Пристрій для видалення запахів та поглинання вологи

Пристрій для видалення запахів та поглинання вологи, що містить адсорбційний елемент у вигляді подрібненого клиноптилолітового туфу, максимальний розмір часток якого не перевищує 15мм, з вологістю, що не перевищує 15%, і цей адсорбційний елемент, зокрема, містить клиноптилоліт від 65% до 90% і монтморилоніт від 5% до 3 застосування у відповідних пристроях елементів з природних адсорбційних матеріалів. Відомим для вирішення вказаних задач є застосування такого матеріалу з адсорбційними властивостями, як цеоліт. Цеоліти є водними алюмосилікатами лужних і лужноземельних металів з відкритою каркаснопорожнинною структурою. Їх кристалічний тривимірний каркас складається з алюмокремнійкисневих тетраедрів, що поєднані у звичайні, подвійні та більш складні кільця. У внутрішньокристалічному просторі цеолітів розміщені обмінні катіони лужних і лужноземельних металів та води. Катіони лужних і лужноземельних металів багатьох цеолітів можуть легко заміщуватися катіонами інших тяжких металів, чим обумовлюються катіонно-обмінні властивості цеолітів. Вода, що знаходиться у внутрішньокристалічному просторі, легко видаляється при нагріванні без руйнування каркасу (дегідратація). Дегідратовані цеоліти здатні знов поглинати воду або інші рідини та гази. Завдяки наявності наскрізної системи каналів і порожнин, що співвідносяться за розмірами з молекулами та іонами, кристали цеолітів можуть пропускати такі частки, якщо їх розміри не перевищують діаметра вхідних вікон цеоліту, чим обумовлений молекулярноситовий ефект. Зазначені властивості цеолітів визначаються їх складом і структурою. На даний момент існують різні джерела, що містять згадування про застосування, у тому числі у якості сорбенту, цеоліту у різних сферах. Так, у промисловості за допомогою цеоліту осушують і очищають різі гази і рідини, отримують кисень і азот з повітря, шляхом введення в них платини, ренію і інших каталізаторів, використовують при крекінгу нафти, розділяють метали і отримують особливо чисті солі, витягують метали з підземних і копальневих вод, використовують як наповнювач при виробництві паперу, вибухових речовин, картону, полімерів, гуми, фарб і інших матеріалів, як гідравлічну добавку в портланд-цементи, застосовують для створення глибокого вакууму. Він також використовується для виробництва легких будівельних і декоративних матеріалів і як основа для отримання керамзитових окатишей. Цеоліт застосовують для утримання в ґрунті добрив і вологи, як кормову добавку для худоби і птахів, як поглинач продуктів життєдіяльності тварин і птахів, для утворення підкладок для тварин і птахів, у тому числі для обробляння і очищення їх хутра та пір'я, при виробництві штучних ґрунтів для закритого ґрунту. За допомогою цеоліту очищують газові викиди від сірчистого ангідриду, азоту, вуглецю, аміаку, сірководню, промислові стічні води очищують від кольорових і радіоактивних металів, хлору, стронцію, продуктів нафтопереробки. Згадується також застосування при очищенні вод морів і океанів при аваріях танкерів і нафтопроводів, при дезактивації місцевості. Цеоліт також застосовують для приготування ліків і інших продуктів фармацевтичної, парфумерної, кондитерської і інших галузей, для отримання ракетного палива, миючих засобів, як сировину для отримання глинозему та ін. 43474 4 Однак, тут слід зауважити, що існує біля п'ятдесяти видів природних цеолітів та понад ста видів штучних цеолітів, також виготовляються модифіковані цеоліти. А, як вже було сказано, властивості цеоліту, і відповідно, сфера та види його застосування визначаються його складом і структурою, тому певне застосування певного виду цеоліту може бути взагалі неефективним. Виготовлення штучних цеолітів передбачає значно більші витрати у порівнянні з видобутком природних, модифікація природних цеолітів також передбачає додаткові витрати, тому надалі більш доцільним є розгляд саме природних цеолітів. Так, наприклад, найбільший поглинаючий ефект властивий саме висококремнієвим цеолітам, які характеризуються значною кількістю порожнин та великим діаметром вхідних вікон. Виходячи з наявності великих промислових скопичень, великої адсорбційної властивості та каталітичної активності, найбільшу цінність являє такий вид цеоліту, як клиноптилоліт, значні поклади якого знаходяться також на території України. Однак, застосування клиноптилоліту, як і інших природних цеолітів обтяжується і може бути унеможливлене завдяки тому, що у природі цеоліти практично не зустрічаються у вільному або відокремленому вигляді. Зазвичай цеоліт зустрічається у вигляді вкраплень в інших породах. Така обставина стосується і усіх вищенаведених видів застосування природних цеолітів. При цьому, видалення цеоліту з цеолітвмісткої породи тягне за собою суттєві витрати, а вміст самого цеоліту у таких породах може бути вкрай несуттєвим, що може призвести до повної недоцільності чи неможливості його застосування або застосування цеолітвмісткої породи. У той же час відомо, що клиноптилоліт зустрічається у природі у складі осадових чи вулканогенно-осадових порід, або клиноптилолітових туфів. Такі клиноптилолітові туфи можуть мати переважний вміст клиноптилоліту та мати суттєвий вміст монтморилоніту, який є продуктом подальшого природного перетворення клиноптилоліту, а також у невеликій кількості кварцу та польового шпату. При цьому, монтморилоніт, який є шаруватим силікатом, також має суттєві адсорбційні властивості та гарно поглинає вологу. Таким чином, для застосування у якості адсорбуючого матеріалу пристрою для видалення запахів та поглинання вологи з повітря найбільш доцільним є використання клиноптилолітового туфу з переважним вмістом клиноптилоліту і суттєвим вмістом монтморилоніту. Виходячи із складу та структури зазначеного клиноптилолітового туфу, такий адсорбційний матеріал, після його дегідратації здатний ефективно поглинати вологу, зокрема молекули води, та видаляти запахи, що утворені молекулами, зокрема, сірководню, аміаку, меркаптанів, оксиду сірки, формальдегіду та іншими молекулами, що співрозмірні вхідним вікнам клиноптилоліту та монтморилоніту, а також поглинати з повітря молекули таких шкідливих речовин як угарний газ, вуглекислий газ, метанол та ін. Тобто, такий адсорбційний матеріал дозволяє ефективно зменшувати у повітрі 5 кількість молекул, що спричиняють неприємні запахи, та одночасно знизити надмірну концентрацію вологи. Як вже було сказано вище, проявлення адсорбційних властивостей цеолітів пов'язана з їх дегідратацією, від ступеню якої залежить ефективність поглинання молекул. Як показують досліди, з урахуванням доцільності та можливостей забезпечення певного рівня вологості під час технологічних процесів та завдяки герметизації адсорбційного матеріалу упаковкою, достатньою та можливою є дегідратація клиноптилолітового туфу до забезпечення його вологості на момент застосування у межах до 15%. Зазначена дегідратація може бути здійснена будь-яким відомим способом, у тому числі хімічним, або звичайним нагріванням та висушуванням при відповідних часових, температурних і вологих параметрах, що впливають один на одний. В основу корисної моделі поставлено задачу створення достатньо ефективного пристрою для видалення запахів та поглинання вологи, особливості конструкції та зв'язків елементів якого, а також спеціально підібраний склад адсорбційного елемента, дозволили б максимально знизити вартість такого пристрою. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що пристрій для видалення запахів та поглинання вологи містить адсорбційний елемент у вигляді подрібненого клиноптилолітового туфу, максимальний розмір часток якого не перевищує 15мм, з вологістю, що не перевищує 15%, і цей адсорбційний елемент, зокрема, містить клиноптилоліт від 65% до 90% і монтморилоніт від 5% до 25% від загальної маси туфу, при цьому адсорбційний елемент розміщений у замкненій еластичній повітропроникній ємності, максимальний розмір повітропроникних отворів якої є меншим за мінімальний розмір частки адсорбційного елементу, а еластична повітропроникна ємність встановлена всередині жорсткого корпусу, який має як мінімум один наскрізний отвір, виконаний з можливістю забезпечення вільного проникнення в середину корпусу повітря та утримання еластичної повітропроникної ємності, до того ж на вказаному корпусі розміщена плівка, яка забезпечує захист від потрапляння в його всередину повітря та виконана з можливістю її видалення для безпосереднього застосування пристрою за призначенням. Саме ці ознаки необхідні і достатні для вирішення поставленої задачі. Як можна побачити, застосування у пристрої для видалення запахів та поглинання вологи адсорбційного елементу у вигляді дешевого природного матеріалу - клиноптилолітового туфу, який, зокрема, містить клиноптилоліт від 65% до 90% і монтморилоніт від 5% до 25% від загальної маси та має вологість, що не перевищує 15%, дозволяє ефективно зменшувати у повітрі кількість молекул речовин, що спричиняють неприємні запахи, та одночасно знижувати концентрацію вологи у замкнутих об'ємах без додаткових втрат на утворення адсорбційного матеріалу. Вміст клиноптилоліту і монтморилоніту у даному випадку є оптимальним і дозволяє забезпечити ефективність адсорбуван 43474 6 ня молекул речовин, що утворюють неприємні запахи, з повітря, а також вологи як з газової, так і з рідинної фази, виходячи з існуючих меж складів компонентів природних туфів. Застосування подрібненого клиноптилолітового туфу з максимальним розміром часток, що не перевищує 15мм, дозволяє отримати оптимальну ефективність застосування при отриманні компактності об'єму адсорбційного елемента з одночасним збільшенням загальної площі адсорбційної поверхні. Розміщення адсорбційного елементу у замкненій еластичній повітропроникній ємності, максимальний розмір повітропроникних отворів якої є меншим за мінімальний розмір частки адсорбційного елементу, передбачає можливість застосування будь-якого сітчастого матеріалу для утримування від розсипання часток адсорбційного матеріалу, зокрема його дрібних часток та уламків, та компактно розподіляти загальний об'єм адсорбційного елемента за рахунок його деформування при забезпеченні вільного контактування адсорбційного матеріалу з повітрям та вологою. Встановлення еластичної повітропроникної ємності всередині жорсткого корпусу, який має як мінімум один наскрізний отвір, виконаний з можливістю забезпечення вільного проникнення в його середину повітря та утримання еластичної повітропроникної ємності, дозволяє захистити адсорбційний елемент під пошкоджень і утворити незмінну жорстку конструкцію пристрою із забезпеченням можливості стійкого його розміщення у будь-якому замкнутому об'ємі. Відсутність захисту адсорбційного елементу від потрапляння повітря під час зберігання або транспортування пристрою обов'язково призведе до унеможливлення його застосування в результаті поглинання адсорбційним елементом вологи з повітря і втрати адсорбційних властивостей, перш за все можливості поглинання молекул речовин з газової фази. Тому, саме розміщення на вказаному жорсткому корпусі плівки, яка забезпечує захист від потрапляння всередину жорсткого корпусу повітря та виконана з можливістю її видалення для безпосереднього застосування пристрою за призначенням, дозволяє зберігати необхідні параметри адсорбційного елемента до початку застосування пристрою. Конструктивно один з можливих варіантів виконання пристрою для видалення запахів та поглинання вологи, в якому реалізується корисна модель, може мати наступний вигляд. Пристрій має корпус, наприклад, у вигляді прямокутного паралелепіпеда з довжиною ребер 40мм, 100мм та 150мм, що складається з поєднаних будь-яким відомим роз'ємним або нероз'ємним видом з'єднання дна та кришки, виготовлених, наприклад, з термопласту. Дві бокові грані корпусу виконані решітчастими з квадратними комірчинами розміром 10мм. Всередині корпусу розташований замкнутий мішок, який виконаний, наприклад, з флізеліну або будь-якої тканини чи еластичного штучного матеріалу, які мають дрібні отвори та є повітропроникними. 7 43474 В зазначеному замкненому мішку знаходиться щільно розташований подрібнений до фракції 5мм клиноптилолітовий туф, який має вологість 5% та містить 75% клиноптилоліту і 15% монтморилоніту від загальної маси туфу та інші домішки, властиві клиноптилолітовому туфу, такі як кварц, польовий шпат та ін. Як адсорбційний елемент також може бути застосований подрібнений та дегідратований клиноптилолітовий туф відомого в Україні Сокирницького родовища, який також має вміст клиноптилоліту і монтморилоніту в межах, передбачених корисною моделлю. Зазначена дегідратація може бути здійснена будь-яким відомим способом, у тому числі хімічним, або звичайним нагріванням та висушуванням при відповідних часових, температурних і вологих параметрах, що мають взаємний вплив. Поверхня корпусу пристрою щільно вкрита тонкою захисною прозорою поліетиленовою плівкою, яка забезпечує захист від потрапляння через отвори корпусу та мішку до адсорбційного елементу повітря та рідини. Така захисна плівка може бути розміщена під час вакуумування і надає можливість її видалення перед безпосереднім початком застосування пристрою за призначенням. Для застосування пристрою для видалення запахів та поглинання вологи захисну плівку зривають з поверхні корпусу пристрою та розміщують його у будь-якому замкнутому об'ємі, де необхідне видалення неприємних запахів та поглинання надлишкової вологи. Корпус пристрою забезпечує достатній захист адсорбційного елементу від випадкових фізичних ушкоджень і надає можливість стійкого встановлення пристрою, у даному випадку на будь-які горизонтальні поверхні. Пристрій може бути встановлений у будь-якому замкнутому об'ємі, утвореному, наприклад, приміщеннями будівель різного призначення, камерами холодильників, конструкціями меблів та іншими порожнинами стаціонарних чи перемісних побутових, промислових, господарських, технічних або транспортних об'єктів. Наявність захисної плівки забезпечує збереження адсорбційних можливостей пристрою, перш за все можливості поглинання молекул речовин з газової фази, під час зберігання або транспорту Комп’ютерна верстка Л. Купенко 8 вання пристрою до початку його застосування. Після видалення захисної плівки пристрій, завдяки властивостям адсорбційного елемента, починає адсорбувати молекули речовин як з газової, так і рідинної фази. При цьому здійснюється поглинання вологи, зокрема молекули води, та видалення запахів, що утворені молекулами, зокрема, сірководню, аміаку, меркаптанів, оксиду сірки, формальдегіду та молекулами інших речовин, що співрозмірні вхідним вікнам складників адсорбційного елементу, а також поглинання з повітря молекул таких шкідливих речовин як угарний газ, вуглекислий газ, метанол та ін. Таке поглинання здійснюється за рахунок руху повітря, який завжди присутній у будь-яких замкнутих об'ємах. Винятком можуть бути лише цілком герметизовані замкнуті об'єми, де не відбуваються ні які хімічні процеси та підтримується постійна температура, однак, зрозуміло, що такі умови передбачають відсутність живих істот і, відповідно, повну відсутність необхідності застосування пристрою для видалення запахів та поглинання вологи. Чим активніше відбувається рух повітря, тим активніше і швидше відбувається видалення запахів та вологи з повітря. При застосуванні пристрою також може здійснюватись поглинання рідини, зокрема води, яка може контактувати з адсорбційним елементом, наприклад у холодильній камері. Таким чином, особливості конструкції та зв'язків елементів пристрою для видалення запахів та поглинання вологи, а також спеціально підібраний склад його адсорбційного елемента, дозволяють максимально знизити вартість при забезпеченні достатньої ефективності такого пристрою. Описаний пристрій для видалення запахів та поглинання вологи дозволяє ефективно зменшувати у повітрі кількість молекул речовин, що спричиняють неприємні запахи, та одночасно знижувати надмірну концентрацію вологи у замкнутих об'ємах, утворених, зокрема, приміщеннями будівель різного призначення, камерами холодильників, конструкціями меблів та іншими порожнинами стаціонарних чи перемісних побутових, промислових, господарських, технічних або транспортних об'єктів. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601