WO2017200423A1 - Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости - Google Patents

Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости Download PDF

Info

Publication number
WO2017200423A1
WO2017200423A1 PCT/RU2017/000333 RU2017000333W WO2017200423A1 WO 2017200423 A1 WO2017200423 A1 WO 2017200423A1 RU 2017000333 W RU2017000333 W RU 2017000333W WO 2017200423 A1 WO2017200423 A1 WO 2017200423A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
purification device
liquid purification
filter module
filter material
filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2017/000333
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Алексей Леонидович КУЗЬМИН
Глеб Дмитриевич РУСИНОВ
Джозеф Львович ШМИДТ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aquaphor Production Corp
Original Assignee
Aquaphor Production Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aquaphor Production Corp filed Critical Aquaphor Production Corp
Priority to CN201780031251.8A priority Critical patent/CN109475793B/zh
Priority to EP17799746.7A priority patent/EP3459611B1/en
Priority to US16/097,860 priority patent/US11173428B2/en
Publication of WO2017200423A1 publication Critical patent/WO2017200423A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D36/00—Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
    • B01D36/001—Filters in combination with devices for the removal of gas, air purge systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/02—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
    • B01D24/10—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being held in a closed container
    • B01D24/12—Downward filtration, the filtering material being supported by pervious surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D27/00—Cartridge filters of the throw-away type
    • B01D27/02—Cartridge filters of the throw-away type with cartridges made from a mass of loose granular or fibrous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20—Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/02—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
    • B01D24/10—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being held in a closed container
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C02F1/003—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using household-type filters for producing potable water, e.g. pitchers, bottles, faucet mounted devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/18—Transportable devices to obtain potable water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • C02F2201/006—Cartridges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2307/00—Location of water treatment or water treatment device
    • C02F2307/04—Location of water treatment or water treatment device as part of a pitcher or jug

Definitions

  • the claimed invention relates to gravity-type liquid purification devices for the purification of tap water and other household liquids.
  • Known constructions of gravity-type liquid purification devices include, as a rule, three elements: a container for the initial liquid and a container for the purified liquid, which communicate with each other through a filter module.
  • the initial liquid is poured into the container for the initial liquid, which, under the action of gravitational forces, flows through the filter module and is collected in a container for the purified liquid.
  • the filter module as a rule, consists of a filtration zone and a deaeration zone.
  • the deaeration zone is a cover with openings for the inlet of the filtered liquid and the outflow of air, and the filtration zone has at least one outlet in the base for the outlet of the purified liquid and, as a rule, is filled with filter material.
  • Granular or fibrous sorbents are usually used as filter materials in such filtration media.
  • the prior art filter module of a liquid purification device includes a filtration zone, consisting of a housing filled with filter material and having at least one outlet in the base, and a deaeration zone, consisting of a fixing means and a cover.
  • the lid and the fixing means are a single unit, the lid being a high tube, in the upper wall of which there is a hole for air outlet.
  • the fixation tool is made in the form of a perforated disk with longitudinal holes, the size of which is smaller than the particle size of the filter material.
  • a cover with an air outlet is located on the central vertical axis of the filter module.
  • the filter material is a sorbent granule.
  • the filter module according to patent US 4306971 works as follows.
  • the starting fluid passes through the longitudinal openings of the fixation means filter media, the purified fluid leaves the module through the outlet located at the base of the module.
  • air dissolved in the liquid accumulates at the surface of the fixation means, forming an air bubble, leading to partial clogging of the liquid inlet openings.
  • the air gradually leaves the filtration zone and leaves the module through the deaeration zone, exiting through the hole made in the upper wall of the hob.
  • the prior art filter module of the liquid purification device comprising a filtration zone, consisting of a housing filled with filter material and having at least one outlet in the base, and a deaeration zone consisting of a fixation means and a cover.
  • the fixation tool is made in the form of a cone-shaped mesh tapering to the top.
  • a hole is made for air outlet.
  • the size of the mesh openings is smaller than the particle size of the filter material.
  • the cover also has a conical shape and is made with horizontal longitudinal openings for fluid inlet.
  • In the upper part of the hinge there is an air outlet means made in the form of a dome, on the side wall of which there is at least one vertical air outlet for opening, tapering to the top.
  • the width of the hole is less than the particle size of the filter material.
  • the filter module of the liquid purification device according to the patent US 5049272 works as follows.
  • the initial liquid through the holes made in the cover passes through the fixing means and enters the filter zone housing, where the filter material is located.
  • the feed fluid that has passed through the filter material is cleaned and exits through the holes in the base of the module.
  • the disadvantage of the filter module of the liquid purification device according to US Pat. No. 5,049,272 is the impossibility of maintaining the structure of the filter material inside the filter zone housing due to the lack of physicochemical interactions between particles. Violation of the structure of the filter material will lead to channel effects.
  • the air dissolved in the water accumulates in the upper layer of the filter material and in the space above it, and collides with the liquid flow. Due to the small size of the mesh cells, air cannot freely pass into the deaeration zone. It gradually exits through the hole made in the fixing means, while hindering the passage of fluid into the filter module, thereby reducing the filtration rate and increasing its time.
  • a filter module of a liquid purification device including a filtration zone consisting of a housing filled with filter material and having no less than one outlet in the base, and a deaeration zone, which is the space from the upper border of the filter media to the cover. Moreover, the filtration zone and the deaeration zone do not have a clear separation, for example, by means of fixation.
  • the filter material consists of a granular sorbent and a hollow fiber module.
  • the lid has a conical shape. The side walls of the lid are made in the form of a mesh, the size of the openings of which is much smaller than the particle size of the granular sorbent. On the top wall of the lid there is a hole for air outlet.
  • the filter module of the liquid purification device works as follows.
  • Air dissolved in a liquid gradually passes through openings made in the lid and openings made in the upper part of the lid from the deaeration zone into the environment.
  • the disadvantage of the filter module of the liquid purification device according to patent application US 2013/0193060 is that the design of the filter module is not involves fixing the granular sorbent in the filter zone housing, which can lead to uneven distribution of the sorbent in the filter zone housing and air accumulation in the free space between the filter material of the filter zone and the cover. Air from the filtration zone flows freely into the deaeration zone, however, there is a collision of liquid and air flows, which makes it difficult for the liquid to pass through the small openings of the lid mesh inside the filtration zone.
  • the prior art filter module of the liquid purification device RU 2262976 (B01 D 24/10, ⁇ 02 F1 / 18, published on October 27, 2005, LLC Akvafor), selected by the Applicant as the closest analogue.
  • the filter module includes a filtration zone, consisting of a housing filled with filter material, which is a mixture of granular and / or fibrous sorbents, and having at least one outlet in the base, and a deaeration zone, consisting of a fixing means and a cover.
  • the fixation tool is made in the form of a mesh, the size of the holes of which is smaller than the particle size of the filter material.
  • a flap valve is made in the center of the fixation means.
  • the cover consists of a base and an upper part provided with openings for liquid inlet and air outlet.
  • the filter module of the liquid purification device RU 2262976 works as follows.
  • the source liquid through the holes made in the lid and the fixing means passes into the filter material of the filtration zone, where the liquid is cleaned.
  • the purified liquid leaves the hole located at the base of the filter module. In this case, as the fluid flows through the filter material, the air rises up, enters the deaeration zone through the flap valve.
  • the disadvantage of the filter module of the liquid purification device RU 2262976 is that as the liquid flows through the filter material, an undesirable compaction of the composite material can occur, leading to an increase in filtration time and a decrease in the filtration rate, as well as a violation of the structure of the composite material.
  • the air pressure inside the air bubble formed during filtration is sufficient to push it through the specified flap valve, since the size of the fixation apertures is small for simultaneous passage of fluid into the filter material and the exit of air from the filtration zone.
  • the task and the technical result achieved by using the claimed invention is the development of a new filter module, an increase in speed and a reduction in the time for cleaning the liquid.
  • the filter module of the liquid purification device including a filtration zone, consisting of a housing filled with filter material and having at least one outlet in the base, and a deaeration zone, consisting of a fixing means and a cover is made so that the filter material has a multicluster interconnected structure, and the deaeration zone is configured to hold and maintain the main structure of the filter material inside the housing of the liquid purification device, due to the fact that the fixation means is a first retaining barrier and is made in the form of a lattice, the mesh size of which preferably does not exceed the average cluster size of the filter material, and the lid is a second retaining barrier and is made with cells , the size of which is preferably not less than an order of magnitude smaller than the size of the holes of the fixing means, while the lid contains mesh elements, while the upper point of the lid is located on the state is preferably more than 1 cm above the fixation means, while the mesh elements can be made of woven
  • the figure 1 shows a vertical section of a filter module of a liquid purification device.
  • figures 2 and 3 presents a more detailed image of the zone of deaeration.
  • the filter module of the liquid purification device includes a filtration zone (1) consisting of a housing (2) filled with filter material (3) and having at least one outlet (5) in the base (4), and a zone deaeration (6), consisting of a means of fixation (7) and cover (8).
  • the filter material (3) (Fig. 1) has a multicluster structure formed by granular and fibrous sorbents. Each cluster consists of interwoven fibers, within which sorbent granules are distributed. Inside such clusters, the fibers hold the sorbent granules, preventing their movement and compaction, due to dipole-dipole (bath-der-Waals bonds). In this case, the multicluster structure is formed due to the fact that individual fibers are intertwined around these clusters throughout the entire volume of the filter material.
  • the average cluster size of the filter material is from 1.5 to 15 mm.
  • Highly effective finely dispersed adsorbents for example, powdered activated carbon and / or ion-exchange resins of various degrees of dispersion, can be used as a granular sorbent, and ion-exchange fibers, activated carbon fibers, polyacrylonitrile-based fibers can be used as a fibrous sorbent.
  • the fixing means (7) is the first retaining barrier and is made in the form of a lattice.
  • the specified lattice may have a flat (Fig. 1-3) or, for example, a wave-like, conical or stepped structure (not shown in the figures). In the case when the lattice has a wave-like, cone-shaped or stepped structure, a stronger fixation of the filter material inside the housing (2) occurs.
  • the size of the cells (11) (Fig. 2, 3) of the lattice (7) does not exceed the average cluster size of the filter material.
  • the fixing means (7) prevents the formation of an air bubble between the surface of the filter material and the deaeration zone (6).
  • the cover (8) (figures 1-3) is made with mesh elements (figure 1), and the center point (9) of the cover (8) is preferably at a distance of more than 1 cm above the fixation means (7) (figures 1-3).
  • the mesh size (12) (Fig. 1) of the mesh is much smaller than the mesh size (11) (Figs 2, 3) of the fixation means (7) (Figs. 1-3) and ranges from 50 to 250 microns.
  • Covers (8) is the second retention barrier.
  • the mesh elements of the lid (8) can be made of polymer woven or non-woven material, or can be made in one piece with the lid (8) by direct casting.
  • air venting means (10) (Fig. 2, 3) can be made up of one hole or a group of holes of no more than 20.
  • the size of one hole is preferably in the range from 0.5 to 1.5 mm Due to the small number and small size of these openings, the particles of the granular component of the filter material (3) cannot leave the deaeration zone even in the case of a direct influence of the liquid flow on these particles.
  • the filter module of the liquid purification device operates as follows.
  • the initial liquid passes through the cells of the lid mesh (8) into the deaeration zone and then passes through the cells (11) of the fixation means (7) into the filter material (3) located in the housing (2) of the filtration zone (1), where the liquid is cleaned.
  • the purified liquid exits through at least one opening (5) located at the base of the housing (4).
  • air freely leaves the space of the filtration zone (1) through the cells of the fixation means (7) without the stage of formation of an air bubble. Further, air penetrates either through the mesh cells of the lid (8) and / or through the air outlet means (9).
  • the filter material has a multi-cluster structure, which is maintained throughout the life of the filter module. This structure reduces the likelihood of channel effects, prevents the compaction of the filter material in the filtering process and the blockage of part of the effective volume of the filter material with air.
  • the claimed there is no stage of air bubble formation in the filter module. It is the absence of the stage of formation of the air bubble, which is simultaneously caused by the design of the fixing means, which carries the function of the first retaining barrier of the filter material, the cells of which allow air to freely leave the filtration zone, the design of the cap, which fulfills the function of the second retaining barrier, and the multicluster structure of the filter material.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройствам очистки жидкости гравитационного типа, предназначенным для доочистки водопроводной воды и других жидкостей бытового назначения. Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости состоит из корпуса, заполненного фильтрующим материалом и имеющего не менее одного выходного отверстия в основании, и зону деаэрации, состоящую из средства фиксации и крышки, при этом фильтрующий материал имеет мультикластерную взаимосвязанную структуру, а зона деаэрации выполнена с возможностью удержания и сохранения основной структуры фильтрующего материала внутри корпуса устройства очистки жидкости, за счет того, что средство фиксации представляет собой первый удерживающий барьер и выполнено в виде решетки, размер ячеек которой предпочтительно не превышает средний размер кластера фильтрующего материала, а крышка представляет собой второй удерживающий барьер и выполнена с ячейками, размер которых не менее, чем на порядок меньше размера отверстий средства фиксации. Изобретение обеспечивает увеличение скорости и сокращение времени очистки жидкости.

Description

ФИЛЬТРУЮЩИЙ МОДУЛЬ УСТРОЙСТВА ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Заявляемое изобретение относится к устройствам очистки жидкости гравитационного типа, предназначенным для доочистки водопроводной воды и других жидкостей бытового назначения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известные конструкции устройств очистки жидкости гравитационного типа включают в себя, как правило, три элемента: емкость для исходной жидкости и емкость для очищенной жидкости, которые сообщаются между собой через фильтрующий модуль. Исходную жидкость наливают в емкость для исходной жидкости, которая под действием гравитационных сил протекает через фильтрующий модуль и собирается в емкости для очищенной жидкости. При этом, как известно, фильтрующий модуль, как правило, состоит из зоны фильтрации и зоны деаэрации. Зона деаэрации представляет собой крышку с отверстиями для входа фильтруемой жидкости и оттока воздуха, а зона фильтрации имеет не менее одного выходного отверстия в основании для выхода очищенной жидкости и, как правило, заполнена фильтрующим материалом. В качестве фильтрующих материалов в таких средствах фильтрации обычно используют гранулированные или волокнистые сорбенты.
Из уровня техники известен фильтрующий модуль устройства очистки жидкости по патенту US 4306971 (В01 23/10, опубл. 22.12.1981, Chemie Brita Gerate Ing.). Указанный модуль включает зону фильтрации, состоящую из корпуса, заполненного фильтрующим материалом и имеющего не менее одного выходного отверстия в основании, и зоны деаэрации, состоящую из средства фиксации и крышки. Крышка и средство фиксации составляют единое целое, причем крышка представляет собой высокую трубку, в верхней стенке которой выполнено отверстие для выхода воздуха. Средство фиксации выполнено в виде перфорированного диска с продольными отверстиями, размер которых меньше размера частиц фильтрующего материала. Крышка с отверстием для выхода воздуха расположена на центральной вертикальной оси фильтрующего модуля. Фильтрующий материал представляет собой гранулы сорбента.
Фильтрующий модуль по патенту US 4306971 работает следующим образом. Исходная жидкость через продольные отверстия средства фиксации проходит фильтрующий материал, очищенная жидкость выходит из модуля через выходное отверстие, расположенное в основании модуля. При этом, по мере прохождения жидкости через слой фильтрующего материала, растворенный в жидкости воздух скапливается у поверхности средства фиксации, образуя воздушный пузырь, приводящий к частичному закупориванию отверстий для входа жидкости. Воздух постепенно выходит из зоны фильтрации и через зону деаэрации покидает модуль, выходя через отверстие, выполненное в верхней стенке крьппки.
Недостатком фильтрующего модуля по патенту US 4306971 является то, что фильтрующий материал представляет собой гранулированный сорбент, частицы которого не имеют физико-химической связи между собой, что не позволяет сохранить целостность его структуры и приведет к появлению канальных эффектов, отрицательно влияюпщх на процесс фильтрации. Также конструкция модуля не позволяет воздуху свободно выходить из него, и для выхода воздуха необходимо, чтобы воздушный пузырь, формирующийся между поверхностью фильтрующего материала и средством фиксации, достиг определенного размера, чтобы давление внутри него было достаточным для выталкивания воздуха через крышку, выполненную в виде вертикальной трубки.
Из уровня техники известен фильтрующий модуль устройства очистки жидкости по патенту US 5049272 (B01D 24/14, опубл. 17.09.1991, Oxyphen AG), включающий зону фильтрации, состоящую из корпуса, заполненного фильтрующим материалом и имеющего не менее одного выходного отверстия в основании, и зону деаэрации, состоящую из средства фиксации и крышки. Средство фиксации выполнено в виде сетки конусообразной формы сужающейся к верху. В верхней части конуса выполнено отверстие для выхода воздуха. Размер отверстий сетки меньше размера частиц фильтрующего материала. Крышка также имеет конусообразную форму и выполнена с горизонтальными продольными отверстиями для входа жидкости. В верхней части крьппки расположено средство выхода воздуха, выполненное в виде купола, на боковой стенке которого имеется, по меньшей мере, одно вертикальное отверстие для выхода воздуха, сужающееся к верху. Ширина отверстия меньше размера частиц фильтрующего материала.
Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости по патенту US 5049272 работает следующим образом. Исходная жидкость через отверстия, выполненные в крышке, проходит сквозь средство фиксации и поступает в корпус зоны фильтрации, где находится фильтрующий материал. Прошедшая фильтрующий материал исходная жидкость очищается и выходит через отверстия в основании модуля. Как и в предыдущем аналоге, недостатком фильтрующего модуля устройства очистки жидкости по патенту US 5049272 является невозможность сохранения структуры фильтрующего материала внутри корпуса зоны фильтрации из-за отсутствия физико-химических взаимодействий между частицами. Нарушение структуры фильтрующего материала приведет к возникновению канальных эффектов. Кроме этого, во время прохождения жидкости через отверстия средства фиксации, которые имеют малый размер растворенный в воде воздух скапливается в верхнем слое фильтрующего материала и в пространстве над ним, и сталкивается с потоком жидкости. Из-за малого размера ячеек сетки воздух не может свободно пройти в зону деаэрации. Он постепенно выходит через отверстие, выполненное в средстве фиксации, при этом затрудняя прохождение жидкости внутрь фильтрующего модуля, тем самым снижается скорость фильтрации и увеличивается ее время.
Также из уровня техники известен фильтрующий модуль устройства очистки жидкости по заявке на патент US 2013/0193060 (B01D 27/08, опубл. 01.08.2013, Mitsubishi Rayon Cleansui Company), включающий зону фильтрации, состоящую из корпуса, заполненного фильтрующим материалом и имеющего не менее одного выходного отверстия в основании, и зону деаэрации, представляющую собой пространство от верхней границы засьшки фильтрующего материала до крышки. При этом зона фильтрации и зона деаэрации не имеют четкого разделения, например, средством фиксации. Фильтрующий материал состоит из гранулированного сорбента и половолоконного модуля. Крышка имеет конусообразную форму. Боковые стенки крышки выполнены в виде сетки, размер отверстий которой много меньше размера частиц гранулированного сорбента. На верхней стенке крышки выполнено отверстие для выхода воздуха.
Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости по заявке на патент US 2013/0193060 работает следующим образом. Исходная жидкость через боковые стенки крышки, выполненные в виде сетки, проходит в зону фильтрации, очищается, проходя через гранулированный сорбент и половолоконный модуль, и очищенная жидкость выходит из отверстия, расположенного в основании модуля. Растворенный в жидкости воздух постепенно проходит через отверстия, выполненные в крышке и отверстия, выполненного в верхней части крышки, из зоны деаэрации в окружающую среду.
Недостатком фильтрующего модуля устройства очистки жидкости по заявке на патент US 2013/0193060 является то, что конструкция фильтрующего модуля не предусматривает фиксацию гранулированного сорбента в корпусе зоны фильтрации, что может привести к неравномерному распределению сорбента в корпусе зоны фильтрации и скоплению воздуха в свободном пространстве между фильтрующим материалом зоны фильтрации и крышкой. Воздух из зоны фильтрации свободно проходит в зону деаэрации, однако там происходит столкновение жидкостного и воздушного потоков, что затрудняет прохождение жидкости через мелкие отверстия сетки крышки внутрь зоны фильтрации.
Из уровня техники известен фильтрующий модуль устройства очистки жидкости RU 2262976 (В01 D 24/10, С02 F1/18, опубл. 27.10.2005, ООО «Аквафор»), выбранный Заявителем в качестве ближайшего аналога. Фильтрующий модуль включает зону фильтрации, состоящую из корпуса, заполненного фильтрующим материалом, представляющим собой смесь гранулированных и/или волокнистых сорбентов, и имеющего не менее одного выходного отверстия в основании, и зону деаэрации, состоящую из средства фиксации и крышки. Средство фиксации выполнено в виде сетки, размер отверстий которой меньше размера частиц фильтрующего материала. При этом в центре средства фиксации выполнен лепестковый клапан. Крышка состоит из основания и верхней части, снабженных отверстиями для входа жидкости и выхода воздуха.
Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости RU 2262976 работает следующим образом. Исходная жидкость через отверстия, выполненные в крышке и средстве фиксации, проходит в фильтрующий материал зоны фильтрации, где осуществляется очистка жидкости. Очищенная жидкость выходит из отверстия, расположенного в основании фильтрующего модуля. При этом по мере протекания жидкости через фильтрующий материал воздух поднимается вверх, выходит в зону деаэрации через лепестковый клапан.
Недостатком фильтрующего модуля устройства очистки жидкости RU 2262976 является то, что по мере протекания жидкости через фильтрующий материал может происходить нежелательное уплотнение композиционного материала, приводящее к увеличению времени фильтрации и уменьшению скорости фильтрации, а также нарушение структуры композиционного материала. Кроме этого для выхода воздуха из зоны фильтрации необходимо, чтобы давление воздуха внутри воздушного пузыря, формирующегося во время фильтрации, было достаточным для выталкивания его через указанный лепестковый клапан, так как размер отверстий средства фиксации мал для одновременного пропускания жидкости внутрь фильтрующего материала и выхода воздуха из зоны фильтрации.
Задачей и техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого изобретения является разработка нового фильтрующего модуля, увеличение скорости и сокращение времени очистки жидкости.
Поставленная задача и требуемый технический результат при использовании изобретения достигаются тем, что фильтрующий модуль устройства очистки жидкости, включающий зону фильтрации, состоящую из корпуса, заполненного фильтрующим материалом и имеющего не менее одного выходного отверстия в основании, и зону деаэрации, состоящую из средства фиксации и крышки, выполнен так что, фильтрующий материал имеет мультикластерную взаимосвязанную структуру, а зона деаэрации выполнена с возможностью удержания и сохранения основной структуры фильтрующего материала внутри корпуса устройства очистки жидкости, за счет того, что, средство фиксации представляет собой первый удерживающий барьер и выполнено в виде решетки, размер ячеек которой предпочтительно не превышает средний размер кластера фильтрующего материала, а крышка представляет собой второй удерживающий барьер и выполнена с ячейками, размер которых предпочтительно не менее, чем на порядок меньше размера отверстий средства фиксации, при этом крышка содержит элементы сетки, при этом верхняя точка крышки, располагается на расстоянии предпочтительно более 1 см выше средства фиксации, при этом элементы сетки могут быть выполнены из тканого или нетканого полимерного материала или быть изготовлены заедино с крышкой методом прямого литья, при этом размер ячеек составляет предпочтительно более 50 мкм, но менее 250 мкм, а средство фиксации имеет плоскую или более сложную, например волнообразную, конусовидную или ступенчатую форму, фильтрующий материал представляет собой композиционный материал, содержащий гранулированные и волокнистые компоненты, также средний размер кластера фильтрующего материала предпочтительно больше 1,5 мм, но меньше 15 мм, при этом в крышке выполнено средство выхода газа, представляющее собой отверстия, количеством от 1 но не более 20, размером предпочтительно от 0,5 до 1,5 мм, по меньшей мере, одно из отверстий средства выхода газа расположено в верхней части крышки.
На фигуре 1 представлен вертикальный разрез фильтрующего модуля устройства очистки жидкости. На фигурах 2 и 3 представлено более подробное изображение зоны деаэрации.
Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости (фиг. 1-3) включает зону фильтрации (1), состоящую из корпуса (2), заполненного фильтрующим материалом (3) и имеющего не менее одного выходного отверстия (5) в основании (4), и зона деаэрации (6), состоящую из средства фиксации (7) и крышки (8).
Фильтрующий материал (3) (фиг. 1) имеет мультикластерную структуру, образованную гранулированными и волокнистыми сорбентами. Каждый кластер представляет собой переплетенные волокна, внутри которых распределены гранулы сорбента. Внутри таких кластеров волокна удерживают гранулы сорбента, предотвращая их перемещение и уплотнение, за счет диполь-дипольных (ванн-дер- ваальсовых связей). При этом мультикластерная структура образуется за счет того, что отдельные волокна переплетаются вокруг указанных кластеров по всему объему фильтрующего материала. Средний размер кластера фильтрующего материала составляет от 1,5 до 15 мм.
В качестве гранулированного сорбента могут быть использованы высокоэффективные мелкодисперсные адсорбенты, например, порошкообразный активированный уголь и/или ионообменные смолы различной степени дисперсности, а в качестве волокнистого сорбента - ионообменные волокна, активированные углеродные волокна, волокна на основе полиакрилонитрила.
Средство фиксации (7) представляет собой первый удерживающий барьер и выполнено в виде решетки. Указанная решетка может иметь плоскую (фиг. 1-3) или, например, волнообразную, конусовидную или ступенчатую структуру (на фигурах не представлено). В случае, когда решетка имеет волнообразную, конусовидную или ступенчатую структуру, происходит более прочная фиксация фильтрующего материала внутри корпуса (2). Размер ячеек (11) (фиг. 2, 3) решетки (7) не превышает средний размер кластера фильтрующего материала. Кроме удержания и фиксации фильтрующего материала средство фиксации (7) препятствует образованию воздушного пузыря между поверхностью фильтрующего материала и зоной деаэрации (6). Это происходит из-за того, что размер отверстий средства фиксации (7) достаточно велик, чтобы избежать столкновения жидкостного потока и воздушного потоков. Кроме этого, благодаря связанной кластерной структуре фильтрующего материала (3) не происходит забивания ячеек средства фиксации (7) частицами гранулированного сорбента фильтрующего материала (3). Крышка (8) (фигуры 1-3) выполнена с элементами сетки (фигура 1) при этом центральная точка (9) крышки (8) располагается на расстоянии предпочтительно более 1 см выше средства фиксации (7) (фигуры 1-3). Размер ячеек (12) (фиг. 1) сетки много меньше размера ячеек (11) (фигуры 2, 3) средства фиксации (7) (фиг. 1-3) и составляет от 50 до 250 мкм. Крышки (8) является вторым удерживающим барьером. В случае попадания (например, в результате механического воздействия на модуль в ходе транспортировки) в зону деаэрации мелких частиц гранулированной составляющей фильтрующего материала (3) сетка не позволяет им покинуть пределы зоны деаэрации (6). Элементы сетки крышки (8) могут быть выполнены из полимерного тканого или нетканого материала, или быть изготовлены за едино с крышкой (8) методом прямого литья.
В верхней части крышки (8) может быть выполнено средство отвода воздуха (10) (фиг. 2, 3) представляющее собой одно отверстие или группу отверстий количеством не более 20. Размер одного отверстия находится в диапазоне предпочтительно от 0,5 до 1,5 мм. Из-за небольшого количества и незначительного размера указанных отверстий частицы гранулированной составляющей фильтрующего материала (3) не могут покинуть пределы зоны деаэрации даже в случае прямого воздействия потока жидкости на указанные частицы.
Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости работает следующим образом. Исходная жидкость через ячейки сетки крышки (8) проходит в зону деаэрации и далее через ячейки (11) средства фиксации (7) попадает в фильтрующий материал (3), расположенный в корпусе (2) зоны фильтрации (1), где происходит очистка жидкости. Очищенная жидкость выходит через, по меньшей мере одно отверстие (5), расположенное в основании корпуса (4). При этом воздух свободно покидает пространство зоны фильтрации (1) через ячейки средстве фиксации (7) без стадии образования воздушного пузыря. Далее воздух проникает или через ячейки сетки крышки (8) и/или через средство выхода воздуха (9).
В отличие от фильтрующих модулей, описанных в разделе "Уровень техники", в описываемом фильтрующем модуле фильтрующий материал имеет мультикластерную структуру, которая сохраняется на протяжении срока службы фильтрующего модуля. Указанная структура снижает вероятность появления канальных эффектов, препятствует уплотнению фильтрующего материала в процессе фильтрации и закупорке части эффективного объема фильтрующего материала воздухом. Кроме этого в заявляемом фильтрующем модуле отсутствует стадия образования воздушного пузыря. Именно отсутствие стадии образования воздушного пузыря, одновременно обусловленное конструкцией средства фиксации, несущего функцию первого удерживающего барьера фильтрующего материала, ячейки которого позволяют воздуху свободно покинуть зону фильтрации, конструкцией крышки, вьшолняющей функцию второго удерживающего барьера, и мультикластерной структурой фильтрующего материала. Таким образом, из выше сказанного видно, что заявляемая конструкция фильтрующего модуля позволяет увеличить скорость и сократить время фильтрации.
В настоящем описании изобретения представлен предпочтительный вариант осуществления изобретения. В нем могут быть сделаны изменения в пределах заявляемой формулы, что дает возможность его широкого использования.

Claims

Формула изобретения
1. Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости, включающий зону фильтрации, состоящую из корпуса, заполненного фильтрующим материалом и имеющего не менее одного выходного отверстия в основании, и зону деаэрации, состоящую из средства фиксации и крышки, отличающееся тем, что фильтрующий материал имеет мультикластерную взаимосвязанную структуру, а зона деаэрации выполнена с возможностью удержания и сохранения основной структуры фильтрующего материала внутри корпуса устройства очистки жидкости, за счет того, что, средство фиксации представляет собой первый удерживающий барьер и выполнено в виде решетки, размер ячеек которой не превышает средний размер кластера фильтрующего материала, а крышка представляет собой второй удерживающий барьер и выполнена с ячейками, размер которых не менее, чем на порядок меньше размера отверстий средства фиксации.
2. Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости по п. 1, отличающийся тем, что крышка содержит элементы сетки, при этом верхняя точка крышки, располагается на расстоянии более 1 см выше средства фиксации.
3. Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости по п. 2, отличающийся тем, что элементы сетки могут быть выполнены из тканого или нетканого полимерного материала или быть изготовлены заедино с крышкой методом прямого литья, при этом размер ячеек составляет более 50 мкм, но менее 250 мкм.
4. Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости по п. 1, отличающийся тем, что средство фиксации имеет плоскую или более сложную, например волнообразную, конусовидную или ступенчатую форму.
5. Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости по п. 1, отличающийся тем, что фильтрующий материал представляет собой композиционный материал, содержащий гранулированные и волокнистые компоненты.
6. Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости по п. 5, отличающийся тем, что структура фильтрующего материала сформирована кластерами, состоящими из переплетенных волокон, внутри которых распределены гранулы сорбента, при этом кластеры связанны между собой отдельными волокнами по всему объему фильтрующего материала.
7. Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости по п. 1, отличающийся тем, что средний размер кластера фильтрующего материала больше 1,5 мм, но меньше 15 мм.
8. Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости по п. 1, отличающийся тем, что в крышке выполнено средство выхода газа, представляющее собой отверстия, количеством от 1 но не более 20, размером от 0,5 до 1,5 мм.
9. Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости по п. 7, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно из отверстий средства выхода газа расположено в верхней части крышки,
PCT/RU2017/000333 2016-05-20 2017-05-22 Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости Ceased WO2017200423A1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780031251.8A CN109475793B (zh) 2016-05-20 2017-05-22 用于液体净化设备的过滤器模块
EP17799746.7A EP3459611B1 (en) 2016-05-20 2017-05-22 Filter module for a liquid purification device
US16/097,860 US11173428B2 (en) 2016-05-20 2017-05-22 Filter cartridge of water purification system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119689A RU2617775C1 (ru) 2016-05-20 2016-05-20 Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости
RU2016119689 2016-05-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017200423A1 true WO2017200423A1 (ru) 2017-11-23

Family

ID=58643352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000333 Ceased WO2017200423A1 (ru) 2016-05-20 2017-05-22 Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11173428B2 (ru)
EP (1) EP3459611B1 (ru)
CN (1) CN109475793B (ru)
RU (1) RU2617775C1 (ru)
WO (1) WO2017200423A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2674131C1 (ru) * 2017-11-07 2018-12-04 Общество С Ограниченной Ответственностью "Аквафор" (Ооо "Аквафор") Фильтрующий элемент
USD1016969S1 (en) * 2019-04-24 2024-03-05 Helen Of Troy Limited Filter cartridge
RU2708855C1 (ru) 2019-07-25 2019-12-11 Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС") Фильтрующее устройство гравитационного фильтра для умягчения и очистки питьевой воды
RU2709315C1 (ru) 2019-07-25 2019-12-17 Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС") Фильтрующий модуль гравитационного фильтра для очистки питьевой воды
FR3100462B1 (fr) * 2019-09-11 2022-06-17 Oreal Dispositif de filtration de liquide et de remplissage pour un appareil électroménager
USD1041618S1 (en) * 2022-03-14 2024-09-10 Fujian Onlytop Sanitaryware Co., Ltd. Hand shower
US20240262714A1 (en) 2023-02-03 2024-08-08 Epic Life Inc. Water Filter and Purifier

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5049272A (en) * 1988-10-28 1991-09-17 Oxyphen Ag Filter cartridge with vented cap
US5188727A (en) * 1990-07-18 1993-02-23 Omni Corporation Water filter unit
RU2136347C1 (ru) * 1997-12-30 1999-09-10 Закрытое акционерное общество "АКВАФОР" Фильтрующий модуль и фильтр для очистки жидкости

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4196081A (en) * 1978-04-13 1980-04-01 Pavia Edgar H Apparatus for emergency water purification
DE2919901C3 (de) 1979-05-17 1995-09-07 Brita Wasserfilter Wasserreinigungsvorrichtung
RU4920U1 (ru) * 1995-10-04 1997-09-16 Ухтинский индустриальный институт Установка для очистки воды
US6290848B1 (en) * 1997-04-16 2001-09-18 Pur Water Purification Products, Inc. Filter cartridge for gravity-fed water treatment devices
DE19952757A1 (de) * 1999-11-02 2001-05-03 Brita Gmbh Filtereinrichtung für Flüssigkeiten
AU2003275700A1 (en) * 2002-10-29 2004-05-25 Kuraray Chemical Co., Ltd. Composite adsorbent and method for production thereof, and water purification material and water purifier
RU2262976C1 (ru) * 2004-03-22 2005-10-27 Общество с ограниченной ответственностью ООО "Аквафор" (ООО "Аквафор") Устройство фильтрационное
CN2728598Y (zh) * 2004-10-14 2005-09-28 叶建荣 组合式滤芯
CA2662270C (en) * 2006-08-28 2015-03-31 Haim Wilder Gravitational filter and liquid purification device
RU2383382C2 (ru) * 2008-05-29 2010-03-10 Общество с ограниченной ответственностью ООО "Аквафор" (ООО "Аквафор") Фильтрующий патрон
RU2429067C1 (ru) * 2009-12-25 2011-09-20 Общество с ограниченной ответственностью ООО "Аквафор" (ООО "Аквафор") Композиционный материал
DE102010024990A1 (de) * 2010-02-15 2011-08-18 Blücher GmbH, 40699 Agglomerate von Adsorberpartikeln
RU2548079C2 (ru) 2010-08-12 2015-04-10 Мицубиси Рейон Клинсуй Компани, Лимитед Картридж для очистки воды и устройство для очистки воды с таким картриджем
US9108126B2 (en) * 2011-08-05 2015-08-18 Hayward Industries, Inc. Unitary filter tank and an underdrain for filtering a body of water
US9132369B2 (en) * 2012-01-20 2015-09-15 Brita Lp Water filter housing sieve
RU2526377C1 (ru) * 2013-03-28 2014-08-20 Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") Устройство фильтрационное
JP6444625B2 (ja) * 2014-06-18 2018-12-26 水青工業株式会社 携帯用給水器およびこれに用いるカートリッジ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5049272A (en) * 1988-10-28 1991-09-17 Oxyphen Ag Filter cartridge with vented cap
US5188727A (en) * 1990-07-18 1993-02-23 Omni Corporation Water filter unit
RU2136347C1 (ru) * 1997-12-30 1999-09-10 Закрытое акционерное общество "АКВАФОР" Фильтрующий модуль и фильтр для очистки жидкости

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3459611A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109475793A (zh) 2019-03-15
RU2617775C1 (ru) 2017-04-26
US20190134538A1 (en) 2019-05-09
EP3459611A1 (en) 2019-03-27
US11173428B2 (en) 2021-11-16
EP3459611B1 (en) 2022-09-21
CN109475793B (zh) 2022-04-19
EP3459611A4 (en) 2019-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2617775C1 (ru) Фильтрующий модуль устройства очистки жидкости
JP5582194B2 (ja) 浄水カートリッジ及び浄水器
CN112299501B (zh) 水处理滤筒
JP2016518245A (ja) 水ろ過システム、水ろ過デバイスおよび水ろ過方法
KR102010976B1 (ko) 카본필터
RU2437703C1 (ru) Фильтрующий модуль и устройство для очистки жидкости
RU2734973C1 (ru) Фильтрующий модуль
RU2617779C1 (ru) Устройство очистки жидкости
EA026342B1 (ru) Устройство для очистки воды, содержащее гравитационный фильтр
JPH0360791A (ja) 油水分離槽
CN105793198A (zh) 水处理装置和使用该水处理装置的水处理方法
KR101957683B1 (ko) 카본필터
RU2538746C2 (ru) Фильтрующий модуль и устройство для очистки жидкости (варианты)
HK1262087A1 (en) Filter cartridge for a liquid purification device
JPWO2016076042A1 (ja) 下向流式濾過塔
EP4400193A1 (en) Filter module
JP7141350B2 (ja) 浄水カートリッジ
JP2017202476A (ja) フィルタ、浄水器、及び浄水システム
KR20140022513A (ko) 카본필터
WO2008039104A2 (en) Filtration module and a liquid purification device
KR20140020457A (ko) 미분진 제거용 필터소재와 이를 사용한 미분진제거 필터 및 미분진제거 필터를 포함하는 카본필터
JPH11333446A (ja) 浄水器

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17799746

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017799746

Country of ref document: EP

Effective date: 20181220