложка из нетканого материала, и штуцер для отвода отфильтрованной жидкости, выполненный в виде расположенной в середине фильтр-элемента трубки с отверстиями по всей длине, один конец которой герметично заварен.

Размер пор подложки фильтрационного материала должен быть больше размера пор мембраны, а толщина подложки фильтрационного материала должна быть на порядок больше толщины мембраны. Соблюдение этих соотношений обеспечит равномерность фильтрации по всей площади фильтр-элемента и наилучшую его производительность.

Выполнение фильтрующего материала в виде свернутого в рулон полотна также позволяет повысить производительность при уменьшении габаритных размеров за счет увеличения рабочей площади мембраны.

Мембрана ламинируется равномерно на подложку при этом общая площадь ламинации не превышает 6% от общей рабочей поверхности мембраны, что обеспечивает прочность трековой мембраны и плотное ее прижатие к подложке для обеспечения оптимально-равномерного режима работы фильтр-элемента по всей площади мембраны.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где

на фиг. 1 изображен вид сбоку на фильтр-элемент в сборе;

на фиг. 2 - поперечный разрез А-А фильтр-элемента;

на фиг. 3 - водоотводящая трубка фильтр-элемента с напаянным с дух сторон фильтрационным материалом;

на фиг. 4 - разрез В-В водоотводящей трубки с ламинированным многослойным фильтрационным материалом.

Фильтр-элемент с разборным корпусом для фильтрации жидкостей выполнен на основе фильтрационного материала, представляющего собой пористую полимерную пленку толщиной от 10 до 25 мкм и диаметром сквозных пор от 0,1 до 0,8 мкм, такую как трековая мембрана 7 (Фиг. 4). Внешняя мембрана ламинирована на фильтрационную подложку, что обеспечивает прочность фильтр-элемента в процессе его эксплуатации. Использование в качестве подложки пористого нетканого фильтрационного материала 8 (Фиг. 4) обеспечивает непопадание накапливаемых на поверхности трековой мембраны в процессе фильтрации многократных загрязнений в фильтрат при повреждении внешней трековой мембраны. В середине фильтр-элемента располагается прочная трубка 3 (Фиг. 2) с толщиной стенки 2-3 мм, диаметром 10-15 мм, длиной 20-25 см и с отверстиями диаметром 1-2 мм по всей длине для отвода отфильтрованной жидкости, один конец которой герметично заварен 5 (Фиг. 3). С двух сторон трубки (Фиг. 3) привариваются в верней и нижней части трубки два листа (20×30 см) ламинированной на подложку фильтрационного материала мембраны, при этом листы герметично соединяются между собой термосваркой 6 (Фиг. 3) по периметру с образованием замкнутого объема, а между листами фильтрационного материала достаточно плотная подложка из нетканого материала 9 (Фиг. 4) плотностью 100-160 г/см для водоотвода отфильтрованной жидкости со всей площади фильтр-элемента через отверстия в трубке. Плотность подложки должна обеспечивать прочность и работоспособность фильтр-элемента при внешнем давлении 5-8 атм. Открытый конец трубки вставляется плотно в резиновую пробку 2 (Фиг. 1), которая в свою очередь вставляется в корпус напорного фильтра. Отфильтрованная жидкость через трубку и отверстие в резиновой пробке поступает на выход фильтра. Фильтрационный материал сворачивается по окружности в рулон 4 (Фиг. 2), на него надевается корпус фильтр-элемента 1 (Фиг. 1) в виде тонкостенной трубы, один конец которой плотно надевается на резиновую пробку. При этом образуется собранный стандартный фильтр-элемент, который легко вставить в стандартный корпус напорного фильтра.

Данная конструкция фильтр-элемента позволяет достаточно просто производить его разборку, регенерацию (промывку) и последующую сборку.

Разработанный фильтр-элемент является конструктивно универсальным для различных размеров колб фильтров, простым в изготовлении и эксплуатации и имеющим невысокую себестоимость.

Данная конструкция фильтр-элемента позволяет использовать его как в безнапорном, так и магистральном вариантах. В экстремальных ситуациях (стихийные бедствия, наводнения, туризм, боевые действия) фильтр-элемент можно использовать как индивидуальный фильтр. Надев на штуцер 4 мм полимерную трубку или непосредственно через штуцер, опустив фильтр-элемент в воду, можно безопасно пить воду, всасывая ее ртом.

Применяемые при изготовлении фильтр-элемента материалы и технологии изготовления обеспечивают:

- его химическую нейтральность;

- возможность его стерилизации, например, кипячением (эта возможность обеспечивается вследствие того, что в структуре фильтр-элемента отсутствуют внутренние емкости, в противном случае его бы просто разорвало);

- подбор параметров (пор) трековой мембраны и подложки позволяет изготавливать наиболее оптимальные (с точки зрения ресурса и производительности) фильтр-элементы для фильтрации различных жидкостей как по степени вязкости и загрязненности, так и по качеству требуемой очистки.

Заявляемое техническое решение может быть эффективно использовано при тонкой фильтрации следующих жидкостей: питьевая вода, спирты, углеводороды, эфиры, бензин, керосин, органические соединения, кислоты, перекись водорода и т.д., при этом оно позволяет эффективно фильтровать:

- различные мелкодисперсные механические частицы и взвеси;

- все виды бактерий - 100%;

- тяжелые металлы - 85-95%;

- свинец - более 90%;

- кадмий - 80%;

- железо 3-валентное - 100%;

- нефтепродукты - более 95%;

- пестициды - более 90%;

- алюминий - 100%.

Многослойный мембранный фильтр-элемент обладает всеми свойствами фильтрации, присущими трековой мембране.

Скорость потока пропорциональна площади фильтрации и разности давлений и обратно пропорциональна вязкости фильтруемой жидкости. Заявляемый фильтр-элемент при фильтрации питьевой воды при давлении 0,2 атм способен обеспечить начальную производительность 50 литров в час.

Использование внешней трековой мембраны позволяет проводить регенерацию фильтр-элемента по мере его загрязнения кислотным раствором (эффективность регенерации 92-94%), что значительно увеличивает его срок службы.

При использовании фильтр-элемента в виде индивидуального фильтра необходимо для протекания процесса фильтрации создать перепад давлений на мембране за счет разности статических высот H и H1 (50-70 см) расположения расходной емкости и емкости для сбора фильтрованной жидкости. Такой фильтр всегда готов к работе в экстремальных случаях и вводится в действие, когда требуется получить очищенную от вредных веществ (примесей) жидкость, при этом установка фильтра и его обслуживание (регенерация) достаточно проста и не занимает много времени.

Реализация заявленного технического решения позволяет повысить эффективность и надежность работы фильтр-элемента, расширить диапазон его использования в стандартных бытовых и промышленных фильтрах, а также позволяет его использовать в аварийных случаях, в виде индивидуального фильтра (при этом обеспечивается его работоспособность при любом расположении фильтр-элемента в емкости фильтруемой жидкости (горизонтально или вертикально) и при любом уровне жидкости).

Claims (1)

1. Фильтр-элемент для очистки жидкости, содержащий фильтрующий материал и штуцер для отвода отфильтрованной жидкости, отличающийся тем, что фильтрующий материал выполнен в виде свернутого в рулон полотна из двух герметично соединенных по периметру листов мембраны, ламинированных на подложку фильтрационного материала, между которыми расположена подложка из нетканого материала, а штуцер для отвода отфильтрованной жидкости выполнен в виде расположенной в середине фильтр-элемента трубки с отверстиями по всей длине, один конец которой герметично заварен, причем размер пор подложки фильтрационного материала больше размера пор мембраны, а толщина подложки фильтрационного материала больше толщины мембраны.

   

Images