WO2017099624A1 - Устройство очистки жидкости - Google Patents

Устройство очистки жидкости Download PDF

Info

Publication number
WO2017099624A1
WO2017099624A1 PCT/RU2016/000465 RU2016000465W WO2017099624A1 WO 2017099624 A1 WO2017099624 A1 WO 2017099624A1 RU 2016000465 W RU2016000465 W RU 2016000465W WO 2017099624 A1 WO2017099624 A1 WO 2017099624A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid
air
chamber
cleaning
exhaust means
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000465
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Денис Владиславович БАЙГОЗИН
Алексей Леонидович КУЗЬМИН
Дмитрий Андреевич СУРЖЕНКО
Джозеф Львович ШМИДТ
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн")
Priority to EP16873441.6A priority Critical patent/EP3388396B1/en
Priority to CN201680072107.4A priority patent/CN108430928A/zh
Priority to US15/777,235 priority patent/US20180353874A1/en
Publication of WO2017099624A1 publication Critical patent/WO2017099624A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/22—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to the construction of the column
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
    • 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
    • C02F1/003—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using household-type filters for producing potable water, e.g. pitchers, bottles, faucet mounted devices
    • 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
    • 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
    • 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
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/02—Fluid flow conditions

Definitions

  • the invention relates to a device for cleaning liquids, mainly water from local (wells, wells, etc.) and / or municipal sources for domestic and / or drinking water supply and is intended for use in domestic conditions, in summer cottages and gardens.
  • the invention relates to pressure-free liquid purification devices, since the liquid flows through the device by gravity under the influence of gravity.
  • Known designs of non-pressure type devices for liquid purification include, as a rule, the following elements: a container for the initial liquid and a container for the purified liquid, which communicate with each other through the liquid purification device.
  • the devices known from the prior art operate as follows: the source liquid is placed in the container for the source liquid, from where the source liquid flows by gravity into the liquid purification device where the liquid purification process is carried out, the purified liquid flows from the liquid purification device to the container for the purified liquid.
  • the liquid purification devices known from the prior art generally consist of a housing and a filter zone formed by a filter medium consisting of a filter material and a post-filter element.
  • filter material in liquid purification devices known from the prior art, granular or fibrous sorbents, for example, activated carbon, ion-exchange resin, ion-exchange fiber, or a mixture of these sorbents, are generally used.
  • a post-filtration element in liquid purification devices known from the prior art for example, mesh post-filters or hollow fiber elements.
  • the device according to the patent US 8080160 consists of a housing comprising an upper filtration zone and a lower filtration zone, separated by a mesh of liquid-permeable material, with a filter medium placed in them.
  • filter material is used as the filter medium, and in the lower zone, a hollow fiber element (hereinafter referred to as the PV element).
  • the body of the liquid purification device consists of a lower main part and a cover. In the cover of the housing of the liquid purification device, openings are made for the input of the original liquid. The lower main part of the body is provided with openings for the outlet of the purified liquid.
  • the initial liquid through the holes made in the cover flows from top to bottom through the filter material of the upper filtration zone and then penetrates into the PV element of the lower filtration zone.
  • the purified liquid exits through openings made in the lower wall of the housing of the liquid purification device.
  • liquid purification devices made with air vent.
  • the specified means of venting most often made in the form of a vertical tube of small diameter, but sufficient to accumulate the amount of air necessary to overcome the resistance of the liquid.
  • a hole is made in the upper wall of the tube for air outlet.
  • a liquid purification device consists of a housing including a filtration zone with a filter medium located in it, and air exhaust means for venting air from the filtration zone and consisting of a base, a vertical part and an air outlet element located in the upper wall of the vertical part. At the base of the air exhaust means, openings are made for the inlet of the source liquid.
  • the air vent means also serves as a cover for the body of the liquid purification device. In the lower part of the housing of the liquid purification device, openings are made for the outlet of the purified liquid.
  • the device for cleaning liquid works as follows.
  • a device for purifying a liquid is arranged between a container for a source liquid and a container for a purified liquid.
  • the capacity for the source fluid is filled with the source fluid, while the height of the column of the source fluid does not exceed the height of the vertical part of the air vent.
  • the source fluid through the holes for the input of the source fluid, made in the base of the exhaust air flows into the filtration zone. Passing through the filter medium, the liquid displaces the air in the filtration zone.
  • the displaced air rises along the vertical part of the air exhaust means and is discharged from the device through the air outlet element.
  • the purified liquid in this case enters the tank for purified liquid through openings for the outlet of the purified liquid.
  • the fluid purification device of US 4306971 has several disadvantages.
  • the main disadvantage of this device is that the original liquid enters the filtration zone from above. Since there is air in the filtration zone that must rise upward, a collision of the liquid and air flow occurs, which reduces the rate of liquid filtration and prevents the effective removal of air from the liquid purification device.
  • the design of the air exhaust means involves the release of air only in the Central part of the device for cleaning liquid. In the areas of the filter zone, near the side walls of the housing and the base of the air exhaust means, air bubbles can form, which will lead to an additional decrease in the filtration rate.
  • the prior art liquid purification device Mitsubishi Rayon Co., Ltd, (IPC BO ID 63/00, BO ID 63/02, C02F 1/28, C02F 1/44, publ. July 16, 2014) .
  • the specified liquid purification device consists of a housing, inside of which are located the upper and lower filtration zones separated by an impermeable baffle with the filter medium placed in them, and a tube for collecting the liquid to be cleaned.
  • the liquid purification device according to the patent application EP 2754642 contains an air removal means for exhausting air from the lower filtration zone and made in the form of a vertical tube, in the upper wall of which an air outlet element is placed.
  • the filter medium of the upper filtration zone is a sorption material, and the filter medium of the lower filtration zone is made in the form of a PV element.
  • openings are made for the inlet of the initial liquid.
  • the tube for collecting the cleaned liquid is located in the central part the upper filtration zone and is connected to the lower filtration zone.
  • the side walls of the tube for collecting the cleaned liquid are permeable to liquid.
  • An air vent is located on the outer upper surface of the body of the liquid purification device above the level of the holes for the source liquid located in the upper wall of the body of the liquid purification device.
  • In the central part of the upper wall of the air exhaust means there is an air outlet element made in the form of an opening. The air vent is connected to a pipe for collecting the liquid to be cleaned.
  • a hole is made for the outlet of the purified liquid.
  • a device for cleaning liquid works as follows.
  • the purified liquid leaves the liquid purification device through the hole for the outlet of the purified liquid, made in the base of the housing of the liquid purification device.
  • the liquid purification device has several disadvantages.
  • the liquid to be cleaned enters the lower filtration zone from above and flows from top to bottom, while the air released from the lower filtration zone rises from the bottom up.
  • a collision of liquid and air flow since the liquid flows into the lower filtration zone through the pipe to collect the cleaned liquid, and the air from the lower filtration zone also enters the air removal means through the pipe to collect the cleaned liquid, a collision of the air and liquid flow also occurs in the liquid collection pipe.
  • These collisions of flows impair the efficiency of air removal from the lower filtration zone, which leads to the fact that the air partially remains in the lower filtration zone, which reduces the speed and efficiency of liquid purification.
  • the tube for collecting the liquid to be cleaned is permeable to liquid, therefore, permeable to air, so there is the possibility of penetration of air passing up the tube through its side walls into the volume of the filter material of the upper filter zone, which leads to a deterioration in the passage of fluid through the upper filter zone and will lead to a decrease in the efficiency of fluid filtration.
  • the prior art fluid purification device according to the patent US 6638426, The Clorox Company (IPC B01D 27/02, B01D 27/14, publ. 10/28/2003).
  • the liquid purification device consists of a housing including upper and lower filtration zones with a filter medium located in them, an air exhaust means for exhaust air from the lower filtration zone and made in the form of an inverted funnel and consisting of a liquid-permeable conical base and liquid-impermeable vertical part provided with an air outlet element located in the upper wall of the air exhaust means.
  • In the upper filtration zone is a sorption filter material.
  • a PV element is located in the lower filtration zone.
  • An air vent is located in the central part of the upper filtration zone.
  • the base of the air exhaust means simultaneously serves as a partition between the lower and upper zones of the filtration, and holes for the flow of liquid from the upper filtration zone to the lower are made in the base of the air exhaust means.
  • the height of the vertical part of the air exhaust means exceeds the height of the upper filtration zone, thus, part of the vertical part of the air exhaust means, including the air outlet, are located outside the upper filter zone.
  • the air outlet element is made in the form of an opening.
  • the body of the liquid purification device consists of a lower main part and a cover. In the lower main part, holes are made for the outlet of the purified liquid.
  • the cover of the body of the liquid purification device is made of two elements: the lower part, in which openings are made for the input of the initial liquid into the upper filtration zone, and the upper convex part, in which air holes are made, functionally connected to the air outlet element of the air exhaust.
  • the device for cleaning liquid according to the patent US 6638426 works as follows.
  • the source liquid through the holes located in the lower part of the cover enters the upper filtration zone and, passing through the filter material of the upper filtration zone enters the lower filtration zone through openings made in the base of the air exhaust means. Passing through the lower filtration zone, the liquid displaces air from the lower filtration zone, which rises upward in the opposite flow and accumulates at the base of the air exhaust. When enough air is accumulated in the base of the air exhaust means to form a bubble, air rises along the vertical part of the air exhaust means, an air outlet element and air holes are formed in the housing cover of the liquid purification device, and goes outside the device. At the same time, the purified liquid exits the liquid purification device through the liquid outlet.
  • the fluid purification device of US 6,638,426 has a significant drawback. As noted above, when the fluid passes through the lower filtration zone towards the fluid flow, the air flow rises. Thus, in the lower filtration zone, a collision of the liquid and air flow occurs, which prevents the removal of air from the filtration zone. Also in the specified device does not provide an element that directs all the air into the vertical part of the exhaust air. Therefore, part of the air through the openings in the base of the air exhaust means can enter the upper filtration zone and remain there, blocking part of the filtration zone, thereby reducing the rate of fluid purification and reducing the degree of efficiency of using the upper filtration zone. This drawback is common to liquid purification devices according to US 6,638,426 and EP 2,754,642.
  • the liquid purification device (second embodiment) consists of a housing including an upper and lower filtration zone with a filter medium located in them, means for changing the direction of flow of the liquid being cleaned, air exhaust means for venting air from the lower filtration zone and made in the form of a vertical tube equipped with an air outlet element located in the upper wall of the air exhaust means.
  • a device for cleaning liquid is located in the housing of the container for the source liquid.
  • the lower filtration zone is located in the lower part of the tank housing for the source liquid.
  • the lower filtration zone there are vertical partitions that are impermeable to liquids — the outer, closer to the inner wall of the lower part of the tank body for the original liquid, and the inner, between which the outer section and the inner section are located.
  • the filter media of two types is placed in the outer section.
  • the filtering material of the third type is placed in the inner section.
  • Bottom and top sections are limited by partitions that are permeable to liquid.
  • a channel is formed for the passage of the liquid to be cleaned.
  • the channel for the passage of the cleaned fluid is connected to the tube for collecting the cleaned fluid located in the Central part of the upper filtration zone.
  • the channel for the passage of the liquid to be cleaned is not part of the lower filtration zone, since it provides only the passage of the liquid, and not its purification. Together, these partitions and channel for the passage of fluid form a means of changing the direction of flow of the liquid being cleaned.
  • An air vent is inserted into the tube to collect the fluid to be cleaned. At the top of the air vent, there is an air-permeable activated carbon plug.
  • the liquid purification device works as follows.
  • the liquid purification device is installed between the capacity for the source liquid and the capacity for the purified liquid.
  • the capacity for the source liquid is filled with the source liquid.
  • the height of the column of the source liquid should not be greater than the height of the vertical part of the means for venting the liquid purification device.
  • the liquid-permeable partition the liquid enters the lower part of the side section, rises up, two filtering materials of the side section pass sequentially, and flows through the liquid-permeable partition located on top of the central section into the central section from above. Further, the purified liquid through the hole made in the lower part of the housing of the device for cleaning liquid comes out. At the moment of penetration of the liquid to be cleaned into the filter material of the side section and then, when the liquid passes into the central section, air is displaced from the volume of the filter material. Since the cleaned liquid rises from the bottom up in the side section, its flow coincides with the direction of the air flow. When the fluid passes into the central zone, the flow the incoming cleaned liquid is in countercurrent with the flow of air, which begins to leave the volume of the filter material.
  • the objective of the invention and the technical result achieved by using the invention is the development of a new liquid purification device, increasing the filtration rate while increasing the degree of liquid purification.
  • the device for cleaning liquid consisting of a housing comprising upper and lower filter zones with a filter medium located in them, means for changing the direction of flow of the liquid to be cleaned, air exhaust means for venting air from the lower zone filtration and having an air outlet element located in the upper wall of the air exhaust means
  • the device is configured to exhaust air from the lower filtration zone using upflow fluid being treated in the beginning of the filtering process during filling device and a cleaning liquid in it means for changing the direction of flow of the cleaning liquid, comprising the filter medium, which simultaneously is the lower filter zone, is formed by a chamber of varying shape and size with a filter medium and inlet openings located in the upper or upper and lower parts of the side wall of this chamber and vertically oriented inner annular space in fluid communication with the camera through inlets located in the upper or upper and lower parts of the side wall of this chamber and formed by the inner side wall of the housing of the device for cleaning liquid spine and the outer side wall of the chamber, tapering to the lower part of the
  • FIG. 1 shows a liquid purification device
  • FIG. 2 shows the upper filtration zone with the vertical part of the air exhaust means and an air outlet element made in the form of an opening with a diameter of, for example, 1 mm.
  • FIG. 3 shows the upper filtration zone with the vertical part of the air exhaust means and an air outlet element made in the form of a valve.
  • FIG. 4 shows the upper filtration zone with a vertical part air exhaust means and an air outlet element made in the form of a capillary.
  • the liquid purification device (Fig. 1) consists of a body (1) consisting of a main part (not indicated in the figures) and a cover (17) in which the means (18) for inputting the initial liquid, which are openings, are made.
  • An upper filtration zone (2) is located in the housing (1), including a filter medium (3) made of, for example, but not limited to, activated carbon, activated carbon fiber, ion-exchange resin, ion-exchange fiber, or a mixture of these sorbents, and a lower filtration zone (4), including including a hollow fiber element (5) and sorption filter material (22), air removal means (6) and means for changing the direction of flow (7) of the liquid to be cleaned.
  • openings (19) are made for the outlet of the purified liquid.
  • a means of changing the direction of flow (7) of the liquid being cleaned containing a filter medium (3), namely, a sorption filter material (22), which is also the lower filter zone (4), is formed by a chamber (9) of varying shape and size with inlet openings (10) located in the upper or upper and lower parts of the side wall of the chamber (9) and vertically oriented inner annular space (8) in fluid communication with the chamber (9) through the inlet openings (10) and formed by the inner side wall of the core whisker (1) of the device for cleaning fluid and the outer side wall of the chamber (9).
  • the upper boundary of the vertically oriented inner annular space (8) coincides with the boundary layer of the filter material (22) of the upper zone filtration (2), and from the bottom with the bottom wall (11) of the housing (1) of the liquid purification device.
  • the vertically oriented inner annular space (8) of the claimed invention enters the lower filtration zone (4) and serves not only for the passage of the liquid to be cleaned from the upper filtration zone (2 ) into the chamber (9) through the inlets (10) in the radial direction, but also for cleaning the liquid, as it contains sorption filter material (22).
  • the lower part of the chamber (9) of the means for changing the direction of flow (7) of the liquid to be cleaned has at least one sealing element (12), which can be made, for example, integrally with the side wall of the chamber (9), or be made in as a separate element connected to the side wall of the chamber (9).
  • the lower filtration zone (4) is located inside the chamber (9).
  • the inlet openings (10) for the liquid to be cleaned, made in the upper part of the chamber (9) are located below the upper boundary of the hollow fibers of the hollow fiber element (5), the inlets (10) made in the lower part of the chamber (9) are located closer to the seal element (12) .
  • Sorption filter material (22) which is, for example, an ion-exchange fiber or a mixture of ion-exchange fiber and activated carbon, is located up to the level of the upper boundary of the hollow fibers of the hollow fiber element (5) inside the chamber (9).
  • the air vent (6) consists of a base (13), and a vertical part (14), the side walls of which are impervious to liquid and air.
  • the air vent (6) may be, for example, welded or tightly rubbed to the upper part of the chamber (9) means for changing the direction of the fluid flow (8) or to be made integrally with the upper part of the chamber (9) means for changing the direction of the flow (7) of the liquid being cleaned.
  • the air outlet element of the air exhaust means (6) can be made, for example, in the form of a hole (15) (Fig. 1, 2) for forced air removal having a diameter that impedes the flow of liquid from top to bottom through the specified hole (15).
  • the diameter of the hole (15) should be less than 1, 2 mm, and preferably set in the range from 0.4 to 1.0 mm.
  • the air outlet element of the air exhaust means (6) can be made, for example, in the form of a valve (20) (Fig. 3), which opens upward under the action of an air bubble and closes downward under the pressure of a liquid, in the form of a membrane valve, a flap valve. Also, the air outlet element of the air exhaust means (6) can be made in the form of a capillary (21) (Fig. 4) with a diameter sufficient for the passage of air and making it difficult for the liquid to flow down.
  • openings (18) are made for the input of the initial liquid.
  • An opening (16) is made in the central part of the lid connected to the air outlet element.
  • openings (19) are made for the outlet of the purified liquid.
  • a device for cleaning liquid works as follows.
  • a device for cleaning liquid is located between the capacity for the source liquid and the capacity for the purified liquid.
  • the capacity for the original liquid (not indicated in the figures) is filled with the original liquid, while in contrast to the closest analogue, the height of the column of the source liquid can be any.
  • the initial liquid through the holes (18) made in the cover (17) enters the upper filtration zone (2), filtering material (22) flows from top to bottom and flows into the vertically oriented inner annular space (8) of the lower filtration zone (4).
  • the fluid flows radially through the inlets (10) into the chamber (9) of the means for changing the direction of flow (7) of the liquid being cleaned.
  • the purified liquid leaves the liquid purification device through the holes (19) for the release of the purified liquid.
  • an air bubble is formed, which gradually turns into an elastic state.
  • the air vent (6) is designed in such a way that provides a gradual upward thrust of the air bubble inside the vertical part (14) of the air vent (6) and through the air outlet (FIGS. 1 and 2), 20 (FIG. 3), 21 (Fig. 4)) into the external environment.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (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)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройствам очистки жидкости. Устройство содержит корпус с верхней и нижней зонами фильтрации, средство изменения направления потока очищаемой жидкости, средство отвода воздуха. Устройство выполнено с возможностью отвода воздуха из нижней зоны фильтрации с помощью восходящего потока очищаемой жидкости в начале процесса фильтрации во время заполнения устройства очищаемой жидкостью. Средство изменения направления потока одновременно является нижней зоной фильтрации, сформировано камерой с фильтрующей средой и с впускными отверстиями, и вертикально ориентированным внутренним кольцевым пространством, находящимся в жидкостном сообщении с камерой через впускные отверстия. Кольцевое пространство образовано внутренней боковой стенкой корпуса и внешней боковой стенкой камеры, сужается к нижней части корпуса, содержит фильтрующую среду и служит для прохождения очищаемой жидкости из верхней зоны фильтрации в камеру через впускные отверстия в радиальном направлении. Технический результат: увеличение скорости фильтрации и повышение степени очистки жидкости.

Description

УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ жидкости.
Изобретение относится к устройствам очистки жидкости, преимущественно воды из локальных (скважины, колодцы и т.п.) и/или муниципальных источников для бытового и/или питьевого водоснабжения и предназначено для использования в бытовых условиях, на дачных и садовых участках.
По принципу действия изобретение относится к устройствам очистки жидкости безнапорного типа, так как жидкость протекает через устройство самотеком под воздействием силы тяжести. Известные конструкции устройств безнапорного типа для очистки жидкости включают в себя, как правило, следующие элементы: емкость для исходной жидкости и емкость для очищенной жидкости, которые сообщаются между собой через устройство очистки жидкости. Известные из уровня техники устройства работают следующим образом: исходную жидкость помещают в емкость для исходной жидкости, откуда исходная жидкость самотеком перетекает в устройство очистки жидкости, где осуществляется процесс очистки жидкости, из устройства очистки жидкости очищенная жидкость вытекает к емкость для очищенной жидкости. Известные из уровня техники устройства очистки жидкости, как правило, состоят из корпуса и фильтрующей зоны, сформированной фильтрующей средой, состоящей из фильтрующего материала и элемента постфильтрации. В качестве фильтрующего материала в известных из уровня техники устройствах очистки жидкости, как правило, используют гранулированные или волокнистые сорбенты, например, активированный уголь, ионообменную смолу, ионообменное волокно, или смесь указанных сорбентов. В качестве элемента постфильтрации в известных из уровня техники устройствах очистки жидкости могут быть использованы, например, сетчатые постфильтры или половолоконные элементы. Примером устройства очистки жидкости указанного типа является известное из уровня техники устройство очистки жидкости по патенту US 8080160, Mitsubishi Rayon Co., Ltd, (МПК ВО ID 63/02, B01D 41/02, B01D 61/18, B01D 61/00, опубл. 20.12.2011 ). Устройство по патенту US 8080160 состоит из корпуса, включающего верхнюю зону фильтрации и нижнюю зону фильтрации, разделенных сеткой из проницаемого для жидкости материала, с размещенной в них фильтрующей средой. В верхней зоне фильтрации в качестве фильтрующей среды используется фильтрующий материал, а в нижней зоне— половолоконный элемент (далее ПВ элемент). Корпус устройства очистки жидкости состоит из нижней основной части и крышки. В крышке корпуса устройства очистки жидкости выполнены отверстия для входа исходной жидкости. Нижняя основная часть корпуса снабжена отверстиями для выхода очищенной жидкости.
Устройство по патенту US 8080160 работает следующим образом.
Исходная жидкость через отверстия, выполненные в крышке, протекает сверху вниз через фильтрующий материал верхней зоны фильтрации и далее проникает в ПВ элемент нижней зоны фильтрации. Очищенная жидкость выходит через отверстия, выполненные в нижней стенке корпуса устройства очистки жидкости.
Основным недостатком указанного устройства очистки жидкости, является то, что во время фильтрации, при протекании жидкости через зоны фильтрации, из них выделяется воздух. Мельчайшие пузыри воздуха со временем агломерируют и разрастаются, что приводит к блокированию как минимум части фильтрующего материала, что снижает скорость и эффективность очистки жидкости.
Для того чтобы облегчить сбор воздуха и его выведение за пределы фильтрующего устройства, используют устройства очистки жидкости, выполненные со средством отвода воздуха. Указанное средство отвода воздуха чаще всего выполнено в виде вертикальной трубки небольшого диаметра, но достаточного для скопления объема воздуха необходимого, чтобы преодолеть сопротивление жидкости. В верхней стенке трубки выполнено отверстие для выхода воздуха.
Из уровня техники известно устройство US 4306971 (Chemie Brita Gerate Ing., МПК B01D 23/10, опубл. 22.12.1981). Устройство для очистки жидкости состоит из корпуса, включающего зону фильтрации с размещенной в ней фильтрующей средой, и средства отвода воздуха, предназначенного для отвода воздуха из зоны фильтрации и состоящего из основания, вертикальной части и элемента для выхода воздуха, расположенного в верхней стенке вертикальной части. В основании средства отвода воздуха выполнены отверстия для входа исходной жидкости. Средство отвода воздуха одновременно служит крышкой корпуса устройства очистки жидкости. В нижней части корпуса устройства очистки жидкости выполнены отверстия для выхода очищенной жидкости.
Устройство для очистки жидкости по патенту US 4306971 работает следующим образом. Устройство для очистки жидкости располагают между емкостью для исходной жидкости и емкостью для очищенной жидкости. Емкость для исходной жидкости заполняют исходной жидкостью, при этом высота столба исходной жидкости не превышает высоту вертикальной части средства отвода воздуха. Исходная жидкость через отверстия для входа исходной жидкости, выполненные в основании средства отвода воздуха, протекает в зону фильтрации. Проходя сквозь фильтрующую среду, жидкость вытесняет воздух, находящийся в зоне фильтрации. Вытесняемый воздух поднимается по вертикальной части средства отвода воздуха и выводится из устройства через элемент выхода воздуха. Очищенная жидкость при этом выходит в емкость для очищенной жидкости через отверстия для выхода очищенной жидкости.
Устройство для очистки жидкости по патенту US 4306971 имеет ряд недостатков. Основным недостатком указанного устройства является то, что исходная жидкость поступает в зону фильтрации сверху. Поскольку в зоне фильтрации присутствует воздух, который должен подниматься наверх, происходит столкновение жидкостного и воздушного потока, что уменьшает скорость фильтрации жидкости и препятствует эффективному выведению воздуха из устройства очистки жидкости. Также конструкция средства отвода воздуха предполагает выход воздуха только в центральной части устройства для очистки жидкости. В областях фильтрующей зоны, вблизи боковых стенок корпуса и основания средства отвода воздуха могут образоваться воздушные пузыри, что приведет к дополнительному снижению скорости фильтрации.
Из уровня техники известно устройство очистки жидкости по заявке на патент ЕР 2754642 Mitsubishi Rayon Co., Ltd, (МПК BO ID 63/00, ВО ID 63/02, C02F 1/28, C02F 1/44, опубл. 16.07.2014). Указанное устройство очистки жидкости состоит из корпуса, внутри которого расположены разделенные непроницаемой перегородкой верхняя и нижняя зоны фильтрации с размещенной в них фильтрующей средой, и трубка для сбора очищаемой жидкости. Также устройство очистки жидкости по заявке на патент ЕР 2754642 содержит, средство отвода воздуха, предназначенное для отвода воздуха из нижней зоны фильтрации и выполненное в виде вертикальной трубки, в верхней стенке которой размещен элемент выхода воздуха. Фильтрующая среда верхней зоны фильтрации представляет собой сорбционный материал, а фильтрующая среда нижней зоны фильтрации выполнена в виде ПВ элемента. В верхней стенке корпуса устройства для очистки жидкости выполнены отверстия для входа исходной жидкости. Трубка для сбора очищаемой жидкости расположена в центральной части верхней зоны фильтрации и соединена с нижней зоной фильтрации. Боковые стенки трубки для сбора очищаемой жидкости проницаемы для жидкости. Средство отвода воздуха расположено на внешней верхней поверхности корпуса устройства очистки жидкости выше уровня отверстий для исходной жидкости, расположенных в верхней стенке корпуса устройства для очистки жидкости. В центральной части верхней стенке средства отвода воздуха расположен элемент для выхода воздуха, выполненный в виде отверстия. Средство отвода воздуха соединено с трубкой для сбора очищаемой жидкости. В основании корпуса устройства очистки жидкости выполнено отверстие для выхода очищенной жидкости.
Устройство для очистки жидкости работает следующим образом.
Исходная жидкость через отверстия для входа исходной жидкости, расположенные в верхней стенке корпуса устройства для очистки жидкости попадает в верхнюю зону фильтрации, проходит фильтрующий материал, и через трубку сбора очищаемой жидкости жидкость поступает в нижнюю зону фильтрации. После прохождения нижней зоны фильтрации очищенная жидкость выходит из устройства для очистки жидкости через отверстие для выхода очищенной жидкости, выполненное в основании корпуса устройства для очистки жидкости. При прохождении очищаемой жидкости через нижнюю зону фильтрации из нее вытесняется воздух, который через трубку сбора очищаемой жидкости поступает в средство отвода воздуха и через элемент для выхода воздуха выходит наружу за пределы устройства очистки жидкости.
Устройство очистки жидкости по заявке ЕР 2754642 имеет ряд недостатков. Например, очищаемая жидкость поступает в нижнюю зону фильтрации сверху и протекает сверху вниз, при этом воздух, выделяемый из нижней зоны фильтрации, поднимается снизу вверх. Таким образом, внутри нижней зоны фильтрации происходит столкновение жидкостного и воздушного потоков. Кроме того, поскольку жидкость втекает в нижнюю зону фильтрации через трубку для сбора очищаемой жидкости, а воздух из нижней зоны фильтрации поступает в средство отвода воздуха также через трубку для сбора очищаемой жидкости, то в трубке для сбора жидкости также происходит столкновение воздушного и жидкостного потока. Указанные столкновения потоков ухудшают эффективность отведения воздуха из нижней зоны фильтрации, что приводит к тому, что воздух частично остается в нижней зоне фильтрации, что снижает скорость и эффективность очистки жидкости. Кроме этого исходя из описания устройства по патенту ЕР 2754642, трубка для сбора очищаемой жидкости проницаема для жидкости, следовательно, проницаема и для воздуха, таким образом существует возможность проникновения воздуха, проходящего вверх по трубке через ее боковые стенки в объем фильтрующего материала верхней фильтрующей зоны, что приводит к ухудшению прохождения жидкости через верхнюю фильтрующую зону и приведет к снижению эффективности фильтрации жидкости.
Также недостатком указанного устройства очистки жидкости является то, что нижняя и верхняя зоны фильтрации разделены перегородкой и жидкость из верхней зоны фильтрации попадает только через трубку для сбора очищаемой жидкости, расположенную в центральной части фильтрующей зоне. Таким образом, в процессе фильтрации задействована в основном центральная часть нижней фильтрующей зоны, то есть нижняя фильтрующая зона используется не эффективно.
Из уровня техники известно устройство очистки жидкости по патенту US 6638426, The Clorox Company (МПК B01D 27/02, B01D 27/14, опубл. 28.10.2003). Устройство очистки жидкости состоит из корпуса, включающего верхнюю и нижнюю зоны фильтрации с размещенной в них фильтрующей средой, средство отвода воздуха, предназначенное для отвода воздуха из нижней зоны фильтрации и выполненное в виде перевернутой воронки и состоящее из проницаемого для жидкости конического основания и непроницаемой для жидкости вертикальной части, снабженной элементом выхода воздуха, расположенным в верхней стенке средства отвода воздуха. В верхней зоне фильтрации расположен сорбционный фильтрующий материал. В нижней зоне фильтрации расположен ПВ элемент.
Средство отвода воздуха расположено в центральной части верхней зоны фильтрации. При этом основание средства отвода воздуха одновременно выполняет функцию перегородки между нижней и верхней зонами фильтрацию, и в основании средства отвода воздуха выполнены отверстия для течения жидкости из верхней зоны фильтрации в нижнюю. Высота вертикальной части средства отвода воздуха превышает высоту верхней зоны фильтрации, таким образом, часть вертикальной части средства отвода воздуха, включая элемент для выхода воздуха, расположены за пределами верхней зоны фильтрации. Элемент для выхода воздуха выполнен в виде отверстия.
Корпус устройства очистки жидкости состоит из нижней основной части и крышки. В нижней основной части выполнены отверстия для выхода очищенной жидкости. Крышка корпуса устройства очистки жидкости выполнена из двух элементов: нижней части, в которой выполнены отверстия для входа исходной жидкости в верхнюю зону фильтрации, и верхней выпуклой части, в которой выполнены отверстия для воздуха, функционально связанные с элементом для выхода воздуха средства отвода воздуха.
Устройство для очистки жидкости по патенту US 6638426 работает следующим образом.
Исходная жидкость через отверстия, расположенные в нижней части крышки, поступает в верхнюю зону фильтрации и, проходя через фильтрующий материал верхней зоны фильтрации, поступает в нижнюю зону фильтрации через отверстия, выполненные в основании средства отвода воздуха. Проходя через нижнюю зону фильтрации, жидкость вытесняет воздух из нижней зоны фильтрации, который встречным потоком поднимается вверх и скапливается в основании средства отвода воздуха. Когда воздуха в основании средства отвода воздуха накапливается достаточно для образования пузыря, воздух поднимается по вертикальной части средства отвода воздуха, проходит элемент для выхода воздуха и отверстия для воздуха, выполненные в крышке корпуса устройства очистки жидкости, и выходит за пределы устройства. Очищенная жидкость при этом выходит из устройства очистки жидкости через отверстие для выхода жидкости.
Устройство очистки жидкости по патенту US 6638426 имеет существенный недостаток. Как было отмечено выше при прохождении жидкости через нижнюю зону фильтрации навстречу потоку жидкости поднимается поток воздуха. Таким образом, в нижней зоне фильтрации происходит столкновении жидкостного и воздушного потока, что препятствует выведению воздуха из зоны фильтрации. Так же в указанном устройстве не предусмотрено элемента, который направляет весь воздух в вертикальную часть средства отвода воздуха. Поэтому часть воздуха через отверстия в основании средства отвода воздуха может попасть в верхнюю зону фильтрации и остаться там, блокируя часть зоны фильтрации, тем самым снижая скорость очистки жидкости и снижая степень эффективности использования верхней зоны фильтрации. Указанный недостаток является общим для устройств очистки жидкости по патентам US 6638426 и ЕР 2754642. Указанными недостатками также можно объяснить отсутствие свидетельств широкого практического применения устройства по патенту US 6638426. Из уровня техники известно устройство по патенту RU 2163829 (ЗАО «МЕТТЭМ-ТЕХНОЛОГИИ» B01D24/18, B01D27/02, B01D29/56, опубл. 10.03.2001), выбранное в качестве наиболее близкого аналога.
Устройство для очистки жидкости по патенту RU 2163829 (второй вариант исполнения) состоит из корпуса, включающего верхнюю и нижнюю зоны фильтрации с размещенной в них фильтрующей средой, средство изменения направления потока очищаемой жидкости, средство отвода воздуха, предназначенное для отвода воздуха из нижней зоны фильтрации и выполненное в виде вертикальной трубки, снабженной элементом для выхода воздуха, расположенным в верхней стенке средства отвода воздуха. Устройство для очистки жидкости расположено в корпусе емкости для исходной жидкости. Причем нижняя зона фильтрации расположена в нижней части корпуса емкости для исходной жидкости. В нижней зоне фильтрации расположены вертикальные перегородки непроницаемые для жидкости— внешняя, расположенная ближе к внутренней стенке нижней части корпуса емкости для исходной жидкости, и внутренняя, между которыми расположены внешняя секция и внутренняя секция. Фильтрующий материал двух типов помещен во внешнюю секцию. Фильтрующий материал третьего типа помещен во внутреннюю секцию. Снизу и сверху секции ограничены перегородками, проницаемыми для жидкости. Между внутренней стенкой нижней части корпуса емкости для исходной жидкости и внешней непроницаемой перегородкой образован канал для прохождения очищаемой жидкости. Канал для прохождения очищаемой жидкости соединен с трубкой для сбора очищаемой жидкости, расположенной в центральной части верхней зоны фильтрации. При этом канал для прохождения очищаемой жидкости не является частью нижней зоны фильтрации, так как обеспечивает только прохождение жидкости, а не ее очистку. В совокупности указанные перегородки и канал для прохождения жидкости образуют средство изменение направления потока очищаемой жидкости.
Средство отвода воздуха вставлено в трубку для сбора очищаемой жидкости. В верхней части средства отвода воздуха расположена проницаемая для воздуха пробка из активированного угля.
Устройство очистки жидкости по патенту RU 2163829 (второй вариант исполнения) работает следующим образом. Устройство очистки жидкости устанавливают между емкостью для исходной жидкости и емкостью для очищенной жидкости. Емкость для исходной жидкостью заполняют исходной жидкостью. При этом высота столба исходной жидкости не должна быть больше, чем высота вертикальной части средства отвода воздуха устройства очистки жидкости. Попадая в корпус устройства очистки жидкости, исходная жидкость самотеком поступает в верхнюю зону фильтрации и через трубку сбора очищаемой жидкости сверху вниз поступает в канал средства изменения направления потока очищаемой жидкости, и далее в нижнюю зону фильтрации. Затем через проницаемую для жидкости перегородку жидкость попадет в нижнюю часть боковой секции, поднимается вверх, проходит последовательно два фильтрующих материала боковой секции, и через проницаемую для жидкости перегородку, расположенную сверху центральной секции, втекает сверху в центральную секцию. Далее очищенная жидкость через отверстие, выполненное в нижней части корпуса устройства для очистки жидкости выходит наружу. В момент проникновения очищаемой жидкости в фильтрующий материал боковой секции и далее, когда жидкость проходит в центральную секцию, происходит вытеснение воздуха из объема фильтрующего материала. Поскольку в боковой секции очищаемая жидкость поднимается снизу вверх, то ее поток совпадает с направлением потока воздуха. Когда жидкость проходит в центральную зону, то поток поступающей очищаемой жидкости находится в противотоке с потоком воздуха, который начинает покидать объем фильтрующего материала.
Как указано в тексте описания изобретения по патенту RU 2163829, поскольку жидкость сверху вниз проходит через самый большой по объему слой фильтрующего материала, то предусмотрено средство отвода воздуха, выделяемого при фильтрации. При этом жидкость поступает в слой фильтрующего материала сверху вниз, сталкиваясь с пузырьками воздуха, который присутствует в слое фильтрующего материала, что затрудняет прохождение воздуха вверх по направлению к средству отвода воздуха, а жидкости в слой фильтрующего материала, а следовательно снижает скорость и степень очистки жидкости из-за снижения полезной поверхности фильтрующего материала, что является основными недостатками указанного устройства очистки жидкости.
Задачей изобретения и техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является разработка нового устройства очистки жидкости, увеличение скорости фильтрации при одновременном повышении степени очистки жидкости.
Поставленная задача и требуемый технический результат достигаются тем, что устройство для очистки жидкости, состоящее из корпуса, включающего верхнюю и нижнюю зоны фильтрации с размещенной в них фильтрующей средой, средство изменения направления потока очищаемой жидкости, средство отвода воздуха, предназначенное для отвода воздуха из нижней зоны фильтрации и имеющее элемент для выхода воздуха, расположенный в верхней стенке средства отвода воздуха, устройство выполнено с возможностью отвода воздуха из нижней зоны фильтрации с помощью восходящего потока очищаемой жидкости в начале процесса фильтрации во время заполнения устройства очищаемой жидкостью и в нем средство изменения направления потока очищаемой жидкости, содержащее фильтрующую среду, одновременно являющееся нижней зоной фильтрации, сформировано камерой варьируемой формы и размера с фильтрующей средой и с впускными отверстиями, расположенными в верхней или верхней и нижней части боковой стенки этой камеры и, вертикально ориентированным внутренним кольцевым пространством, находящимся в жидкостном сообщении с камерой через впускные отверстия, расположенные в верхней или верхней и нижней части боковой стенки этой камеры и, образованным внутренней боковой стенкой корпуса устройства для очистки жидкости и внешней боковой стенкой камеры, сужающимся к нижней части корпуса устройства для очистки жидкости, полость которого содержит фильтрующий материал, и служит для прохождения очищаемой жидкости из верхней зоны фильтрации в камеру через впускные отверстия в радиальном направлении, где средство отвода воздуха выполнено из основания и вертикальной части, при этом основание средства отвода воздуха соединено с верхней частью камеры средства изменения направления потока жидкости, при этом основание средства отвода воздуха имеет водо- и воздухонепроницаемые боковые стенки, где верхняя граница вертикально ориентированного внутреннего кольцевого пространства проходит на уровне верха боковой стенки основания средства отвода воздуха, где нижняя часть камеры средства изменения направления потока очищаемой жидкости имеет по меньшей мере один элемент уплотнения, при этом по меньшей мере один элемент уплотнения выполнен за одно целое с боковой стенкой камеры или по меньшей мере один элемент уплотнения выполнен в виде отдельного элемента, соединенного с боковой стенкой камеры, где верхняя граница вертикально ориентированного внутреннего кольцевого пространства совпадает с пограничным слоем фильтрующего материала верхней зоны фильтрации, а снизу с нижней стенкой корпуса устройства очистки жидкости, где основание средства отвода воздуха приварено к верхней части камеры средства изменения направления потока жидкости, при этом основание средства отвода воздуха выполнено за единое целое с верхней частью камеры средства изменения направления потока жидкости, где элемент выхода воздуха средства отвода воздуха выполнен в виде отверстия для принудительного отвода воздуха, имеющего диаметр, затрудняющий протекание жидкости сверху вниз через указанное отверстие, при этом диаметр отверстия менее 1,2 мм, при этом диаметр отверстия задан в диапазоне от 0,4 до 1,00 мм), при этом элемент выхода воздуха средства отвода воздуха выполнен в виде клапана, открывающегося вверх под действием пузырька воздуха и закрывающегося вниз под давлением жидкости, при этом элемент выхода воздуха выполнен в виде мембранного клапана, при этом элемент выхода воздуха выполнен в виде лепесткового клапана, при этом элемент выхода воздуха средства отвода воздуха выполнен в виде капилляра с диаметром достаточным для прохождения воздуха и затрудняющим протекание жидкости вниз, где фильтрующая среда может включать в себя сорбционные материалы, в том числе активированный уголь, активированное углеродное волокно, ионообменные смолы, ионообменные волокна, половолоконные элементы, сетчатые фильтрующие материалы, минерализующие материалы, а также сочетания указанных материалов и элементов.
На фиг. 1 изображено устройство очистки жидкости.
На фиг. 2 изображена верхняя зона фильтрации с вертикальной частью средства отвода воздуха и элементом для выхода воздуха, выполненным в виде отверстия диаметром, например, 1 мм.
На фиг. 3 изображена верхняя зона фильтрации с вертикальной частью средства отвода воздуха и элементом для выхода воздуха, выполненным в виде клапана.
На фиг. 4 изображена верхняя зона фильтрации с вертикальной частью средства отвода воздуха и элементом для выхода воздуха, выполненным в виде капилляра.
В заявляемом изобретении устройство очистки жидкости (фиг.1) состоит из корпуса (1), состоящего из основной части (на фигурах не обозначена) и крышки (17), в которой выполнены средства (18) для входа исходной жидкости, представляющие собой отверстия. В корпусе (1) расположена верхняя зона фильтрации (2), включающая фильтрующую среду (3), выполненную из, например, но, не ограничиваясь только перечисленными вариантами, активированного угля, активированного углеродного волокна, ионообменной смолы, ионообменного волокна или смеси указанных сорбентов, и нижняя зона фильтрации (4), включающая в том числе половолоконный элемент (5) и сорбционный фильтрующий материал (22), средство отвода воздуха (6) и средство изменения направления потока (7) очищаемой жидкости. В нижней стенке основной части корпуса (1) устройства очистки жидкости выполнены отверстия (19) для выхода очищенной жидкости.
Средство изменения направления потока (7) очищаемой жидкости, содержащее фильтрующую среду (3), а именно сорбционный фильтрующий материал (22), одновременно являющееся нижней зоной фильтрации (4), сформировано камерой (9) варьируемой формы и размера с впускными отверстиями (10), расположенными в верхней или верхней и нижней частях боковой стенки камеры (9), и вертикально ориентированным внутренним кольцевым пространством (8), находящимся в жидкостном сообщении с камерой (9) через впускные отверстия (10) и образованным внутренней боковой стенкой корпуса (1) устройства для очистки жидкости и внешней боковой стенкой камеры (9). Верхняя граница вертикально ориентированного внутреннего кольцевого пространства (8) совпадает с пограничным слоем фильтрующего материала (22) верхней зоны фильтрации (2), а снизу с нижней стенкой (11) корпуса (1) устройства очистки жидкости.
В отличие от канала для прохождения очищаемой жидкости в устройстве очистки жидкости, являющегося наиболее близким аналогом, вертикально ориентированное внутреннее кольцевое пространство (8) заявляемого изобретения входит в нижнюю зону фильтрации (4) и служит не только для прохождения очищаемой жидкости из верхней зоны фильтрации (2) в камеру (9) через впускные отверстия (10) в радиальном направлении, но и для очистки жидкости, так как содержит сорбционный фильтрующий материал (22).
Нижняя часть камеры (9) средства изменения направления потока (7) очищаемой жидкости имеет, по меньшей мере, один элемент уплотнения (12), который может быть выполнен, например, за одно целое с боковой стенкой камеры (9), или быть выполнен в виде отдельного элемента, соединенного с боковой стенкой камеры (9).
Нижняя зона фильтрации (4) расположена внутри камеры (9).
Впускные отверстия (10) для очищаемой жидкости, выполненные в верхней части камеры (9) располагаются ниже верхней границы полых волокон половолоконного элемента (5), впускные отверстия (10) выполненные в нижней части камеры (9) располагаются ближе к элементу уплотнения (12). Сорбционный фильтрующий материал (22) представляющий собой, например, ионно-обменное волокно или смесь ионно-обменного волокна и активированного угля, расположен до уровня верхней границы полых волокон половолоконного элемента (5) внутри камеры (9).
Средство отвода воздуха (6) состоит из основания (13), и вертикальной части (14), боковые стенки которых непроницаемы для жидкости и воздуха. Средство отвода воздуха (6) может быть, например, приварено или плотно притерто к верхней части камеры (9) средства изменения направления потока жидкости (8) или быть выполнено за единое целое с верхней частью камеры (9) средства изменения направления потока (7) очищаемой жидкости .
Элемент выхода воздуха средства отвода воздуха (6) может быть выполнен, например, в виде отверстия (15) (фиг. 1 , 2) для принудительного отвода воздуха, имеющего диаметр, затрудняющий протекание жидкости сверху вниз через указанное отверстие (15). Диаметр отверстия (15) должен быть менее 1 ,2 мм, и предпочтительно задан в диапазоне от 0,4 до 1 ,0 мм.
Элемент выхода воздуха средства отвода воздуха (6) может быть выполнен, например, в виде клапана (20) (фиг. 3), открывающегося вверх под действием пузырька воздуха и закрывающегося вниз под давлением жидкости, в виде мембранного клапана, лепесткового клапана. Также элемент выхода воздуха средства отвода воздуха (6) может быть выполнен в виде капилляра (21) (фиг. 4) с диаметром, достаточным для прохождения воздуха и затрудняющим протекание жидкости вниз.
В крышке (17) устройства очистки жидкости выполнены отверстия (18) для входа исходной жидкости. В центральной части крышки выполнено отверстие (16), соединенное с элементом выхода воздуха.
На верхнем участке боковых стенок основной части корпуса (1) устройства для очистки жидкости дополнительно могут быть выполнены отверстия (18) для входа исходной жидкости.
В нижней стенке основной части корпуса (1) устройства для очистки жидкости выполнены отверстия (19) для выхода очищенной жидкости.
Устройство для очистки жидкости работает следующим образом. Устройство для очистки жидкости располагается между емкостью для исходной жидкости и емкостью для очищенной жидкости. Емкость для исходной жидкости (на фигурах не обозначено) заполняется исходной жидкостью, при этом в отличие от наиболее близкого аналога, высота столба исходной жидкости может быть любой. Исходная жидкость через отверстия (18) выполненные в крышке (17) попадает в верхнюю зону фильтрации (2), протекает сверху вниз фильтрующий материал (22) и перетекает в вертикально ориентированное внутреннее кольцевое пространство (8) нижней зоны фильтрации (4). Пройдя сверху вниз, по меньшей мере, часть вертикально ориентированного внутреннего кольцевого пространства (8), жидкость в радиальном направлении втекает через впускные отверстия (10) в камеру (9) средства изменения направления потока (7) очищаемой жидкости. Внутри камеры (9) жидкость за счет капиллярных сил движется частично вверх и одновременно радиально втекает внутрь полых волокон. При этом очищенная жидкость выходит из устройства очистки жидкости через отверстия (19) для выхода очищенной жидкости.
При этом воздух, содержащийся в ПВ элементе (5) за счет того, что часть очищаемой жидкости поднимается вверх, движется вверх и скапливается в основании (13) средства отвода воздуха (6). Внутри основания (13) средства отвода воздуха (6) формируется пузырь воздуха, который постепенно переходит в упругое состояние. Средство отвода воздуха (6) выполнено таким образом, что обеспечивает постепенную тягу пузыря воздуха вверх внутри вертикальной части (14) средства отвода воздуха (6) и через элемент для выхода воздуха (фиг. 1 и 2), 20 (фиг. 3) , 21 (фиг. 4)) во внешнюю среду. Как было указано ранее, внутри камеры (9) кроме половол оконного элемента (5) расположен сорбционный фильтрующий материал (22), который способствует лучшему поднятию очищаемой жидкости, поступающей в камеру (9) через впускные отверстия (10), наверх за счет капиллярных сил. Таким образом, движение жидкости по нижней фильтрующей зоне (4) направлено так, что поток жидкости способствует движению вверх потока воздуха, а давление жидкости и статическое напряжение вытесняет пузырь воздуха наверх из устройства очистки жидкости. При этом, поскольку жидкость внутри камеры (9) течет как радиально, так и вверх, в процессе фильтрации участвует вся нижняя фильтрующая зона (4), что способствует повышению эффективности очистки жидкости. При этом поскольку в нижней фильтрующей зоне (4) жидкость движется сначала вниз, потом радиально и вверх, и все движение жидкости сопровождается процессом фильтрации, то таким образом, достигается увеличение степени очистки жидкости.
Таким образом, в начальный момент времени процесса фильтрации практически весь объем воздуха выводится из нижней зоны фильтрации (4) без контакта с жидкостью, что увеличивает скорость процесса фильтрации и увеличивает степень очистки жидкости.

Claims

Формула
1. Устройство для очистки жидкости, состоящее из корпуса, включающего верхнюю и нижнюю зоны фильтрации с размещенной в них фильтрующей средой, средство изменения направления потока очищаемой жидкости, средство отвода воздуха, предназначенное для отвода воздуха из нижней зоны фильтрации и имеющее элемент для выхода воздуха, расположенный в верхней стенке средства отвода воздуха, отличающееся тем, что устройство выполнено с возможностью отвода воздуха из нижней зоны фильтрации с помощью восходящего потока очищаемой жидкости в начале процесса фильтрации во время заполнения устройства очищаемой жидкостью и в нем средство изменения направления потока очищаемой жидкости, содержащее фильтрующую среду, одновременно являющееся нижней зоной фильтрации, сформировано камерой варьируемой формы и размера с фильтрующей средой и с впускными отверстиями, расположенными в верхней или верхней и нижней части боковой стенки этой камеры и, вертикально ориентированным внутренним кольцевым пространством, находящимся в жидкостном сообщении с камерой через впускные отверстия, расположенные в верхней или верхней и нижней части боковой стенки этой камеры и, образованным внутренней боковой стенкой корпуса устройства для очистки жидкости и внешней боковой стенкой камеры, сужающимся к нижней части корпуса устройства для очистки жидкости, которое содержит фильтрующую среду, и служит для прохождения очищаемой жидкости из верхней зоны фильтрации в камеру через впускные отверстия в радиальном направлении.
2. Устройство для очистки жидкости по п. 1 , отличающееся тем, что средство отвода воздуха выполнено из основания и вертикальной части, при этом основание средства отвода воздуха соединено с верхней частью камеры средства изменения направления потока жидкости.
3. Устройство для очистки жидкости по п. 2, отличающееся тем, что основание средства отвода воздуха имеет водо- и воздухонепроницаемые боковые стенки.
4. Устройство для очистки жидкости по п. 1 или п. 2, отличающееся тем, что верхняя граница вертикально ориентированного внутреннего кольцевого пространства проходит на уровне верха боковой стенки основания средства отвода воздуха.
5. Устройство для очистки жидкости по п. 1, отличающееся тем, что нижняя часть камеры средства изменения направления потока очищаемой жидкости имеет по меньшей мере один элемент уплотнения.
6. Устройство для очистки жидкости по п. 5, отличающееся тем, что по меньшей мере один элемент уплотнения выполнен за одно целое с боковой стенкой камеры.
7. Устройство для очистки жидкости по п. 5, отличающееся тем, что по меньшей мере один элемент уплотнения выполнен в виде отдельного элемента, соединенного с боковой стенкой камеры.
8. Устройство для очистки жидкости по п. 1 или п. 5, отличающееся тем, что верхняя граница вертикально ориентированного внутреннего кольцевого пространства совпадает с пограничным слоем фильтрующего материала верхней зоны фильтрации, а снизу с нижней стенкой корпуса устройства очистки жидкости.
9. Устройство для очистки жидкости по п. 2, отличающееся тем, что основание средства отвода воздуха выполнено за единое целое с верхней частью камеры средства изменения направления потока жидкости.
10. Устройство для очистки жидкости по п. 1, отличающееся тем, что элемент выхода воздуха средства отвода воздуха выполнен в виде отверстия для принудительного отвода воздуха, имеющего диаметр, затрудняющий протекание жидкости сверху вниз через указанное отверстие.
11. Устройство для очистки жидкости по п. 10, отличающее тем, что диаметр отверстия менее 1 ,2 мм, предпочтительно диаметр отверстия задан в диапазоне от 0,4 до 1,0 мм.
12. Устройство для очистки жидкости по п. 1, отличающееся тем, что элемент выхода воздуха средства отвода воздуха выполнен в виде клапана, открывающегося вверх под действием пузырька воздуха и закрывающегося вниз под давлением жидкости.
13. Устройство для очистки жидкости по п. 12, отличающееся тем, что элемент выхода воздуха выполнен в виде мембранного клапана.
14. Устройство для очистки жидкости по п. 12, отличающееся тем, что элемент выхода воздуха выполнен в виде лепесткового клапана.
15. Устройство для очистки жидкости по п. 1 , отличающееся тем, что элемент выхода воздуха средства отвода воздуха выполнен в виде капилляра с диаметром достаточным для прохождения воздуха и затрудняющим протекание жидкости вниз, предпочтительно менее 1,2 мм.
16. Устройство для очистки жидкости по п. 1 , отличающееся тем, что фильтрующая среда может включать в себя сорбционные материалы, в том числе активированный уголь, активированное углеродное волокно, ионообменные смолы, ионообменные волокна, половолоконные элементы, сетчатые фильтрующие материалы, минерализующие материалы, а также сочетания указанных материалов и элементов.
PCT/RU2016/000465 2015-12-10 2016-07-21 Устройство очистки жидкости WO2017099624A1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16873441.6A EP3388396B1 (en) 2015-12-10 2016-07-21 Liquid purification device
CN201680072107.4A CN108430928A (zh) 2015-12-10 2016-07-21 液体净化装置
US15/777,235 US20180353874A1 (en) 2015-12-10 2016-07-21 Liquid purification device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015153119 2015-12-10
RU2015153119A RU2617779C1 (ru) 2015-12-10 2015-12-10 Устройство очистки жидкости

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017099624A1 true WO2017099624A1 (ru) 2017-06-15

Family

ID=58643261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000465 WO2017099624A1 (ru) 2015-12-10 2016-07-21 Устройство очистки жидкости

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180353874A1 (ru)
EP (1) EP3388396B1 (ru)
CN (1) CN108430928A (ru)
HK (1) HK1252839A1 (ru)
RU (1) RU2617779C1 (ru)
WO (1) WO2017099624A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2754624C2 (ru) * 2019-02-12 2021-09-06 Общество С Ограниченной Ответственностью "Аквафор" (Ооо "Аквафор") Система очистки жидкости

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2163829C1 (ru) * 2000-05-24 2001-03-10 Закрытое акционерное общество "МЕТТЭМ-технологии" Бытовой фильтр
US6638426B1 (en) * 2000-07-07 2003-10-28 The Clorox Company Water purifying apparatus
CN2637473Y (zh) * 2003-08-19 2004-09-01 叶建荣 改进型虹吸式净水器
RU2540159C1 (ru) * 2013-08-12 2015-02-10 Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") Фильтрующий модуль устройства для очистки жидкости (варианты)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1010440A3 (nl) * 1996-07-29 1998-08-04 Seppion K Waterbehandelingsinrichting.
AU2003231002B2 (en) * 2002-04-19 2008-07-24 3M Innovative Properties Company Encapsulated filter cartridge
NL1023641C2 (nl) * 2003-06-11 2004-12-14 Pacques Bv Zuiveringsinstallatie.
ES2548097T3 (es) * 2006-08-28 2015-10-13 Strauss Water Ltd Dispositivo de purificación de líquidos
US8793874B2 (en) * 2007-10-08 2014-08-05 Jes Tougaard Gram Method for manufacturing a petal valve
JP4623204B2 (ja) * 2008-11-14 2011-02-02 パナソニック電工株式会社 浄水カートリッジおよび浄水器
JP5210817B2 (ja) * 2008-11-14 2013-06-12 パナソニック株式会社 浄水カートリッジおよび浄水器
JP5582194B2 (ja) * 2011-09-06 2014-09-03 三菱レイヨン株式会社 浄水カートリッジ及び浄水器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2163829C1 (ru) * 2000-05-24 2001-03-10 Закрытое акционерное общество "МЕТТЭМ-технологии" Бытовой фильтр
US6638426B1 (en) * 2000-07-07 2003-10-28 The Clorox Company Water purifying apparatus
CN2637473Y (zh) * 2003-08-19 2004-09-01 叶建荣 改进型虹吸式净水器
RU2540159C1 (ru) * 2013-08-12 2015-02-10 Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") Фильтрующий модуль устройства для очистки жидкости (варианты)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3388396A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3388396A1 (en) 2018-10-17
CN108430928A (zh) 2018-08-21
EP3388396B1 (en) 2022-08-10
US20180353874A1 (en) 2018-12-13
RU2617779C1 (ru) 2017-04-26
EP3388396A4 (en) 2019-06-26
HK1252839A1 (zh) 2019-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2596747C2 (ru) Картридж для очистки воды и водоочиститель
KR100480372B1 (ko) 중력식 수처리 장치용 필터 카트리지
KR880000293Y1 (ko) 정 수 기
CN101439241B (zh) 净水滤芯以及具备该净水滤芯的净水器
US20140263014A1 (en) Water Filtration Device
JP2004230358A (ja) 卓上型浄水器
WO2009006850A1 (en) Hollow fiber membrane or capillary membrane filter and water filtration method using such a filter
JP6397888B2 (ja) 水ろ過システム、水ろ過デバイスおよび水ろ過方法
KR101940291B1 (ko) 삼투 여과 시스템
RU2617775C1 (ru) Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости
RU2734973C1 (ru) Фильтрующий модуль
RU2617779C1 (ru) Устройство очистки жидкости
KR101298691B1 (ko) 수족관 정수장치
RU2195356C1 (ru) Модуль и фильтр для очистки воды
KR20130002659A (ko) 필터 조립체
RU2538746C2 (ru) Фильтрующий модуль и устройство для очистки жидкости (варианты)
KR100588259B1 (ko) 가습기용 필터장치
JP7141350B2 (ja) 浄水カートリッジ
SU618122A1 (ru) Насыпной фильтр дл очистки воды
KR890004039Y1 (ko) 상향류식 완속 여과 정수기
KR880000938Y1 (ko) 정수기용 정수여과 모듀울
EP3351511A1 (en) Device for treating water for household use
RU74820U1 (ru) Фильтр на основе усвр "архимед"
CZ35043U1 (cs) Zařízení k biologickému a mechanickému čištění vody či jiné kapaliny ve sběrné nádrži
KR20110106080A (ko) 침지형 ｕｆ 필터장치 및 이를 포함하는 정수기

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16873441

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016873441

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016873441

Country of ref document: EP

Effective date: 20180710