фильтр для воды

Формула изобретения

1. Фильтр для воды, включающий фильтрующий элемент, размещенный в корпусе с патрубком и съемной крышкой с отверстием для слива воды, дивертор, размещенный в корпусе, снабженном элементом крепления на изливе воды, верхним отверстием с рассекателем потока воды, нижним отверстием и патрубком, средство соединения патрубка дивертора и патрубка корпуса фильтрующего элемента, отличающийся тем, что средство соединения патрубка дивертора и патрубка корпуса фильтрующего элемента выполнено в виде фиксатора положения указанных патрубков друг относительно друга в продольном направлении и стопора, ограничивающего поворот указанных патрубков друг относительно друга, а патрубок корпуса фильтрующего элемента выполнен с возможностью взаимодействия с отверстиями корпуса дивертора, обеспечивающего работу устройства в режиме фильтрации воды или в режиме пропуска потока воды через дивертор, минуя фильтрующий элемент.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что в стенке патрубка корпуса фильтрующего элемента дополнительно выполнены отверстие и обводной канал.

3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что фиксатор выполнен в виде элемента, взаимодействующего с двумя углублениями, выполненными на поверхности патрубка дивертора, и двумя канавками, одна из которых, сквозная, выполнена в стенке патрубка дивертора, а другая, кольцевая, выполнена в стенке патрубка корпуса фильтрующего элемента.

4. Фильтр по п.3, отличающийся тем, что фиксатор выполнен в виде плоской подковообразной скобы, образованной разомкнутым кольцевым элементом с наружным радиусом R и внутренним радиусом r и связанными с ним тремя выступами, образующими единую деталь в виде сегмента с прямолинейным основанием и радиусом r, расположенного в верхней части скобы, и двух прямоугольных выступов, образующих зев скобы и расположенных напротив друг друга, параллельно друг другу и перпендикулярно прямолинейному основанию сегмента, перпендикулярному вертикальной оси скобы, при этом малые верхние торцы прямоугольных выступов расположены диаметрально на уровне горизонтальной оси разомкнутого кольцевого элемента, параллельно прямолинейному основанию сегмента, a r/R=0,82...0,85.

5. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что стопор выполнен в виде дугообразного выступа на патрубке корпуса фильтрующего элемента и взаимодействующего с ним при повороте патрубков друг относительно друга на угол 90° ответного паза, выполненного на торцевой части патрубка дивертора, при этом указанный выступ ограничен дугой 60...120°, а ответный паз дугой 150...210°.

6. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что в крышке корпуса фильтрующего элемента выполнен дополнительный канал, перпендикулярный продольной оси корпуса фильтрующего элемента и сообщающийся с отверстием для слива воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к стационарным бытовым фильтрам, в которых вода очищается при перемещении через фильтрующую среду сверху вниз самотеком под действием гравитационных сил, в частности бытовым фильтрам для доочистки холодной водопроводной воды, очищающим воду или пропускающим ее без фильтрации при переключении на соответствующий режим.

В настоящее время имеется большое число стационарных фильтров для воды, предназначенных для крепления на водопроводном кране, отличающихся оригинальным дизайном и многообразием материалов, из которых изготовлены фильтрующие элементы.

Из уровня техники известен фильтр для доочистки воды (свидетельство РФ на полезную модель №14928 от 15.01.2000, C 02 F 1/18), содержащий корпус, размещенный в нем сорбционный пористый фильтрующий элемент, входной патрубок для ввода очищаемой воды в фильтр из излива и выходной патрубок для вывода очищенной воды. Фильтрующий элемент известного фильтра выполнен из спеченного керамического материала, полученного методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в виде диска с конической боковой поверхностью с углом наклона 10-30°, установлен в направлении фильтрации конусом, направленным вниз, загерметизирован в корпусе с помощью резиновой конической прокладки и зафиксирован крышкой. Входной патрубок снабжен резиновой втулкой и накидной гайкой для соединения с водопроводом.

Известное устройство достаточно эффективно доочищает водопроводную воду, однако не обеспечивает использование в необходимых случаях (например, для хозяйственных нужд) воды, поступающей из крана без доочистки, поскольку не содержит переключателя направления потока воды.

Из уровня техники известен фильтр для доочистки питьевой воды по свидетельству РФ на полезную модель №12366 от 26.08.1999, 7 B 01 D 24/08, содержащий корпус с фильтрующим элементом и дивертор (узел, в котором изменяется направление потока воды, в зависимости от требуемого режима работы). Корпус дивертора снабжен патрубком и переключателем. Съемный переходник соединяет патрубок корпуса фильтрующего элемента и патрубок дивертора. Фильтрующий элемент крепится на входе в излив воды, а дивертор служит для распределения потоков воды, прошедшей через фильтрующий материал. В одном из вариантов устройства корпус дивертора снабжен элементом крепления на изливе воды. При этом дивертор обеспечивает подачу воды в фильтрующий элемент на доочистку или пропускает воду без фильтрации. В том и другом случае функции дивертора реализуются с помощью трехходового крана, взаимодействующего с отверстиями, выполненными в корпусе дивертора. Решение по свидетельству РФ на полезную модель №12366 не позволяет заменить фильтрующий материал без отключения фильтра от водопровода и его разборки, а выступающая часть крана дивертора создает определенные неудобства при пользовании устройством.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является фильтр для воды по патенту РФ на полезную модель №38334, С 02 F 1/18.

Известное решение включает фильтрующий элемент, размещенный в корпусе с патрубком и съемной крышкой, установленной в его донной части и снабженной, по меньшей мере, одним выступом, дивертор, размещенный в корпусе, снабженном элементом крепления на изливе воды, патрубком и переключателем направления потока в виде трехходового крана, средство соединения патрубка корпуса фильтрующего элемента и патрубка дивертора в виде съемного переходника, снабженного, по меньшей мере, одним выступом.

Для аэрации потока воды дивертор может быть дополнительно снабжен аэратором.

Установка съемной крышки корпуса фильтрующего элемента в его донной части позволяет заменять фильтрующий материал, не снимая устройство с крана. Для облегчения съема на крышке выполнен, по меньшей мере, один выступ. Количество выступов зависит от размера фильтра и соответственно крышки, а также материала, из которого изготовлен корпус фильтрующего элемента.

Трехходовой кран упрощает регулирование направления движения потока воды, а аэратор позволяет получить воду, насыщенную кислородом. Выступ (или выступы) на съемном переходнике выполняет функцию, аналогичную функции выступа на съемной крышке корпуса фильтрующего элемента.

Необходимо заметить, что наличие крана в конструкции фильтра увеличивает трудозатраты на его изготовление, поскольку самостоятельной операцией является не только изготовление элемента - крана, но и конструктивное обеспечение его работы совместно с другими элементами в составе фильтра. При монтаже готового крана возникают сложности с его подгонкой под индивидуальные размеры устройства. Кроме того, кран подвергается более интенсивному износу по сравнению с другими частями устройства и при его поломке или ненадежном функционировании фильтр становится непригодным для эксплуатации.

Задачей изобретения является преодоление указанных недостатков и создание устройства, конструктивно несложного, надежного и удобного в эксплуатации. Технический результат заключается в повышении надежности работы фильтра (увеличении срока его службы) за счет исключения слабого звена - трехходового крана.

Технический результат достигается тем, что в фильтр для воды, включающий фильтрующий элемент, размещенный в корпусе с патрубком и съемной крышкой с отверстием для слива воды, дивертор, снабженный элементом крепления на изливе воды, верхним отверстием с рассекателем потока воды, нижним отверстием и патрубком, средство соединения патрубка дивертора и патрубка корпуса фильтрующего элемента, внесены следующие усовершенствования:

- средство соединения патрубка дивертора и патрубка корпуса фильтрующего элемента выполнено в виде фиксатора положения указанных патрубков друг относительно друга в продольном направлении и стопора, ограничивающего поворот патрубка корпуса фильтрующего элемента относительно патрубка дивертора;

- патрубок корпуса фильтрующего элемента выполнен с возможностью взаимодействия с отверстиями корпуса дивертора, обеспечивающего работу устройства в режиме фильтрации воды или в режиме пропуска потока воды через дивертор, минуя фильтрующий элемент.

В предпочтительном варианте реализации изобретения взаимодействие патрубка корпуса фильтрующего элемента с отверстиями корпуса дивертора и соответствующий режим работы фильтра достигается за счет того, что в стенке патрубка корпуса фильтрующего элемента дополнительно выполнены отверстие и обводной канал.

При повороте патрубка корпуса фильтрующего элемента до совмещения указанного отверстия с верхним отверстием корпуса дивертора вода подается на фильтрацию и вытекает через отверстие в крышке корпуса фильтрующего элемента.

При повороте патрубка корпуса фильтрующего элемента в положение, при котором верхнее отверстие корпуса дивертора размещается над обводным каналом, поток воды направляется только через дивертор и не подвергается очистке в фильтрующем элементе.

В предпочтительном варианте реализации изобретения стопор выполнен в виде дугообразного выступа на патрубке корпуса фильтрующего элемента, ограниченного дугой 60°...120°, и взаимодействующего с ним при повороте патрубков друг относительно друга на угол 90° ответного паза, выполненного на торцевой части патрубка дивертора, и ограниченного дугой 150°...210°.

В предпочтительном варианте реализации изобретения фиксатор выполнен в виде элемента, взаимодействующего с двумя углублениями, выполненными на поверхности патрубка дивертора и двумя канавками, одна их которых сквозная и выполнена в стенке патрубка дивертора, а другая кольцевая и выполнена в стенке патрубка корпуса фильтрующего элемента.

Одна из подходящих форм фиксатора представлена на Фиг.6 и может быть охарактеризована следующим образом:

фиксатор выполнен в виде плоской подковообразной скобы, содержащей разомкнутый кольцевой элемент с наружным радиусом R и внутренним радиусом r и связанные с ним три выступа, объединенные в единую деталь - сегмент с прямолинейным основанием и радиусом r, расположенный в верхней части скобы, и двух прямоугольных выступов, образующих зев скобы и расположенных напротив друг друга, параллельно друг другу и перпендикулярно прямолинейному основанию сегмента, которое перпендикулярно вертикальной оси скобы, при этом малые верхние торцы прямоугольных выступов расположены диаметрально на уровне горизонтальной оси разомкнутого кольцевого элемента, параллельно прямолинейному основанию сегмента, а r/R=0.82...0.85.

В отличие от конструкции прототипа в заявляемом решении отсутствует кран в диверторе, а направление воды регулируется и соответственно устанавливается заданный режим работы (фильтрация или слив воды через дивертор в мойку) вращением патрубка корпуса фильтрующего элемента, в стенке которого дополнительно выполнены отверстие и обводной канал.

Соединение патрубка дивертора и патрубка корпуса фильтрующего элемента с помощью фиксатора, взаимодействующего с двумя углублениями, выполненными на поверхности патрубка дивертора и двумя канавками, одна их которых сквозная - в стенке патрубка дивертора, а другая кольцевая - в стенке патрубка корпуса фильтрующего элемента, позволяет упростить соединение патрубков, сохранив прочность соединения, а также исключить лишнюю деталь - массивный переходник, необходимый в решении-прототипе.

Конструкция фиксатора и канавок в стенках патрубков позволяет жестко фиксировать положение патрубков друг относительно друга в продольном направлении с возможностью обеспечения их вращения друг относительно друга.

Установка съемной крышки корпуса фильтрующего элемента в его донной части позволяет заменять фильтрующий материал, не снимая устройство с крана. Для облегчения съема в центральной части крышки корпуса фильтрующего элемента выполнен выступ.

Необходимо отметить, что для удобства пользования устройством поворот корпуса фильтрующего элемента используют в качестве указателя направления движения воды: при его вертикальном положении вода не фильтруется, а проходит самотеком через дивертор в мойку, при горизонтальном - указатель показывает потребителю, что вода направляется к нему. В последнем случае для обеспечения ровной непрерывной струи отверстие для слива отфильтрованной воды в крышке корпуса фильтрующего элемента целесообразно снабдить дополнительным каналом, расположенным перпендикулярно оси корпуса фильтрующего элемента.

Сущность изобретения поясняется следующими графическими материалами:

Фиг.1 - Фильтр для воды (в изометрии) в режиме пропуска воды через дивертор;

Фиг.2 - то же, в режиме пропуска воды через дивертор, общий вид;

Фиг.3 - то же, в режиме фильтрации (изометрия);

Фиг.4 - то же, разрез А-А (Фиг.3);

Фиг.5 - то же, разрез Б-Б (Фиг.2);

Фиг.6 - то же, фиксатор.

Фильтр для воды включает фильтрующий элемент 1, размещенный в корпусе 2 с патрубком 3 и съемной крышкой 4 с отверстием 5 для слива воды, сообщающимся с дополнительным каналом 6, дивертор 7 с патрубком 8, элементом крепления 9 дивертора 7 на изливе воды и отверстием 10 с рассекателем потока воды для входа воды в дивертор 7. Средство соединения патрубка 8 дивертора и патрубка 3 корпуса 2 фильтрующего элемента 1 выполнено в виде фиксатора 11 положения указанных патрубков друг относительно друга в продольном направлении и стопора, выполненного в виде дугообразного выступа 12 на поверхности патрубка 3 и ответного ему паза 21 на торцевой части патрубка 8. Взаимодействие указанных элементов ограничивает поворот патрубка 3 корпуса фильтрующего элемента 1 относительно дивертора 7 на заданный угол.

В стенке полого патрубка 3 выполнено дополнительно отверстие 3а, предназначенное для направления потока воды в корпус 2 фильтрующего элемента 1. Для вывода из дивертора 7 при работе в режиме подачи воды только через дивертор 7, минуя фильтрующий элемент 1, в патрубке 3 выполнен обводной канал, а в диверторе 7 - отверстие 3г.

Фиксатор 11 выполнен в виде элемента, взаимодействующего с двумя углублениями 13 на поверхности патрубка 8 дивертора 7 и двумя канавками, одна 14 из которых - сквозная, расположена в стенке патрубка 8, а другая 15 - кольцевая выполнена в стенке патрубка 3. Фиксатор 11 выполнен в виде плоской, подковообразной скобы (Фиг.6), образованной разомкнутым кольцевым элементом 16 с наружным радиусом R и внутренним радиусом r, при соотношении r/R=0.82...0.85, и связанных с ним трех выступов, объединенных в единую деталь, сегмента 17 с прямолинейным основанием 18 и радиусом r (обозначен условным пунктиром и вписан в кольцевой элемент 16), расположенным в верхней части скобы, и двух прямоугольных выступов 19, образующих зев скобы, и расположенных напротив друг друга, параллельно друг другу и перпендикулярно прямолинейному основанию 18, которое располагается под прямым углом к вертикальной оси скобы. При этом малые верхние торцы 20 прямоугольных выступов 19 расположены диаметрально на уровне горизонтальной оси разомкнутого кольцевого элемента 16 параллельно прямоугольному основанию 18 сегмента. Стопор выполнен в виде дугообразного выступа 12, расположенного на патрубке 3, и ответного ему паза 21, выполненного на торцевой части патрубка 8. Взаимодействие выступа 12 и паза 21 позволяет ограничить поворот патрубков друг относительно друга углом 90°, при этом упомянутый выступ 12 ограничен дугой 60°...120°, а ответный паз 21 - дугой 150°...210°.

Для удобства пользования фильтром в крышке 4 корпуса 2 фильтрующего элемента 1 выполнен дополнительный канал 6, ориентированный перпендикулярно продольной оси корпуса 2 фильтрующего элемента 1, сообщающийся с отверстием 5 для слива воды.

Необходимо отметить, что корпус 2 одновременно служит рукояткой для переключения потока воды на фильтрующий элемент 1 или дивертор 7.

На противоположной изливу части дивертора 7 предусмотрена возможность установки аэратора, который крепится к дивертору 7 при помощи резьбового соединения (не показан).

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Фильтр поставляется в собранном виде и может работать в двух режимах - режиме фильтрации через фильтрующий элемент 1 и режиме пропуска воды через дивертор 7 в мойку.

Устройство подключается через дивертор 7 к изливу воды при помощи резьбового соединения при закрытом кране (не показан) для холодной воды, при этом корпус 2 фильтрующего элемента 1 занимает вертикальное положение (Фиг.1). Затем корпус 2, используемый для переключения направления потока воды, поворачивают на 90°С и фиксируют его положение, доводя выступ 12 до упора в края паза 21. Затем осторожно открывают кран. Вода устремляется из излива в дивертор 7 через отверстия 10, 3а, полости патрубка 8 и патрубка 3 в корпус 2 фильтрующего элемента 1.

Сначала воду пропускают на слив для промывки фильтрующего элемента 1. Когда из дополнительного канала 6 в крышке 4 корпуса 2 потечет струйка воды без пузырьков, кран закрывают. С этого момента фильтр готов к эксплуатации.

В режиме фильтрации с устройством работают путем открывания крана холодной воды при горизонтальном положении корпуса 2.

В режиме пропуска воды через дивертор 7 (без фильтрации) корпус 2 установлен в вертикальном положении, а вода из излива поступает в отверстие 10 с рассекателем дивертора 7, далее в обводной канал 3в, аэратор, если он имеется (не показан) и через отверстие 3г направляется в мойку.

При использовании регенерируемого фильтрующего элемента для его регенерации или при необходимости замены фильтрующего элемента на новый кран излива воды закрывают, при горизонтальном или вертикальном положении корпуса 2 отвинчивают крышку 4 и извлекают фильтрующий элемент 1.

Конструктивное единство указанных на чертежах элементов фильтра иллюстрируется на примере разборки фильтра для воды.

Фильтр разбирают следующим образом:

Отвертывают крышку 4 корпуса 2, извлекают фильтрующий элемент 1. Дивертор 7 снимают с излива воды. Извлекают фиксатор 11 из углублений 13 и канавок 14 и 15 и, перемещая дивергор 7 и корпус 2 в продольном направлении, разъединяют их. При этом открывается доступ к отверстию 3а и обводному каналу 3в.

Сборку производят в обратном порядке, сдвигая корпус дивертора 7 и корпус 2 фильтрующего элемента 1 навстречу друг другу, вводя патрубок 3 в патрубок 8 до совмещения сквозной канавки 14 и кольцевой канавки 15. Далее вводят фиксатор 11, размещая его концы в углублениях 13, а элемент 17 в указанных канавках. Щелчок свидетельствует о правильном положении фиксатора 11, скрепляющего патрубки 3 и 8 и обеспечивающего нормальную работу стопора поворота патрубков, ограничивающего поворот патрубка 3 относительно патрубка 8 дивертора 7.

Фиксатор 11 (Фиг.6) состоит из разомкнутого кольцевого элемента 16 с наружным радиусом R и внутренним радиусом r, обеспечивающего необходимую упругость фиксатора при соотношении R/r=0,82...0,85, и трех выступов - одного (17) и двух (19), образующих единую деталь - плоскую подковообразную скобу. Выступ 17 выполнен в виде сегмента радиусом r и прямолинейным основанием 18. Выступ 17 входит в кольцевую канавку 15 через сквозную канавку 14 и исключает перемещение патрубков 3 и 8 друг относительно друга вдоль продольной оси, при этом, благодаря двум другим прямоугольным выступам 19, образующим зев скобы и взаимодействующим с углублениями 13 на поверхности патрубка 8, фиксатор 11 защелкивается малыми верхними торцами 20 выступов 19, обращенными в сторону прямолинейного основания 18 и расположенными диаметрально на уровне горизонтальной оси разомкнутого кольцевого элемента 16.

При закреплении фильтра на водопроводном кране стационарно пользуются как отфильтрованной водой (например, для приготовления пищи), так и водой для хозяйственных нужд, не подвергавшейся доочистке.

Фильтр всегда готов к работе и вводится в действие, когда требуется получить очищенную от вредных веществ воду, при этом установка фильтра и его обслуживание (смена фильтрующего материала, подтяжка соединений) не затрудняет выполнение действий в мойке (мытье посуды и т.п.).