Глечиковий фільтр для води

Реферат: Глечиковий фільтр для води включає верхню місткість для вхідної води, днище якої оснащене гніздом, в якому зафіксовано змінний картридж для очищення води та нижню місткість для очищеної води зі змінним картриджем для мінералізації очищеної води. Картридж для очищення води оснащений ультрафільтраційною мембраною і шарами з іонообмінних волокон та активованого вугілля. Картридж для мінералізації очищеної води заповнений керамічними кульками "ORP Ceramic Ball". UA 114675 U (54) ГЛЕЧИКОВИЙ ФІЛЬТР ДЛЯ ВОДИ UA 114675 U UA 114675 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до засобів для очищення питної води перед її вживанням і стосується конструкції картриджів глечикових фільтрів, призначених для доочищення невеликої кількості водопровідної питної води та надання їй високих показників безпечності і якості. Відомо, що якість питної води, підготовленої на станціях центрального водопостачання, не повною мірою відповідає вимогам санітарно-гігієнічних нормативів і тому потребує додаткового очищення. Навіть добре підготована вода, пройшовши через старі зношені трубопроводи, втрачає свої якості і часто повторно забруднюється іржею і різноманітними мікроорганізмами: мікроскопічними водоростями, спорами грибів, бактеріями. Тому воду з систем централізованого водопостачання безпосередньо перед вживанням необхідно додатково очищати. Для отримання якісної питної води в невеликих кількостях в домашніх умовах, в офісах, лікувальних закладах та ін., широкого вжитку набули невеликі настільні глечикові фільтри зі змінними картриджами. Звичайний глечиковий фільтр включає верхню місткість для вхідної води та нижню місткість для очищеної води. Дно верхньої місткості має гніздо, в якому фіксується змінний картридж. Картридж являє собою головний робочий орган фільтра, який забезпечує очищення води при проходженні її крізь шари фільтрувальних матеріалів, розміщених у порожнині картриджа. Від властивостей цих матеріалів залежать якість отриманої води. Найдосконаліші сучасні фільтри споряджені картриджами, що забезпечують не тільки глибоку фільтрацію води, а і коригують її хімічний склад, доводячи до оптимальних показників. З рівня техніки відомо багато конструкцій картриджів з багатошаровим завантаженням, наприклад: [1, 2, 3, 4] їх завантаженнями включає кілька шарів фільтруючих матеріалів та сорбентів. В процесі роботи матеріали завантаження втрачають свої функціональні властивості і картридж замінюють на новий. Тобто картридж є одноразовим виробом і при відновленні працездатності фільтра він заміняється повністю. Однак в процесі роботи швидко втрачають свої властивості тільки шари, які забезпечують фільтрацію води, тоді як шари, що забезпечують кондиціювання води, можуть ще довго працювати. Іншими словами, заміняються картриджі, у яких не використаний ресурс шарів, призначених для кондиціювання води, що дуже нераціонально. Найближчим до запропонованого картриджа серед відомих за технічною суттю та досягнутим результатом є фільтр [5] для очищення води "зелена лінія", захищений патентом України № 69839 по МПК - B01D 24/04, C02F1/00 на корисну модель. Цей глечиковий фільтр включає верхню місткість для вхідної води та нижню місткість для очищеної води. Днище верхньої місткості оснащене гніздом, в якому зафіксовано змінний керамічний картридж та картридж для очищення води, а нижня місткість оснащена водовідвідним краном та зафіксованим на днищі змінним картриджем для кондиціювання очищеної води. При цьому керамічний картридж фільтра призначений для очищення води від механічних забруднень, іржі, піску, мулу, бактерій. Картридж для очищення води є багатоступеневим і складається з шару активованого вугілля, обробленого сріблом, шару мінеральних каменів, шару кварцового піску, додаткового шару активованого вугілля та шару мінеральних кульок (природний матеріал). Картридж з мінералами, розміщений у нижній місткості, насичує воду корисними мінералами, у тому числі такими, як: залізо, кальцій, калій, магній та ін. Даний фільтр забезпечує отримання якісної питної води за рахунок її глибокого очищення та насичення необхідними мінералами. При цьому картридж з мінералами замінюються набагато рідше, ніж керамічний картридж та багатошаровий картриджі, що зменшує експлуатаційні витрати при використанні даного фільтра у порівнянні з відомими. Недоліком описаного фільтра є те, що він не здійснює корегування таких важливих властивостей води як водневий показник рН та окисно-відновний потенціал (ОВП). Задачею запропонованої корисної моделі є удосконалення конструкції глечикового фільтра для води шляхом застосування нових матеріалів у картриджах для очищення та мінералізації води. Поставлена задача вирішується тим, що в глечиковому фільтрі для води, що включає верхню місткість для вхідної води, днище якої оснащене гніздом, в якому зафіксовано змінний картридж для очищення води та нижню місткість для очищеної води з водовідвідним краном та зафіксованим на днищі змінним картриджем для мінералізації очищеної води, запропоновано картридж для очищення води оснастити ультрафільтраційною мембраною і шарами з іонообмінних волокон та активованого вугілля, а картридж для мінералізації очищеної води заповнити керамічними кульками "ORP Ceramic Ball". Технічним результатом від запропонованих удосконалень є забезпечення високої ефективності процесу отримання води, як по глибині її очищення, так і по забезпеченню бажаного рівня водневого показника рН та окисно-відновного потенціалу (ОВП). 1 UA 114675 U 5 10 15 20 25 30 35 Істотними ознаками запропонованого фільтра спільними з прототипом є: - Глечиковий фільтр для води включає верхню місткість для вхідної води та нижню місткість для очищеної води; - Днище верхньої місткості оснащене гніздом; - В гнізді днища зафіксовано змінний картридж для очищення води; - Нижня місткість для очищеної води зі змінним картриджем для мінералізації очищеної води. Новими істотними ознаками пристрою порівняно з прототипом є: - Картридж для очищення води оснащений ультрафільтраційною мембраною і шарами з іонообмінних волокон та активованого вугілля; - Картридж для мінералізації очищеної води заповнений керамічними кульками "ORP Ceramic Ball". Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями: На Фіг. 1. Зображено поздовжній переріз глечикового фільтра для води. На Фіг. 2. Зображено поздовжній переріз другого варіанта виконання глечикового фільтра для води. Запропонований глечиковий фільтр для води має корпус 1, що складається з верхньої місткості 2 з кришкою 3 для вхідної води та нижньої місткості 4 для відфільтрованої води (фільтрату). При цьому даний глечиковий фільтр може мати два варіанти виконання. По першому варіанту він споряджений ручкою 5 для зручності перенесення та носиком 6 для виливання фільтрату. По другому варіанту він споряджений підставкою 7 та зливним краном 8 для фільтрату. Зазначений кран доцільно виконати магнітним. Днище 9 верхньої місткості споряджено гніздом для фіксації в ньому змінного картриджа 10 для очищення води. Зазначений картридж оснащено шарами фільтрувальних та сорбційних матеріалів, до яких водять ультра-фільтраційна мембрана і шари з іонообмінних волокон та активованого вугілля. Ультрафільтраційна мембрана виконана з пористих трубоподібних поліпропіленових волокон. Мембрана має розмір пор 0,1-0,01 нм., що менше від розмірів бактерій і вірусів, що дозволяє ефективно очищати воду від різноманітних мікроорганізмів. Шар іонообмінних волокон виконаний з волокон "Міон АК 22" або "Міон К 5", а шар активованого вугілля доцільно виконати з вугілля, отриманого із шкаралупи кокосового горіху Chemviron Carbon 607 (Silcarbon 835). Кількість активованого вугілля складає 85,090,0, а іонообмінного волокна 10,015,0 масових відсотків. Дно нижньої місткості оснащене гніздом, в якому зафіксовано змінний картридж 11 для мінералізації очищеної води. Зазначений картридж виконаний у вигляді порожнистого водопроникного корпусу, порожнина якого заповнена керамічними кульками "ORP Ceramic Ball", склад яких наведено у таблиці 1. Таблиця 1 № 1 2 3 40 45 50 Складові Оксид магнію, MgO Оксид натрію, Na2O Оксид фосфору (V), Р2О5 Вміст, % 97,698 1,260 0,794 При використанні запропонованого глечикового фільтра картридж 10 встановлюють в гніздо верхньої місткості 2 та фіксують, а картридж 11 встановлюють у нижню місткість 4. Воду наливають у верхню місткість 2, з якої вона крізь отвори в кришці картриджа 10 надходить в його порожнину, де вона взаємодіє з шарами фільтрувальних та сорбційних матеріалів, до яких вводять ультрафільтраційну мембрану, шари з іонообмінних волокон та активованого вугілля. В результаті взаємодії з фільтрувальним матеріалом відбувається глибоке очищення води від основної маси домішок. Проходячи крізь ультрафільтраційну мембрану з розміром пор 0,100,01 нм вода звільняється від бактеріальних домішок і шкідливих мікроорганізмів. Проходячи крізь активоване вугілля вода звільняється від вільного хлору, органіки, кольоровості та покращує запах і смак, а проходячи крізь іонообмінне волокно вона очищається від заліза, марганцю та важких металів. При цьому у воді залишається необхідна кількість катіонів кальцію і магнію характерних для лужної іонізованої води. Дослідження води, яка пройшла крізь описаний картридж 10 показали високі результати очищення води від бактерій та вірусів. Дані випробування води наведені в таблиці 2. 2 UA 114675 U Таблиця 2 Мікроорганізм Coliform Bacteria E.coli Total coliform bacteria E.coli K-12 Coliphage MS-2 Hepatitis A virus Bacteriophage MS-2 Pseudomonas aeruginosa Legionella mildadei NCTC 5 10 15 Вміст мікроорганізмів в модульній воді 5 10 CPU/mL 5 10 CPU/L 3 10 PFU/mL 6 10 PFU/100mL 6 10 PFU/mL 4 10 cell/L 4 10 cell/mL Вміст мікроорганізмів в очищеній воді 0 0 0 0 0 0 0 Пройшовши крізь картридж 10 вода потрапляє до нижньої місткості 4, у якій знаходиться картридж 11 для мінералізації очищеної води. Вода в нижній місткості певний час перебуває у контакті з керамічними кульками. При цьому відбувається процес поступового вимивання компонентів, якими насичені кульки. В основному до води дифундують оксид магнію MgO та оксид натрію Na2O. Взаємодіючи з водою вони утворюють основи: MgO+Н2О Mg(OH)2 Na2O+Н2О 2NaOH Утворені основи дисоціюють у воді на катіони металів та аніони ОН -: Mg(OH)2 Mg+2+2OH + NaOH Na + OH B результаті цього збільшується концентрація катіонів натрію, магнію та аніонів ОН , які є відновниками, тобто віддають електрон при взаємодії зі іншими елементами При цьому відновний потенціал води збільшується, а відповідно ОВП зменшується і стає від'ємним. Випробування дії зазначених кульок на воду з водогону це підтверджують. Результати контролю рівня ОВП води, що взаємодіяла з зазначеними кульками наведені в таблиці 3. Таблиця 3 Показник ОВП, (мВ) 20 25 30 35 Початкова вода 200 Вода після очищення 198 1 година -69 Час обробки води 2 години 3 години -115 -173 8 годин -202 Як видно з даних таблиці 3 окисно-відновний потенціал "ОВП" досліджуваної води змінюється у від'ємну сторону. Виходячи із фільтра, виконаного по другому варіанту, вода проходить через магнітний кран, де під дією магнітного поля, вона набуває якостей так-званої "структурованої" води. Таким чином, запропонований глечиковий фільтр забезпечує отримання високоякісної питної води шляхом її глибокого очищення від механічних і хімічних забруднень, а головне він затримує бактерії та віруси, якими може бути насичена вода з водогону. Крім цього, даний глечиковий фільтр забезпечує бажаний рівень водневого показника рН та окисно-відновного потенціалу (ОВП). Важливо, що у іонізованої води катіони корисних металів знаходяться в іонній формі, тому вони легше засвоюються людським організмом. З цієї причини вживаючи води із запропонованого глечикового фільтра, поліпшується загальний стан організму, імунітет і здатність самовідновлення організму. Джерела інформації: 1. US № 4969996 по МПК - B02D24/20 2. US № 5900138 по МПК - B01D35/143 3. ЕР № 0891952 по МПК - C02F9/00 4. GB № 2269586 по МПК - C02F1/28 5. UA № 69839 по МПК - B01D 24/04, C02F 1/00. Прототип ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 1. Глечиковий фільтр для води, що включає верхню місткість для вхідної води, днище якої оснащене гніздом, в якому зафіксовано змінний картридж для очищення води та нижню місткість для очищеної води зі змінним картриджем для мінералізації очищеної води, який відрізняється тим, що картридж для очищення води оснащений ультрафільтраційною 3 UA 114675 U 5 мембраною і шарами з іонообмінних волокон та активованого вугілля, а картридж для мінералізації очищеної води заповнений керамічними кульками "ORP Ceramic Ball". 2. Глечиковий фільтр для води за п. 1, який відрізняється тим, що глечиковий фільтр оснащено підставкою, а нижня місткість для очищеної води споряджена водовідвідним краном. 3. Глечиковий фільтр для води за п. 1, який відрізняється тим, що глечиковий фільтр оснащено ручкою та зливним носиком. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4