Фільтр, який вміщує сипучий фільтруючий матеріал

Изобретение относится к фильтрам и, в частности, к индивидуальным бытовым фильтрам для доочистки питьевой водопроводной воды, на стороне потребителя. Предлагаемый фильтр подключается непосредственно к крану потребителя, через него пропускается водопроводная вода и на выход фильтра поступает вода в значительной мере очищенная от окисей тяжелых металлов, радионуклидов, пестицидов, гербицидов, хлора и целого ряда други х загрязняющих ингредиентов. При увеличении объема фильтрующей загрузки и расхода воды, очищаемой фильтром, последний может быть использован в качестве коллективного фильтра. Известен также фильтр для доочистки питьевой воды, сорбционная загрузка которого содержит активированный уголь, серебряную форму активированного угля, модифицированный природный цеолит моноклинной структуры с определенными параметрами решетки в натриевой и/или калиевой форме при определенных соотношениях компонентов. Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является "Ионитный ступенчато-противоточный фильтр, состоящий из двух камер, заполненных зернистой фильтрующей загрузкой. Камеры соединены между собой перепускной трубой, которая крепится герметично к верхним частям камер. В верхних частях камер смонтированы перфорированные распределительные системы, которые не препятствуют перетеканию через нее воды, но ограничивают, в определенной мере, перемещение частиц сорбционной загрузки из одной камеры в другую. Недостатком фильтра является также сравнительно малая сорбционная емкость и небольшой ресурс работы до регенерации и связанная с этим необходимость частого пропускания через него регенерирующего раствора и отмывочной воды. Эти обстоятельства при стационарной установке фильтра требуют достаточно сложной схемы подключения фильтра к коммуникациям. Это диктуется необходимостью подвода к каждой трубе, расположенной в нижних частях корпусов фильтра и сообщающихся с их вн утренними объемами, подключения четырех тр уб, каждая из которых должна быть оборудована своей запорной арматурой. Однако наиболее важным недостатком рассматриваемого фильтра является отсутствие в его конструкции возможности контроля за его производительностью. Как известно, производительность фильтра может меняться в определенных пределах в зависимости от давления воды на входе корпуса. При этом, чем меньше производительность, тем более высокой становится степень очистки воды с помощью фильтра и наоборот. Таким образом производительность может достичь такой величины, при которой степень очистки воды практического значения иметь не будет. Задачей, поставленной перед настоящим изобретением, является устранение отмеченных выше недостатков в рассмотренных ранее фильтрах и создание фильтра с большой сорбционной емкостью и увеличенным ресурсом работы с повышенной минерализацией отфильтрованной воды, значительно большим общим сроком службы без замены его фильтрующей загрузки и с простейшим устройством, позволяющим контролировать увеличение производительности фильтра, существенно снижающее качество отфильтрованной воды. Задачи, поставленные перед изобретением, решаются тем, что фильтр, содержащий фильтрующий материал, состоит из двух камер, образованных корпусом фильтра и внутренней перегородкой, разделяющей внутренний объем фильтра на две части, герметично разделенные между собой, и два патрубка в нижней части корпуса, каждый из которых сообщается только с одной из двух камер и каждый из которых снабжен перфорированной сеткой, в котором, согласно настоящему изобретению, в качестве сыпучего фильтрующего материала в одной из камер использован измельченный цеолит, а во второй - шунгит; верхняя часть корпуса и камер выполнены в виде открытой полости с возможностью закрепления на ней полугерметичной крышки, а между верхней частью внутренней перегородки и полугерметичной крышкой имеется зазор, в который вмонтирована перфорированная сетка. Предлагаемый фильтр (см. фиг.) состоит из корпуса 1, перегородки 2, разделяющей внутренний объем фильтра на камеры 3 и 4. Внутренние объемы камер заполнены соответственно природными минералами цеолит и шунгит до уровня B. Нижняя часть фильтра снабжена двумя патрубками 5 и 6, которые сообщаются соответственно с камерами 3 и 4. Верхние части патрубков снабжены соответственно перфорированными сетками 7 и 8. Между верхней частью перегородки 2 и внутренней поверхностью крышки 9 имеется зазор 10, выполненный в виде перфорированной сетки, прикрепленной к перегородке 2 и плотно прилегающей к внутренней поверхности крышки 9. Крышка 9 полугерметично крепится на корпусе 1, Предлагаемый фильтр работает следующим образом. Через патрубок б под давлением водопроводной сети в камеру 4 поступает вода и постепенно заполняет ее. При этом вода проходит через слой цеолита и очищается этим минералом. После того, как вода заполнила камеру 4 и достигла уровня A, она через перфорированную сетку, установленную в зазоре 10, перетекает в камеру 3 и проходит через слой второго минерала - шунгита. Здесь происходит доочистка воды от тех загрязняющих ингредиентов, которые остались в воде после прохождения ею слоя цеолита, и ее дополнительная минерализация. Перфорированные сетки 7 и 8 свободно пропускают воду, но закрывают выходы камер и препятствуют прохождению через них измельченных минералов. Таково и назначение перфорированной сетки, установленной в зазоре 10, которая свободно пропускает через себя воду, но задерживает измельченные минералы. После очистки фильтром определенного объема воды природные минералы, составляющие фильтрующую загрузку, постепенно загрязняются, полностью исчерпывают свою сорбционную емкость и насыщаются при этом ингредиентами, от которых они очищают воду. При этом резко увеличивается их сопротивление проходящей воде, что в конце концов приводит к срыву шланга, подающего воду к патрубку б, или срыву крышки 9 с корпуса 1 в зависимости оттого, какой из фильтрующи х минералов в камерах 3 или 4 больше загрязнен. Дополнительным индикатором насыщения фильтрующи х минералов загрязняющими ингредиентами является буроватая окраска воды на выходе фильтра. Это объясняется залповым выбросом солей железа, накопившихся в фильтрующих минералах. При появлении изложенных выше признаков отказа фильтра производится его регенерация одним из многих известных способов. Таким образом, срыв входного шланга или крышки является признаком отказа фильтра о работе, если простым неоднократным встряхиванием фильтра не удается устранить отказы в работе фильтра. Появление же воды на краях крышки свидетельствует о большом расходе воды через фильтр или снижении его пропускной способности. Как видно из изложенного, отличительными признаками предлагаемого фильтра является использование в нем природных измельченных минералов и в частности шунгита, и наличие в верхней части фильтра полугерметичной крышки. Эта крышка позволяет индицировать повышение расхода жидкости или резкое увеличение сопротивления фильтрующего слоя в камере 3 прохождению воды и, тем самым, индицировать насыщение используемого сорбента загрязняющими ингредиентами. Подбор природных минералов позволяет значительно увеличить объем очищаемой воды до момента отказа фильтра и простоту регенерации фильтрующей загрузки, а также наиболее эффективную ее очистку. Таким образом, отличительные признаки позволяют решать указанные выше технические задачи и, тем самым, получить дополнительный положительный эффект, которым не обладает прототип. Как показал патентный поиск по материалам фондов УкрНИИНТИ на глубину 20 лет, заявляемый объект обладает мировой новизной и его отличительные признаки не вытекают из мирового уровня техники и, следовательно, предлагаемое техническое решение отвечает критерию "изобретательский уровень". Предлагаемый фильтр является промышленно применимым и может серийно выпускаться путем штамповки корпусов с последующим наполнением камер природными минералами. Таким образом, предлагаемое техническое решение отвечает всем критериям изобретения и, следовательно, есть все основания утверждать, что оно может рассматриваться как таковое. В настоящее время малое предприятие "Полином" организовало промышленное производство таких фильтров. Их наработка на отказ составляет 6000 литров при очистке воды, содержание солей железа в которой не более 2ПДК по ГОСТ 2874 - 82. Общий срок службы таких фильтров предполагается не менее 10 лет. Отсутствие в этих фильтрах драгметаллов (серебра) и активированных углей значительно увеличивает сорбционную емкость, наработку фильтра на отказ и снижает его себестоимость. Представить более обоснованные расчеты экономической эффективности производства и использования предлагаемого фильтра не представляется возможным. Эти материалы могут быть представлены после выпуска нескольких партий фильтров.