фильтр для очистки воды в транспортных средствах

Формула изобретения

1. Фильтр для очистки воды в транспортных средствах, включающий вертикально ориентированный полый цилиндрический корпус с выполненным в его верхней части фланцем для крепления к водяному баку, прикрепленный к корпусу снизу цилиндрический отстойник со сливным патрубком, снабженным клапаном, комплект фильтрующих элементов из проницаемого проволочного материала, которые выполнены в форме полых цилиндров различного диаметра и установлены с зазорами в полости корпуса так, что тонкость очистки каждого из фильтрующих элементов изменяется по направлению от оси фильтра к периферии от 75 мкм до 5 мкм, причем пространство внутри наименьшего из фильтрующих элементов образует приемную полость фильтра, сообщающуюся с полостью отстойника, а пространство между наружной цилиндрической поверхностью наибольшего из фильтрующих элементов и боковой стенкой корпуса образует выпускную полость фильтра, в боковой стенке корпуса фильтра установлены один или несколько патрубков, предназначенных для присоединения к фильтру потребителей очищенной воды, а в нижней части отстойника выполнено закрытое заглушкой отверстие, предназначенное для механической очистки полости отстойника.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что величина каждого из зазоров между фильтрующими элементами составляет от 0,9 до 1,2 толщины следующего за этим зазором в направлении от оси к периферии фильтрующего элемента.

3. Фильтр по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что размер отверстия для механической очистки отстойника определяется соотношением

,

где d - диаметр отверстия, D - диаметр полости отстойника, h - высота полости отстойника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к специальным устройствам для очистки воды и может быть использовано в транспортных средствах, например в железнодорожных пассажирских вагонах.

Из описания изобретения к патенту, RU 2091314, кл. C02F 1/18, опубл. 27.09.1997 г.

[1], известен фильтр для очистки питьевой воды, включающий вертикально ориентированный цилиндрический корпус, установленный в корпусе фильтрующий элемент, выполненный в форме полого цилиндра, и патрубок для присоединения к фильтру потребителей очищенной воды. Внутри фильтрующего элемента имеется полость для выпуска воды, а между наружной поверхностью фильтрующего элемента и боковой стенкой корпуса фильтра имеется полость для приема воды. Отверстие для приема воды расположено в нижней части корпуса. Вследствие этого для наполнения приемной полости фильтра водой и для поддержания в ней рабочего уровня воды требуются дополнительные меры, направленные на поддержание соответствующего давления на уровне отверстия для приема воды. Кроме того, фильтрующий элемент, выполненный из активированного угля и полимерного материала, создает высокое сопротивление потоку фильтруемой воды и трудно поддается восстановлению (регенерации).

Из описания к патенту США, US 7138054 ВВ, кл. B01D 27/00, опубл. 21.11.2006 г. [2], известен фильтр для очистки жидкости, включающий вертикально ориентированный полый цилиндрический корпус. Фильтр имеет фильтрующий элемент, впускную и выпускную полости и отверстия для впуска и выпуска жидкости. Фильтрующий элемент выполнен в форме полого цилиндра. Недостатком фильтра [2] является то, что механические частицы, оседающие в процессе фильтрации в нижней части приемной полости сокращают эффективную площадь фильтрующего элемента и не могут быть удалены без разборки фильтра. Разборка с заменой фильтрующего элемента и последующая сборка фильтра или его замена на новый фильтр связаны с прерыванием на длительный период процесса фильтрации.

Из описания изобретения к патенту, RU 2040303, кл. B01D 24/08, B01D 29/58; C02F 1/28, опубл. 19.07.95 г. [3], известен фильтр для очистки воды, включающий вертикально ориентированный цилиндрический полый корпус с выполненным в его верхней части фланцем и комплект фильтрующих элементов, установленных в полости корпуса один внутри другого. Фильтр имеет патрубок для присоединения к потребителям очищенной воды. Наличие в фильтрующих элементах нетканых полимерных микроволокон, механически соединенных между собой, а также использование микропористой мембраны ограничивают пропускную способность фильтра. Поэтому он может применяться лишь для бытовых целей, когда не требуется больших расходов воды.

Перед авторами предлагаемого изобретения стояла задача создания экономичного и производительного фильтрующего устройства, надежно работающего без длительных перерывов в работе, вызванных необходимостью удаления из корпуса фильтра накопившегося осадка твердых частиц.

Техническим результатом изобретения является продление сроков службы фильтрующих элементов при повышении скорости фильтрования.

Указанный технический результат достигается в фильтре для очистки воды в транспортных средствах, включающем вертикально ориентированный полый цилиндрический корпус с выполненным в его верхней части фланцем для крепления к водяному баку, прикрепленный к корпусу снизу цилиндрический отстойник со сливным патрубком, снабженным клапаном, комплект фильтрующих элементов из проницаемого проволочного материала, которые выполнены в форме полых цилиндров различного диаметра и установлены с зазорами в полости корпуса так, что тонкость очистки каждого из фильтрующих элементов изменяется по направлению от оси фильтра к периферии от 75 мкм до 5 мкм, причем пространство внутри наименьшего из фильтрующих элементов образует приемную полость фильтра, сообщающуюся с полостью отстойника, а пространство между наружной цилиндрической поверхностью наибольшего из фильтрующих элементов и боковой стенкой корпуса образует выпускную полость фильтра, в боковой стенке корпуса фильтра установлены один или несколько патрубков, предназначенных для присоединения к фильтру потребителей очищенной воды, а в нижней части отстойника выполнено закрытое заглушкой отверстие, предназначенное для механической очистки полости отстойника.

Предусмотрены следующие частные случаи выполнения изобретения.

Величина каждого из зазоров между фильтрующими элементами составляет от 0,9 до 1,2 толщины следующего за этим зазором в направлении от оси к периферии фильтрующего элемента.

Размер отверстия для механической очистки отстойника определяется соотношением , где d - диаметр отверстия, D - диаметр полости отстойника, h - высота полости отстойника.

Существо изобретения поясняется следующими чертежами.

Фиг.1. Фильтр для очистки воды, общий вид.

Фиг.2. То же, вид сверху, разрез по А-А на фиг.1.

В чертежах приняты следующие цифровые обозначения.

1. Корпус фильтра.

2. Фланец для крепления фильтра к водяному баку.

3. Отстойник.

4. Сливной патрубок отстойника.

5. Клапан сливного патрубка отстойника.

6. Фильтрующие элементы.

7. Приемная полость фильтра.

8. Выпускная полость фильтра.

9. Патрубки для присоединения к фильтру потребителей.

10. Заглушка отверстия для механической прочистки отстойника.

На прилагаемых чертежах представлен предпочтительный вариант выполнения изобретения. Как видно из фиг.1, основной частью фильтра является полый цилиндрический корпус 1, геометрическая ось которого ориентирована вертикально. В верхней части корпуса имеется фланец 2, предназначенный для крепления фильтра к водяному баку транспортного средства. Снизу к корпусу 1 прикреплен отстойник 3 со сливным патрубком 4, который снабжен клапаном 5. Внутри корпуса 1 установлен комплект фильтрующих элементов 6, которые выполнены в виде полых цилиндров различного диаметра. Каждый из фильтрующих элементов 6, кроме наибольшего из них, входит один в другой с определенным зазором S. Таким образом внутри самого малого из фильтрующих элементов 6 образована приемная полость 7, а в промежутке между наружной цилиндрической поверхностью наибольшего из фильтрующих элементов 6 и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1 образована выпускная полость 8 фильтра. В боковой стенке корпуса 1 имеются один или несколько патрубков 9, предназначенных для присоединения фильтра к потребителям очищенной воды. В дне отстойника 3 выполнено закрытое заглушкой 10 отверстие, предназначенное для его механической очистки. В рабочем состоянии предлагаемый фильтр прикреплен посредством фланца 2 ко дну водяного бака транспортного средства.

Предлагаемый фильтр для очистки воды работает следующим образом.

При наполнении водяного бака транспортного средства водой сначала заполняется приемная полость 7 фильтра, а через нее заполняется отстойник 3. Сквозь наименьший из фильтрующих элементов 6 вода проникает в зазор S между ним и следующим фильтрующим элементом 6 и заполняет этот зазор. Часть механических частиц при этом задерживается внутренней поверхностью наименьшего из фильтрующих элементов 6 и опускается (оседает) на дно отстойника 3. Далее аналогичный процесс повторяется при заполнении последующих зазоров S с той только разницей, что задержанные механические частицы оседают не на дно отстойника 3, а на его верхний внутренний выступ, который поддерживает снизу весь комплект фильтрующих элементов. Таким образом, некоторая меньшая доля частиц, имеющих меньший размер, оседает в зазорах между фильтрующими элементами. Вода, прошедшая через все фильтрующие элементы в выпускную полость 8 фильтра, направляется потребителям через патрубки 9.

Накопившийся в отстойнике 3 осадок может быть удален посредством его промывания при открывании клапана 5 сливного патрубка 4. Осадок, не удаленный путем промывания, можно извлечь из отстойника 3 механическим путем после открывания заглушки 10. Осадок, накопившийся в зазорах S между фильтрующими элементами 6, можно удалять после демонтажа отстойника 3.

В соответствии с данным описанием изобретения была изготовлена и испытана пробная партия фильтров. Как показал опыт, наличие зазоров между составляющими комплект фильтрующими элементами 6 в сочетании с предлагаемым изменением тонкости очистки каждого из последовательно расположенных фильтрующих элементов 6 позволяет существенно увеличить производительность фильтра. Применение фильтрующих элементов 6, выполненных из проницаемого проволочного материала, помимо повышения производительности дает возможность неоднократного использования одного и того же фильтрующего элемента после его регенерации. Осадок, образующийся на дне отстойника, в большей мере удаляется путем промывки. Часть осадка, которую не удается удалить промывкой, удаляется механической очисткой отстойника, чему способствует рекомендуемая в предложенной конструкции фильтра зависимость между диаметром d отверстия для очистки и геометрическими параметрами D и h полости отстойника 3.

Длительная эксплуатация этих фильтров показала следующие преимущества по сравнению с известными аналогами. Срок службы фильтрующих элементов увеличился на 30-50 процентов. Скорость фильтрования возросла в 1,5-2,0 раза.