индивидуальный фильтр для очистки воды

Формула изобретения

1. Индивидуальный фильтр для очистки воды, содержащий цилиндрический корпус, выполненный разъемным из двух частей, герметично соединенный со штуцером на выходе и с сеткой на входе, заполненный адсорбентом и ионообменным материалом, отличающийся тем, что соотношение длины каждой части корпуса и диаметра составляет (4-5) : 1, при этом адсорбент в каждой из них ограничен слоями ионообменного материала, причем нижняя часть снабжена патрубком для герметичного соединения с верхней частью.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что адсорбен6т представляет собой активированный уголь, содержащий 50-70% микро- и мезопор от суммарного объема пор.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области экологии и охраны здоровья человека и может быть использовано для очистки воды из открытых водоемов, предназначенной для питья.

Известно устройство для очистки воды из открытых источников, содержащее емкость для очищаемой воды из гибкого материала с впускным и выпускным патрубками, а внутри емкости расположен узел очистки, содержащий слои дезинфицирующего материала и активированного угля (см. заявка Японии N 52-40148, кл. C 02 B 1/14, опубл. 01.10.77).

Недостатком данного устройства является нестабильность фильтрации при наличии в очищаемой воде достаточно большого количества механических примесей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и количеству совпадающих признаков является индивидуальный фильтр для очистки воды, содержащий корпус, выполненный разъемным из двух частей, размещенный в корпусе между сетками ионообменный и сорбционный материал и мундштук (штуцер) для выхода очищенной воды, присоединенный к одной из частей корпуса (см. патент РФ N 2048855, CI, кл. B 01 D 24/08 1995, 8 стр.).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность очистки воды по всему комплексу загрязнителей (биологических, органических и неорганических), а также неудобство при его ношении и хранении.

Целью данного изобретения является повышение эффективности очистки воды и упрощение эксплуатации фильтра.

Поставленная цель достигается предлагаемым устройством, содержащим цилиндрический корпус, герметично соединенный со штуцером на выходе и с сеткой на входе, заполненный адсорбентом и ионообменным материалом, при этом корпус выполнен разъемным из двух частей с соотношением длины каждой части и диаметра (4-5): 1, а адсорбент в каждой из них ограничен слоями ионообменного материала, причем нижняя часть корпуса фильтра снабжена патрубком для герметичного соединения с верхней частью.

Отличие предложенного устройства от прототипа заключается в том, что соотношение длины каждой части разъемного корпуса, состоящего из двух частей, и диаметра (4 - 5):1, а адсорбент в каждой из них ограничен слоями ионообменного материала, причем нижняя часть корпуса фильтра снабжена патрубком для герметичного соединения с верхней частью.

Из научно-технической литературы авторам неизвестно устройство для очистки питьевой воды, с соотношением длины каждой части разъемного корпуса, состоящего из двух частей, и диаметра (4 - 5):1, адсорбент в каждой из которых органичен слоями ионообменного материала, причем нижняя часть корпуса фильтра снабжена патрубком для герметичного соединения с верхней частью.

Использование указанных признаков в предлагаемом устройстве позволяет значительно повысить эффективность очистки и упростить эксплуатацию фильтра.

Так уменьшение соотношения длины к диаметру позволяет снизить линейную скорость очищаемой воды до уровня, обеспечивающего хороший массообмен в процессе поглощения вредных примесей. С другой стороны, это позволяет значительно уменьшить пристеночные эффекты и предотвратить проброс неочищенной воды вдоль стенки корпуса. Экспериментально установлено, что наилучшее соотношение длины к диаметру для каждой части фильтра (4 - 5):1. Увеличение указанного соотношения более 5:1 приводит к увеличению линейной скорости воды, что снижает эффективность ее очистки. Снижение соотношения менее 4:1 не целесообразно, т. к. ведет к увеличению габаритных размеров фильтра, но не повышает эффективность очистки воды. Использование активированного угля, содержащего 50 - 70% микро- и мезопор от суммарного объема пор позволяет свести до минимума десорбцию поглощенных ранее вредных примесей. Увеличение этого показателя более 70% приводит к снижению количества транспортных пор, при этом эффективность отработки сорбента снижается. При содержании микро- и мезопор менее 50% снижается сорбционная емкость активного угля и ресурс работы фильтра уменьшается. Расположение ионообменного материала с двух сторон активного угля позволяет первому слою этого материала удалять механические примеси и основную массу неорганических катионов, второй слой материала завершает доочистку от катионов и предотвращает попадание мелкой угольной пыли в очищенную воду.

Выполнение фильтра разъемным (из двух частей) позволяет снизить его габариты и обеспечить удобство размещения в кармане одежды, а с другой стороны повышает равномерность отработки сорбента.

Суть предложенного устройства поясняется рисунками.

На фиг. 1 изображен фильтр для очистки воды в сборе. На фиг. 2 изображен пакет для забора воды, входящий в комплект фильтра.

Обозначение на рисунках:

D - диаметр фильтра;

H - высота каждой из составных частей фильтра;

A - высота пакета;

Б - ширина пакета.

Предлагаемое устройство включает корпус 1, штуцер 2 с мундштуком 3, патрубок 4, сетки 5 и 6, нижний 7 и верхний 8 слои ионообменного материала, слой активированного угля 9.

Корпус фильтра, штуцер, патрубок и сетки выполнены из полиэтилена низкого давления по ГОСТ 16338-85. Слои ионообменного материала изготовлены из иглопробивного фильтровального полотна ВИ-ОН с плотностью 0,5 - 0,7 кг/м² (ТУ 17-14-13-137-95), адсорбент представляет собой гранулированный активный уголь на основе древесного, торфяного или каменноугольного сырья со степенью обгара, равной 50-60%.

Устройство работает следующим образом.

В пакет для забора воды (фиг. 2), выполненный из полиэтиленовой или поливинилхлоридной пленки, набирается вода из открытого водоема, пакет с помощью тесьмы через отверстие подвешивается на шею, забор, дерево и т.р., в пакет с водой добавляется 5% спиртовой раствор йода из расчета 1 мл/л, водой и йодом перемешивается и выдерживается 3 минуты. При этом происходит ее полное обеззараживание от бактерий и вирусов. Верхняя и нижняя части фильтра соединяются при помощи патрубка 4 и сетки 5. Нижняя часть фильтра опускается в пакет ниже уровня воды, мундштук 3 захватывается губами и вода просасывается из пакета, проходя через сетку 6, слои ионообменного материала 7 - 8, слои активного угля 9, штуцер 2 и через мундштук 3 поступает в рот.

Таким образом, предлагаемый фильтр, состоящий из двух частей, включающий активный уголь с оптимальной пористой структурой (50 - 70% микро- и мезопор от суммарного объема пор), имеющий рациональное соотношение длины корпуса к диаметру (4 - 5):1 обеспечивает эффективную очистку воды из открытых водоемов.

Сравнительная оценка предлагаемого фильтра и прототипа (см. патент РФ N 2048855, CI, кл. B 01 D 24/08, 1995, 8 стр.) показала, что ресурс предлагаемого фильтра по бактериологическим загрязнениям увеличился в 2 - 3 раза, по органическим (гексахлорциклогексан, метафос) - в 15 - 20 раз, по тяжелым металлам (медь, хром, свинец) - в 4 - 5 раз.

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.