Фільтр

Реферат: Винахід належить до фільтрування та засобів зміни властивості води, наприклад до рівня питної води, головним чином води, в умовах дії надзвичайних ситуацій техногенного та природного походження. Фільтр містить фільтруючий елемент, запірний пристрій i оснащений циліндричною водонакопичувальною ємністю з корозійностійкою поверхнею, закритою кришкою з виступами для повітрообміну, трубкою водозабору, співвісно встановленою в кришці, та еластичним патрубком, при цьому трубка водозабору закріплена на кришці за допомогою фіксатора, один кінець трубки розташований від дна ємності на відстані, за якою поверхнева плівка і осад не потрапляють у трубку водозабору, другий кінець трубки водозабору через ніпель з'єднаний з одним кінцем еластичного патрубка, інший кінець якого розташований нижче дна ємності і через запірний пристрій, що виконаний у вигляді крана, з'єднаний з фільтруючим елементом для утворення сифона і зливу відстояної води без руйнування поверхневої плівки та захоплення обсягів води, прилеглих до дна ємності. Винахід забезпечує eфективне очищення і отримання води із нормативними концентраціями показників якості навіть у випадку дії надзвичайних ситуацій. UA 108196 C2 (12) UA 108196 C2 UA 108196 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до засобів зміни властивості води, наприклад до рівня питної води. Найефективніше використовувати винахід для очистки води з крана мережі системи водопостачання та інших джерел і особливо в умовах дії аномальних факторів техногенного та природного походження. Відомий фільтр, що включає корпус, підвідний та відвідний патрубки, фільтруючі елементи, прилад для промивки, запірно-регулюючу арматуру, двоходовий гідропривід з чотириходовим краном, фільтруючий елемент, з'єднаний штоком з гідроприводом в єдиний циліндричний екран [авт. св. № 1558432 СРСР, МПК В 01 D 29/62]. Недоліки: враховуючи, що водокористування здійснюється не постійно, а мають місце періоди простою технологічного обладнання (планові перерви, припинення електроживлення тощо) - фільтр часто перебуває у тривалому безпроточному режимі, під час якого відбувається осадження завислих у воді мертвого об'єму фільтра частинок. З початком чергового проточного режиму водоспоживання, утворений турбулентний потік здіймає з поверхні трубопровідної мережі осад і спрямовує його до крана водоспоживача. Такі обсяги води придатні тільки для технологічних потреб, а для питного водопостачання доводиться окремо здійснювати енерго- та ресурсовитратне доочищування. Відомий фільтр, що включає корпус з приймальною камерою, фільтруючі елементи у вигляді набору кілець, прилад для промивки, підвідний і відвідний патрубки, запірно-регулюючу арматуру, дощувальну установку, двоходовий гідропривід та встановлений у відвідному патрубку пристрій, який закриває його для протоку або направляє рідину у потрібному технологічному напрямку [патент на корисну модель № 62859 Україна, МПК В 01 D 29/62]. Недоліки: при використанні фільтра для очистки (доочистки) перед краном споживача води з мережі водопостачання у штатному режимі протягом доби засіб (фільтр) працює з тривалими 00 00 зупинками. У нічний час воду з 24 до 6 воду не споживають. Під час нульового водоспоживання в обсязі води у фільтрі і прилеглому до фільтра обсязі мережі водопостачання неперервно відбуваються зміни властивостей води. В процесі спливання відбувається утворення поверхневої плівки, в процесі осадження - утворення осаду, в процесі дії електромагнітних коливань - утворення плівки на бокових стінках. Далі в описі зазначені процеси замінено на термін "відстоювання". Найбільш небезпечних властивостей для людини, тварин та рослин вода з такого фільтра набуває під час тривалого простою з причин припинення через нього руху води (відсутність водоспоживання у штатному режимі, нештатні технологічні зупинки та аварійні ситуації тощо). У ці періоди у фільтруючих елементах вже затримано і частково накопичено завислі частинки зважених речовин із закріпленими на них вірусами, мікробами та бактеріями. На фільтруючих елементах продовжуються неперервні процеси подальшого росту і розвитку колоній шкідливих біологічних забруднювачів з виділенням у воду продуктів їх життєдіяльності - токсинів. З початком наступного (чергового) руху потоку води і відповідно поновлення процесу очистки води у фільтрувальних елементах утворені обсяги токсинів (розчинів амінокислот) проходять без затримки через фільтруючі елементи та потрапляють до споживача, створюючи велику ймовірність виникнення захворювань, отруєнь тощо. Задачею винаходу є фільтр, використання якого, завдяки новим елементам та іншій формі виконання, усуває зазначені недоліки та дає можливість його неперервного, довготривалого, енергоефективного і безпечного використання особливо в умовах надходження у водний потік неприпустимих концентрацій речовин в некерованих ситуаціях техногенного та природного походження. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що фільтр для очищення води містить фільтруючий елемент і запірний пристрій, оснащений циліндричною водонакопичувальною ємністю з корозійностійкою поверхнею, закритою кришкою з виступами для повітрообміну, трубкою водозабору, співвісно встановленою в кришці, та еластичним патрубком, при цьому трубка водозабору закріплена на кришці за допомогою фіксатора, один кінець трубки розташований від дна ємності на відстані, за якою поверхнева плівка і осад не потрапляють у трубку водозабору, другий кінець трубки водозабору через ніпель з'єднаний з одним кінцем еластичного патрубка, інший кінець якого розташований нижче дна ємності і через запірний пристрій, що виконаний у вигляді крана, з'єднаний з фільтруючим елементом для утворення сифона і зливу відстояної води без руйнування поверхневої плівки та захоплення обсягів води, прилеглих до дна ємності. Завдяки такому виконанню фільтра, після проведення повного циклу технологічних операцій, споживач отримує воду, яка відповідає необхідним вимогам щодо концентрації вірусів, мікробів, бактерій та інших показників її якості [Гончаров Ф.І. Небезпека сучасних індивідуальних засобів доочищення води. Статистичний нейромережевий експеримент/ Ф.І. 1 UA 108196 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Гончаров, В.М. Штепа// Наукові доповіді Національного аграрного університету, 2009-01 (13). http://nd.nauu.edu.ua/2009-l/09gfinnm.pdf|. Приклад виконання фільтра пояснюється кресленням, де: Фіг. 1 - фільтр - вид збоку, режим відстоювання; Фіг. 2 - фільтр - вид збоку, повний забір води необхідної якості. Фільтр складається з: кришки 1, на якій закріплено ніпель трубки 2; відвідного еластичного патрубка 3; виступу повітрообміну 4; трубки водовідбору 5, що розміщена на відстані hK від дна металевої ємності 6 з робочою висотою водяного стовпа hk; фіксатора 7 металевої трубки водовідбору 5; крана 8, який забезпечує злив води необхідної кількості якісної води через фільтруючий елемент 13 у зливну ємність 9, куди не потраплятиме небезпечна для людей, тварин та рослин біохімічна плівка 10, 11, 12. Під час роботи фільтр перебуває у таких функціональних станах: Фіг. 1 - відстоювання; Фіг. 2 - забір води необхідної якості; проміжний - підготовка фільтра до відстоювання. Потрібний час "відстоювання" визначено теоретично (формула Стокса) та підтверджено експериментально [Гончаров Ф.І. Вплив гідравлічної крупності завислих частинок на Coli-index води/ Ф.І. Гончаров, В.М. Штепа// Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України, 2009-02 (14), http://nd.nauu.edu.ua/2009-2/09gfinnm.pdf]. За результатами експериментів для металевої ємності 10 л він становить дві доби з моменту нормованого заповнення її рідиною та розташування у нерухомому місці, де нема протягом часу очистки проявів вібрацій, коливань, рухів тощо. Перед використанням фільтра його необхідно підготувати до "відстоювання" - ретельно вимити рідиною необхідної якості, особливо внутрішні стінки металевої ємності 6 та зовнішні стінки трубки водозабору 5. При цьому не повинні використовуватись біологічно та/або хімічно активні реагенти. Також потрібно промити або замінити фільтруючий елемент 13. Після заповнення рідиною металевої ємності 6 він закривається кришкою 1, трубка водовідбору 5 занурюється у воду; перевіряється правильність розміщення технологічних елементів - розпочинається процес "відстоювання". Під час утворення біохімічної плівки в процесах "відстоювання" протягом двох діб металева ємність 6 та закріплені на ній технологічні елементи: кришка 1, ніпель трубки 2; відвідний еластичний патрубок 3; металева трубка водовідбору 5; фіксатора 7 металевої трубки водовідбору 5, повинні перебувати у нерухомому стаціонарному режимі - без жодних переміщень та наявності джерел зовнішньої вібрації. Після завершення процесів "відстоювання" здійснюється забір відповідної кількості води необхідної якості - відкривається зливний кран 8 і вода через металеву трубку водовідбору 5, відвідний еластичний патрубок 3 та фільтруючий елемент 13 потрапляє у зливну ємність водоспоживача 9. При цьому забезпечується дотримання умов та обов'язкової вимоги процесів "відстоювання" - ніяких коливань, пульсацій і вібрацій води у металевій ємності 6. Еластична трубка під час зливу забезпечує ці умови, нерухомого стаціонарного режиму (жодних переміщень) металевої ємності 6 та закріплених на ній технологічних елементів: кришки 1, ніпеля трубки 2; відвідного еластичного патрубка 3; металевої трубки водовідбору 5; фіксатора 7 металевої трубки водовідбору 5. В результаті біохімічна плівка 10, 11, 12 залишається прилиплою на внутрішніх стінках металевої ємності 6 та зовнішніх стінках металевої трубки водовідбору 5. У штатному режимі очистки води періодично залежно від стану працездатності відбувається чергова заміна фільтруючих елементів. Враховуючи обов'язковість дводобового відстоювання, для неперервного добового отримання води необхідної якості доцільно застосовувати батарею мінімум із трьох таких фільтрів. Функціональні особливості та конструктивне виконання фільтра (фактично відсутні ресурсота енерговитрати для безперервного дотримання технології фільтрації) створюють ефективні умови отримання води із відповідними показниками її якості навіть у випадку дії надзвичайних ситуацій. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 Фільтр для очищення води, який містить фільтруючий елемент і запірний пристрій, який відрізняється тим, що оснащений циліндричною водонакопичувальною ємністю з корозійностійкою поверхнею, закритою кришкою з виступами для повітрообміну, трубкою водозабору, співвісно встановленою в кришці, та еластичним патрубком, при цьому трубка водозабору закріплена на кришці за допомогою фіксатора, один кінець трубки розташований від 2 UA 108196 C2 5 дна ємності на відстані, за якою поверхнева плівка і осад не потрапляють у трубку водозабору, другий кінець трубки водозабору через ніпель з'єднаний з одним кінцем еластичного патрубка, інший кінець якого розташований нижче дна ємності і через запірний пристрій, що виконаний у вигляді крана, з'єднаний з фільтруючим елементом для утворення сифона і зливу відстояної води без руйнування поверхневої плівки та захоплення обсягів води, прилеглих до дна ємності. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3