Біоцидний картридж

1. Біоцидний картридж для застосування в пристрої для очищення води, який має механізм автоматичного перекривання потоку води при закінченні терміну його експлуатації, і який містить: вхідний отвір для подачі води та вихідний отвір для води, обробленої біоцидом; контейнер, який містить пігулку біоциду, що здатна розмиватися водою та лежить на основі, яка має щонайменше один отвір для проходження води і рухому опору, укладену поверх пігулки біоциду; важіль, який прикріплений своїм найближчим кінцем до рухомої опори і оснащений пристроєм закупорювання на його віддаленому кінці; і у якому рухома опора виконана з можливістю опускатися, у міру витрачання пігулки біоциду, при розмиванні водою, таким чином, що в заданому положенні по закінченні терміну експлуатації закупорювальний пристрій здатний закрити вказаний вихід, тим самим, перекриваючи потік води. 2. Біоцидний картридж за п. 1, який відрізняється тим, що важіль має L-подібну форму. 3. Біоцидний картридж за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що важіль нерухомо прикріплений своїм найближчим кінцем до рухомої опори. 4. Біоцидний картридж за будь-яким з попередніх пп., який відрізняється тим, що контейнер оснащений щілиною на його бічних стінках для направляння руху важеля зверху вниз. 5. Біоцидний картридж за будь-яким з попередніх пп., який відрізняється тим, що контейнер має додаткові пігулки, причому усі пігулки розміщені в ряд одна на одній. 2 (19) 1 3 96153 4 фільтруючий вузол, пристосований для виділення мікрочасток та розчинного матеріалу з води, що сполучений з біоцидним картриджем, виконаним відповідно до пп. 1-12, таким, що швидкість потоку води, яка виходить з фільтруючого вузла, перед контактуванням води з біоцидом, що вивільняє біоцидний картридж, є контрольованою пристроєм контролю потоку, камеру витримування, у якій вода підлягає витримуванню протягом встановленого періоду часу, та поглинаючий пристрій, крізь який вода витікає з системи та який пристосований для виділення розпорошеного у ній біоциду. Даний винахід відноситься до біоцидного картриджа, який застосовується в пристрої очищення води, який має механізм автоматичного перекривання потоку води при закінченні терміну експлуатації і до його застосування в пристрої для очищення води під дією гравітації. Багато людей в світі живуть в країнах, де існує жорсткий брак гігієнічної питної води. Населенню в цих місцевостях доводиться залежати безпосередньо від джерел ґрунтової води, таких як колодязі, ставки і річки. Часто ці джерела води забруднюються стічними водами, промисловими стоками і сільськогосподарськими відходами. Ці місцевості зазвичай є маленькими селами, які не мають муніципальних споруд для очищення питної води. Отже, цим людям доводиться обробляти воду самим перед її вживанням. Воду із названих джерел люди часто набирають у відра або казанки в малих кількостях, таких як, від десяти до двадцяти літрів, щоб вживати її для пиття протягом дня. Найбільш загальним способом приготування чистої води є кип'ятіння. Проте багато людей не можуть дозволити собі кип'ятити воду, оскільки це потребує наявності палива, такого як вугілля або дерево, які є дорогими і важкодоступними. Ці люди часто не можуть залежати від інших способів очищення води, таких як, пристрої УФобробки або мембранних фільтруючих пристроїв. Так відбувається оскільки вказані пристрої вимагають наявності електроенергії, яка часто є недоступною на постійній основі в цих місцевостях. Деякі фільтри для домашнього застосування, для очищення води під дією гравітації були описані у минулому. WO2005095284 описує систему очищення під дією гравітації води, яка містить фільтруючий вузол, для відфільтровування макрочасток і розчинного матеріалу з введеної води, вузол хімічного розподілу для контрольованого розподілу біоцида у воді, за яким йде камера витримування обробленої води протягом встановленого заздалегідь періоду часу перед тим, як вода виходить з системи очищення через поглинаюче пристосування для видалення із води присутнього в ній біоцида. У цих пристроях є важливим, щоб витрачений біоцид відразу замінювали. Пристрої зазвичай містять індикатор закінчення терміну експлуатації, який показує, що біоцид витрачений і підлягає заміні. Вищевказані винахідники знайшли, що багато публікацій попереднього рівня техніки, включаючи WO2005095284, описують різні зовнішні форми індикаторів закінчення терміну експлуатації. Дані винахідники під час розширених випробувань таких пристроїв в сільських і віддалених місцевостях встановили, що споживачі, багато з яких є неписьменними, продовжують використовувати пристрої для задоволення своїх потреб у питній воді навіть після того, як індикатор закінчення терміну експлуатації покаже, що біоцид витрачений. Це є потенційно небезпечним оскільки споживачі знаходяться під помилковим враженням, що вода, яку вони вживають, є безпечною і надійною. Отже, існує потреба в автоматичному механізмі, який забезпечить перекривання води коли біоцид буде витрачено. WO2005095284 розкриває магнітний автоматичний механізм відключення. Названі винахідники знайшли, що такий магнітний механізм не завжди є надійним, особливо в системі очищення води, в якій використовують агресивні біоциди на основі хлора. Таким чином, існує потреба в простому і ефективному автоматичному відключаючому механізмі для такого типу пристроїв очищення води під дією гравітації. Таким чином, завданням даного винаходу є створення біоцидного картриджа для використання в пристрої очищення води, який має простий і ефективний механізм автоматичного перекривання потоку води, який зупиняє потік води, коли біоцид буде витрачено. Іншим завданням даного винаходу є створення системи очищення води під дією гравітації, в якій використовують біоцидний картридж, що має механізм автоматичного перекривання потоку води, який зупиняє потік води, коли біоцид буде витрачено. Ще одним завданням винаходу є створення біоцидного картриджа з механізмом автоматичного перекривання потоку води, який не вимагає якої-небудь зовнішньої енергії, такої як електроенергія, для того, щоб механізм працював. Іншим завданням винаходу є створення біоцидного картриджа з механізмом автоматичного перекривання потоку води, який не вимагає застосування дорогих запчастин і тому забезпечує низьку вартість експлуатації. Таким чином, відповідно до одного об'єкта даного винаходу, пропонується біоцидний картрідж для застосування в пристрої очищення води, який має механізм автоматичного перекривання потоку води після закінчення терміну експлуатації, який містить: (a) вхідний отвір для подачі води і вихідний отвір для води, обробленої біоцидом; (b) контейнер, який містить пігулку біоцида, яка розмивається водою, і лежить на основі, яка має, щонайменше, один отвір для проходження води і рухому пластину, встановлену поверх пігулки біоцида; (с) плече, прикріплене своїм найближчим кінцем до рухомої пластини і оснащене закупорюючим пристроєм на своєму віддаленому кінці; таке, 5 що, як тільки пігулка біоцида, яка розмивається водою, закінчується, рухома пластина опускається таким чином, що в заздалегідь визначеному положенні, яке відповідає закінченню терміну експлуатації, пристрій закупорювання перекриває вказаний вихід, тим самим, закриваючи потік води. Відповідно до іншого об'єкта даного винаходу пропонується пристрій очищення води під дією гравітації, який містить: - фільтруючий вузол, пристосований для вилучення макрочасток і розчинного матеріалу з введеної води, який сполучається з - біоцидним картриджем відповідно до першого об'єкту винаходу, таким, що швидкість потоку води, яка виходить з фільтруючого вузла, контролюється - пристроєм контролю потоку перед тим, як вода входить в зіткнення з біоцидом, який розподіляється біоцидним катріджем, причому після цього вода витримується в - камері витримування протягом встановленого періоду часу перед виходом з системи очищення води через - поглинаючий пристрій, пристосований для видалення з води, яка виходить, розпорошеного в ній біоцида. Інший об'єкт винаходу пропонує застосування картриджа відповідно до винаходу у вказаному пристрої для очищення води під дією гравітації. Ця та інші завдання винаходу, його переваги і застосування будуть тепер подані за допомогою подальшого докладного опису з посиланнями на креслення, на яких: Фіг.1 - втілення біоцидного картриджа згідно винаходу, в ситуації коли біоцидний картридж є новим і був недавно встановлений в пристрій для очищення води; Фіг.2 - втілення біоцидного картриджа згідно винаходу в кінці терміну експлуатації. На Фіг.1, біоцидний картридж (1) має трубчастий контейнер (2), в якому дві пігулки біоцида (3), (4), виготовлені з трихлорціанурової кислоти укладені одна на одну. Контейнер також містить кольорову пігулку (5), інертну щодо хлора, укладену поверх верхньої пігулки біоцида (4). Кольорова пігулка є рухомою опорою відповідно до винаходу. Пігулки біоцида лежать на основі, яка має отвір (6) для проходження води. Біоцидний картридж має вхідний отвір (7) для подачі води і вихідний (8) для води, обробленої біоцидом. L-подібний важіль (9) нерухомо прикріплений до кольорової пігулки (5) своїм найближчим кінцем і має закупорюючий пристрій (10) на своєму віддаленому кінці. Контейнер, який містить пігулки біоцида, оснащений щілиною на його бічних стінках для того, щоб направляти рух важеля (9) зверху вниз. Контейнер має прозоре вікно (11) в його нижній частині, крізь яке видно саму нижню пігулка. Контейнер також має сільфон (12) між верхнім закритим кінцем (13) контейнера і кольоровою пігулкою (5). При використанні, вода, що подається, входить в біоцидний картридж крізь вхідний отвір (7), і вступає в контакт з донною частиною самого нижнього біоцидного картриджа (3) після проходження крізь отвір (6). Цей контакт забезпечує перехід 96153 6 заздалегідь визначеної кількості біоцида у воду і вихід останньої з біоцидного картриджа крізь вихідний отвір (8). При тривалому використанні біоцидного картриджа пігулки біоцида (3), а потім і (4), витрачаються шляхом безперервного розмивання водою, що очищається. У міру витрачання пігулок біоцида (3) і (4) інертна кольорова пігулка (5) опускається в нижню частину контейнера (2). Опусканню пігулки (5) сприяє гравітація, так само, як і сила, яка діє з боку сільфону (12). Опускання пігулки (5) викликає одночасне опускання важеля (9) і закупорюючого пристрою (10). Як тільки пігулки біоцида (3) і (4) виявляються, власне кажучи, повністю витраченими, в заданому положенні закінчення терміну експлуатації, важіль (9) і закупорюючий пристрій (10) опускаються достатньо для того, щоб викликати закриття виходу (8) закупорюючим пристроєм (10), тим самим, забезпечуючи перекривання потоку води. У цьому положенні, кольорову інертну пігулку видно крізь прозоре вікно (11), що, тим самим, також забезпечує візуальну індикацію закінчення терміну експлуатації. Положення різних частин біоцидного картриджа в положенні закінчення терміну експлуатації показано на Фіг.2. Може бути виготовлене таке пристосування, щоб на момент, коли вихід закривається, вхідна вода могла виходити крізь інший отвір. Коли споживач помічає, що вода почала виходити назовні, це служить попередженням про необхідність заповнення пігулок біоцида. Винахід пропонує біоцидний картридж для застосування в пристрої очищення води. Біоцидний картридж має механізм автоматичного перекривання потоку води при закінченні терміну експлуатації картриджа. Біоцидний картридж запропонований винаходом має вхідний отвір для подачі води, вихідний отвір для води, обробленої біоцидом, контейнер, який містить одну або декілька пігулок біоцида, які розмиваються водою, та лежать на основі, яка має, щонайменше, один отвір для проходження води, рухому пластину, укладену поверх пігулки біоцида, і важіль, який прикріплений до рухомої пластини своїм найближчим кінцем і оснащений закупорюючим пристроєм на його віддаленому кінці. У положенні закінчення терміну експлуатації, рухома опора пересувається достатньо низько для того, щоб викликати закривання вихідного отвору для води закупорюючим пристроєм, і, тим самим, перекривання потоку води. Важіль міг би мати будь-яку форму і величину, але бажано є L-подібним. Важіль може бути зйомним з рухомої опори, але кращою є конфігурація коли важіль нерухомо прикріплений своїм найближчим кінцем до рухомої опори. Біоцидний картридж запропонований винаходом спроектований таким чином, що контейнер може містити одну пігулку біоцида або декілька пігулок біоцида. Бажана кількість пігулок становить від двох до чотирьох, найкраще - дві пігулки. Пігулки можуть мати будь-яку форму. Краще, якщо пігулки матимуть круглий, квадратний, прямокутний, гексагональний або овальний поперечний перетин. Найбільший вимір поперечного перетину може становити від 1,2 см до 2,0 см, краще, від 1,5 до 1,8 см. Пігулки, бажано, мають товщину зазви 7 чай в діапазоні від 1,5 см до 2,5 см, краще, від 1,8 до 2,0 см. Коли використовують декілька пігулок біоцида, їх компонують так, щоб вони були укладені одна поверх іншої в контейнері. Рухома опора лежить поверх самої верхньої пігулки біоцида. Рухома опора може бути виконана у вигляді пластини, диска або таблеткоподібного елементу, найкраще, таблеткоподібного елементу. Цю рухому опору зазвичай виготовляють з матеріалу, який є інертним щодо біоциду. Альтернативно, рухома опора може бути виготовлена з будьякого матеріалу, але є покритою матеріалом, інертним щодо біоциду. Наприклад, коли біоцидом є хлор, рухома опора може бути виготовлена з твердого полімеру, наприклад, поліетилену високої щільності (ПВЩ), акрилнітрилбутадієнстіролу (АБС) або поліпропілену, або може бути виготовлена з будь-якого іншого матеріалу і покрита ПВЩ або поліпропіленом. Рухома опора є пігулкою зазвичай яскраво забарвленою, наприклад, в червоний, синій або зелений колір. Відповідно до кращого здійснення винаходу, контейнер біоцидного картриджа оснащують прозорим вікном в його нижній частині. Це забезпечує те, що в положенні заздалегідь встановленого закінчення терміну експлуатації, кольорову рухому опору у вигляді пігулки видно крізь прозоре вікно, що, тим самим, дає візуальну індикацію закінчення терміну експлуатації. Відповідно до іншого кращого варіанту винаходу, контейнер біоцидного картриджа має закріплений верхній кінець і пружний елемент між рухомою опорою і закріпленим верхнім кінцем. Пружний елемент може бути пружиною або сільфоном. Рухома опора, яка спирається на верхню частину пігулок біоцида, опускається під дією сили тяжіння у міру витрачання пігулок біоцида. Пружний елемент дає додаткову силу для того, щоб забезпечити опускання рухомої опори, у міру витрачання пігулок біоцида, натискаючи на площину рухомої опори. Пігулка біоцида може бути обрана з поміж одного або більше із переліку: калія дихлорізоціанурату, натрію дихлорізоціанурату, трихлорціанурової кислоти, хлорованого тринатрійфосфату, кальцію гіпохлориту, літію гіпохлориту, монохлораміну, дихлораміну, [(монотрихлор)тетра(монокалію дихлор)]пентаізоціанурату, 1,3дихлор-5,5-диметилгідантоїну, паратолуолсульфодихлораміду, трихлормеламіну, N-хлораміну, Nхлорсукциніміду, Ν,Ν'-дихлоразодікарбонаміду, Nхлорацетилсечовини, N, -дихлоразодікарбонаміду, N-хлорацетилсечовини, N, N-дихлорбіурілу, хлорованого диціандіаміду. Найбільш бажаним біоцидом для застосування у вигляді пігулок у винаході є трихлорціанурова кислота. Біоцидний картрідж запропонований винаходом є найбільш придатним для застосування в пристрої для очищення води під дією гравітації. Інший об'єкт винаходу пропонує пристрій для очищення води під дією гравітації, який містить фільтруючий вузол для відділення макрочасток і розчинного матеріалу з води, що вводиться, пристрій контролю потоку для контролювання потоку води, що подається в біоцидний картридж, відповідно до 96153 8 першого об'єкту винаходу, камеру витримування для витримування обробленої біоцидом води протягом встановленого періоду часу перед тим, як вона виходить з системи очищення води крізь поглинаючий пристрій, пристосований для виділення з води, що виходить, розпорошеного в ній біоцида. Фільтруючий вузол, який найширше застосовують в таких пристроях очищення, є вугільним блоком. Вугільні блоки зазвичай виготовляють використовуючи порошок активованого вугілля, змішаний з подрібненим на порох зв'язуючим полімерним матеріалом, і піддаючи суміш дії високої температури і високого тиску. Бажаною величиною частинок порошку активованого вугілля є така, при якій не більше ніж 5 % вугільних частинок проходить крізь сито 150 меш і не більше ніж 5 % залишається на ситі 12 меш. Порошкоподібне активоване вугілля є присутнім в кількості в діапазоні від 50 до 95 % за масою від маси вугільного блоку. Зв'язуючий полімерний матеріал зазвичай присутній в кількості від 5 до 50 % за масою від маси вугільного блоку. Найбільш бажаними зв'язуючими полімерними матеріалами є ті, які мають Швидкість Течії Потоку меншу ніж 5 грам/10 хвилин, бажано, меншу ніж 2 грама/10 хвилин, найкраще, меншу ніж 1 грам/10 хвилин. Швидкість Течії Потоку (ШТП) вимірюють з використанням тесту STM D 1238 (О 1133). Відповідні приклади зв'язуючих полімерних матеріалів, включають ультрависокомолекулярні полімери, бажано, поліетилен, поліпропілен та їх поєднання, які мають такі ж низькі величини ШТП. Молекулярна маса знаходиться, бажано, в діапазоні від 106 до 109 г/моль. Зв'язуючі матеріали цього класу є комерційно доступними під торговими назвами HOSTALEN від Ticona GMBH, GUR, Sunfine (з Asahi, Японія), Hizex (з Mitsubishi) і з Brasken Corp (Бразилія). Інші відповідні зв'язуючі матеріали, включають LDPE, що продається як Lupolen (від Basel Polyolefis) i LLDPE від Qunos (Австралія). Відношення активованого вугілля до зв'язуючого полімерного матеріалу, бажано, знаходиться, в діапазоні від 1:1 до 20:1, краще, в діапазоні від 2:1 до 10:1 масових часток. За допомогою вищезгаданого фільтруючого вузла, можна отримати швидкість потоку води при середньому гідростатичному тиску води 75 мм під дією гравітації, рівну 100-300 мл/хв., сталу протягом тривалого часу, не ризикуючи порушити умови видалення макрочасток забруднень разом з хімічними забрудненнями. Фільтруючий вузол може бути використаний разом з іншими відомими фільтруючими пристроями, бажано з такими як, седиментаційний фільтруючий пристрій, змінний або такий, що миється седиментаційний фільтр для видалення дрібного пилу та інших мікрочасток. Седиментаційний фільтр може бути виготовлений із нетканого матеріалу, бажано, мікропористого матеріалу. Система очищення води під дією гравітації запропонована винаходом містить пристрій контролю потоку, який регулює швидкість потоку води, що виходить з фільтруючого вузла. Регулювання потоку, переважно, досягається за допомогою ви 9 користання пристрою, який не вимагає прикладення зовнішньої енергії, наприклад, електроенергії. Пристрій контролю потоку може включати пристрої регулювання потоку, такі як, стопорні крани, клапани, трубки Вентурі або перетинки. Зокрема, бажаним пристроєм контролю потоку відповідно до винаходу є такий, як описаний в нашій паралельно даній заявці WO2004074182. Цей пристрій контролю потоку, за паралельно даною заявкою, містить резервуар контролю потоку із заздалегідь вибраними розмірами, пристосований для зливу потрібного об'єму води, який містить, принаймні, одне вхідне пристосування для входу води з вихідного отвору вказаного фільтруючого вузла в резервуар і, щонайменше, один пристрій сифонового зливу, функціонально сполучений з резервуаром контролю потоку і пристосований для контролю швидкості потоку води з резервуару. Швидкість потоку води, як описано у вищезгаданій паралельно поданій заявці, може бути відрегульована у високому ступені шляхом селективного розміру контрольного резервуару і селективного втілення пристрою сифонового зливу трубчастого елементу заздалегідь вибраних розмірів, включаючи діаметр і форму, бажано, у вигляді перевернутого трубчастого елементу "U/V''-подібного для полегшення контролю потоку швидкості. Застосування цього кращого об'єкту пристрою контролю потоку забезпечить відмінне регулювання швидкості потоку води, незалежно від швидкості потоку води, що виходить з фільтруючого вузла. Вода, яка виходить з пристрою контролю потоку, зустрічається з біоцидом, який вивільняється біоцидним катриджем, відповідно до першого об'єкту даного винаходу. Воду, яка містить біоцид, витримують в камері витримування протягом встановленого періоду часу. Витримування води, яка містить біоцид, протягом цього періоду часу забезпечить убивання всіх патогенних мікроорганізмів, таких як бактерії та віруси. Бажаним є витримування води протягом періоду часу в діапазоні від 30 до 300 хвилин або, краще, 60-180 хвилин в камері витримування. Може бути використаний будь-який пристрій для ви 96153 10 тримування води протягом цього періоду часу в системі очищення води, але найбільш бажаними є, варіанти втілення, проілюстровані в WO04000732. Альтернативно, кращі пристосування для забезпечення витримування води в камері витримування протягом цього періоду часу, забезпечують за допомогою низхідних труб, які направляють воду з основи вузла розподілу хімікату в камеру витримування, що забезпечує потік води, близький до ламінарного, в камері витримування, яка розділена на дві або більше горизонтальні секції розділюючими пластинами. Відстань між вхідним отвором для входу води в камеру витримування і вихідним отвором для виходу води з кожної секції камери витримування доведена до максимуму шляхом розміщення точок входу і виходу на найбільшій відстані одна від одної. Ця довга відстань, яку проходить вода в камері витримування, а також те, що потік води є близьким до ламінарного, забезпечує бажаний час витримування. Вода, яка виходить з камери витримування, проходить крізь поглинаючий пристрій перед виходом з системи очищення води. Поглинаючий пристрій видаляє з води розпорошений в ній біоцид. Поглинаючим пристроєм є, бажано бактеріостатичне активоване вугілля. Хоча вода може текти крізь поглинаючий пристрій в напрямку зверху вниз або в напрямку знизу вверх, бажаним є потік води крізь поглинаючий пристрій в напрямку знизу вверх. Різні втілення можуть бути передбачені для такого потоку, включаючи описане в WO04014803. Таким чином, є можливим за допомогою даного винаходу отримання біоцидного картриджа для використовування його в пристрої для очищення води, який забезпечує простий і ефективний механізм автоматичного відключення потоку води, який зупиняє потік води, коли біоцид буде витрачено. Крім того, біоцидний картридж є дуже зручним оскільки для функціонування механізму він не вимагає ніякої зовнішньої енергії, такої як електроенергія, для і не вимагає застосування дорогих запасних частин, і тому є доступним для всіх і кожного. 11 Комп’ютерна верстка А. Рябко 96153 Підписне 12 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601