CZ20031032A3

CZ20031032A3 - Vodní filtrační zásobník s rovnoceným napájením

Info

Publication number: CZ20031032A3
Application number: CZ20031032A
Authority: CZ
Inventors: Mareus Donald Mcleod
Original assignee: Usf Consumer & Commercial Watergroup, Inc.
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2001-10-15
Publication date: 2003-10-15
Also published as: MXPA03003538A; EP1328329A1; JP2004512160A; IL155264A; KR20030067680A; IL155264A0; CN1471419A; PL360906A1; DE60107708D1; TW508261B; WO2002034352A1; AU1191502A; US6485641B1; CA2426222A1; RU2003115199A; CN1262328C; AU2002211915B2; JP3885208B2; EP1328329B1; ATE284259T1

Description

Oblast techniky

Vynález se tyká tiitračních zásobníku pro úpravu pitné vody, zviáště filtračních zásobníku používajících obaiená filtrační média se zařízením pro zajištěni nebo zavedeni rozpustné směsi do filtrované vody.

Dosavadní stav techniky

Tento vynález se vztahuje k typu zásobníku pro úpravu vody, který byl zveřejněn v amerických patentech 4,857,189 a KE 34,031, o nichž se zde zmiňujeme. Tyto zásobníky objevuji způsob filtrace, kde upravená aktivovaná uhlíková média filtrují vodu a zajišťují pnínuíi odfiltrovaných částeček na pórovitých přepážkách, umístěných v zásobníku, jakmiie voda vstupuje přívodem do zásobníku, prochází přívodní části, pohybuje se mezi filtračními médii a přepážkou k odtokové části a odtoku.

Do filtrované vody se běžně přidává tbsiátová směs ke snížení koteiního kamene, který způsobuje tvrdá voda. Obvvkie se současně k filtraci přidává pevný tbstáíový přípravek, který se rozpouští v maiých porcích vody, jež protékají zásobníkem úpravy vody. i osiátové krystaíy jsou udržovány v napájecí trubici, kam se přivede maiá část filtrované vody, která rozpustí některé íbsíatové krystaíy. Voda obsahující íosíat pak odchází vpoušiěcim otvorem do vvpouštěciho kanáiu, kde se misí se zbývající filtrovanou vodou.

Dříve se íosíátový přídavek přidávai tak, že se do napájecí trubice přiváděla část vody, která už byla filtrována. lato „květmáčová sestava' je umístěna v horní části filtračního zásobníku s otevřenou čelní stěnou vzhůru, tak abv gravitace nebo turbulence nevytáhla filtrační médium otvorem přívodní trubice. V této květmáčové sestavě je umístěn filtrační materiál mezi otvorem a zpětným ventilem. Část filtrované vody protéká ventilem v květmáčové sestavě k napájecí trubici pomoci AtíS hadice. Hadice je na obou koncích chráněna rozpouštědlem jako je metyietyíketon, MEK, aby hadice držeia u výpusti z květmáčové sestavy a u přívodu napájecí trubice. Hadice je pevně nahsována na přípojku na jednom konci a potom je chráněna chemickým rozpouštědlem, aby se zabezpečilo spojení.

Mřížkový iiitr a přítlačný kroužek se používají, aby se zabránilo fosfátovým krystalům uzavřít přenosový kanái v ohnuté trubici, což by vyžadovalo další rozpustné pojivo.

Vhodné rozpouštědlo ie MEK. loto rozpouštědlo zajišťuje jak fyzické tak utěsněné spojeni. Zavedeni utěsněného spojení je důiežité, protože voda musí protékat hadicí ABS k napájecí trubici a nesmí obtékat kvěíináč.

Avšak použiti takového rozpouštědla jako je MEK vytváří množství problémů při výrobě a při používání zásobníku s úpravou vody. Především použití rozpouštědia je náročné na čas, protože se používá ručně, iakže během výroby je potřebný čas pro uschnuti lepeného spoje, což prodlužuje výrobní postup. A dáie je zde možnost, že MEK bude řiuidizovat ABC a budou se tvořit bublinky, které budou blokovat hladký průtok v plastové trubici. Dilv jsou upnuty, aby jimi mohl proudit vzduch a rozrušoval bublinky, které se mohou tvořit, iénto postup je náročný na čas a maíenái. Proto je potřeba snížit počet spojů, zjednodušit je a snížit časovou náročnost při montáži během výroby.

Použití kvétináčové sestavy a hadice ABC pro dodávku vody do napájecí trubice vyžaduje použití několika komponentů, které jsou nezbytné, ivto komponenty, včetně pouzdra květináče, hadice, mřížkového filtru a přítlačného kroužku se musí objednávat, uskladňovat a skladovat, aby byly k dispozici během výrobního postupu. Eliminace těchto dílu bv vytvoňia levnější a výrobně snazší filtrační zásobník. Stávající konstrukce zásobníku má nevýhodu i při používáni. Při použiti rozpouštědla MEK je obava, že se může dostat do upravované vody. Pokud je účeiem filtrace vody získat čistou vodu, pak je zde problém s možnosti kontaminace vody rozpouštědlem. Dodávka vody do napájecí trubice musí probíhat bez zaneseni rozpouštědia do vody.

Tudíž předmětem tohoto vynálezu je zajistit novou a zlepšenou napájecí trubici pro filtrační zásobník vody, která vede neupravenou vodu přes úpravu pomocí pevné směsi.

Daišim předmětem tohoto vynálezu je zajistit zlepšenou konstrukci napájecí trubice a filtrační zásobník, který je jednodušší a při výrobě a sestavováni méně časově náročný.

Dalším aspektem je zajištěni zlepšeného filtračního zásobníku, který nevyžaduje žádná chemická rozpouštědia.

A ještě dalším záměrem tohoto vynálezu je zajistit zlepšený filtrační zásobník, který bude mít méně částí a jeho výroba bude íevnější.

• ·· ·

Podstata vynálezu

Tyto a další záměry spiňuje nebo převyšuje uváděný vynáiez, který se vyznačuje napájecí trubici, která vede požadovanou dávku neupravené vody uzavírateinou sestavou pro úpravu pomocí pevné směsi. Uzavirateiná sestava filtruje a čistí vodu předtím, než je upravována pomoci pevné směsi.

Přesněji, uváděný vynáiez představuje ziepšenou napájecí trubici pro zásobník upravované vody, který zajišťuje úpravu odděienéiio proudu neupravené vody protékající zásobníkem pomoci pevné směsi. ÍNapájeci trubice obsahuje první a druhý konec, takže odděiený proud neupravené vody obecně teče do napájecí trubice druhým koncem a ven z napájecí trubice prvním koncem. Spodní uzavirateiná sestava je v pracovním vztahu s druhým koncem a zahrnuje pórovitou zátku, která svými rozměry a uspořádáním zajišťuje filtraci a čištěni části odděieného proudu vody.

V provozu je odděiený proutí neupravené vody íiiírován a čištěn pórovitou ucpávkou. Pak prochází ventilem do napájecí trubice, kde reaguje s pevnou směsi. Přefiltrovaná a upravená voda pak opouští napájecí trubici vpouštěcím otvorem. Vtaženi neupravené vody přímo do napájecí trubice vyiučuje potřebu trubek, mřížkového filtru, přítlačného kroužku a krytu květináče současného zařízeni. Protože je filtrační systém vodního filtračního zásobníku jednodušší, je také rychlejší a výrobně levnější.

Dáie trubice u stávajícího zařízeni byly připojeny k sestavě květináče a napájecí trubici pomocí rozpustných pout. Uváděný vynáiez je rychlejší a pracuje snáze, protože zde neexistuje takové spojeni. Když není takové spojeni pomoci rozpustných pout, není ani příležitost, aby bublinky ze spojeni MEK a ttuidizované ABS biokovaíy tok vody a není třeba žádné zvláštní zařízeni pro odstraňováni biokace vodního toku. Každý z těchto faktorii představuje sníženi výrobních nákladu na uvedenou napájecí trubici.

Vynecháním používání rozpouštědla MEK je také produkována Čistší voda. Jestliže se nepoužije žádné rozpouštědlo při výrobě filtračního zásobníku, není příležitost aby se MEK vyiouhovaia do vody. Méně kontaminace produkuje čistší vodu, která opouští filtrační zásobník.

Přehled obrázků na výkrese

Obr. i je vertikální řez zásobníkem úpravy vody, který je vhodný pro použití u uváděného vynálezu;

4444 44 ·· ·· 44 4444

4 4 4 4 4 4 4 4

4 4 4 4 4 4 4 4 4 · ·· ··· ·· *44 4 4 • 4 4 4 4 44 4 4 44 4 • 4 44 4444 4444

Obr. 2 je schematický pohled na spodní uzavíratelnou sestavu;

Obr. 3 je pohled v řezu na napájecí trubici uváděného vynálezu; a

Obr. 4 je perspektivní pohled na současný kryt a koš.

Příklady provedení vynálezu

Uváděný vynález má v zásobníku úpravy vody napájecí trubici, která nevyžaduje používání květínáčové sestavy poblíž horní části trubice, mřížkový filtr nebo spojovací kroužky a s tím spojené rozpouštěcí připojování. Napájecí trubice podle uváděného vynálezu spočívá v tom, že voda protéká filtračními médii pevně zachycenými v pórovitém uzávěru, pak ventilem do trubice.

Všeobecně platí, že voda se filtruje a čistí, aby byla pitná. Je to třeba chápat tak, že pro vodu určenou ke spotřebě musí všechny chemikálie a materiály, použité při konstrukci dílů, vyhovovat požadavkům příslušných úřadů jako je Food and Drug Administration. Nedostatky při použití takových materiálů vedou v mnoha případech k napájecí trubici nebo filtračnímu zásobníku podle vynálezu, jehož konstrukce je vyhovující, ale upotřebení výstupní vody bude omezeno použitým regulátorem jakosti vody.

Nyní k obr. 1, kde na zobrazeném zásobníku úpravy vody 10 bude vysvětlen průtok vody. Existující zásobník 10 je typ, který byl navržen pro použití s filtrační hlavou v americkém patentu č. 3,746,171, na který odkazujeme. Avšak uvedený filtrační systém se může použít v jakémkoliv filtračním systému.

Zásobník úpravy vody 10 má přívodní otvor 12 do přívodní trubky 14, kudy nefiltrovaná voda vtéká do zásobníku 10. Voda protéká zásobníkem 1Ό ve směru vyznačeném Šipkami 13. Když voda opouští přívodní trubku 14, naráží na filtrační aparát, označený 16, uzavřený v zásobníku úpravy vody 10. Pro filtrační zásobník tohoto typu existuje mnoho vhodných filtračních aparátů 16. Vhodný filtrační aparát 16 obsahuje granulovaný aktivovaný uhlík, vlnité filtrační přepážky, uhlíkové bloky, uhlíkové rošty nebo radiálně průtočné zrnité uhlíkové rošty.

V některých případech se kombinují dvě nebo více filtračních metod, aby se docílilo účinnějšího filtračního aparátu 16. U nejoblíbenějších zásobníků IQ jsou média, jako je uhlíková směs 17, využívána přidáváním na vlnitou přepážku 18 a společně tvoří filtrační aparát 16. Čištěni vody provádí uhlíková směs 17. Přepážka 18 je píízovaný sáček z porézního filtračního materiálu. Jak voda protéká přepážkou 18, přepážka odděluje vodu od uhlíkové ···· ·♦ ·* ·· ·· ···· ··· ··· · · * ··· ····· ·· · ·· · · · · · · · · · · • ·· · · ·· · · · · · ·· ·· ·· ·· ·· ·· směsi 17 odlučováním uhlíkové směsi na vnějších pórech sáčku. Tento proces je znám jako obalování.

Obalování přepážky 18 uhlíkovou směsí 17 je nedílnou součástí navrženého filtračního systému, zajišťujícího těsný kontakt vody s částicemi uhlíku předtím, než prochází přepážkou. Uhlíkový obal také zajišťuje dodatečnou filtraci, zachycuje znečišťující částečky mezi kousky uhlíkové směsi 17, které jsou na přepážce 18. Filtrovaná voda pak protéká z přepážky 18 do odtokového kanálu 20 kruhovým otvorem 21, který vede k odtokovému otvoru 22. V uvedeném provedení jsou přívodní otvor 12 a odtokový otvor 22 soustředné, ale v oboru jsou dobře známá i jiná uspořádání.

Je-li žádoucí úprava části vody, která protéká zásobníkem 10. hlavní proud vody jde cestou, jak je popsáno výše, ale oddělený proud teče jinou cestou. Místo aby protékal přepážkou 18 k odtokovému kanálu 20 a odtokovému otvoru 22, oddělený tok je odveden napájecí trubicí 24, což je způsobeno rozdílem tlaků ve filtračním zásobníku 10. Rozpustná směs 26 je uzavřena v napájecí trubici 24 a upravuje oddělený proud jako vodu, která protéká trubicí. Po průtoku napájecí trubicí 24 se část odděleného proudu a část hlavního proudu vody znovu spojí ve vypouštěcím kanálu 20 předtím než projde odtokovým otvorem 22.

Napájecí trubice 24 dovoluje části vody z odděleného toku reagovat s pevnou směsí 26, Reakce vody s pevnou směsí 26 zahrnuje fyzikální reakcí, jakou je rozpouštění nebo vylouhování části pevné směsi do vody a chemickou reakci, jakou je neutralizace kyselostí nebo zásaditostí změnou pH vody. Voda v odděleném proudu pak přichází do kontaktu s pevnou směsí 26, která mění vlastnosti pří srovnání s hlavním proudem. Pro úpravu vody se hodí mnoho pevných směsí 26. Obsahují například rozpouštění kyseliny citrónové nebo fosfáty, aby se snížila tvorba kotelního kamene, louhující stříbro do vody ke snížení bakteriálního množení nebo úpravu kyselosti nebo zásaditostí ke změně pH vody. Fosfátové směsi se běžně používají ke snížení tvorby kotelního kamene a je to oblíbená pevná směs 2ěNejoblíbenější pevná směs 26 je Tetra Sodium Pyrophosphate Decahydrate -TSPP H₂O. Tetra Sodium Pyrophosphate Decahydrate ve třídě pro potraviny, k dostání u Mallinckrodt Chemical Co., pod kódem č. 7956, je nejoblíbenější pevná substance, protože rychle rozpouští a snadno tvoří nasycený roztok.

Na obr. 1 a 3 je znázorněna napájecí trubice 24, která má první konec 28 a druhý konec 30 a obecně válcovou stěnu 32. Mezi prvním koncem 28 a druhým koncem 3.0 je přidávána pevná směs 26, převážně v granulované formě nebo jako tablety. První konec 28 je

4444 44 4* 44 44 ··*» ··· 4 4 4 «4 4

4 4 4 * 444 4 4 4

444 44 444 · 4

44 4 4 44 4 4 44 4

44 44 44 4 4 44 ve směru horní části 33 zásobníku 10 a je to obecně konec, který je blíže ke kruhovému otvoru 21. První konec 28 je v pracovním vztahu s bariérou 34 a vpouštěcím otvorem nebo vývrtem 35. Spodní uzavíratelná sestava 26 je umístěna na druhém konci 30.

Bariéra 34, která je vhodně tvarována vcelku se stěnou 32, chrání vodu v odděleném proudu před příliš rychlým průtokem mezi napájecí trubicí 24 a vypouštěcím kanálem 20. Průtok vody je řízen průměrem vpouštěcího otvoru 35, který je umístěn šikmo k ose napájecí trubice 24 pod úhlem a, jenž s osou napájecí trubice svírá prodloužená bariéra 34, která je mezi napájecí trubicí a vypouštěcím kanálem 20. Bariéra 34 může být částí buď napájecí trubice 24, vypouštěcího kanálu 20 nebo to může být samostatný díl, který mezi ně dosedá. Všechna spojení mezi vypouštěcím kanálem 20, napájecí trubicí 24 a bariérou 34 jsou dobře utěsněna, aby se zabránilo vstupu nefíltrované vody z odděleného proudu. Také je alternativa, že vypouštěcí kanál 20, bariéra 34, a napájecí trubice mají společnou konstrukci.

Napájecí trubice 24 má také filtr 37 mezi pevnou směsí 26 a vpouštěcím otvorem 35. Filtr 37 je buď mřížkový filtr nebo látkový, vyrobený z chemicky inertního materiálu. Vhodné jsou plasty a mezi nimi je nejlepší polypropylenový monofil. Rozměry mřížky nebo póry filtru 37 musí být dostatečně malé, aby zabránily částečkám pevné směsi 26 ucpávat vpouštěcí otvor 35. ale dostatečně velké, aby nebyl omezován průtok vody napájecí trubicí 24. Filtr 37 je umístěn kdekoli mezi vpouštěcím otvorem 35 a pevnou směsí 26. Přesné umístění vpouštěcího otvoru 35 bariérou 34 je měnitelné. Může být umístěn kdekoli v bariéře 34. jen nesmí narušit oddělený proud vody. Vpouštěcí otvor 35 je umístěn pod úhlem vzhledem k hlavnímu směru vody, která protéká napájecí trubicí 24. Toto uspořádání nejen že zabere méně místa, ale zabraňuje i blokaci vpouštěcího otvoru 35, jestliže je filtr 37 umístěn blízko vpouštěcího otvoru 35. nebo když nadbytek filtru nebo nahromaděni pevné směsi 26 může bránit průtoku vody, Je dobré, je-li úhel vpouštěcího otvoru 35 a větší než 45° a nejlepší je-li 5ϋ^υ <a < 60°. Ale lze použít jakýkoliv úhel, pokud nebude vpouštěcí otvor blokován filtrem 37 nebo pevnou směsí 26.

Obraťme se na obr. 2 a 4, spodní uzavíratelnou sestavu 36, která má kryt 38 s horním koncem 40 a spodním koncem 42. Spodní uzavíratelná sestava 36 je v pracovním vztahu s druhým koncem 30 napájecí trubice 24. Obratem „pracovní vztah“ se rozumí, že se jedná o dvě součásti, které jsou vzájemně v přímém kontaktu. Když filtrovaná voda ze spodní uzavíratelné sestavy 36 protéká přímo do napájecí trubice, mohou se vynechat rozpustné vazby, které drží spojený aparát.

·»♦» 44 4* · « «·· «4 4 • · · · · ··* ♦ · * · 4 4 4 44 444 4 4

44 4 4 44 4 4 44 4

44 44 44 * · 44

Termíny horní a dolní odkazují na pracovní polohu zásobníku 10, s horní částí 33 nejvýše při vertikální orientaci. Na spodním konci 42 je prstencový zesílený rám 44, válcová část tělesa 45, která spojuje rám 44 s košem 46 v horním konci 40. Těleso 45 by mělo mít takové rozměry a uspořádání, aby těsnilo s druhým koncem 30 napájecí trubice 24. Vhodné těsné spoje tělesa 45 a napájecí trubice 24 jsou svařované spoje, provedené ultrazvukovým svařováním, spinovým svařováním, vibračním svařováním, svařováním plátů za tepla nebo jakýmkoliv jiným plastickým svařováním bez rozpouštědel. Horní stěna 47 části tělesa 48 obsahuje kuželový vrstvený otvor 45, který tvoří sedlo pro koš 46. Tak je část tělesa 45 v kapalinovém spojení s košem 46.

Koš 46 chrání a uzavírá zpětný ventil 50. Ačkoli může být použit jakýkoliv typ zpětného ventilu 50, je dávána přednost jednoduché konstrukci, jakou má klapkový ventil nebo štěrbina, která se tlakem vodního toku otevírá. Ačkoliv je dávána přednost klapkovému ventilu, lze uvažovat s jakýmkoli stávajícím typem ventilu 50, kteiý se otevře velmi lehkým trhavým tlakem. Klapkový ventil je oblíbený typ ventilu 50, protože je levný a snadno se vyrábí. Jiné ventily, jako je kuličkový ventil, pružinový ventil nebo těsnící ventil, jsou také vhodné. Zpětný ventil 50 má okraj 50který sedí v zahloubení horní stěny 47 části tělesa 48.

Koš 46 je navržen, aby zachycoval částečky rozpustné směsi 26, které kdyby se dostaly do ventilu 50, mohly by jej zaklínit a bránit tak jeho řádné funkci. Může se použít koš 46 jakékoliv konstrukce, která dovoluje protékání vody, ale brání pevné směsi 26, aby se dostala do ventilu 50. Jsou vhodné např. malé úzké štěrbinové otvory 51 v povrchu, plátno nebo síťovina, vyrobené z kompatibilní látky včetně kovů, plastů a pod. Jestliže se použijí krystaly navrhované směsi 26 Tetra Sodium Pyrophosphate Decahydrate, musí mít otvory 51 šířku přibližně 0,020 palce, aby voda mohla protékat do napájecí trubice 24 a aby zabránily pevným krystalům protékat.

Voda vstupuje do spodní uzavíratelné sestavy 36 pórovitou ucpávkou 52 tlakem. Jestliže jsou ve vodě filtračního aparátu 16 jemné částečky uhlíkové směsi 17, ucpávka 52 by mohla být vytvořena z hrubého materiálu s velkými póry, které polapí uhlíkovou směs 17, ale gravitace a turbulence ji nevypudí. Póry musí také mít takové rozměry, aby se ucpávka 52 nezhustila tak, že by voda nemohla protékat. Na ucpávku 52 se může použít jakýkoliv pórovitý materiál s uhlíkem, keramika, plasty jako je polyetylén nebo polypropylen, nejvíce preferovaný je polyetylén.

• 999 99 ·· 99 99 9999

999 999 99 9

9 9 9999 9 9 9

999 99 999 9 9 • 99 9 9 99 9 9 99 9

9 99 99 99 99 99

Uvedená porézní ucpávka 52 bude ve svých pórech hromadit určité množství uhlíkové směsi 17, podobně jako je obalování uhlíkové směsi 17 na přepážce 18, která dodatečně filtruje vodu. Používané materiály pro výrobu porézní ucpávky 52 jsou uhlíkové bloky, porézní keramika nebo porézní plasty, jako je polyetylén nebo polypropylen, ale přednost je dávána poréznímu polyetylénu. Ale výběr materiálu pro porézní ucpávku 52 budě záviset na filtračním aparátu a požadovaném průtoku odděleného proudu. Porézní ucpávka 52 má rozměry a uspořádání, aby zapadala do spodní uzavírateíné sestavy 36.

K zabezpečení pórovité ucpávky 52 se mohou použít jakékoliv prostředky, ale nejlepší je opatřit jí pouzdrem s otvory 60. které má uspořádání, aby drželo pórovitou ucpávku na místě. Pouzdro s otvory 60 je provedeno tak, aby dosedalo do vnitřní dutiny, která je dána částí tělesa 45, a také aby zajistila vyhovující průtok vody odděleného proudu do napájecí trubice 24. Používání pouzdra s otvory 60 dovoluje změnu rozměrů a tvaru porézní ucpávky 52 bez nového návrhu celé spodní uzavírateíné sestavy 36. Jestliže je porézní ucpávka 52 menší než je celý příčný řez pouzdra s otvory 60, má pouzdro s otvory 60 komoru 62, aby držela porézní ucpávku 52. Voda musí být schopna protékat porézní ucpávkou 52, a tak je komora 62 otevřena na obou koncích ucpávky.

Mezí pouzdrem s otvory 60 a košem 46 je umístěn zpětný ventil 50, který brání čisté filtrované vodě procházet porézní ucpávkou 52 z napájecí trubice 24 a dovoluje jen průtok vody z porézní ucpávky směrem k odtokovému kanálu 20. Zpětný ventil 50 se otvírá pod tlakem vody, dovoluje vodě protékat jen do napájecí trubice 24. Když teče voda pomalu, nebo se zastaví, ventil 50 se uzavře a zabrání tak zpětnému průtoku vody z napájecí trubice 24.

Jestliže je filtrace porézní ucpávkou 52 nedostačující při daném použití, přidá se dodatečná filtrace pomocí filtrační membrány 66 a/nebo filtračních disků 68, které jsou umístěny mezi porézní ucpávkou 52 a ventilem 50. Všechny známé typy filtračního materiálu jsou vhodné, např. papír, plast a podobně, a jsou omezeny jen rozměry částí tělesa 45. Filtrační disky 68 jsou obecně velmi malé, doporučené materiály jsou papírové filtry, porézní podušky nebo uhlíkové bloky. AJe tam, kde je rozhodující cena, je nutné zvažovat komplexní filtrační systém.

Důležitým znakem napájecí trubice 24 je schopnost dopravovat upravenou vodu z odděleného proudu v konstantní jakosti a množství. Protože zásobník 10 nemá žádný kontrolní mechanizmus průtoku, dosahují se tyto cíle rovnovážnými postupy. Množství a jakost upravené vody bude konstantní, jestliže průtok je konstantní a oddělený proud dosáhne chemické rovnováhy pevnou směsí 26. Průtok je konstantní, jestliže dodávaná nefiltrovaná voda nad rámcem tlaku je omezena rozměrem vpouštěcího otvoru 35. Udržování jakosti je stálé, jestliže se dosáhne chemické rovnováhy bud’ rozpuštěním dostatečného množství pevné směsi 26 k nasycení roztoku nebo je-li povolena chemická reakce, pak dosažením chemické rovnováhy chemickou reakcí. Výběr průměru vpouštěcího otvoru 35, pevné směsi 26, teploty, tlaku a průtoku celým systémem bude ovlivňovat množství a jakost vody odděleného proudu.

Stupeň jakosti upravené vody, která se upravuje v zásobníku 10, je řízena zajištěním takových podmínek, aby reakce mezi vodou odděleného proudu a pevnou směsí 26 byla kompletní nebo byla dosažena chemická rovnováha. Pevná směs 26 by měla být použita tak, aby byla voda plně upravena, to znamená, že voda dosáhne chemické rovnováhy předtím, než proteče celou délkou napájecí trubice 24. Přirozeně, že když je chemická činnost pevné směsi 26 vyčerpána, nastane doba, kdy oddělený proud není při odtoku z napájecí trubice plně upraven. Snížení úrovně úpravy v zásobníku je signálem, že by měla být provedena nová dodávka pevné směsi 26. Poměr vody v odděleném proudu a požadovaném hlavním vodním toku závisí na tom, jaká je požadovaná konečná úroveň upravené vody. Pro jednotlivé dávky se objem odděleného proudu vypočte z poměru úrovně úpravy v odděleném proudu ku požadované úrovni úpravy výsledné vody.

Množství vody, která proteče napájecí trubicí 24 je hydrodynamickou funkcí průtoku kapaliny ve filtračním zásobníku. Voda bude protékat napájecí trubicí 24 rychlostí, která bude vyrovnávat pokles tlaku vody protékající hlavním filtračním systémem 24 poklesem tlaku vody, která protéká napájecí trubicí. Průtok napájecí trubicí 24 bude ovlivněn průměrem vpouštěcího otvoru 35, rozměrem a uspořádáním pórovité ucpávky 52, filtrační membrány 66, filtračního disku 68, stejně jako celkovým rozdílem tlaků v napájecí trubicí 24. Z velikosti odděleného proudu, minimální plochy průřezu vpouštěcího otvoru 35, se odvodí požadovaný průtok při teplotě a tlaku uvnitř napájecí trubice 24. Rozměry a porezita pórovité ucpávky 52, filtrační membrány 66 a filtračního disku 68 musí být také přiměřená, aby dovolila požadovaný průtok odděleného proudu při dané teplotě a tlaku uvnitř filtračního zásobníku 10.

Příklad 1

Filtrační zásobník 10 byl navržen k úpravě vody fosfátovou směsí. Zásobník 10 byl vytvarován a uspořádán jak je zobrazeno na obr. 1. Přidáváním fosfátu do vody se snižuje tvorba kotelního kamene ve spotřebičích jako je zmrzlinový stroj, kávovar a podobně. Hlavní ·«·· ·· ·· ·· ·· ···· ··· · · · ·· · ·· · · ···· · · · ·· ··· · · · · · 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 99 9 9 9 9 9 9 9 9 tok vody byl upravován s MICROPUREM, účinnou uhlíkovou směsí 17 , od Everpure, lne., Westmont, IL, a vlnitou přepážkou 18. Při používání protékala voda přepážkou 18 a způsobovala, že se uhlíková směs 17 nabalovala na přepážku a vytvářela tak filtrační vrstvu.

Část vody přitékala do napájecí trubice 24 spodní uzavíratelnou sestavou 36, Kryt 38 byl vyroben z pryskyřice ABS a měl plochu průřezu přibližně 0,43 palce². Strany krytu byly vytvarovány tak, aby těsnily se stěnami napájecí trubice 24. Na jednom konci krytu 38 byl navržen kuželový koš 46 se čtyřmi štěrbinovými otvory 51 o velikosti 0,020 palce, aby voda mohla protékat soustavou 36.

V sestavě 36 pouzdro s otvory 60 přidržovalo na místě ventil 50, porézní ucpávku 52, filtrační membránu 66 a filtrační disk 68. Pouzdro bylo vyrobeno z pryskyřice ABS. Poblíž středu pouzdra 60 byla kruhová komora, která přidržovala porézní ucpávku 52. Válcovitá pórovitá ucpávka byla vyrobena z pórovitého polyetylénu s průměrem přibližně 0,31 palce a délkou 0,388 palce. Pórovitá ucpávka 52 měla 100 mikronové póry a ty zabíraly 40% objemu.

Byly takto zvoleny, aby držely množství uhlíkové směsi 17, podobně jako uspořádání přepážky z filtračního materiálu 18, na který se nabalovala uhlíková směs.

Vedle pouzdra s otvory 60 a porézní ucpávky 52 byla umístěna filtrační membrána 66. Filtrační membrána, vyrobená z VERSAPORU 300 od Gelman Science, lne., Ann Arbor, Ml, měla délku a šířku stejnou jako porézní disk 68, tloušťku 0,0075 palce a póry o rozměru 3 mikrony. Mezi filtračním diskem 68 a zpětným ventilem 50 byl filtrační disk 68 zhotovený z VYON Roli, polyetylénového filtračního materiálu s vysokou molekulární váhou. Disk 68 měl délku 0,846 palce, šířku 0,314 palce a výšku 0,125 palce. Polokruhové konce disku 68měly poloměr 0,157 palce. Při následující filtraci protékala voda klapkovým zpětným ventilem 50 a spodním košem ucpávkovým košem 46 do napájecí trubice 24.

Napájecí trubice 24 obsahovala krystaly Tetra Sodium Pyrophosphate Decahydrate jako pevnou směs 26. Ve výsledné vodě byla ke snížení kotelního kamene u spotřebičů požadována fosfátová úroveň 1 až 10 milióntin. Nasycený roztok Tetra Sodium Pyrophosphate Decahydrate obsahoval 70,000 milióntin fosfátů. Použití vpoustěcího otvoru 35 o rozměru 0,040 palce produkoval vodu s 3 milióntinami a dosahoval rychlosti 0,5 až 1 galon za minutu. Průtok napájecí trubicí 24 byl odhadnut na přibližně 0,005% celkového vodního toku, který protékal filtračním zásobníkem 10.

Po úpravě s krystaly Tetra Sodium Pyrophosphate Decahydrate 26 opouštěla voda napájecí trubici 24 vpouštěcím otvorem 35 o průměru 0,040 palce a vedla do vypouštěcího

999· * · • ·· · ··· · · · · · · ··· · · · · · · · · • ·· · · · · · · · · · · · ·· · · · · · · kanálu 20. První konec 28 napájecí trubice 24 byl vibračně přivařen k vypouštěcímu kanálu 20, čímž bylo vytvořeno mezi nimi těsnění. Tetra Sodium Pyrophosphate Decahydrate bylo na místě udržováno filtrem 37, který byl vyroben z polypropylenové monofilové tkaniny s porezitou 90 CFM. Voda mohla vytékat z napájecí trubice 24 do vypouštěcího kanálu vpouštěcím otvorem 35, který byl vychýlen od podélné osy napájecí trubice přibližně o 55°. Mřížkový filtr 37 bránil blokaci vpouštěcího otvoru 35.

Výše uvedený příklad demonstruje proveditelnost návrhu uváděného vynálezu. Zkoušení ukázalo, že různé průtoky od 0,5 do 1 galonu za minutu nezpůsobují ve výsledné vodě vychýlení fosfátové úrovně od požadovaného rozmezí, ukazuje, že byl produkován nasycený roztok.

Zatímco bylo předvedeno a popsáno jedno provedení uvedené napájecí trubice, odborníci v oboru jistě ocení, že se mohou provádět změny a obměny bez odklonu od vynálezu v jeho rozšířených aspektech, jak je uváděno dále v následujících patentových nárocích.

Claims

PATENTOVĚ N Á R OK Y

1. Zlepšená napájecí trubice pro zásobník úpravy vody, jež zajišťuje úpravu pevnou směsí pro odděiený proud neupravené vody, která protéká uvedeným zásobníkem, uvedená napájecí trubice obsahuje:

první konec a druhý konec, uspořádané tak, že odděiený proud vody přitéká do napájecí trubice druhým koncem a napájecí trubku opouští prvním koncem;

spodní uzavírateinou sestavu v pracovním vztahu s druhým koncem a zahrnující pórovitou ucpávku, která je uspořádána tak, abv zajistila filtraci a čištění části odděleného proudu vody.
2. Napájecí trubice podíe patentového nároku I, vyznačující se tím, že uvedený pracovní vztah je jedno z přímých připojeni.
3. Napájecí trubice podie patentového nároku 1, v y z n a č u j i c í se t i m, že uvedená pórovitá ucpávka je vyrobena z materiálu, který je bud uhiikový biok nebo porézní keramika nebo porézní plast.
4. Napájecí trubice podle patentového nároku 3, v v z n a Č u j í c í s e t í m, že uvedený porézní plast je polyetylén nebo polypropylen.
5. Napájecí trubice podie patentového nároku 1,vyznačující se tím, že uvedená spodní uzavíratelná sestava dáie zahrnuje pouzdro s košem a ventii s uvedeným košem, kde koš je uspořádán tak, aby zabránil pevné směsi vniknout při provozu do uvedeného ventilu, ale aby dovoloval protékání vody.
6. Napájecí trubice podle patentového nároku 5, v y z n a č u i i c i se t í m, že uvedený ventii je klapkový ventii.
7. Napájecí trubice podie patentového nároku 5, vyznačující se t í m, že obsahuje pouzdro s otvory, které zahrnuje komoru, uspořádanou tak, že drží uvedenou pórovitou i3 ucpávku, uvedené pouzdro s otvory má takové rozměry a uspořádáni, aby držeio v uvedeném krytu.
8.
9.

Napájecí trubice podie patentového nároku 7, vy z n a č u ji c i komora má menší piochu průřezů než uvedené pouzdro s otvory.

Napájecí irubice podie patentového nároku 7, v y z n a č u j i c í spodni uzavirateiná sestava dáie obsahuje porézní filtrační disk.

setí m, že uvedená se i i m, že uvedená ií). Napájecí trubice podie patentového nároku 9, vyznačující s e t í m, že uvedený porézní filtrační disk je vyroben z jednoho nebo více papíru, porézního plastu nebo porézních keramických materiálu.
11. Zlepšený vodní fiitračni zásobník pro fiitrováni vody a úpravu části vody pevnou směsi obsahuje:

přívodní trubku, která přivádí vodu do uvedeného filtračního zásobníku;

filtrační aparát, umístěný uvnitř uvedeného filtračního zásobníku;

napájecí trubici, která zajišťuje iiítraci, čistění a úpravu uvedenou pevnou směsí části odděleného proudu vody, uvedená napájecí trubice má první konec a druhý konec, vpoušíěci otvor je v pracovním vztahu a uvedeným prvním koncem a spodni uzavirateiná sestava je v pracovním vztahu s uvedeným druhým koncem, uvedený vpouštěcí otvor má takové rozměry a je tak uspořádán, že zajišťuje odpovídající průtok odděleného proudu, uvedená spodni uzavirateiná sestava zahrnuje pórovitou ucpávku, uvedená pórovitá ucpávka je svými rozměry a tvarem uzpůsobena tak, aby držeia v uvedené spodní uzavírateiné sestavé a zajišťovala filtraci a čištěni části odděleného proudu vody tak, že oddělený proud je fiitrován a čištěn uvedenou pórovitou ucpávkou, pak přichází do uvedené napájecí trubice, reaguje s uvedenou pevnou směsi a napájecí trubici opouští uvedeným vpouštěcím otvorem;

vypouštécí kanái, kde se misí část vody z hlavního toku s částí vody z odděleného proudu;

a odtokový otvor, který nese vodu pryč z uvedeného zásobníku úpravy vody.

• · · ·· · i4
12. Filtrační zásobník podie nároku i 1, v y z n a č u j i c i aparát obsahuje uhiík.

se i i m, že uvedený fiiirační
13. Filtrační zásobník podie nároku 12, v v z n a č u jí c i s e ti m, že uvedený filtrační aparát obsahuje uhlíkovou směs a vimtou přepážku.
14. Filtrační zásobník podie nároku li, v y z n a č u i i c i se t í m, že uvedená pevná směs je tostátová směs.
15. Filtrační zásobník podie nároku 14, v y z n a č u j í c í se t í m, že uvedená tostátová směs je Iéira bodlům Fyrophosphate Uecahydraie.
16. Filtrační zásobník podie nároku 1 i, v y z n a č u j i c í se t i m, že příčný řez a hioubka uvedené pórovité ucpávky má takové rozměry, aby napodobila fiitračni aparát.
17. Fiitračni zásobník podie nároku 11,vyznačující se tím, že uvedená spodní uzavirateiná sestava dáie obsahuje kryt s košem a ventii u uvedeného koše, uvedený koš je uspořádán tak, aby při provozu zabraňoval pevné směsi proniknout do ventilu, aie dovoioval vodě, aby protékaia.
18. Fiitračni zásobník podie nároku 17, v y z n a č u j í c í se t i m, že uvedený ventii je kiapkový ventii.
19. Filtrační zásobník podie nároku 17, v y z n a č u j i c í se t í m, že dáie obsahuje pouzdro s otvory, které má komoru uzpůsobenou k držení uvedené porézní ucpávky, a uvedené pouzdro s otvory je svými rozměry a uspořádáním uzpůsobené k tomu, abv držeio v uvedeném krytu.
20. Filtrační zásobník podie nároku 19, v y z n a č u j i c i se t i m, že uvedená spodní ucpávková sestava dále obsahuje porézní fiitračni disk.

···· ·· »« ·· 99 999

9 9 · · 9 9 9 9

9 9 9 9 9 99· 9 9 9

Λ 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 · 9
21. filtrační zásobník podie nároku Π,vyznačující se t í m, že uvedený vpoušíéci otvor vychází z uvedené napájecí trubice pod úhlem s podélnou osou napájecí trubice větším než 45^w.
22. Zlepšený íiitračni zásobník vody pro filtrováni vody a úpravu části vody pevnou směsi zahrnuje:

přívodní trubku, která přivádí vodu do zásobníku;

filtrační média, umístěná uvnitř uvedeného filtračního zásobníku, která zajišťuji filtraci a čištění části hlavního toku vody;

napájecí trubici, která zajišťuje filtraci, čištěni a úpravu pevnou směsi části odděleného proudu vody, uvedená napájecí trubice mající první konec a druhý konec, vpouštěci otvor u uvedeného prvního konce a spodní uzavírateinou sestavu u uvedeného druhého konce, spodní uzavírateinou sestavu, která obsahuje pórovitou ucpávku, pouzdro s otvory, které drží uvedenou pórovitou ucpávku na místě, pórovitý filtrační disk, klapkový ventii a koš; uvedená pórovitá ucpávka má uspořádání, aby se daiy odstranit filtrační média z části odděleného proudu vody, uvedený koš je navržen tak, že zabraňuje částečkám uvedené pevné směsi pronikat za Chodu do klapkového ventilu, aie dovoluje vodě, aby protékala tak, že oddělený proud vody vstupující do napájecí trubice je filtrován uvedenou porézní ucpávkou, filtrován uvedeným porézním filtračním diskem, protéká klapkovým ventiiem do uvedené napájecí trubice, je upravována pevnou směsi a opouští uvedenou napájecí trubici uvedeným vpoušíěcim otvorem;

vypouštěci kanál misí část vody z hlavního toku s částí vody z odděleného proudu vody; a odtok, který vyvádí vodu z uvedeného zásobníku upravené vody.