RU2377043C1 - Filtration element for fluid fine cleaning - Google Patents
Filtration element for fluid fine cleaning Download PDFInfo
- Publication number
- RU2377043C1 RU2377043C1 RU2008116852/15A RU2008116852A RU2377043C1 RU 2377043 C1 RU2377043 C1 RU 2377043C1 RU 2008116852/15 A RU2008116852/15 A RU 2008116852/15A RU 2008116852 A RU2008116852 A RU 2008116852A RU 2377043 C1 RU2377043 C1 RU 2377043C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter element
- filter
- substrate
- rigid plate
- membrane
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение 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.The invention relates to devices used for thin filtering liquids by consumers: drinking water, alcohols, hydrocarbons, esters, gasoline, kerosene, organic compounds, acids, hydrogen peroxide, etc., which effectively cleans the filtered liquid from suspensions, bacteria, dissolved chemical and organic compounds, heavy metals, aluminum, iron and other contaminants; the filter element is chemically neutral and can find application in domestic and industrial conditions, in the chemical industry, in medicine, in pharmaceuticals and in scientific works, and in the absence of drinking tap water for individual consumers.
Известен аппарат для очистки воды, содержащий корпус, ультрафильтрационный блок, фильтр-элемент, загрузку из материала с плотностью, меньшей, чем плотность воды, например пенополистирола, патрубки подачи исходной воды (а.с. СССР 1584984, В01D 61/00, 1990 г.).A known apparatus for water purification, comprising a housing, an ultrafiltration unit, a filter element, loading from a material with a density lower than the density of water, for example polystyrene foam, nozzles for supplying raw water (A.S. USSR 1584984, B01D 61/00, 1990 .).
Недостатком этого аппарата является недостаточное качество очистки воды.The disadvantage of this apparatus is the insufficient quality of water treatment.
Известен фильтр для тонкой очистки, содержащий корпус, выполненный с коллекторами для сбора фильтрата, штуцер и шланг для отвода отфильтрованной воды, фильтрационную подложку и фильтроэлементы, которые выполнены из пленки со сквозными отверстиями (см. патент РФ №2145984 по кл. С02F 9/00 с приоритетом от 1999 г.).A known filter for fine cleaning, containing a housing made with collectors for collecting the filtrate, a fitting and a hose for draining filtered water, a filter substrate and filter elements that are made of a film with through holes (see RF patent No. 2145984 according to class C02F 9/00 with a priority of 1999).
К недостатку этого фильтра следует отнести затруднения в эксплуатации при расположении уровня фильтруемой жидкости ниже высоты фильтрующего элемента.The disadvantage of this filter is the difficulty in operation when the level of the filtered liquid is lower than the height of the filter element.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту является фильтр для очистки жидкости, включающий штуцер для отвода отфильтрованной жидкости, фильтрационную подложку и внешние мембраны, выполненные из пленки со сквозными отверстиями (см. патент РФ №2145943 по кл. С02F 9/00 с приоритетом от 27.02.2000 г.).The closest in technical essence and the achieved effect is a filter for cleaning liquid, including a fitting for draining the filtered liquid, a filter substrate and external membranes made of a film with through holes (see RF patent No. 2145943 according to class C02F 9/00 with priority from 02/27/2000).
Хотя это техническое решение и позволяет повысить качество очистки воды, однако оно не предназначено для работы под давлением в стандартных бытовых и промышленных фильтрах и не обеспечивает его работы при вертикальном расположении фильтр-элемента в расходной емкости, когда уровень фильтруемой жидкости опускается ниже высоты фильтр-элемента в безнапорном варианте использования фильтр-элемента для фильтрации жидкости. Когда на штуцер надевается полимерная трубка, фильтр-элемент помещается в сосуд с фильтруемой жидкостью, расположенный на 50-70 см выше сосуда для сбора отфильтрованной жидкости.Although this technical solution allows improving the quality of water purification, it is not designed to operate under pressure in standard household and industrial filters and does not provide for its operation when the filter element is vertically located in the supply tank when the level of the filtered liquid falls below the height of the filter element in non-pressure use of the filter element for filtering liquid. When a polymer tube is put on the nozzle, the filter element is placed in a vessel with a filtered liquid, located 50-70 cm above the vessel to collect the filtered liquid.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования фильтр-элемента бытового фильтра для тонкой очистки жидкости, в котором благодаря такому конструктивному исполнению с продольными и поперечными капиллярными канавками и герметичному закреплению по периметру прямоугольной жесткой пластины мембраны и фильтрационной подложки достигается возможность использования его как в безнапорном, так и магистральном вариантах, а также как в горизонтальном, так и в вертикальном положениях, когда уровень фильтруемой жидкости опускается ниже высоты фильтр-элемента. Использование в качестве подложки мембранного пористого фильтрационного материала обеспечивает непопадание накапливаемых на поверхности трековой мембраны в процессе фильтрации многократных загрязнений в фильтрат при повреждении внешней трековой мембраны.The basis of the invention is the task of improving the filter element of the household filter for fine liquid purification, in which, thanks to such a design with longitudinal and transverse capillary grooves and tight sealing around the perimeter of a rectangular rigid plate of the membrane and filter substrate, it can be used both in pressure-free and trunk options, as well as in horizontal and vertical positions, when the level of the filtered liquid drops neither e heights filter element. The use of a membrane porous filtration material as a substrate ensures that no accumulated contaminants accumulate on the surface of the track membrane during filtration of multiple contaminants into the filtrate when the outer track membrane is damaged.
Указанный технический результат достигается тем, что фильтр-элемент для фильтров тонкой очистки жидкости, выполненный со штуцером для отвода отфильтрованной жидкости и содержащий фильтрационную подложку и внешние мембраны, выполненные из пленки со сквозными отверстиями, содержит пластину прямоугольной формы, каждая и 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.The specified technical result is achieved in that the filter element for fine filters of liquid, made with a fitting for draining the filtered liquid and containing a filter substrate and external membranes made of a film with through holes, contains a rectangular plate, each of which has elongated sides, at least two flowing longitudinal capillary grooves parallel to the elongated sides of the plate, with one end of the grooves communicating with a fitting for a filtered fluid inlet through flowing transverse grooves parallel to the shortened side of the plate and perpendicular to the longitudinal grooves.
Указанный результат достигается также тем, что фильтрационные подложки расположены между внешними мембранами и плоскими сторонами жесткой пластины.The specified result is also achieved by the fact that the filter substrate is located between the outer membranes and the flat sides of the rigid plate.
Указанный результат достигается также тем, что фильтрационные подложки и внешние мембраны ламинированы и плотно соединены с жесткой пластиной.The indicated result is also achieved by the fact that the filtration substrates and external membranes are laminated and tightly connected to a rigid plate.
Указанный результат достигается также тем, что фильтрационные подложки и внешние мембраны по периметру жестко закреплены на жесткой пластине термосваркой.The indicated result is also achieved by the fact that the filtration substrates and external membranes around the perimeter are rigidly fixed to the rigid plate by heat sealing.
Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where
на фиг.1 изображен вид сверху на фильтр-элемент;figure 1 shows a top view of the filter element;
на фиг.2 - продольный разрез В-В фильтр-элемента для фильтров тонкой очистки жидкостей;figure 2 is a longitudinal section bb of the filter element for fine filters of liquids;
на фиг.3 - разрез А-А фиг.2;figure 3 is a section aa of figure 2;
на фиг.4 - схема фильтрации жидкости с выноской, дающей представление о выполнении пор в мембране.figure 4 is a diagram of a liquid filtration with a leader, giving an idea of the implementation of pores in the membrane.
Фильтр-элемент для тонкой очистки жидкости состоит из жесткой пластины 1 (фиг.1-4), выполненной прямоугольной формы и из полипропилена размером 200×68×4 мм с внутренней капиллярной структурой в виде капиллярных канавок 2-7 и штуцером 8 для отвода отфильтрованной воды. Сверху и снизу жесткой пластины размещается фильтрационная подложка 9 и 10 из нетканого материала (например, смесь полипропилена и полиэтилена) толщиной 100-200 мкм. На внешние стороны подложки ламинируется защитная мембрана 11 и 12 (пленка толщиной 10-20 мкм с калиброванными отверстиями размерами, которые можно выбрать в диапазоне от 0,2 до 1,2 мкм - трековая мембрана). Мембрана может быть изготовлена из поликарбоната, лавсана, полиимида, полипропилена, фторсодержащей пленки. Герметизация фильтр-элемента производится термической сваркой по периметру корпуса сверху и снизу. Трековая мембрана и фильтрационная подложка привариваются к жесткой пластине.The filter element for thin cleaning the liquid consists of a rigid plate 1 (Figs. 1-4), made of a rectangular shape and made of polypropylene 200 × 68 × 4 mm in size with an internal capillary structure in the form of capillary grooves 2-7 and a
Подложка 9 и 10 может быть выполнена, по крайней мере, из одного слоя и представляет собой мембранный фильтр, изготовленный из производных полимеров. Материал мембранного фильтра образует связную структуру, так что свободные частицы или волокна отсутствуют. При этом можно считать, что процесс фильтрации аналогичен действию многослойного сита или решета с весьма малыми по размерам ячейками размеры проходов, или пор, в пределах отдельного фильтр-элемента выдерживаются с очень жесткими допусками (порядка 0,05 мкм), что дает возможность изготавливать фильтр-элементы с порами различной величины.
В жесткой пластине 1 фильтр-элемента сделаны проточные продольные 2-5 и проточные поперечные 6 и 7 капиллярные канавки, которые обеспечивают режим его работы по всей площади мембраны. При правильном выборе сочетания размеров жесткой пластины, толщины и пористости подложки, размеров и расположения капиллярных канавок обеспечивается оптимальный с точки зрения производительности и ресурса режим работы фильтр-элемента в процессе фильтрации. Также обеспечивается возможность работы фильтр-элемента в безнапорном варианте в любом положении (горизонтальном или вертикальном), причем фильтр-элемент в вертикальном положении не прекращает работу, даже когда уровень фильтруемой жидкости опускается ниже высоты фильтр-элемента, фильтр-элемент «высасывает» фильтруемую жидкость как насос до дна. Этот эффект обеспечивается внутренним смачиванием мембраны изнутри фильтр-элемента капиллярным эффектом подъема жидкости на заданную высоту.In the rigid plate 1 of the filter element, flowing longitudinal 2-5 and flowing transverse 6 and 7 capillary grooves are made, which ensure its operation over the entire membrane area. With the right choice of a combination of the dimensions of the rigid plate, the thickness and porosity of the substrate, the size and location of the capillary grooves, the operating mode of the filter element during the filtering process is optimal from the point of view of productivity and resource. It is also possible to operate the filter element in a pressure-free version in any position (horizontal or vertical), and the filter element in the vertical position does not stop working, even when the level of the filtered liquid falls below the height of the filter element, the filter element “sucks” the filtered liquid like a pump to the bottom. This effect is provided by the internal wetting of the membrane from the inside of the filter element by the capillary effect of lifting the liquid to a predetermined height.
Размер пор подложки должен быть больше размера пор мембраны. Толщина подложки должна быть на порядок больше толщины мембраны. Соблюдение этих соотношений обеспечит равномерность фильтрации по всей площади фильтр-элемента и наилучшую его производительность.The pore size of the substrate should be larger than the pore size of the membrane. The thickness of the substrate should be an order of magnitude greater than the thickness of the membrane. Compliance with these ratios will ensure uniformity of filtration over the entire area of the filter element and its best performance.
Мембрана ламинируется на подложку при этом общая площадь ламинации не превышает 10% 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.The membrane is laminated to the substrate, while the total lamination area does not exceed 10% of the total working surface of the membrane, which ensures the strength of the track membrane and its tight pressing against the substrate to ensure optimal uniform operation of the filter element over the entire membrane area.
Данная конструкция фильтр-элемента позволяет использовать его как в безнапорном, так и магистральном вариантах. Конструкция фильтр-элемента (это абсолютно плоский жесткий корпус с капиллярными канавками, мембраной, фильтрационной подложкой и штуцером) обеспечивает его работу при внешнем давлении фильтруемой жидкости до 10 атм. При безнапорном варианте использования фильтр-элемента имеется в виду схема фильтрации жидкости, когда на штуцер надевается полимерная трубка 13 (фиг.1 и 4), фильтр-элемент помещается в сосуд 14 с фильтруемой жидкостью, расположенный на 50-70 см выше сосуда 15 для сбора отфильтрованной жидкости.This design of the filter element allows you to use it in both pressure-free and trunk versions. The design of the filter element (it is an absolutely flat rigid case with capillary grooves, a membrane, a filtering substrate and a fitting) ensures its operation with an external pressure of the filtered liquid up to 10 atm. In the non-pressure version of the use of the filter element, this refers to the liquid filtration scheme, when the
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.In extreme situations: natural disasters, floods, tourism, military operations, the filter element can be used as an individual filter. By attaching a 4 mm polymer tube to the nozzle or directly dropping the filter element into the water directly through the nozzle, you can safely drink water by sucking it with your mouth.
Применяемые при изготовлении фильтр-элемента материалы и технологии изготовления обеспечивают:The materials and manufacturing technologies used in the manufacture of the filter element provide:
- его химическую нейтральность;- its chemical neutrality;
- 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);- the possibility of sterilization, for example, by boiling (this possibility is provided due to the fact that there are no internal containers in the structure of the filter element, otherwise it would simply burst);
- 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.- selection of parameters (pores) of the track membrane and substrate allows one to produce the most optimal (from the point of view of resource and productivity) filter elements for filtering various liquids both in terms of viscosity and contamination, and in the quality of the required cleaning.
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:The claimed technical solution can be effectively used for fine filtration of the following liquids: drinking water, alcohols, hydrocarbons, ethers, gasoline, kerosene, organic compounds, acids, hydrogen peroxide, etc., while it allows you to effectively filter:
- различные мелкодисперсные механические частицы и взвеси;- various finely divided mechanical particles and suspensions;
- все виды бактерий - 100%;- all types of bacteria - 100%;
- тяжелые металлы - 85-95%;- heavy metals - 85-95%;
- свинец - более 90%;- lead - more than 90%;
- кадмий - 80%;- cadmium - 80%;
- железо 3-валентное - 100%;- iron 3-valent - 100%;
- нефтепродукты - более 95%;- petroleum products - more than 95%;
- пестициды - более 90%;- pesticides - more than 90%;
- алюминий - 100%.- aluminum - 100%.
Многослойный мембранный фильтр-элемент обладает всеми свойствами фильтрации, присущими трековой мембране и мембранному объемному фильтру.A multilayer membrane filter element has all the filtering properties inherent in a track membrane and a membrane volume filter.
Скорость потока пропорциональна площади фильтрации и разности давлений и обратно пропорциональна вязкости фильтруемой жидкости. Заявляемый фильтр-элемент при фильтрации питьевой воды при давлении 1 атм способен обеспечить начальную производительность 30 литров в час.The flow rate is proportional to the filtration area and the pressure difference and inversely proportional to the viscosity of the filtered fluid. The inventive filter element when filtering drinking water at a pressure of 1 atm is able to provide an initial productivity of 30 liters per hour.
Срок службы мембранного фильтр-элемента - это объем жидкости, который может быть пропущен через фильтр-элемент до того, как скорость потока упадет ниже требуемого уровня или до полного прекращения потока, т.е. до засорения фильтр-элемента. 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.The service life of the membrane filter element is the volume of liquid that can be passed through the filter element before the flow rate drops below the required level or until the flow stops completely, i.e. until the filter element is clogged. The use of an external track membrane allows the regeneration of the filter element as it is contaminated with an acid solution (regeneration efficiency of 92-94%), which significantly increases its service life.
При использовании фильтр-элемента в виде индивидуального фильтра необходимо для протекания процесса фильтрации создать перепад давлений на мембране за счет разности статических высот Н и H1 (50-70 см) расположения расходной емкости и емкости для сбора фильтрованной жидкости (фиг.3). 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.When using the filter element in the form of an individual filter, it is necessary for the filtration process to create a pressure differential on the membrane due to the difference in the static heights H and H 1 (50-70 cm) of the arrangement of the supply container and the container for collecting the filtered liquid (Fig. 3). Such a filter is always ready to work in extreme cases and is put into operation when it is necessary to obtain a liquid purified from harmful substances (impurities), while installing the filter and its maintenance (regeneration) is quite simple and does not take much time.
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).The implementation of the claimed technical solution allows to increase the efficiency and reliability of the filter element, expand the range of its use in standard household and industrial filters, and also allows it to be used in emergency cases, in the form of an individual filter (this ensures its performance at any location of the filter element in the capacity of the filtered liquid (horizontally or vertically) and at any liquid level).
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008116852/15A RU2377043C1 (en) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | Filtration element for fluid fine cleaning |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008116852/15A RU2377043C1 (en) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | Filtration element for fluid fine cleaning |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2377043C1 true RU2377043C1 (en) | 2009-12-27 |
Family
ID=41642884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008116852/15A RU2377043C1 (en) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | Filtration element for fluid fine cleaning |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2377043C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550830C1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-05-20 | Валентина Александровна Будаева | Water preliminary filter |
-
2008
- 2008-04-30 RU RU2008116852/15A patent/RU2377043C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550830C1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-05-20 | Валентина Александровна Будаева | Water preliminary filter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101541406B (en) | Flat-membrane element for filtration and flat-membrane filtration module | |
WO1998007506A1 (en) | Hollow fiber membrane module, hollow fiber membrane module unit using the same, and septic tank provided with the module unit | |
CN101835528A (en) | Separation membrane element for filtration and membrane module for filtration | |
WO2003097220A1 (en) | Membrane separation device and membrane separation method | |
WO2007004262A1 (en) | Filtration device | |
WO2011158559A1 (en) | Method for cleaning membrane modules | |
JP2009213984A (en) | Separation membrane module for filtration, and filtration apparatus using the same | |
JP2002113338A (en) | Separation membrane element and module using the same | |
KR101402528B1 (en) | High-flux pressured membrane module water-purifying apparatus | |
RU2377043C1 (en) | Filtration element for fluid fine cleaning | |
KR101402399B1 (en) | Lower water collecting assembly of pressured membrane module water-purifying apparatus | |
RU2258673C2 (en) | Water purification apparatus | |
WO2012095992A1 (en) | Fitration device | |
RU68348U1 (en) | FILTER MATERIAL AND BACTERICIDAL DEVICE | |
RU75384U1 (en) | HOUSEHOLD FILTER FOR THIN LIQUID CLEANING | |
KR101557544B1 (en) | Hollow fiber membrane module | |
RU155947U1 (en) | FILTER ELEMENT FOR CLEANING LIQUID | |
CN102580564A (en) | Producing and using method of variable elastic step tubular dynamic membrane component | |
JP2013027803A (en) | Membrane module and immersion membrane unit | |
JP2018122230A (en) | Oil-water separator | |
RU2195356C1 (en) | Module and filter for water purification | |
JP3164640U (en) | Filtration equipment for removing fine turbidity | |
CN207361912U (en) | A kind of deep purification of waste water system of anthracene carbazole production line | |
RU2377044C1 (en) | Filtration element for fluid fine cleaning | |
CN211733999U (en) | Emergency water storage tank structure of water dispenser with separation function |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170501 |