RU166084U1 - Носимый сорбционный фильтр для воды - Google Patents
Носимый сорбционный фильтр для воды Download PDFInfo
- Publication number
- RU166084U1 RU166084U1 RU2016128743/05U RU2016128743U RU166084U1 RU 166084 U1 RU166084 U1 RU 166084U1 RU 2016128743/05 U RU2016128743/05 U RU 2016128743/05U RU 2016128743 U RU2016128743 U RU 2016128743U RU 166084 U1 RU166084 U1 RU 166084U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- filter
- sorption filter
- sorption
- housing
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 85
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 81
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 10
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 7
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 6
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 2
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 235000012206 bottled water Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000026058 directional locomotion Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000013541 low molecular weight contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 150000004045 organic chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000037081 physical activity Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000003206 sterilizing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
- B01D24/02—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
- B01D24/10—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being held in a closed container
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
- B01D35/26—Filters with built-in pumps filters provided with a pump mounted in or on the casing
-
- 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
- C02F1/002—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using small portable filters for producing potable water, e.g. personal travel or emergency equipment, survival kits, combat gear
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2101/00—Types of filters having loose filtering material
- B01D2101/02—Carbon filters
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (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)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
1. Носимый сорбционный фильтр для воды, содержащий заборный фильтр грубой очистки воды, всасывающую трубку, корпус, состоящий из соосных нижней и верхней частей, образующих ручной насос, сорбционный фильтр и стерилизующий элемент, поршень ручного насоса выполнен как деталь верхней части корпуса, цилиндр ручного насоса выполнен как деталь нижней части корпуса, торцы поршня и цилиндра снабжены соответственно нагнетающим и всасывающим клапанами, корпус выполнен разъемным за счет взаимного поворота его составных частей вокруг продольной оси в положении верхней мертвой точки насоса, а верхняя часть корпуса снабжена трубкой для отвода очищенной воды, оснащенной мундштуком со съемным защитным колпачком, отличающийся тем, что сорбционный фильтр и стерилизующий элемент расположены в верхней части корпуса под съемной крышкой, сорбционный фильтр состоит из двух видов засыпной загрузки из гранулированного активированного угля одинаковой природы происхождения - макропористого и мезопористого в равных долях, которые снизу и сверху ограничены сетками инертного материала с величиной ячейки 0,1…0,3 мм, над верхней сеткой в полости под съемной крышкой установлен стерилизующий элемент в виде обеззараживающей таблетки, всасывающий клапан выполнен дисковым, а нагнетательный - шариковым.2. Носимый сорбционный фильтр для воды по п. 1, отличающийся тем, что сорбционный фильтр выполнен с двухслойной загрузкой: с нижним слоем из макропористого активированного угля и верхним слоем из мезопористого активированного угля.3. Носимый сорбционный фильтр для воды по п. 1, отличающийся тем, что сорбционный фильтр выполнен с однослойной загрузкой из смеси из
Description
Заявляемая полезная модель относится к области переносных водоочистительных фильтров, пригодных для оперативного применения в походных условиях, а также в условиях чрезвычайных ситуаций с использованием поверхностных источников воды с различными природными и антропогенными загрязнениями, зараженных патогенными микроорганизмами, включая споровые формы, вирусами, отравляющими, сильнодействующими и радиоактивными веществами. Фильтр может быть использован для очистки воды из поверхностных водоисточников от высокомолекулярных и низкомолекулярных органических загрязнений.
Известен «Переносной фильтр для очистки воды» по патенту на полезную модель РФ RU 18648 U1 от 10.07.2001, МПК B01D 63/00, C02F 1/18 - [1], содержащий корпус с дном, отводящим патрубком, средством для подачи очищаемой воды и фильтрующим элементом в виде пластинного керамического мембранного тангенциального фильтра и отверстием для отвода недоочищенной воды.
Аналог [1] имеет ряд недостатков. Тангенциальная фильтрация повышает производительность и ресурс мембраны, но с учетом слива значительного количества недоочищенной воды (концентрата) требует увеличенной в 1,5-3 раза подачи исходной воды. Для походного фильтра с ручным насосом это означает увеличение физической нагрузки для прокачки воды через фильтр. Керамический фильтр может задержать механические загрязнения, но пропускает растворенные вещества, в том числе токсичные, что ограничивает его применение для получения питьевой воды из поверхностных источников.Кроме того, средство для подачи очищаемой воды не составляет единого целого с собственно фильтром, что нежелательно для походного фильтра, который должен быть максимально компактным.
Известен «Походный патронный фильтр для воды» по патенту на полезную модель РФ RU 110285 U1 от 20.11.2011, МПК B01D 27/00 - [2], содержащий цилиндрический корпус с размещенным в верхней торцевой части входным резьбовым отверстием под стандартную пластмассовую бутылку и выходным отверстием, снабженным пробкой с отверстием для выхода очищенной воды, а внутри корпуса между верхним и нижним слоями гидрофобной ваты, образующими предфильтр и постфильтр, размещен слой сорбента. Такой фильтр способен очистить воду как от механических, так и от растворенных органических и токсичных загрязнений, однако не защитит от бактерий и вирусов. Для подачи в фильтр загрязненной воды во входное резьбовое отверстие вкручивается пластмассовая бутылка, наполненная исходной водой.
Недостатками такого способа подачи воды по аналогу [2] являются незначительный напор и, следовательно, невысокая производительность фильтра, особенно при очистке средне- и высокомутной воды, а также необходимость носить в походе пустую бутылку, без которой фильтрация невозможна.
Известна «Система очистки воды в чрезвычайных обстоятельствах» US 6245228 B1 от 12.06.2001, МПК C02F 1/00, C02F 1/28, C02F 1/42 - [3], которая содержит заполняемую исходной водой емкость, сосуд для подготовленной воды и цилиндрический фильтрующий патрон, в состав которого входят анионообменная смола, фильтрующий материал для улавливания взвешенных примесей и активированный уголь для улавливания органических примесей и остаточного хлора. В исходную воду загружается дезинфицирующее вещество, а вход фильтрующего патрона снабжен физико-химическим устройством выдержки, не пропускающим воду в патрон до окончания дезинфекции воды.
Недостатками аналога [3] являются необходимость комплектования дезинфицирующим хлорсодержащим реагентом, емкостью для исходной воды, низкая оперативность применения (время растворения реагента и требуемая выдержка исходной воды перед фильтрацией должны быть не менее 0,5 ч), а также невысокая производительность из-за незначительного напора исходной воды.
Известен «Ручной переносной насос для фильтрации воды» по патенту США US 5366642 A от 22.11.1994, МПК B01D 35/26, C02F 1/00, F04B 53/12 - [4], включающий корпус со впуском, выпуском и со съемным фильтрпатроном в виде трубчатого цилиндра с центральным цилиндрическим каналом, образующим цилиндр насоса, вокруг которого концентрично размещены механический фильтр и активированный уголь для задержания хлора и хлорорганических соединений. Заборный патрубок насоса погружается вертикально в водоисточник. Насос снабжен ручкой, приводящей в действие поршень. Ручка в рабочем положении располагается под углом к корпусу насоса, а в транспортном отсоединяется от штока и устанавливается в положение вдоль насоса.
В устройстве [4] отсутствует стерилизующее средство, что ограничивает его применение для получения питьевой воды из поверхностных источников. Другим недостатком является неудобство пользования насосом, связанное с необходимостью одной рукой удерживать вертикально на весу корпус насоса с погруженным под поверхность водоисточника заборным патрубком, а другой рукой совершать возвратно-поступательное движение расположенной под углом ручкой, создавая при этом знакопеременный момент силы, отклоняющий корпус насоса от вертикального положения.
Известен «Комбинированный фильтрующе-сорбирующий элемент для индивидуального устройства очистки воды от низкомолекулярных физиологически активных веществ» по патенту на полезную модель РФ: RU 67086 U1 от 10.10.2007, МПК C02F 1/00 - [5], содержащий несколько последовательно расположенных фильтрующе-сорбирующих материалов: один слой ионообменного материала ВИОН толщиной 3,0 мм; 3,0 мм измельченной ткани ТСА-КС; 6 слоев ткани ТСА-КС; 5,0 г сорбента КФГ-М; 3,0 мм измельченной ткани ТСА-КС; 5,0 г сорбента КФГ-М; 6 слоев ткани ТСА-КС; 5,0 г сорбента КФГ-М; 3,0 мм измельченной ткани ТСА-КС; 5,0 г сорбента КФГ-М; 6 слоев ткани ТСА-КС; 1 слой нетканого материала АМН толщиной 3,0 мм.
Недостатком аналога [5] является сравнительно низкая сорбционная емкость, а также невозможность замены в нем сорбента (загрузок сорбента), так как корпус фильтра выполнен неразборным и из полимерного материала, что снижает его надежность.
Прототипом заявляемого технического решения является «Походный фильтр для очистки воды» по заявке на полезную модель RU 120370 U1 от 20.09.2012 г., МПК B01D 35/26 - [6], содержащий заборный фильтр грубой очистки воды, всасывающую трубку, корпус, состоящий из соосных нижней и верхней частей, образующих ручной насос, сорбционный фильтр и стерилизующий элемент, поршень ручного насоса выполнен как деталь верхней части корпуса, цилиндр ручного насоса выполнен как деталь нижней части корпуса, торцы поршня и цилиндра снабжены соответственно нагнетающим и всасывающим клапанами, корпус выполнен разъемным за счет взаимного поворота его составных частей вокруг продольной оси в положении верхней мертвой точки насоса, а верхняя часть корпуса снабжена трубкой для отвода очищенной воды, оснащенной мундштуком со съемным защитным колпачком. Причем фильтр снабжен стерилизующим микрофильтром, установленным за сорбирующим фильтром. Стерилизующий микрофильтр выполнен на основе положительно заряженной мембраны с размерами пор 0,2 мкм.
Основным недостатком прототипа [6] является его конструктив, а именно неразборная конструкция верхней части корпуса с расположенным в нем фильтрующим и стерилизующими элементами (наполнителями), а также неразборная конструкция нижней части корпуса с расположенным в нем сорбционным элементом (наполнителем), что приводит конструкцию всего устройства (в целом) после фильтрации определенного (расчетного) количества воды в негодность. Данный недостаток существенно увеличивает эксплуатационные затраты при использования данного устройства.
Кроме этого, недостатком прототипа [6] является низкая сорбционная емкость устройства - прототипа из-за использования однородной сорбционной загрузки. Также можно отметить и невозможность самостоятельного выбора загрузки сорбционного фильтра в зависимости от вида и концентрации загрязнения, что снижает универсальность устройства.
Указанные выше недостатки аналогов и прототипа ставят задачи повышения надежности, долговечности и универсальности устройства фильтра, а также снижения эксплуатационных затрат при его использовании.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что носимый сорбционный фильтр для воды содержит заборный фильтр грубой очистки воды, всасывающую трубку, корпус, состоящий из соосных нижней и верхней частей, образующих ручной насос, сорбционный фильтр и стерилизующий элемент, поршень ручного насоса выполнен как деталь верхней части корпуса, цилиндр ручного насоса выполнен как деталь нижней части корпуса, торцы поршня и цилиндра снабжены соответственно нагнетающим и всасывающим клапанами, корпус выполнен разъемным за счет взаимного поворота его составных частей вокруг продольной оси в положении верхней мертвой точки насоса, а верхняя часть корпуса снабжена трубкой для отвода очищенной воды, оснащенной мундштуком со съемным защитным колпачком. При этом сорбционный фильтр и стерилизующий элемент расположены в верхней части корпуса, под съемной крышкой, сорбционный фильтр состоит из двух видов засыпной загрузки из гранулированного активированного угля одинаковой природы происхождения - макропористого и мезопористого в равных долях, которые снизу и сверху ограничены сетками инертного материала с величиной ячейки 0,1…0,3 мм, над верхней сеткой в полости под съемной крышкой установлен стерилизующий элемент в виде обеззараживающей таблетки, всасывающий клапан выполнен дисковым, а нагнетательный - шариковым. Сорбционный фильтр носимого сорбционного фильтра для воды может быть выполнен с двухслойной загрузкой: с нижним слоем из макропористого активированного угля и верхним слоем из мезопористого активированного угля, а также может быть выполнен с однослойной загрузкой из смеси из макропористого и мезопористого активированного угля.
Техническим результатом предложенного технического решения является повышение надежности, долговечности и универсальности устройства, а также снижения эксплуатационных затрат при использовании устройства.
Введение в формулу полезной модели ограничительных признаков «Носимый сорбционный фильтр для воды, содержащий заборный фильтр грубой очистки воды, всасывающую трубку, корпус, состоящий из соосных нижней и верхней частей, образующих ручной насос, сорбционный фильтр и стерилизующий элемент, поршень ручного насоса выполнен как деталь верхней части корпуса, цилиндр ручного насоса выполнен как деталь нижней части корпуса, торцы поршня и цилиндра снабжены соответственно нагнетающим и всасывающим клапанами, корпус выполнен разъемным за счет взаимного поворота его составных частей вокруг продольной оси в положении верхней мертвой точки насоса, а верхняя часть корпуса снабжена трубкой для отвода очищенной воды, оснащенной мундштуком со съемным защитным колпачком» необходимо для описания конструкции фильтра, представленного одинаковым признаками (ограничительными) для прототипа и заявляемого технического решения.
Отличительный признак «сорбционный фильтр и стерилизующий элемент, расположены в верхней части корпуса, под съемной крышкой» повышает универсальность устройства и приводит к снижению эксплуатационных затрат при его использовании, так как появляется возможность замены засыпной загрузки сорбционного фильтра и стерилизующего элемента.
Отличительный признак «сорбционный фильтр состоит из двух видов засыпной загрузки из гранулированного активированного угля одинаковой природы происхождения - макропористого и мезопористого в равных долях», позволяет
повысить надежность устройства, так как отдельно макропористый гранулированный активированный уголь предназначен для очистки воды от высокомолекулярных органических загрязнений, мезопористый гранулированный активированный уголь предназначен для очистки воды от низкомолекулярных загрязнений;
одинаковая природа происхождения макропористого и мезопористого гранулированных активированных углей обеспечивает снижение эксплуатационных затрат из-за обеспечения возможности их совместной регенерации (восстановления);
количественный состав макропористого и мезопористого гранулированных активированных углей в сорбционный фильтре «в равных долях» позволяет оптимально использовать сорбционную емкость засыпной загрузки сорбционного фильтра, что экспериментально подтверждено и приведено ниже в описании.
Отличительный признак сорбционного фильтра (в виде засыпки) «снизу и сверху ограничены сетками инертного материала с величиной ячейки 0,1…0,3 мм» повышает надежность и долговечность эксплуатации засыпной загрузки из гранулированного активированного угля в устройстве и исключает вынос засыпки (ее гранул, частиц) в процессе очистки воды.
Отличительный признак «над верхней сеткой в полости под съемной крышкой установлен стерилизующий элемент в виде обеззараживающей таблетки» повышает универсальность устройства в виду возможности применения разного типа обеззараживающих таблеток для различного класса загрязненных природных вод (в различных регионах страны).
Обеззараживающие (дезинфицирующие) таблетки обычно входят в комплект и базовой аптеки и базовой экипировки военнослужащих и, например, известны из литературы:
Володин А.С., Симакина С.А., Фесенко В.В. Обеззараживание индивидуальных запасов питьевой воды в условиях чрезвычайных ситуаций, Государственный научно-испытательный институт военной медицины МО РФ, г. Москва, журнал «Экология человека» №5, 2003 г., с. 3…9 - [7],
Лопатин С.А., Бочкарев М.А., Кузнецов С.М., Ерофеев В.Г., Терентьев В.И. Факторы риска снижения боеспособности военнослужащих, обусловленные несовершенством полевого водоснабжения, Сборник материалов Юбилейной Всеармейской научно-практической конференции, Актуальные проблемы развития технических средств медицинской службы, 26 ноября 2015 г., Санкт-Петербург / Под общей редакцией профессора С.В. Чепура и профессора И.А. Шперлинга, т. 2, СПб.: изд. «СК-Вектор», 2015. 315 с.: 16 ил., 28 табл., с. 154-156 - [8].
При этом применение элементов базовой аптеки либо элементов базовой экипировки военнослужащих, спасателей позволяет упростить обеспечение питьевой водой (обеспечения ее необходимого качества).
Отличительные признаки «всасывающий клапан выполнен дисковым, а нагнетательный - шариковым» повышают надежность и долговечность путем снижения гидравлического сопротивления на входе в насос (за счет увеличения площади входного сечения) и уменьшения усилий на прокачку воды (в том числе уменьшение нагрузок на конструкцию устройства).
Отличительные признаки:
«сорбционный фильтр выполнен с двухслойной загрузкой: с нижним слоем из макропористого активированного угля и верхним слоем из мезопористого активированного угля в равных долях» и
«сорбционный фильтр выполнен с однослойной загрузкой из смеси из макропористого и мезопористого активированного угля в равных долях»,
повышают универсальность устройства за счет самостоятельного выбора загрузки сорбционного фильтра в зависимости от вида и концентрации загрязнения.
На фиг. 1 представлен разрез заявляемого технического решения - носимого сорбционного фильтра для воды.
На фиг. 2 приведен разрез A-A по фиг. 1 (вид разъемного соединения корпуса носимого сорбционного фильтра).
На фиг. 3 - вид однослойной загрузки сорбционного фильтра.
На фиг. 4 - вид двухслойной загрузкой загрузки сорбционного фильтра.
На фиг. 5 - разрез носимого сорбционного фильтра с внешней выточкой на цилиндре и пластиной на крышке.
На фиг. 6 - вид B по фиг. 5 (вид сверху со стороны пластины, установленной на крышке).
На фиг. 7 - фотография носимого сорбционного фильтра для воды в сборе.
На фиг. 8 - фотография носимого сорбционного фильтра для воды в разобранном виде.
На фиг. 9 - графики экспериментального сравнения массы извлеченных нефтепродуктов на комплексных сорбционных загрузках КСЗ-1 и КСЗ-2.
На фиг. 10 - графики экспериментального сравнения массы извлеченных нефтепродуктов на комплексных сорбционных загрузках КСЗ-1 и КСЗ-3.
На фиг. 11 - вид поддерживающего слоя в фильтровальной колонке:
а) - с загрузкой БАУ-А; б) - с загрузкой КСЗ-1.
На фиг. 12 - структура активированных углей БАУ-А, МАУ-2А.
На фиг. 13 - изотермы адсорбции нефтепродуктов и фенолов из раствора «нефтепродукты+фенол» различными активированными углями при Сисх=100 мг/дм3 в статических условиях: а) нефтепродукты; б) фенолы.
На фиг. 14 - сорбционная емкость однородных и комплексной загрузок, состоящих из активированных углей (АУ), по нефтепродуктам из раствора «нефтепродукты+фенол» (в диапазоне концентраций Ср до 10,0 мг/дм3).
На фиг. 15 - сорбционная емкость однородных и комплексной загрузок АУ по фенолам из раствора "нефтепродукты+фенол" (в диапазоне концентраций Ср до 20,0 мг/дм3).
Носимый сорбционный фильтр для воды содержит заборный фильтр грубой очистки воды (1), всасывающую трубку (2), корпус, состоящий из соосных нижней (3) и верхней (4) частей, образующих ручной насос (жидкостный), сорбционный фильтр (5) и стерилизующий элемент (6) в виде обеззараживающей таблетки. Поршень (7) ручного насоса выполнен как деталь верхней части (4) корпуса и снабжен поршневыми кольцами (8), цилиндр (9) ручного насоса выполнен как деталь нижней части (3) корпуса, торцы поршня (7) и цилиндра (9) снабжены соответственно нагнетающим (10) и всасывающим (11) клапанами. Всасывающий (11) клапан выполнен дисковым. Это позволяет увеличить проходное сечение всасывающей трубки, и, следовательно, уменьшить гидравлическое сопротивления воды при всасывании. Сорбционный фильтр (5) снизу и сверху ограничен сетками соответственно (12) и (13) из инертного материала с величиной ячейки 0,1…3 мм. В экспериментальном образце, представленном на фиг. 8, была выбрана величина ячейки сетки, равная 0,16 мм. Верхняя часть (4) корпуса закрыта съемной (ввинчивающейся) крышкой (14), под которой расположены сорбционный фильтр (5) с сетками (12), (13) и стерилизующий элемент (6). Съемная крышка (14) для отвода очищенной воды снабжена штуцером (15) с трубкой (16), оснащенной мундштуком (17) со съемным защитным колпачком (18). Штуцер (15) может быть выполнен с патрубком выступающим внутрь полости под съемной крышкой (14). Патрубок штуцера выполнен со сквозными поперечными отверстиями, для того чтобы предотвратить перекрытие перетекания воды через штуцер (15) стерилизующим элементом (6) в виде обеззараживающей таблетки. Нижняя часть (3) корпуса закрыта (ввинчивающейся) крышкой (19) всасывающего клапана (11) и снабжена штуцером (20) для всасывающей трубки (2). Конструкция носимого сорбционного фильтра для воды снабжена следующими уплотнительными прокладками: (21) - между штуцером (20) и крышкой (19); (22) - между крышкой (19), клапаном (11) и нижней (3) частью корпуса; (23) - между верхней частью корпуса (4) и съемной крышкой (14); (24) - между штуцером (15) и съемной крышкой (14). Корпус носимого сорбционного фильтра выполнен разъемным за счет взаимного поворота его составных его частей (нижней (3) и верхней (4) частей) вокруг продольной оси в положении верхней мертвой точки насоса. Причем (см. фиг. 2) нижняя часть (3) корпуса сверху имеет выступающий во внутрь цилиндрической части ограничивающий буртик с вырезами (25), а верхняя (4) часть корпуса, ответные вырезам (25) выступы (26).
Сорбционный фильтр (5) состоит из двух видов засыпной загрузки из гранулированного активированного угля одинаковой природы происхождения - макропористого (27) и мезопористого (28) в равных долях:
из однослойной загрузки, приведенной на фиг. 3.
с двухслойной загрузкой, приведенной на фиг. 4: с нижним слоем из макропористого (27) и верхним слоем из мезопористого (28) активированных углей.
Для облегчения массы носимого сорбционного фильтра, а также повышения удобства эксплуатации им - нижняя (3) часть может иметь внешнюю выточку (29) на цилиндре (с наружной стороны цилиндра (9)). Также для повышения удобства эксплуатации на съемной (ввинчивающейся) крышке (14) может быть закреплена пластина (30) с закругленными краями, например, при помощи винтов (31). Выточка (29) и пластина (30) представленные на фиг. 5 и 6 при использовании устройства исключат возможность выскальзывания из рук заявленного носимого сорбционного фильтра.
Работает носимый сорбционный фильтр следующим образом.
Заборный фильтр грубой очистки воды (1) погружают в водоисточник или емкость с исходной водой. Далее руками производят последовательное раздвижение и смыкание нижней (3) и верхней (4) частей корпуса в пределах хода насоса, что соответствует тактам его всасывания и нагнетания, выполняемым поршнем (7) с поршневыми кольцами (8) в цилиндре (9). Вода по всасывающей трубке (2) через штуцер (20) и центральное отверстие в крышке (19) попадает через всасывающий (11) клапан в цилиндр (9). Всасывающий (11) и нагнетающий (10) клапаны обеспечивают направленное движение воды через сетку (12) в сорбционный фильтр (5), где вода очищается, далее через сетку (13) поступает в полость под съемную крышку (14), где обеззараживается стерилизующим элементом (6). Из полости под съемной крышкой (14) очищенная вода по штуцеру (15) и трубке (16) поступает к мундштуку (17). Очищенную воду можно пить непосредственно через мундштук (17) или наполнять флягу или бутылку, вставив мундштук (17) в ее горловину. В походном положении мундштук (17) закрывают съемным защитным колпачком (18). При работе фильтра уплотнительные прокладки (21), (22), (23) и (24) исключают подсос воздуха при всасывании воды и ее потери при нагнетании.
Для сборки фильтра в рабочее состояние соединяют нижнюю (3) и верхнюю (4) части корпуса, введя поршень (7) в цилиндр (9), пропустив выступы (26) сквозь пазы (25), и поворачивают части корпуса относительно друг друга вокруг продольной оси на угол 10…80°.
Для разборки фильтра совмещают пазы (25) верхней кромки нижней части (3) корпуса и выступы (26) верхней части (4) корпуса в положении верхней мертвой точки насоса и разъединяют их раздвижением вдоль продольной оси. В разобранном виде фильтр имеет меньший продольный габарит.
Авторами были проведены теоретические и экспериментальные исследования для определения оптимального состава засыпной загрузки из гранулированного активированного угля одинаковой природы происхождения, а именно макропористого и мезопористого.
Изучалась работа сорбционных фильтров на растворах нефтепродуктов и фенолов разной концентрации с применением следующих видов комплексных сорбционных загрузок (КСЗ):
1) КСЗ-1 - двухслойная загрузка сорбционного фильтра: нижний слой - МАУ-2А (ТУ 0320-001-23363751-2002), верхний слой - БАУ - А (ГОСТ 6217-74); с равным распределением объемов (где МАУ - модифицированный азотсодержащий уголь, а БАУ - березовый активированный уголь).
2) КСЗ-2 - с распределением объемов - 70% БАУ-А и 30% МАУ-2А.
3) КСЗ-3 -то же; с распределением объемов - 62,5% БАУ-А и 37,5% МАУ-2А.
В результате проведенных экспериментальных работ были получены графики экспериментального сравнения массы извлеченных нефтепродуктов на комплексных загрузках КСЗ-1 и КСЗ-2, а также КСЗ-1 КСЗ-3, представленные соответственно на фиг. 9 и 10, из которых можно сделать вывод, что оптимальное соотношение близко к 50 на 50%, то есть в равных долях.
Из представленного на фиг. 11. вида поддерживающего слоя в фильтровальной колонке: а) с загрузкой БАУ-А, б) с загрузкой КСЗ-1 видно, что вынос частиц АУ с комплексной сорбционной загрузки меньше.
Сравнительная структура активированных углей МАУ-2А (ТУ 0320-001-23363751-2002) и БАУ-А (ГОСТ 6217-74), приведенная на фиг. 12 с разным увеличением (с разными полями съемки), дает видимое представление о применяемых сорбционных материалах.
Результаты сравнительных исследований сорбционной емкости активированных углей в статических условиях приведены ниже на фиг. 13, 14 и 15. Сравнительные изотермы адсорбции нефтепродуктов и фенолов из раствора «нефтепродукты+фенол» различными активированными углями при Сисх=100 мг/дм3 в статических условиях приведены для нефтепродуктов на фиг. 13б и для фенолов на фиг. 13а.
Сорбционные емкости однородных и комплексной загрузок АУ по нефтепродуктам из раствора «нефтепродукты+фенол» в диапазонах концентраций Ср до 10,0 мг/дм3 и до 20,0 мг/дм3 приведены соответственно на фиг. 14 и 15.
Результаты экспериментов по определению масс извлеченных нефтепродуктов на различных активированных углях в динамическом режиме представлены в табл.1.
Результаты исследований сорбционного фильтра с КСЗ-1 в динамических условиях приведены в табл. 2.
Пропускание воды через заявленный фильтр обеспечивает надежную комплексную очистку воды из поверхностных водоисточников до воды питьевого качества. Исходная вода очищается от взвешенных веществ, коллоидов, патогенных микроорганизмов, включая их споровые формы, токсинов, высоко- и низкомолекулярных органических загрязнений, отравляющих, сильнодействующих и радиоактивных веществ, снижается цветность.
Так как «носимый сорбционный фильтр для воды» является разборным, то в нем есть возможность самостоятельно менять загрузку сорбционного фильтра и смену стерилизующего элемента. Это позволяет использовать заявленную конструкцию фильтра неограниченное время и обеспечивает повышение универсальности в виду возможности использования различных видов сорбционных гранулированных углей и стерилизующих элементов, а также позволяет повысить его долговечность.
При этом заявленная конструкция существенно уменьшает эксплуатационные затраты при использовании данного устройства, так как при эксплуатации необходимо будет менять только расходные материалы: гранулированную засыпку из активированного угля и стерилизующий элемент в виде обеззараживающей таблетки, а также, при необходимости, прокладки ручного поршневого насоса и прокладки крышки верхней части корпуса и штока насоса.
Металлический корпус, например, из нержавеющей стали или пищевого алюминия дополнительно позволяет обеспечить долговечность конструкции и ее надежность.
Двухслойная загрузка активированного угля увеличивает сорбционную емкость сорбционного фильтра и, как следствие, увеличивает продолжительность его работы. Кроме того, она более стойкая к повышенной концентрации органических загрязнений.
Однослойная загрузка из смеси активированных углей существенно упрощает смену загрузки сорбционного фильтра, например, в полевых условиях.
Из выше приведенного следует, что заявленное техническое решение «Носимый сорбционный фильтр для воды» обладает всеми критериями полезной модели, так как
техническое решение в совокупности с ограничительными и отличительными признаками формулы полезной модели является новым для носимых сорбционных фильтров воды и, следовательно, соответствует критерию "новизна".
реализация заявленного устройства не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию "промышленная применимость".
Список литературы:
1. Патент на полезную модель РФ: RU 18648 U1 от 10.07.2001, МПК B01D 63/00, C02F 1/18, «Переносной фильтр для очистки воды».
2. Патент на полезную модель РФ: RU 110285 U1 от 20.11.2011, МПК B01D 27/00, «Походный патронный фильтр для воды».
3. Патент США: US 6245228 B1 от 12.06.2001, МПК C02F 1/00, C02F 1/28, C02F 1/42, «Система очистки воды в чрезвычайных обстоятельствах».
4. Патент США: US 5366642 A от 22.11.1994, МПК B01D 35/26, C02F 1/00, F04B 53/12, «Ручной переносной насос для фильтрации воды».
5. Патент на полезную модель РФ: RU 67086 U1 от 10.10.2007, МПК C02F 1/00, «Комбинированный фильтрующе-сорбирующий элемент для индивидуального устройства очистки воды от низкомолекулярных физиологически активных веществ по патенту на изобретение».
6. Патент на полезную модель РФ: RU RU 120370 U1 от 20.09.2012, МПК B01D 35/26, «Походный фильтр для очистки воды» - прототип.
7. Володин А.С., Симакина С.А., Фесенко В.В. Обеззараживание индивидуальных запасов питьевой воды в условиях чрезвычайных ситуаций, Государственный научно-испытательный институт военной медицины МО РФ, г. Москва, ж.: Экология человека, №5, 2003 г., с. 3…9.
8. Лопатин С.А., Бочкарев М.А., Кузнецов С.М., Ерофеев В.Г., Терентьев В.И. Факторы риска снижения боеспособности военнослужащих, обусловленные несовершенством полевого водоснабжения, Сборник материалов Юбилейной Всеармейской научно-практической конференции, Актуальные проблемы развития технических средств медицинской службы, 26 ноября 2015 г., Санкт-Петербург / Под общей редакцией профессора С.В. Чепура и профессора И.А. Шперлинга, т. 2, СПб: изд. «СК-Вектор», 2015. 315 с., 16 ил., 28 табл., с. 154-156.
Claims (3)
1. Носимый сорбционный фильтр для воды, содержащий заборный фильтр грубой очистки воды, всасывающую трубку, корпус, состоящий из соосных нижней и верхней частей, образующих ручной насос, сорбционный фильтр и стерилизующий элемент, поршень ручного насоса выполнен как деталь верхней части корпуса, цилиндр ручного насоса выполнен как деталь нижней части корпуса, торцы поршня и цилиндра снабжены соответственно нагнетающим и всасывающим клапанами, корпус выполнен разъемным за счет взаимного поворота его составных частей вокруг продольной оси в положении верхней мертвой точки насоса, а верхняя часть корпуса снабжена трубкой для отвода очищенной воды, оснащенной мундштуком со съемным защитным колпачком, отличающийся тем, что сорбционный фильтр и стерилизующий элемент расположены в верхней части корпуса под съемной крышкой, сорбционный фильтр состоит из двух видов засыпной загрузки из гранулированного активированного угля одинаковой природы происхождения - макропористого и мезопористого в равных долях, которые снизу и сверху ограничены сетками инертного материала с величиной ячейки 0,1…0,3 мм, над верхней сеткой в полости под съемной крышкой установлен стерилизующий элемент в виде обеззараживающей таблетки, всасывающий клапан выполнен дисковым, а нагнетательный - шариковым.
2. Носимый сорбционный фильтр для воды по п. 1, отличающийся тем, что сорбционный фильтр выполнен с двухслойной загрузкой: с нижним слоем из макропористого активированного угля и верхним слоем из мезопористого активированного угля.
3. Носимый сорбционный фильтр для воды по п. 1, отличающийся тем, что сорбционный фильтр выполнен с однослойной загрузкой из смеси из макропористого и мезопористого активированного углей.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016128743/05U RU166084U1 (ru) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Носимый сорбционный фильтр для воды |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016128743/05U RU166084U1 (ru) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Носимый сорбционный фильтр для воды |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU166084U1 true RU166084U1 (ru) | 2016-11-10 |
Family
ID=57280384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016128743/05U RU166084U1 (ru) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Носимый сорбционный фильтр для воды |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU166084U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU172621U1 (ru) * | 2017-03-28 | 2017-07-17 | Закрытое Акционерное Общество "Полимерфильтр" | Походный фильтр для очистки воды |
-
2016
- 2016-07-14 RU RU2016128743/05U patent/RU166084U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU172621U1 (ru) * | 2017-03-28 | 2017-07-17 | Закрытое Акционерное Общество "Полимерфильтр" | Походный фильтр для очистки воды |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8425771B2 (en) | Double chamber water purification device | |
| US8394268B2 (en) | Double chamber water purification device | |
| RU120370U1 (ru) | Походный фильтр для очистки воды | |
| EP1931598A1 (en) | Manually operable water purifying device | |
| US10105004B2 (en) | Water filter device | |
| CN107973439B (zh) | 便于泥水分离的污水净化装置 | |
| CN201436055U (zh) | 便携式净水装置 | |
| CN102642949B (zh) | 一种中央活水滤水系统 | |
| RU166084U1 (ru) | Носимый сорбционный фильтр для воды | |
| CN201882996U (zh) | 直饮水一体化设备 | |
| CN112299587A (zh) | 一种便携式反渗透净水装置 | |
| CN203754525U (zh) | 一种全自动反冲洗式制水设备 | |
| CN201168493Y (zh) | 笔式陶瓷膜净水器 | |
| CN2354950Y (zh) | 个人多功能净水器 | |
| CN202688068U (zh) | 一种中央活水滤水系统 | |
| WO2010011984A2 (en) | Double chamber water purification device | |
| EP0249049A1 (en) | Portable water purifier | |
| CN104193025B (zh) | 便携式反渗透水质过滤装置 | |
| CN204079631U (zh) | 便携式反渗透水质过滤装置 | |
| RU172621U1 (ru) | Походный фильтр для очистки воды | |
| KR101999367B1 (ko) | 수동식 펌프를 이용한 정수기 | |
| Rice | Enhanced Fluoride Removal in Biosand Filters Using Aluminum Oxide Coated Media and Modified Filter Design | |
| CN214571075U (zh) | 一种便携式反渗透净水装置 | |
| CN106457202B (zh) | 一种用于水净化的工艺和设备 | |
| KR101355383B1 (ko) | 휴대형 정수 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180715 |