система очистки воды и фильтрующий элемент для такой системы

Формула изобретения

1. Система очистки воды, содержащая базовый блок (2) и фильтровальный блок (1), соединенный с возможностью разъема с упомянутым базовым блоком (2), при этом базовый блок (2) снабжен входным водным патрубком (3) для направления воды к фильтровальному блоку (1) и выходным водным патрубком (4) для направления очищенной воды из фильтровального блока (1), и при этом фильтровальный блок (1) содержит контейнер (7), окружающий заменяемый фильтрующий элемент (13), при этом контейнер (7) снабжен водовпускным элементом (10) для направления нефильтрованной воды от упомянутого входного водного патрубка (3) в контейнер (7), отличающаяся тем, что заменяемый фильтрующий элемент (13) снабжен водовыпускным элементом (11) для направления очищенной воды от фильтрующего элемента (13) к упомянутому выходному водному патрубку (4) базового блока (2), при этом упомянутый водовыпускной элемент (11) проходит через отверстие (17) в стенке контейнера (7), причем водовыпускной элемент (11) является соединяемым с выходным водным патрубком (4) в месте снаружи контейнера (7).

2. Система очистки воды по п.1, отличающаяся тем, что фильтрующий элемент (13) имеет, по существу, цилиндрическую форму, при этом водовыпускной элемент (11) проходит в, по существу, осевом направлении на одном конце, и при этом одно или более водовпускных отверстий (23) присутствуют на другом конце цилиндрического фильтрующего элемента (13).

3. Система очистки воды, как заявлено в любом из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что водовыпускной элемент (11) неподвижно соединен со сменным фильтром (13).

4. Система очистки воды по п.1 или 2, отличающаяся тем, что конечный участок входного водного патрубка (3) расположен параллельно конечному участку выходного водного патрубка (4), при этом упомянутый конечный участок входного водного патрубка (3) проходит в сквозное отверстие (9) водовпускного элемента (10) контейнера, и при этом упомянутый конечный участок выпускного водного патрубка (4) проходит в сквозное отверстие (9) водовыпускного элемента (11) фильтрующего элемента (13), и при этом конечный участок каждого из двух патрубков (3, 4) снабжен, по существу, радиально направленным сквозным отверстием (20) для пропуска воды на своей периферийной поверхности у закрытого конца соответствующего патрубка (3, 4).

5. Система очистки воды по п.3, отличающаяся тем, что конечный участок входного водного патрубка (3) расположен параллельно конечному участку выходного водного патрубка (4), при этом упомянутый конечный участок входного водного патрубка (3) проходит в сквозное отверстие (9) водовпускного элемента (10) контейнера, и при этом упомянутый конечный участок выпускного водного патрубка (4) проходит в сквозное отверстие (9) водовыпускного элемента (11) фильтрующего элемента (13), и при этом конечный участок каждого из двух патрубков (3, 4) снабжен, по существу, радиально направленным сквозным отверстием (20) для пропуска воды на своей периферийной поверхности у закрытого конца соответствующего патрубка (3, 4).

6. Фильтрующий элемент системы очистки воды по пп.1-5, отличающийся тем, что фильтрующий элемент (13) снабжен водовыпускным элементом (11) для направления очищенной воды из фильтра, при этом водовыпускной элемент (11) может проходить через отверстие (17) контейнера (7), окружающего фильтрующий элемент (13), и водовыпускной элемент (11) снабжен средствами соединения для соединения водовыпускного элемента (11) с концом выходного водного патрубка (4).

7. Фильтрующий элемент по п.6, отличающийся тем, что водовыпускной элемент (11) неподвижно прикреплен к фильтрующему элементу (13).

8. Фильтрующий элемент по п.6, отличающийся тем, что водовыпускной элемент (11) неподвижно прикреплен к фильтрующему элементу (13).

9. Фильтрующий элемент по п.6, отличающийся тем, что водовыпускной элемент (11) снабжен уплотняющим средством (24) для взаимодействия с соответствующим уплотняющим средством в отверстии (17) стенки контейнера (7), в котором может располагаться фильтрующий элемент (13).

10. Фильтрующий элемент по п.6 или 7, отличающийся тем, что водовыпускной элемент (11) снабжен уплотняющим средством (24) для взаимодействия с соответствующим уплотняющим средством в отверстии (17) стенки контейнера (7), в котором может располагаться фильтрующий элемент (13).

11. Фильтрующий элемент по п.8, отличающийся тем, что водовыпускной элемент (11) снабжен уплотняющим средством (24) для взаимодействия с соответствующим уплотняющим средством в отверстии (17) стенки контейнера (7), в котором может располагаться фильтрующий элемент (13).

12. Фильтрующий элемент по п.6, отличающийся тем, что фильтр (13) является, по существу, цилиндрическим, при этом водовыпускной элемент (11) проходит в осевом направлении на одном конце фильтрующего элемента (13), и при этом одно или более водовпускных отверстий (23) имеется на другом конце цилиндрического фильтрующего элемента (13).

13. Фильтрующий элемент по п.8, отличающийся тем, что фильтр (13) является, по существу, цилиндрическим, при этом водовыпускной элемент (11) проходит в осевом направлении на одном конце фильтрующего элемента (13), и при этом одно или более водовпускных отверстий (23) имеется на другом конце цилиндрического фильтрующего элемента (13).

14. Фильтрующий элемент по п.10, отличающийся тем, что фильтр (13) является, по существу, цилиндрическим, при этом водовыпускной элемент (11) проходит в осевом направлении на одном конце фильтрующего элемента (13), и при этом одно или более водовпускных отверстий (23) имеется на другом конце цилиндрического фильтрующего элемента (13).

15. Фильтрующий элемент по пп.6, 7, 9 или 11, отличающийся тем, что фильтр (13) является, по существу, цилиндрическим, при этом водовыпускной элемент (11) проходит в осевом направлении на одном конце фильтрующего элемента (13), и при этом одно или более водовпускных отверстий (23) имеется на другом конце цилиндрического фильтрующего элемента (13).

16. Способ очистки воды системой, содержащей базовый блок (2) и фильтровальный блок (1), соединенный с возможностью разъема с упомянутым базовым блоком (2), при этом воду направляют в фильтровальный блок (1) через входной водный патрубок (3) базового блока (2), и при этом очищенную воду направляют от фильтровального блока (1) через выходной водный патрубок (4) базового блока (2), и причем фильтровальный блок (1) содержит контейнер (7), окружающий заменяемый фильтрующий элемент (13), при этом нефильтрованную воду направляют из упомянутого входного водного патрубка (3) в контейнер (7) через водовпускной элемент (10) фильтровального блока (1), отличающийся тем, что очищенную воду направляют от заменяемого фильтрующего элемента (13) к выходному водному патрубку (4) базового блока (2) через водовыпускной элемент (11), который соединяют с фильтрующим элементом (13), и при этом упомянутый водовыпускной элемент (11) проходит через отверстие (17) в стенке контейнера (7), причем водовыпускной элемент (11) является соединяемым с выходным водным патрубком (4) в месте снаружи контейнера (7).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системе очистки воды, содержащей базовый блок и фильтровальный блок, разъемно соединенный с упомянутым базовым блоком, при этом базовый блок снабжен входным водным патрубком для направления воды к фильтровальному блоку и выходным водным патрубком для направления очищенной воды из фильтровального блока, и, при этом, фильтровальный блок содержит контейнер, окружающий заменяемый фильтрующий элемент, при этом контейнер снабжен водовпускным элементом для направления нефильтрованной воды от упомянутого впускного водного патрубка в контейнер.

Безопасные годные для питья источники питьевой воды ограничены, в частности, в развивающихся странах. Высокие показатели смертности могут быть вызваны недостаточной очисткой воды. Холера, тиф, дизентерия и ротавирусная диарея являются постоянными проблемами, с которыми сталкиваются люди, вынужденные пользоваться загрязненной водой. Недостаток обеспечения безопасной водой навсегда сохраняет и ухудшает круговорот нищеты и болезней. Безопасная для питья вода может производиться системой очистки воды, в которой вода направляется сквозь фильтрующий элемент, содержащий очищающий материал, такой, как полимер, имеющий моноциклические N-галагенамина молекулы.

Такая система очистки воды раскрыта в US-A-2005/0098506. Эта публикация описывает систему фильтрования воды с подачей самотеком, в которой нефильтрованная вода направляется в контейнер, содержащий фильтрующий элемент. Затем вода проходит фильтрующий элемент и покидает контейнер через выходы в нижней части стенки контейнера. Контейнер может удаляться, чтобы можно было заменить фильтрующий элемент.

В общем, давление необработанной воды, приходящей в контейнер, выше, чем давление очищенной воды, покидающей контейнер, поскольку давление воды уменьшается, когда вода проходит через материал очистки в фильтрующем элементе. Такая потеря давления невелика в системе фильтрования воды с подачей самотеком и может быть высока в системе очистки, в которой необработанная вода подается в систему под относительно высоким давлением.

В системе очистки воды, как описано выше, важно держать необработанную воду и очищенную воду строго отделенными друг от друга. В частности, в случае, когда давление необработанной воды выше давления очищенной, необработанная вода может протекать в очищенную.

Задачей изобретения является создание системы очистки воды, содержащей основной блок и заменяемый фильтровальный блок, содержащий контейнер с заменяемым фильтрующим элементом, при этом базовый блок снабжен входным водным патрубком для направления необработанной воды к фильтровальному блоку и с выходным водным патрубком для направления очищенной воды из фильтровального блока, в результате чего уменьшен риск протечки необработанной воды в очищенную.

Для выполнения задачи заменяемый фильтрующий элемент снабжен водовыпускным элементом для направления очищенной воды от фильтрующего элемента к выходному водному патрубку базового блока, при этом упомянутый водовыпускной элемент проходит через отверстие в стенке контейнера фильтровального блока. С выполнением водовыпускного элемента, как части заменяемого фильтрующего элемента, и присоединением этого водовыпускного элемента непосредственно к выходному водному патрубку базового блока, уменьшается риск загрязнения очищенной воды. Патрубки очищенной воды должны отсоединяться и присоединяться только в одном единственном месте во время замены фильтра, за пределами контейнера на стыке между базовым блоком и фильтровальным блоком. Поэтому отсутствует герметизация водопропускной трубы для очищенной воды в месте, где она окружена необработанной водой, находящейся под давлением.

Дополнительно к этому, так как водовыпускной элемент является частью заменяемого фильтрующего элемента, подача воды к выходному водному патрубку базового блока осуществляться не будет, если отсутствует фильтр в контейнере. Поэтому невозможна подача воды системой очистки воды, когда в системе отсутствует фильтр.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения фильтр имеет, по существу, цилиндрическую форму, при этом водовыпускной элемент проходит, по существу, в осевом направлении с одного конца, и при этом существует одно или несколько входных отверстий воды на другом конце цилиндрического фильтра. Также контейнер может иметь цилиндрическую форму, при этом один конец закрыт, а другой конец может закрываться съемной крышкой, которая навинчивается на контейнер. При этом водовыпускной элемент фильтрующего элемента может проходить сквозь отверстие в упомянутой крышке контейнера. Одно или несколько колец круглого сечения могут действовать в качестве уплотняющего средства для предотвращения протечки необработанной воды из контейнера через упомянутое отверстие, но протечка необработанной воды в очищенную воду является невозможной.

Предпочтительно, водовыпускной элемент неподвижно соединяется с заменяемым сменным фильтрующим элементом, так что не только нет необходимости вынимать водовыпускной элемент из фильтра во время замены фильтра, но даже невозможно сделать это. В связи с этим дополнительно уменьшен риск эксплуатации системы очистки воды в неправильном режиме.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения концевой участок входного водного патрубка базового блока установлен параллельно с концевым участком выходного водного патрубка базового блока, при этом упомянутый концевой участок входного водного патрубка проходит в сквозное отверстие водовпускного элемента контейнера, и, при этом, упомянутый концевой участок выходного водного патрубка проходит в сквозное отверстие водовыпускного элемента фильтрующего элемента, и, при этом, концевой участок каждого из двух патрубков снабжен, по существу, радиально направленным водопропускным отверстием в своей периферийной поверхности около закрытого конца соответствующего патрубка. Конечно, может быть больше чем одно сквозное отверстие для воды в каждом из упомянутых концевых участков. Вследствие этого заменяемый фильтр может с легкостью присоединяться к базовому блоку, при этом давление воды во входном водяном патрубке и выходном водяном патрубке не создает существенной силы, которая могла бы оттолкнуть фильтровальный блок и базовый блок друг от друга. Это будет дополнительно разъяснено в данном документе, когда будет описан вариант осуществление изобретения.

Изобретение также относится к фильтрующему элементу для системы очистки воды, описанной выше, в котором фильтрующий элемент снабжен водовыпускным элементом для направления очищенной воды наружу из фильтра, водовыпускным элементом, который может проходить сквозь отверстие контейнера, окружающего фильтрующий элемент, и водовыпускным элементом, который снабжен средством соединения, для соединения водовыпускного элемента с концом выходного водного патрубка. Предпочтительно, чтобы водовыпускной элемент неподвижно прикреплялся к фильтру.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения водовыпускной элемент снабжен уплотнительными устройствами для взаимодействия с аналогичными уплотнительными устройствами в отверстии стенки контейнера, где может быть установлен фильтрующий элемент. Предпочтительно, фильтрующий элемент является, по существу, цилиндрическим, при этом водовыпускной элемент проходит в осевом направлении на одном конце, и при этом имеется одно или несколько входных отверстий на другом конце фильтрующего элемента цилиндрической формы. Дополнительно к этому, изобретение относится к способу очистки воды посредством системы, содержащей базовый блок и фильтровальный блок, разъемно соединенный с упомянутым базовым блоком, при этом вода направляется к фильтровальному блоку через входной водный патрубок базового блока и, при этом очищенная вода направляется от фильтровального блока через выходной водный патрубок базового блока, и, при этом фильтровальная установка содержит контейнер, окружающий заменяемый фильтр, при этом нефильтрованная вода направляется от упомянутого входного водного патрубка в контейнер через водовпускной элемент фильтровального блока, и при этом очищенная вода направляется от заменяемого фильтрующего элемента к выходному водному патрубку базового блока через водовыпускной элемент, соединенный с фильтрующим элементом, и при этом упомянутый водовыпускной элемент проходит через отверстие в стенке контейнера.

Международная публикация WO 03/037479 А1 раскрывает сборку фильтра питьевой воды с разовыми заменяемыми фильтрующими картриджами. Разовый заменяемый картридж образуется контейнером и фильтрующим элементом, размещенным внутри контейнера. Контейнер полностью заключает в себя фильтрующий элемент, за исключением пары отверстий.

Изобретение теперь будет дополнительно разъяснено описанием варианта осуществления изобретения системы очистки воды, содержащей базовый блок и фильтровальный блок, разъемно соединенный с базовым блоком, при этом фильтровальный блок содержит контейнер, окружающий заменяемый фильтрующий элемент, и при этом делаются ссылки на чертежи, содержащие три схематические фигуры, при этом:

на Фигуре 1 показан вид в перспективе системы очистки воды,

на Фигуре 2 показан вид в перспективе, на котором показан фильтрующий элемент, и

на Фигуре 3 показана система в разобранном виде.

На Фигуре 1 показан фильтровальный блок 1 системы очистки воды на некотором расстоянии от базового блока 2 системы. Базовый блок 2 снабжен входным водным патрубком 3 и выходным водным патрубком 4, установленными параллельно относительно друг друга. Конец каждого из патрубков 3, 4 закрыт и близко к концу патрубка, между двумя кольцами 5, 6 круглого сечения, имеется отверстие сквозного прохода воды. Впускной водный патрубок 3 соединен с источником поступления воды, подлежащей очистке, и выходной водный патрубок 4 соединен со средством подачи очищенной воды.

Фильтровальный блок 1 содержит контейнер 7, имеющий съемную крышку 8, которая может быть привинчена к нижней части контейнера 7. Крышка 8 снабжена водовпускным элементом 10, подлежащим соединению с входным водным патрубком 3 базового блока 2. Дополнительно к этому на Фигуре 1 показан водовыпускной элемент 11, проходящий сквозь крышку 8, водовыпускной элемент 11 может соединяться с выходным водным патрубком 4 для направления очищенной воды из фильтровального блока 1 к базовому блоку 2.

На Фигуре 1 показано стрелками 12, как фильтровальный блок 1 может перемещаться к базовому блоку 2 для соединения водовпускного элемента 10 с входным водным патрубком 3, и водовыпускной элемент 11 с выходным водным патрубком 4. Таким образом, фильтровальный блок 1 может опираться на базовый блок 2, при этом могут присутствовать дополнительные средства соединения, чтобы держать вместе два блока 1, 2.

Водовпускной элемент 10 и водовыпускной элемент 11 фильтровального блока 1 снабжены сквозным отверстием 9, для размещения концов соответствующих патрубков 3, 4 базового блока 2. Два кольца 5, 6 круглого сечения входят в сквозные отверстия 9 в водовпускном элементе 10 и в водовыпускном элементе 11 соответственно. Два уплотняющих кольца 5, 6 круглого сечения могут иметь одинаковый диаметр, но предпочтительный диаметр уплотняющего кольца круглого сечения 5 меньше диаметра уплотняющего кольца круглого сечения 6, при этом внешний диаметр водного патрубка 4, 5 ближе к концу меньше, чем внешний диаметр на некотором расстоянии от конца патрубка. Разумеется, диаметры сквозных отверстий 9 в водовпускном элементе 10 и водовыпускном элементе 11 соответствующим образом меняются, так что оба кольца круглого сечения 5, 6 являлись приемлемым уплотнением для воды, направляемой к фильтровальному блоку 1 и от него.

На Фигуре 2 показан контейнер 7 в открытом положении, при этом крышка 8 снята с контейнера 7, так что виден фильтровальный элемент 13. Крышка 8 может быть присоединена к контейнеру 7 винтовым соединением или другим средством разъемного соединения. Фильтровальный элемент 13 содержит цилиндрическую оболочку 14, показанную на Фигуре 2 слегка поднятой над контейнером 7. Цилиндрическая оболочка 14 содержит материал для очистки воды и снабжена днищем на своем нижнем конце (на Фигуре 2 внутри контейнера 7). Другой конец цилиндрической оболочки 14 закрыт закрывающей деталью 15, при этом закрывающая деталь 15 неподвижно соединена с цилиндрической оболочкой 14, например, сваркой.

Нижний конец цилиндрической оболочки 14 снабжен отверстиями, чтобы вода могла поступать в фильтр 13 на нижнем конце. Закрывающая деталь 15 снабжена водовыпускным элементом 11, через который очищенная вода может покидать фильтрующий элемент 13. Как указано стрелкой 16, водовыпускной элемент 11 может перемещаться через отверстие 17 в крышке 8 контейнера 7.

Во время работы системы очистки воды необработанная вода поступает через входной водный патрубок 3 и водовпускной элемент 10 в контейнер 7. Затем вода поступает через упомянутые отверстия на нижнем конце цилиндрической оболочки 14 в фильтрующий элемент 13. Отфильтрованная вода покидает фильтрующий элемент 13 через водовыпускной элемент 11 и выходной водный патрубок 4.

На Фигуре 3 показана система очистки воды в разобранном виде. Входной водный патрубок 3 и выходной водный патрубок 4, которые являются частью базового блока системы, установлены параллельно относительно друг друга. Кольцо 6 круглого сечения и кольцо 5 круглого сечения, имеющее меньший диаметр, чем кольцо 6 круглого сечения, могут быть расположены вокруг водных патрубков 3, 4 в местах 18 и 19 соответственно. Каждый из водных патрубков 3, 4 имеет отверстие 20 между местами 18, 19, через отверстие 20 вода может проходить и выходить из фильтровальной установки соответственно.

Входной водный патрубок 3 может быть соединен с водовпускным элементом 10, прикрепленным к крышке 8 контейнера 7 фильтровального блока. Крышка 8 и контейнер 7 могут привинчиваться друг к другу, при этом уплотняющее кольцо 21 обеспечивает герметичное для воды соединение. Фильтрующий элемент 13, содержащий очищающий материал 22, может размещаться внутри контейнера 7. Фильтрующий элемент 13 содержит цилиндрическую оболочку 14 и закрывающую деталь 15, которая может привариваться к оболочке 14. Нижний конец цилиндрической оболочки 14 снабжен отверстиями 23, чтобы вода, поступая в контейнер 7, через водовпускной элемент 10 могла поступать в фильтрующий элемент 13 с его нижней стороны. Вода может покидать фильтрующий элемент 13 через водовыпускной элемент 11, прикрепленный к закрывающей детали 15 фильтрующего элемента 13, водовыпускной элемент которого проходит через отверстие 17 в закрывающей детали 15. Кольцо 24 круглого сечения обеспечивает, при этом, герметичное уплотнение для воды. Водовыпускной элемент 11 может соединяться с выходным водным патрубком 4 базового блока системы очистки воды.

Осуществление изобретения системы очистки воды, описанное выше, является только примером; возможны и многие другие варианты осуществления изобретения.