КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Кавитация в насосах. Допустимое значение высоты всасывания
| Кавитация — это нарушение сплошности жидкости, которое происходит в тех участках потока, где давление, понижаясь, достигает некоторого критического значения. Э(гот процесс сопровождается образованием большого числа пузырьков, наполненных преимущественно парами жидкости, а также газами, выделившимися из раствора. Находясь в области пониженного давления, пузырьки увеличиваются и превращаются в большие пузыри-каверны. Затем эти пузыри уносятся потоком в область с давлением выше критического, где разрушаются практически бесследно вследствие конденсации заполняющего их пара. Таким образом, в потоке создается доврльно четко ограниченная кавитационная зона, заполненная движущимися пузырьками. Критическое, с точки зрения возникновения кавитации, давление определяется физическими свойствами жидкости и в зависимости от ее состояния может меняться в довольно значительных пределах. Тем не менее в практических расчетах, связанных с рассмотрением кавитационных режимов работы насосов, в качестве критического давления, при котором начинается кавитация, обычно принимают давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости при данной температуре. Классическим примером является возникновение кавитации на обтекаемом потоком профиле. Вызванное отклонением линий тока понижение давления на выпуклой поверхности профиля в районе точки А может привести к образованию кавитацион-ной зоны, протяженность которой X зависит от плотности р0, давления р0 и скорости v0 набегающего потока, формы профиля и угла атаки. качественное изменение структуры потока, вызванное кавитацией, приводит к изменениям режима работы гидравлической машины. Эти изменения принято называть последствиями кавитации. Элементы проточной части гидравлических машин вообще и лопастных насосов в частности представляют собой сочетание направляющих поверхностей, предназначенных для управления потоком. Если кавитационная зона возникает на Такой поверхности, то она изменяет ее эффективную форму и, следовательно, изменяет путь потока. Такие изменения нежелательны и сопровождаются дополнительными потерями энергии Снижение энергетических параметров (подача, напор) и уменьшение коэффициента полезного действия являются прямым следствием возникновения кавитации в любой гидравлической машине. Неустойчивость кавитационной зоны и вызванные появлением этой зоны вторичные течения жидкости приводят к значительным пульсациям давления в потоке, которые оказывают динамическое воздействие на поверхности, направляющие поток. Результаты многочисленных экспериментальных исследований и опыт эксплуатации различного гидравлического оборудования указывают на появление сильных вибраций при возникновении кавитации. Разрушение, или, как принято говорить, «захлопывание» кавита-ционных пузырей при переносе их потоком в область с давлением выше критического происходит чрезвычайно быстро и сопровождается своего рода гидравлическими ударами. Наложение большого числа таких ударов приводит к появлению характерного шипящего звука, который всегда сопутствует кавитации. И наконец, в большинстве случаев кавитация сопровождается разрушением поверхности, на которой возникают и некоторое время cyiuecTL вуют кавитационные пузырн. Это разрушение, являющееся одним из самых опасных последствий кавитации, называют кавитационной эрозией. Механические повреждения рабочих органов гидравлических машин в результате кавитационной эрозии могут за относительно короткий срок достигнуть размеров, затрудняющих нормальную эксплуатацию машин и даже делающих ее практически невозможной. Возникновение и последующее развитие кавитации в лопастных насосах является следствием уменьшения абсолютного давления в потоке жидкости. Рассмотрим, как меняется давление воды при ее движении по проточному тракту лопастного насоса от входа во всасывающий трубопровод и до рабочего колеса. В качестве примера на 2.9 справа изображен вертикальный центробежный насос с прямоосной цилиндрической всасывающей трубой, в центре дан график изменения абсолютного давления в зависимости от значений различных параметров. Давление на входе во всасывающую трубу вследствие ее заглубления под уровень свободной поверхности в приемном резервуаре превышает атмосферное давление р„ на значение гидростатического давления р„. Местные потери энергии, связанные с преодолением гидравлического сопротивления входного устройства всасывающей трубы и увеличением скоростного напора v2/(2g), приводят к тому, что уже в сечении трубы, расположенном на уровне свободной поверхности, абсолютное давление в потоке будет меньше атмосферного. Местные потери в переходном конусе всасывающего трубопровода в сочетании с увеличением скоростного напора вызывают дальнейшее уменьшение давления, абсолютное значение которого на входе в насос может стать меньше давления насыщенных паров рвар. Кроме того, в лопастных насосах давление может дополнительно понизиться, что в значительной мере увеличит опасность возникновения кавитации. Это понижение, не предусмотренное рабочим процессом, может носить общий характер или быть вызвано какими-то местными изменениями в потоке. Низкое абсолютное давление и кавитация могут также наблюдаться при неустановившихся режимах работы насоса: гидравлическом ударе в системе, режиме пуска, остановки и т. п. Зная причины общего и местного понижения давления, мы можем предугадать, а в большинстве случаев и предотвратить появление кавитации в тех или иных элементах проточной части насоса. Следует сразу сказать, что правильный выбор высоты всасывания с учетом геодезической отметки расположения насоса и температуры перекачиваемой жидкости является первым и наиболее надежным мероприятием, направленным на ослабление или предотвращение кавитации. Создание некоторого запаса путем уменьшения высоты всасывания или увеличения подпора по сравнению с подсчитанными величинами гарантирует, как правило, надежную бескавитацион-ную работу насоса. |
13 вопрос
(51) 6 B01D27/02, C02F1/18, C02F9/00
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует
--------------------------------------------------------------------------------
(14) Дата публикации: 1999.06.20
(21) Регистрационный номер заявки: 98116314/25
(22) Дата подачи заявки: 1998.08.13
(45) Опубликовано: 1999.06.20
(56) Аналоги изобретения: RU 2105721 C1, 27.02.98. RU 2095317 C1, 10.11.97. GB 1448844 A, 08.09.76. US 5076922 A, 31.12.91. US 4529511 A, 16.07.85. US 5308482 A, 03.05.94.
(71) Имя заявителя: Закрытое акционерное общество "АКВАФОР" (RU)
(72) Имя изобретателя: Горохов Н.Я.(RU); Русинов Г.Д.(RU); Шмидт Джозеф Львович (US)
(73) Имя патентообладателя: Закрытое акционерное общество "АКВАФОР" (RU)
(98) Адрес для переписки: 197136, Санкт-Петербург, а/я 88, Патентному поверенному Новосельцеву О.В.
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ
Устройство предназначено для очистки жидкости, преимущественно питьевой воды в бытовых или полевых условиях. Устройство содержит фильтрующий модуль, переходную втулку с внутренней перегородкой, на которой расположен штуцер для подвода очищаемой жидкости. К штуцеру герметично присоединена трубка для подвода очищаемой воды. Устройство дополнительно содержит средство для принудительного перемещения очищаемой жидкости из емкости очищаемой жидкости в фильтрующий модуль, выполненное в виде пневматического нагнетателя и трубок подвода очищаемой жидкости, в качестве емкости оно содержит полимерную бутылку для прохладительных напитков или иных пищевых жидкостей с наружной резьбой на горловине, а в качестве фильтрующего модуля оно содержит фильтр В300 производства АО "АКВАФОР" по ТУ 3697-011-11139511-95 с фильтрующим материалом "АКВАЛЕН". Изобретение обеспечивает возможность дешево, быстро и доброкачественно очистить жидкость в бытовых и полевых условиях. 16 з.п. ф-лы, 7 ил.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к очистке жидкости, преимущественно питьевой воды, в бытовых условиях, на неблагоустроенных (без водопровода или при недостаточном давлении в водопроводной сети) дачных или садовых участках или в походных условиях, а более конкретно к устройствам для эффективной механической, сорбционной и бактерицидной очистки питьевой воды с использованием фильтрующих устройств, в которых обеспечивается возможность фильтрования жидкости через адсорбционно-бактерицидный фильтровальный материал с обеспечением улучшения сорбционной и бактерицидной очистки и повышения качества очищенной воды.
Изобретение может найти применение при эффективной и быстрой очистке питьевой воды и/или других жидкостей бытового или промышленного потребления.
Уровень техники.
Необходимость дешевой, быстрой и качественной очистки питьевой воды в бытовых условиях на неблагоустроенных (без водопровода или при недостаточном давлении в водопроводной сети) дачных или садовых участках и, особенно, в походных условиях, является актуальной и очевидной.
Типичная конечная водоочистная система представляет собой присоединенный к источнику очищаемой жидкости патронный фильтр, обеспечивающий очистку жидкости при ее фильтрации через фильтр под действием гравитационных сил или избыточного давления водопроводной сети и сбор очищенной жидкости в расположенную ниже емкость очищенной жидкости. В качестве очищающего средства от хлора, органики и других загрязнений чаще всего используют фильтровальный материал на основе гранулированного активированного гранулированного угля или активированного углеродного волокна.
Наиболее широко распространены на практике присоединяемые к водопроводной сети портативные фильтры, однако они способны эффективно функционировать только при наличии водопровода с достаточным избыточным давлением в сети и обычно непригодны для очистки воды в походных условиях.
Существенным техническим недостатком известных конструкций фильтрующих устройств, которые можно использовать в походных условиях и в которых фильтрация осуществляется под действием гравитационных сил самотеком сверху вниз, является относительно низкое гидростатическое давление столба очищаемой жидкости, что, соответственно, ограничивает качество и скорость фильтрационной очистки.
Попытки увеличения объема фильтрующего материала без его уплотнения (без увеличения гидравлического сопротивления фильтрации) приводят к резкому снижению равномерности фильтрации по сечению фильтра за счет проявления "канального эффекта" (фильтрации не по всему сечению, а по отдельным каналам), что в свою очередь снижает качество очистки и рабочий ресурс фильтра.
Попытки оптимизировать режим фильтрации путем увеличения объема фильтрующего материала приводят к усложнению конструкции фильтра и соответственно к удорожанию фильтрационной очистки.
Известные фильтры "кувшинного типа" (в которых очистка производится устанавливаемым внутри кувшина фильтрующим модулем), работающие за счет гидростатического давления столба очищаемой воды, фильтруют воду с очень низкой скоростью (так как перепад уровней очищаемой жидкости и фильтра очень мал), поэтому для эффективной и быстрой очистки питьевой воды на практике обычно используют присоединяемые к водопроводу фильтры, работающие за счет избыточного давления водопроводной сети.
Другим техническим недостатком известных конструкций с фильтрацией жидкости под действием гравитационных сил самотеком в направлении сверху вниз является также образование газовых и воздушных пузырьков внутри фильтровального материала. Эти пузырьки блокируют поры, затрудняют и иногда даже полностью препятствуют течению жидкости через фильтр. Для решения этой проблемы разрабатывают специальные газоулавливающие конструкции в фильтре, что значительно усложняет и удорожает конструкцию и ограничивает сферу применимости фильтров.
Известно, например, устройство для очистки воды, описанное в патенте США N 4969996, (МКИ B 61 D 24/22, опубликован 13.11.1990 г.) [1], содержащее заливочную воронку для очищаемой жидкости, стакан сбора очищенной жидкости, плотно посаженный в этой воронке, и вставной фильтрующий элемент, который имеет приблизительно цилиндрические боковые стенки, крышку и донную часть, между которыми размещен очищающий агент гранулированного типа. Для того, чтобы какие-либо накапливающиеся газы и/или воздух не могли препятствовать протеканию подлежащей очистке воды через донную часть, в устройстве предусмотрено специальное газоулавливающее приспособление в виде газособирающего пространства и проходящих вдоль боковых стенок газоотводных желобков.
Известен бытовой фильтр для очистки воды, содержащий корпус с размещенными в нем фильтрующими элементами для механической и сорбционной очистки, подводящими и отводящими патрубками, который для увеличения межрегенерационного периода снабжен установленными в корпусе стаканами, на внутренних стенках которых выполнена многозаходная резьба для завихрения потока очищаемой воды, стаканы соединены один с другим общей крышкой, фильтрующие элементы размещены в стаканах, а подводящие и отводящие патрубки присоединены к крышке фильтрата (а. с. СССР N 1189479, опубл. 07.11.85 БИ N 41, B 01 D 24/10, C 02 F 1/18) [2].
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использовании результату (прототипом) является устройство для очистки питьевой воды, описанное в патенте РФ N 2105721 (МКИ C 02 F 1/8, B 01 D 27/02, опубликован 27.02.1998 г. БИ N 6) [3], содержащее быстросъемный фильтрующий модуль, стационарно-крепежные элементы, устанавливаемые на водопроводный кран, либо в днище автономной емкости отбора загрязненной воды, крепежные элементы на корпусе фильтрующего модуля, емкость для сбора очищенной воды, эластичную трубку отвода очищенной воды и съемный кронштейн для фиксации ее положения относительно емкости очищенной воды.
Данные конструкции фильтрующих устройств громоздки, сложны в изготовлении и эксплуатации, а также недостаточно быстро и качественно очищают воду. Кроме этого известные устройства не позволяют дешево, быстро и качественно очищать жидкости в неблагоустроенных бытовых и походных условиях, где практически сложно организовать (при отсутствии водопровода или при недостаточном давлении в водопроводной сети) необходимое для быстрой и качественной очистки давление очищаемой воды.
Задачи изобретения.
Основная техническая проблема (не разрешенная до настоящего времени изобретательская задача), сдерживающая расширение очистки жидкостей (питьевой воды) в бытовых условиях заключается в том, что необходимость дешевой, быстрой, но эффективной очистки требует применения широко известных отдельных конструктивных элементов, а также создания оптимального гидравлического давления для преодоления сопротивления фильтрации (для увеличения скорости фильтрации) и одновременного увеличения времени контакта фильтрующего материала с очищаемой жидкостью (для повышения качества очистки).
Кроме этого, для эффективной работы фильтров очистки жидкости (питьевой воды) необходимо не только обеспечить равномерное протекание жидкости через фильтр с минимальным сопротивлением, но и обеспечить нахождение жидкости в фильтре в течение необходимого для сорбции растворенных загрязнений времени (от 5 до 15 минут).
Основной задачей изобретения (требуемым техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения) является обеспечение возможности дешевой, быстрой и качественной очистки жидкости (питьевой воды) в бытовых условиях на неблагоустроенных (без водопровода или при недостаточном давлении в водопроводной сети) дачных или садовых участках и/или в походных условиях за счет оптимальной организации режима фильтрации жидкости при одновременном упрощении и удешевлении конструкции фильтрующего устройства в целом и снижении удельной себестоимости очистки.
Дополнительными задачами группы изобретений является упрощение операции присоединения фильтрующего модуля к емкости очищаемой жидкости, а также обеспечение возможности использования известных фильтрующих модулей, обычно используемых для присоединения к водопроводной сети с избыточным гидравлическим давлением и обеспечение возможности использования в качестве емкостей очищаемой воды полимерных бутылок, широко применяемых в настоящее время для различных прохладительных напитков и иных пищевых жидкостей.
Сущность изобретения.
Поставленная цель и требуемый технический результат при использовании изобретений достигаются тем, что в устройстве для очистки жидкостей, преимущественно питьевой воды, содержащем фильтрующий модуль с переходной втулкой, трубку отвода очищенной воды и средство для подвода очищаемой воды, согласно изобретению переходная втулка дополнительно содержит штуцер подвода очищаемой жидкости, расположенный на перегородке, размещенной внутри переходной втулки, и выполненный с возможностью герметичного присоединения к нему трубки для подвода очищаемой жидкости.
При этом на переходной втулке со стороны подвода очищаемой воды дополнительно выполнена внутренняя резьба, соответствующая наружной резьбе на горловине емкости очищаемой воды (соответствующая наружной резьбе полимерных бутылок для прохладительных напитков), а штуцер подвода очищаемой воды расположен внутри переходной втулки коаксиально ее оси (т.е. вдоль оси переходной втулки).
Кроме этого устройство дополнительно содержит средство для принудительного перемещения очищаемой воды из емкости очищаемой воды в фильтрующий модуль, выполненное в виде пневматического нагнетателя (например, в виде широко используемой в пульверизаторах упругой "резиновой груши") и трубок подвода очищаемой воды или в виде герметичной емкости очищаемой воды, трубки подвода сжатого воздуха в емкость очищаемой воды и пневматического нагнетателя.
Кроме этого на переходной втулке дополнительно размещен радиально расположенный штуцер подвода сжатого воздуха в емкость очищаемой жидкости, сообщающийся посредством трубки подачи сжатого воздуха с пневматическим нагнетателем.
Для повышения эффективности фильтрования устройство содержит средство герметизации места соединения переходной втулки и фильтрующего модуля и места соединения переходной втулки и герметичной емкости очищаемой жидкости, выполненные, например, в виде уплотняющей прокладки.
Для повышения технологичности изготовления модуля и повышения его экологической безопасности корпус фильтрующего модуля, переходная втулка и трубки подвода и отвода очищаемой и отвода очищенной жидкости выполнены из полимерных материалов класса полиолефинов, например, из полиэтилена или полипропилена.
При этом на переходной втулке дополнительно выполнен упорный выступ, а в качестве емкости очищаемой жидкости использована полимерная бутылка для прохладительных напитков с наружной резьбой на горловине.
В качестве фильтрующего модуля в устройстве по изобретению целесообразно использовать хорошо зарекомендовавший себя на практике фильтр В300 производства АО "АКВАФОР" (Санкт-Петербург), изготовляемый по ТУ 3697-011-11139511-95, обычно используемый для очистки питьевой воды в бытовых условиях путем его присоединения к водопроводной сети и фильтрационной очистки воды под действием избыточного давления водопроводной сети.
Для повышения качества очистки расположенный фильтрующий модуль в качестве фильтровального материала целесообразно использовать смесь гранулированного активированного угля и активированного углеродного волокна. При этом в качестве активированного углеродного волокна целесообразно использовать материал "АКВАЛЕН", изготовляемый АО "АКВАФОР" по патенту РФ на изобретение N 2070436 (опубл. в БИ N 35 20.12.1996 г.) и ТУ 1591-006-11139511-94, а в качестве гранулированного угля - активированный уголь из скорлупы кокосовых орехов.
При этом фильтрующий модуль для эффективной механической очистки дополнительно содержит слой микропористого материала, например, микропористый полиэтилен или иной аналогичный по выполняемой функции микропористый материал, задерживающий мелкие частицы загрязнений, а также дополнительно содержит ионообменный материал в виде нетканого иглопробивного полотна из ионообменных волокон или иного аналогичного по функциональным возможностям удаления растворенных загрязнений известного материала.
Как следует из приведенного выше обзора уровня техники, конструкция заявляемого устройства для очистки жидкостей, преимущественно питьевой воды, является новой, неизвестной из общедоступных источников информации и не вытекающей явным образом из известного уровня техники. То есть предложенные технические решения изобретательской задачи неочевидны для среднего специалиста и соответствуют требованиям критерия охраноспособности "изобретательский уровень".
По сравнению с прототипом изобретение содержит новую, не известную ранее совокупность общих и частных существенных признаков, поэтому изобретение соответствует требованиям критерия "новизны".
Некоторые отдельные существенные признаки изобретения известны, однако совокупности общих и частных отличительных существенных признаков изобретений среди известных в науке и технике решений, в объеме проведенного нами поиска, не обнаружено. Кроме этого отличительные признаки изобретения выполняют новые не известные ранее функции, то есть используются по иному назначению и обеспечивают возможность получения нового технического результата.
Совокупность общих и частных существенных признаков изобретений обеспечивает возможность решения поставленной изобретательской задачи и достижения цели изобретений (достижения требуемого технического результата).
Действительно, как будет дополнительно показано ниже на примерах конкретной реализации, заявляемое изобретение позволяет не только обеспечить возможность качественной и быстрой очистки жидкости (питьевой воды) в неблагоустроенных бытовых или походных условиях путем оптимальной организации режима фильтрации жидкости в фильтре при одновременном упрощении и удешевлении конструкции фильтровального устройства в целом изобретения, но и упростить операции присоединения фильтра к источнику очищаемой жидкости, удешевить конструкцию устройства в целом и технологичность ее изготовления, а также существенно повысить качество очистки по сравнению с известными доступными фильтрами для фильтрационной очистки жидкости.
Перечень фигур чертежей.
Раскрытие изобретения поясняется чертежами:
на фиг. 1 изображен общий вид основного варианта конструктивного исполнения устройства для очистки питьевой воды из полимерной бутылки;
на фиг. 2 изображен дополнительный вариант очистки питьевой воды в походных условиях;
на фиг. 3 - осевое сечение фильтрующего модуля;
на фиг. 4, 5 и 6 - вид спереди, вид сбоку и вид сверху переходной втулки;
на фиг. 7 изображен разрез переходной втулки.
Примеры реализации изобретения.
Сущность изобретения поясняется примерами реализации изобретения.
Устройство для очистки питьевой воды в бытовых условиях на неблагоустроенных (без водопровода или при недостаточном давлении в водопроводной сети) дачных или садовых участках или в походных условиях, (фиг. 1, 2) содержит фильтрующий модуль 1, переходную втулку 2, трубку отвода очищенной воды 3 и трубку подвода очищаемой (грязной) воды 4. Фильтрующий модуль 1 посредством переходной втулки 2 закреплен на емкости для очищаемой жидкости 6, в качестве которой использована полимерная бутылка для прохладительных напитков или иных пищевых жидкостей (фиг. 1).
Для перемещения очищаемой воды и создания необходимого для оптимального режима фильтрации давления воды устройство содержит пневматический нагнетатель 7, выполненный, например, в виде "резиновой груши", а для фиксации положения трубки отвода очищенной воды 3 и направления струи очищенной воды в емкость очищенной жидкости (не указаны) устройство содержит кронштейн 8.
Перед началом очистки очищаемую (грязную) воду 9 заливают в герметичную пластиковую бутылку 6 (фиг. 1) или открытую емкость очищаемой жидкости 10 (фиг. 2).
Фильтрующий модуль 1 (фиг. 3) содержит цилиндрический (или конический) стаканообразный корпус 11 с крышкой 12.
Внутри фильтрующего модуля расположен слой фильтровального материала 13, со стороны выхода очищенной жидкости внутри корпуса фильтрующего модуля установлен слой микропористого материала 14 для задерживания механических частиц, а со стороны подвода очищаемой жидкости расположен слой катионо- 15 и анионо- 16 (ионообменного) материала, которые дополнительно зажимаются прижимной решеткой 17, устанавливаемой с натягом на внутреннюю часть патрубка подвода очищаемой жидкости 18, который коаксиально (соосно) расположен внутри корпуса фильтрующего модуля и который сообщается с гнездом 19 для закрепления переходной втулки посредством внутренней резьбы, нанесенной на цилиндрический выступ 20 (фиг. 3).
Для отвода очищенной воды на корпусе фильтрующего модуля выполнен штуцер отвода очищенной жидкости 21, на котором крепится трубка отвода очищенной жидкости 3.
В зоне сопряжения переходной втулки 2 и фильтрующего модуля 1, а также в зоне сопряжения переходной втулки 2 и горлышка полимерной бутылки с очищаемой жидкостью установлены герметизирующие уплотняющие кольцевые прокладки.
Переходная втулка 2 (фиг. 4 - 7) содержит радиально расположенный штуцер подвода сжатого воздуха 23.
Со стороны крепления к фильтрующему модулю переходная втулка содержит наружную резьбу 24 (фиг. 4, 5, 7), совместимую с внутренней резьбой на цилиндрическом выступе 20 фильтрующего модуля (фиг. 3).
С противоположной стороны (фиг. 7) переходная втулка 2 содержит внутреннюю резьбу 25, совпадающую со стандартной резьбой на горловинах полимерных бутылок для прохладительных напитков или иных пищевых жидкостей.
Внутри переходной втулки 2 на внутренней перегородке выполнен штуцер подвода очищаемой жидкости 26 (фиг. 1, 7), а на наружной поверхности переходной втулки расположен упорный выступ 27 (фиг. 4, 6, 7), необходимый для герметизации крепления переходной втулки на горловине бутылки с очищаемой жидкостью 6 (фиг. 1).
Устройство для очистки питьевой воды в бытовых условиях на неблагоустроенных (без водопровода или при недостаточном давлении в водопроводной сети) дачных или садовых участках или в походных условиях функционирует (по основному варианту) следующим образом (фиг. 1).
Очищаемую жидкость (грязную воду) 9 заливают в полимерную бутылку из-под прохладительных напитков 6 на 3/4 ее объема, а на горловину бутылки герметично накручивают переходную втулку 2 с трубкой подвода очищаемой жидкости 4, трубкой подвода сжатого воздуха 5 и пневматическим нагнетателем 7.
Затем на переходную втулку 2 сверху накручивают фильтрующий модуль 1 с трубкой отвода очищенной жидкости (чистой воды) (фиг. 1).
После этого пневматическим нагнетателем 7 через трубку подвода сжатого воздуха 5 и штуцер подвода сжатого воздуха 23 на переходной втулке 2 создают избыточное давление воздуха внутри полимерной бутылки 6 над поверхностью очищаемой жидкости (грязной воды) 9.
Очищаемая жидкость (грязная вода) 9 вследствие перепада давления через трубку подвода очищаемой жидкости 4, штуцер подвода очищаемой жидкости 26 на переходной втулке 23 поступает в фильтрующий модуль 1, профильтровывается через фильтрующий материал, очищается, а очищенная жидкость (чистая вода) через патрубок отвода очищенной жидкости 21 на корпусе фильтрующего модуля и трубку для отвода очищенной жидкости 3 поступает в емкость сбора очищенной жидкости (чистой воды).
Для ускорения фильтрования целесообразно периодически подкачивать пневматическим нагнетателем 7 сжатый воздух в бутылку 6 (фиг. 1).
Устройство для очистки питьевой воды в бытовых условиях на неблагоустроенных (без водопровода или при недостаточном давлении в водопроводной сети) дачных или садовых участках или в походных условиях функционирует также (по дополнительному варианту) следующим образом (фиг. 2):
Переходную втулку 2 герметично закрепляют в фильтрующем модуле 1, отсоединяют трубку подвода сжатого воздуха 5 от штуцера подвода сжатого воздуха 23 и присоединяют на штуцер подвода очищаемой жидкости 26 на переходной втулке 2, а трубку подвода очищаемой жидкости 4 присоединяют к всасывающему штуцеру пневматического нагнетателя 7 (фиг. 2).
Очищаемую жидкость (грязную воду) 9 из открытой емкости или непосредственно из природного водоема через пневматический нагнетатель 7 прокачивают через фильтрующий модуль 1, а очищенную воду через трубку отвода чистой жидкости собирают в емкость очищенной жидкости. Однако при этом необходимо постоянное нагнетание очищаемой жидкости в фильтрующий модуль.
Предлагаемое изобретение может быть использовано для очистки различных жидкостей бытового и/или промышленного потребителя, однако наиболее предпочтительно его использовать для очистки питьевой воды.
Конкретные размеры и отдельные конструктивные параметры исполнения фильтрующего модуля, переходной втулки и фильтрующего устройства в целом могут выбираться специалистами в зависимости от назначения и производительности фильтрационной очистки.
В качестве конструктивных материалов могут использоваться практически любые известные и применяемые в фильтрационной техники материалы, а также известные технологии сборки.
В качестве фильтрующего модуля устройство по изобретению целесообразно использовать хорошо зарекомендовавший себя на практике фильтр В300 производства АО "АКВАФОР" (Санкт-Петербург), изготовляемый по ТУ 3697-011-11139511-95, обычно используемый для очистки питьевой воды в бытовых условиях путем его присоединения к водопроводной сети и фильтрационной очистки воды под действием избыточного давления водопроводной сети или любой другой аналогичный по назначению и выполняемым функциям фильтрующий модуль.
В качестве фильтровального материала фильтрующий модуль может содержать смесь гранулированного активированного угля и активированного углеродного волокна. При этом в качестве активированного углеродного волокна целесообразно использовать материала "АКВАЛЕН", изготовляемый АО "АКВАТОР" по патенту РФ на изобретение N 2070436 (опубл. в БИ N 35, 20.12.1996 г.) и ТУ 1591-006-11139511-94, а в качестве гранулированного угля фильтрующий материал может содержать активированный уголь из скорлупы кокосовых орехов либо любые другие известные фильтровальные материалы.
Все это обеспечивает возможность, при значительном упрощении и удешевлении конструкции и технологичности их изготовления, существенно повысить качество и скорость очистки по сравнению с известными доступными устройствами для фильтрационной очистки жидкости в неблагоустроенных бытовых и походных условиях при одновременном удешевлении удельной стоимости фильтрационной очистки единицы объема загрязненной жидкости (грязной воды).
Промышленная применимость.
Изложенные выше подробные описания конструкции переходной втулки, фильтрующего модуля, отдельных конструктивных элементов и всего фильтрующего устройства в целом не оставляют никаких сомнений в их осуществимости - материалы и отдельные элементы конструкции известны специалистам и хорошо освоены современной техникой и технологией.
Приведенные выше примеры практической реализации изобретения доказывают возможность получить при использовании изобретений новый технический результат и подтверждают возможность промышленной применимости изобретений, а также доказывают эффективность изобретения по сравнению с известными конструкциями.
Соответствие критериям охраноспособности.
В целом, учитывая новизну и неочевидность изобретения (доказанную в разделе "Сущность изобретения"), существенность всех общих и частных признаков изобретения (доказанную в разделе "Раскрытие сущности изобретений"), а также показанную в разделах "Примеры реализации изобретений" и "Промышленная применимость", осуществимость изобретения и достижение поставленных изобретением задач, по нашему мнению, заявленное изобретение удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.
Таким образом, есть все основания утверждать, что изобретение соответствует всем требованиям критериев охраноспособности, а проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретений являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для практического решения поставленных задач, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для очистки жидкости, преимущественно питьевой воды, содержащее фильтрующий модуль с переходной втулкой, трубку отвода очищенной жидкости и средство для подвода очищаемой жидкости, отличающееся тем, что переходная втулка дополнительно содержит штуцер подвода очищаемой жидкости, расположенный на перегородке, размещенной внутри переходной втулки, и выполненный с возможностью герметичного присоединения к нему трубки для подвода очищаемой жидкости.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на переходной втулке со стороны подвода очищаемой жидкости дополнительно выполнена внутренняя резьба, соответствующая наружной резьбе на горловине емкости очищаемой жидкости.
3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что штуцер подвода очищаемой жидкости расположен коаксиально переходной втулке.
4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство для принудительного перемещения очищаемой жидкости из емкости очищаемой жидкости в фильтрующий модуль.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что средство для принудительного перемещения очищаемой жидкости в фильтрующий модуль выполнено в виде пневматического нагнетателя и трубок подвода очищаемой жидкости.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что средство для принудительного перемещения очищаемой жидкости из емкости очищаемой жидкости в фильтрующий модуль выполнено в виде герметичной емкости очищаемой жидкости, трубки подвода сжатого воздуха в емкость очищаемой жидкости и пневматического нагнетателя.
7. Устройство по пп.1 - 4, 6, отличающееся тем, что на переходной втулке дополнительно размещен штуцер подвода сжатого воздуха в емкость очищаемой жидкости, сообщающийся с пневматическим нагнетателем посредством трубки подачи сжатого воздуха.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что штуцер подвода сжатого воздуха на переходной втулке расположен радиально.
9. Устройство по пп.1 - 9, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство герметизации места соединения переходной втулки и фильтрующего модуля, выполненное, например, в виде уплотняющей прокладки.
10. Устройство по пп. 6 - 9, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство герметизации места соединения переходной втулки и герметичной емкости очищаемой жидкости, выполненное, например, в виде уплотняющей прокладки.
11. Устройство по пп. 1 - 10, отличающееся тем, что переходная втулка выполнена из полимерного материала, например из полипропилена.
12. Устройство по пп.1 - 10, отличающееся тем, что на переходной втулке дополнительно выполнен упорный выступ.
13. Устройство по пп.6 - 12, отличающееся тем, что в качестве емкости очищаемой жидкости оно содержит полимерную бутылку для прохладительных напитков или иных пищевых жидкостей с наружной резьбой на горловине.
14. Устройство по пп.1 - 13, отличающееся тем, что в качестве фильтрующего модуля оно содержит фильтр В300 производства АО "АКВАФОР" по ТУ 3697-011-11139511-95.
15. Устройство по пп. 1 - 14, отличающееся тем, что расположенный в фильтрующем модуле фильтровальный материал содержит смесь гранулированного активированного угля и активированного углеродного волокна.
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что в качестве активированного углеродного волокна фильтрующий модуль содержит материал "АКВАЛЕН", а в качестве гранулированного угля содержит активированный уголь из скорлупы кокосовых орехов.
17. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что фильтрующий модуль дополнительно содержит микропористый материал, а также ионообменный материал в виде нетканого иглопробивного полотна или ионообменных волокон.
Дата добавления: 2015-04-18; просмотров: 67; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |