Мембранний фільтр для очищення питної води

1. Мембранний фільтр для очищення питної води, що включає корпус-колектор для збору фільтрату, елементи, що фільтрують, кришки із забірними отворами, штуцер, що з'єднує колектор зі зливальним шлангом для відводу відфільтрованої води, який відрізняється тим, що фільтр додатково містить замки-фіксатори для перегинів еластичного зливального шланга без заломів і створення надійного водяного затвору, при цьому корпус виконаний у вигляді плоского елемента прямокутної або квадратної форми з голчастим полем, розташованим із двох плоских боків корпусу, причому форма елементів голчастого поля являє собою піраміду або конус зі згладженими вершинами, по периметру корпусу міститься вузька смужка для закріплення на корпусі шляхом термозварювання фільтруючих елементів, виконаних у вигляді ламінованої трекової мембрани товщиною від 9 до 23 мікронів з діаметром пор від 0,18 до 0,45 мкм, а в матеріал корпусу, в ламінат, або в спеціальний картридж, що вставлений у розрив зливального шланга, імпрегновані магнітні мікро U 2 50178 1 3 товщиною 9 - 11 мікронів, у якій виконані наскрізні отвори діаметром 0,2 - 0,4 мікрони. Плівкові мембрани - ніжний матеріал; у робочому стані фільтри випробовують поверхневий тиск і притискаються до елементів корпусу . У подібних колекторах для усунення цього явища застосовують як варіант виконання поверхні корпусу з лінійчатими елементами (смужки, дуги, промені, сітка й т.д.). У найближчого аналогу корпус виконаний з опорної для мембрани рифленою поверхнею. Однак це також має недоліки - під впливом поверхневого тиску в місці контакту мембрани з рифленим лінійчатим елементом поверхні корпусу відбувається перекриття великої кількості отворів мембрани, а це перешкоджає проходженню через перекриті отвори відфільтрованої рідини або газу, тим самим зменшується робоча поверхня мембрани й, відповідно, пропускна здатність фільтра. У найближчому аналозі в якості передфільтрів у підкришечному просторі фільтра застосовуються поролонові (пінополіуретанові) пластини для грубої фільтрації суспензій із брудної води, що категорично протипоказано - поролон у воді розкладається й виділяє токсичні компоненти, шкідливі для здоров'я. В основу корисної моделі поставлене завдання створення такого мембранного фільтра для очищення питної води, який конструктивно забезпечував би максимальну пропускну здатність конструкції, мав надійні характеристики міцності, давав високий ступінь очищення води від максимальної кількості забруднювачів, що негативно впливають на здоров'я людини. Поставлене завдання вирішується таким чином, що мембранний фільтр для очищення питної води включає корпус, виконаний у вигляді плоского елемента прямокутної або квадратної форми з голчастим полем, розташованим із двох плоских сторін корпусу , і вузькою смужкою по периметру корпусу для закріплення на корпусі шляхом термозварки ламінованої трекової мембрани товщиною від 9 до 23 мікронів з діаметром пор від 0,18 до 0,45 мкм; колектор для збору фільтрату, що представляє собою простір, утворений поверхнею ламінованої трекової мембрани й голчастим полем корпусу , кришки із забірними отворами, штуцер, що з'єднує колектор зі зливальним шлангом для відводу відфільтрованої води, ручну помпу для переведення фільтра в робочий стан і для дотримання гігієнічних вимог. Елементи голчастого поля мають форму усіченої піраміди або конусу зі злегка згладженими вершинами. Конструкція нового фільтра передбачає застосування так званих замків - елементів фіксації перегину еластичного зливального шланга без заломів і створення надійного водяного затвора, що попереджає влучення забрудненого повітря в зливальний шланг у момент випорожнення ємності із брудною водою й при зливі залишків води зі зливального шланга. У матеріал корпусу, у ламінат, або в спеціальний картридж, що вставлений у розрив зливального шланга, імпрегновані магнітні мікрочастинки, біоенергетично заряджені мікрочастинки, що роблять сприятливий вплив на фізіологічні процеси в організмі людини, а також мікрочастинки срібла, що 50178 4 поліпшують бактерицидні властивості фільтра, або селективні сорбенти, здатні поліпшувати ефективність роботи фільтра за різними показниками (наприклад, залізо, миш'як, хром і т.п.). Конструкція фільтра передбачає наявність рамок зі спеціальними замками, що охоплюють корпус-колектор, або при відсутності рамок - спеціальні з'єднувальні вилки, що дають можливість твердого з'єднання між собою 2-3-4-10 фільтрів у блок, що збільшує продуктивність очисного процесу кратно збільшенню кількості фільтрів. На зовнішньому боці кришки розташовано спеціальний органайзер, що дозволяє компактно укладати зливальний шланг. Для приведення в робочий стан фільтра застосовується спеціальна ручна помпа, що створює примусовий негативний тиск (розрядження) під фільтруючими елементами, що дозволяє значно скоротити процес переведення фільтра в робочий стан і при цьому забезпечити чистоту й гігієнічність даного процесу. Зливальний шланг, що застосовується для відводу очищеної води, за рахунок падаючого стовпа чистої води в шлангу створює негативний тиск (розрядження) під фільтруючими елементами (ламінованою мембраною), що дозволяє значно збільшити продуктивність фільтра. У розрив зливального шланга може встановлюватися зворотний клапан, що служить для захисту мембрани від продувки фільтра у зворотному напрямку. Споживач, не ознайомившись із інструкцією з експлуатації, іноді намагається "чистити" мембрану продувкою через зливальний шланг, тим самим відриває мембрану від корпусу й приводить у непридатність весь фільтр. Застосування ламінату у вигляді пористого нетканого волокна дозволяє обробляти нетканий матеріал різними способами, "вживлюючи" (імпрегнуючи) у пористу структуру магнітні мікрочастинки, енергетичне заряджені мікрочастинки, різного роду сорбенти, здатні селективно поліпшувати фільтруючі властивості фільтра за такими показниками, як різні види заліза, миш'як, хром і т.д. А застосування технології вживляння елементів срібла дозволить поліпшити бактерицидні властивості фільтра. Імпрегнувати різного роду сорбенти, магнітні мікрочастинки, енергетичне заряджені мікрочастинки або срібло можна також у пластичний матеріал, з якого виготовлений корпус, або в картридж, що вставлений у розрив шланга, що відводить. Причинно-наслідковий зв'язок між Істотними ознаками технічного рішення, що заявляємо, і очікуваним результатом полягає в наступному. У найближчому аналозі застосовується ядерна мембрана (ТУ 1664-88) товщиною 9-11 мікронів з діаметром пор 0,2-0,4 мікрони й щільністю до 105 пор на 1кв. см. Технологія виготовлення ядерної мембрани мала істотний недолік - пори, що утворяться, розташовувалися перпендикулярно поверхні мембрани й мала місце ситуація, коли велика кількість пор перекриваються ("дуплети" і "триплети"), що приводило до нестабільності діаметрів отворів у ядерній мембрані. Це не гарантувало ефективну фільтрацію - діаметри пор не були стабільними. У 5 фільтрі, що заявлений, застосована трекова мембрана (ТУ 9428-03-8626319-95), технологія виготовлення якої значно відрізняється від технології виготовлення ядерної мембрани. У трековій мембрані пори розташовані не перпендикулярно поверхні мембрани, а під різними кутами. Саме така технологія дозволяє уникнути одержання некаліброваних отворів. А застосування трекової мембрани дозволяє гарантувати захист відфільтрованої води від яких-небудь бактерій. Крім того, конструкція нового фільтра дозволяє використати трекову мембрану товщиною від 9 до 23 мікронів і щільністю до 108 пор на 1 квадратний сантиметр, що значно підвищує міцність, а, відповідно, і експлуатаційні характеристики фільтра. Ламінат мембрани виконано з нетканого синтетичного матеріалу певної товщини й щільності, що піднімає саму мембрану над голчастою поверхнею корпусу - колектора і створює додатковий простір для вільного проходження крапель фільтрованої рідини або газу, збільшуючи пропускну здатність пристрою. Ознаками найближчого аналогу, що збігаються з істотними ознаками корисної моделі, є наявність: - корпусу , закритого кришками; - фільтруючих елементів, розташованих між корпусом і кришками; - колекторного простору, утвореного проміж поверхнею мембрани й корпусом; - штуцера, до якого приєднаний шланг для відводу відфільтрованої води. Корисна модель, що заявлена, представлена графічно. На кресленні (Фіг.1) показана конструкція мембранного фільтра для очищення питної води, який має як фільтруючий елемент ламіновану трекову мембрану 1, корпус 2 з опорною для мембрани 1 голчастою поверхнею 3 й вузькою смужкою 4 по периметру корпусу 2 для герметичного закріплення на ньому трекової мембрани 1 методом термозварки, колектор для збору фільтрату, утворений простором між поверхнею ламінованої трекової мембрани й голчастим полем корпусу , штуцер 5, що з'єднує колектор зі зливальним шлангом б для прийому відфільтрованої рідини, кришки 7 з отворами 8. Мембранний фільтр працює в такий спосіб (див. Фіг.2). Фільтр опускають в забірну ємність 9 (стаціонарний посуд, поліетиленовий пакет, бурдюк і т.п.) з неочищеною водою, на зливальному шлангу 6 закріплюють замки-фіксатори 10 перегину зливального шланга, процес роботи фільтра запускають за допомогою ручної помпи 11. У розрив зливального шланга вставлений селективний картридж 12, що дозволяє підсилити ефективність роботи фільтра. На Фіг.3 показана можливість з'єднання фільтрів у блоки. На зовнішньому боці кришок розташовані рамки зі спеціальними замками (на малюнку не показані), що охоплюють корпус-колектор, або встановлені спеціальні з'єднувальні вилки 13, які дають можливість жорсткого з'єднання між собою 2-3-4-10 фільтрів, що збільшує продуктивність 50178 6 очисного процесу кратно збільшенню кількості фільтрів. У заявленій конструкції фільтра отвори 8 у кришках 7 додатково несуть функцію кріплення спеціальних з'єднувальних вилок, за допомогою яких фільтри поєднуються в блоки. Вилка 13 фіксується в отворах-щілинах 8 кришки одного з фільтрів і також в отворах-щілинах кришки сусіднього фільтра, здійснюючи зчеплення між фільтрами. На кришці розміщене спеціальне пристосування органайзер 14, що дозволяє компактно, спірально укладати шланг, що відводить рідину. У найближчому аналозі запуск фільтра призволиться-методом притоплення всієї конструкції й тривалим очікуванням заповнення всіх порожнин фільтра й зливального шланга відфільтрованою водою. У виді того, що даний спосіб не використає ніякий тиск - цей процес триває десятки хвилин. Крім того, після вилучення зливального шланга з посудини із брудною водою, у яку він попередньо був занурений, і опускання його в нижче розташовану ємність із відфільтрованою водою, є ймовірність стікання по зовнішній поверхні шланга брудної, неочищеної води в ємність із очищеною водою, що в умовах епідеміологічної небезпеки чревате занесенням у чисту воду хвороботворних бактерій. У комплекті нової конструкції фільтра застосовується ручна помпа, що дозволяє зробити переведення фільтра в робочий стан протягом декількох секунд, при цьому дотримуються всі гігієнічні вимоги й повністю відсутня небезпека забруднення ємності прийому чистої води. Крім того, зливальний шланг використається не тільки для відводу очищеної води, але й падаючий стовп води в шлангу виконує роль насоса, що забезпечує необхідну продуктивність фільтра. До переваг нової конструкції варто також віднести наступні фактори. Ламінат являє собою пористе неткане полотно. Така структура полотна дозволяє за рахунок своїх капілярних властивостей, хоча й не значно, але збільшити продуктивність фільтра. Дана структура ламінату дозволяє також запобігти прилипання плівкової мембрани до поверхні корпусу , що запобігає - перекриттю пор мембрани, що також збільшує продуктивність фільтра. Конструкція нового фільтра дозволяє поєднувати фільтри в блоки, що значно збільшує продуктивність такого пристрою й розширює можливості його застосування. Якщо в найближчому аналозі отвори на кришці виконували функцію вікна для надходження усередину фільтра брудної води, то в новій конструкції фільтра отвори в кришках ще несуть функцію кріплення спеціальних з'єднувальних вилок, за допомогою яких фільтри поєднуються в блоки. Вилка фіксується в отворах-щілинах однієї кришки а також фіксується в отворахщілинах сусідньої кришки - це і є елемент зчеплення між фільтрами. Також дана конструкція кришок нового фільтра дозволяє закріплювати на кришці спеціальне пристосування (органайзер), що дозволяє акуратно й компактно, спіральне укладати зливальний шланг, що надає естетичність, компактність і акуратність 7 укладання комплекту фільтра в індивідуальному впакуванні. Конструкція заявленого фільтра передбачає застосування селективних картриджів, розміщених 50178 8 у розриві зливального шланга, що дозволяє підсилити ефективність роботи фільтра. 9 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 50178 Підписне 10 Тираж 26 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