×
06.12.2018
218.016.a3e9

Результат интеллектуальной деятельности: ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002674131
Дата охранного документа
04.12.2018
Аннотация: Изобретение относится к фильтрующим элементам, которые предпочтительно используются в подмоечных системах очистки жидкости. Фильтрующий элемент состоит из сердечника со сквозным вертикальным каналом для прохождения очищенной жидкости, выполненного из фильтрующего углеродного материала, упрочняющего слоя, выполненного из нетканого фильтрующего материала, нижнего и верхнего фланцев, установленных на торцевых сторонах фильтрующего элемента. Между слоями нетканого фильтрующего материала расположен рыхлый фильтрующий слой, содержащий волокнистый сорбционный материал, в котором распределен гранулированный сорбционный материал, причем длина волокон волокнистого сорбционного материала, представляющего собой ионообменное волокно, составляет от 1/4 до 1 толщины рыхлого фильтрующего слоя. Технический результат: повышение степени очистки жидкости. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к фильтрующим элементам, которые предпочтительно используются в подмоечных системах очистки жидкости.

Из уровня техники известен фильтрующий элемент по патенту на полезную модель RU №83940 (опубл. 27.06.2009, приор. 07.10.2008, МПК B01D 27/00, заявитель Учреждение РАН Институт физики прочности и материаловедения РАН (ИФПМ СО РАН)). Фильтрующий элемент состоит из сердечника, рыхлого сорбционного слоя упрочняющего, фильтрующего слоя и защитной сетки. Сердечник представляет собой перфорированный каркас, выполненный из полиэтилена, полиамида или из полипропилена. Упрочняющий фильтрующий слой выполнен из полиэтилена или из полиамида, или из полипропилена с размерами элементарных пор от 1 до 100 мкм, предпочтительно от 1 до 50 мкм. Рыхлый фильтрующий слой изготовлен на основе нетканого полимерного волокнистого материала, модифицированного наноразмерными частицами гидрата окиси алюминия или нановолокнами гидрата окиси алюминия. Нетканый волокнистый полимерный материал имеет диаметр волокон 1,0 до 3,0 мкм и получен методом электроформования, например, из ацетата целлюлозы или полисульфона. Внутри перфорированного каркаса размещают загрузку из активированного угля. Сочетание упрочняющего и рыхлого фильтрующих слоев представляет собой «сэндвич», содержащий внутри рыхлый сорбционный слой, а снаружи упрочняющий фильтрующий слой. Из предварительно изготовленного «сэндвича» формируют рулон, который наматывают на перфорированный каркас. Фильтрующий элемент имеет три рабочих фильтрующих слоя - упрочняющий, рыхлый и засыпку из активированного угля и работает следующим образом.

Исходная жидкость, проходит через поры упрочняющего слоя, и попадает во внутренний рыхлый фильтрующий слой, затем снова проходит через упрочняющий слой. Такое чередование слоев по пути прохождения жидкости происходит несколько раз, после чего жидкость через перфорированный каркас проходит через загрузку активированного угля и далее поступает потребителю.

Фильтрующий элемент по патенту на полезную модель RU №83940 имеет ряд недостатков. Как сказано в описании, рыхлый фильтрующий слой имеет плотную структуру, а упрочняющий слой - мелкие поры. При наличии в исходной жидкости значительных количеств коллоидных частиц и взвесей, произойдет обрастание верхних слоев упрочняющего и рыхлого слоев, что приведет к увеличению перепада давления, и как следствие, недоступности значительной части фильтрующих материалов для растворенных примесей. Кроме того, сердечник выполнен в виде загрузки из дробленного активированного угля, что приведет к значительному выносу угольной пыли, которую необходимо удалять дополнительным пост-фильтром.

Из уровня техники известен фильтрующий элемент по патенту US 4877527 (опубл. 31.10.1991, приор. 15.06.1987, МПК B01D 27/04, Заявитель Allied-Signal Inc). Фильтрующий элемент состоит из сердечника выполненного в виде трубки для очищенной жидкости со сквозными отверстиями, вокруг которой спирально намотан послойно упрочняющий фильтрующий материал (упрочняющий фильтрующий слой). Между слоями упрочняющего фильтрующего материала расположен рыхлый фильтрующий материал (рыхлый фильтрующий слой). В качестве упрочняющего фильтрующего материала может быть выбрана древесная целлюлоза, при этом материал имеет установленную пористость. Дополнительно в материал упрочняющего слоя может быть введено стекловолокно. На полотне упрочняющего материала на равном расстоянии друг от друга выполнены группы отверстий для исходной жидкости, причем группы отверстий расположены так, что при намотке на сердечник они смещаются друг относительно друга. В случае достаточно большого размера пор упрочняющего материала отверстия для исходной жидкости не требуются. Рыхлый фильтрующий материал представляет собой смесь волокон разного диаметра и твердости. Волокна с большим диаметром и твердостью предназначены для сохранения стабильности слоев и предотвращения их сжатия и разрушения. Волокна меньшего диаметра предназначены для удержания загрязняющих примесей. Кроме этого, рыхлый фильтрующий материал содержит агломераты волокон равномерно распределенные по его объему. Фильтрующий элемент имеет два рабочих слоя - упрочняющий и рыхлый и работает следующим образом. Исходная жидкость радиально проходит в упрочняющий слой, затем в слой рыхлого сорбционного материала. Там она распределяется между агломератами волокон и постепенно проходит в следующий слой упрочняющего материала. Такое чередование слоев на пути протекания жидкости происходит несколько раз, затем очищенная жидкость поступает через отверстия в центральный канал для очищенной жидкости и далее либо на доочистку, либо потребителю.

Фильтрующий элемент, описываемый в патенте US 4877527, имеет ряд недостатков. Например, как сказано в описании, в упрочняющем слое выполнены отверстия, причем отверстия выполнены на некотором расстоянии друг от друга. Когда исходная жидкость поступает на самый внешний слой упрочняющего материала, то часть крупных частиц будет задерживаться только той областью упрочняющего слоя, где нет отверстий. А часть крупных частиц через отверстия попадет в глубинные слои рыхлого сорбционного слоя сокращая его проницательную и удерживающую способность. Кроме этого, как сказано в описании, волокна рыхлого материала представляют собой инертный по отношению к содержащимся в воде примесям материал. Таким образом фильтрующий элемент по патенту US 4877527 работает только как механический фильтр.

Из уровня техники известен фильтрующий элемент по патенту ЕР 2384234 (опубл. 31.10.2012, приор. 30.01.2009, МПК B01D 39/20, B01D 39/21, B01D 39/58, C0F 1/00, Заявитель Unilever NV). Фильтрующий элемент состоит из сердечника, выполненного в виде карбонблока, и двух спирально намотанных на него фильтрующих материалов - внутреннего и внешнего, при этом внешний материал гофрированный, а внутренний негофрированный. В сердечнике выполнен центральный сквозной вертикальный канал. Оба фильтрующих материала имеют одинаковый размер пор, одинаковую площадь поверхности, но разное количество слоев в намотке, а соответственно, и разную толщину. Количество слоев в намотке внутреннего фильтрующего материала составляет от 1 до 7, для внешнего гофрированного материала - от 1 до 5. Материал, из которого изготовлены оба слоя может быть тканый или нетканый и быть как натуральным, так и синтетическим, например хлопок, полиэстер, полипропилен или нейлон.

Фильтрующий элемент предназначен для удаления из жидкости твердых частиц более 3 мкм, в том числе микроорганизмов.

Фильтрующий элемент работает следующим образом. Исходная жидкость в радиальном направлении через гофрированный материал поступает в слой негофрированного материала и далее просачивается через карбонблок во внутренний центральный канал, откуда поступает или потребителю, или на доочистку.

Фильтрующий элемент имеет ряд недостатков. Исходная жидкость радиально проходит через два слоя фильтрующих материалов и ударяется в стенку сердечника, и также радиально поступает в более глубокие слои карбонблока. Поскольку оба фильтрующих материала имеют одинаковую пористость, то в верхнем гофрированном слое будут задерживаться сразу как крупные, так и мелкие частицы, забивая поры верхнего слоя, что существенно снизит его проницаемость. Следовательно, вглубь фильтрующего элемента жидкость будет поступать с меньшей скоростью. Также, кроме сердечника, выполненного из карбонблока, гофрированный и негофрированный фильтрующие материалы выполняют функцию механического фильтра.

Из уровня техники известен фильтрующий элемент по патенту RU №2540637 (опубл. 10.02.2015, приоритет 07.10.2013, МПК B01D 35/30, заявитель ЗАО «Аквафор-Продакшн»), выбранный Заявителем в качестве ближайшего аналога.

Фильтрующий элемент по патенту RU №2540637, состоящий из сердечника со сквозным вертикальным каналом для прохождения очищенной жидкости, выполненного из фильтрующего углеродного материала, упрочняющего слоя, выполненного из нетканого фильтрующего материала, нижнего и верхнего фланцев, установленных на торцевых сторонах фильтрующего элемента. Фильтрующий элемент работает следующим образом. Исходная жидкость под давлением проходит через упрочняющий слой и попадает в пористый фильтрующий элемент, и далее по центральному каналу очищенная жидкость поступает на дальнейшую очистку или непосредственно потребителю.

Фильтрующий элемент по патенту RU 2540637 имеет ряд недостатков. Например, как и в предыдущем аналоге, упрочняющий материал инертен по отношению к примесям, содержащимся в исходной жидкости, и выполняет роль только механического фильтра. Сердечник, выполненный из углеродного материала, способен сорбировать из жидкости хлор и хлорорганические соединения, однако не способен сорбировать тяжелые металлы и коллоидные частицы.

Задачей изобретения и техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является разработка нового фильтрующего элемента и повышение степени очистки жидкости.

Поставленная задача и требуемый технический результат достигаются тем, что фильтрующий элемент, состоящий из сердечника со сквозным вертикальным каналом для прохождения очищенной жидкости, выполненного из фильтрующего углеродного материала, упрочняющего слоя, выполненного из нетканого фильтрующего материала, нижнего и верхнего фланцев, установленных на торцевых сторонах фильтрующего элемента, выполнен так, что между слоями нетканого фильтрующего материала расположен рыхлый фильтрующий слой, содержащий волокнистый сорбционный материал, в котором распределен гранулированный сорбционный материал, причем длина волокон волокнистого сорбционного материала, представляющего собой ионообменное волокно, составляет от до 1 толщины рыхлого фильтрующего слоя.

На фигуре 1 представлен продольный разрез фильтрующего элемента.

Фильтрующий элемент состоит из сердечника (1) со сквозным вертикальным

каналом (2) для прохождения очищенной жидкости, упрочняющего слоя (3), рыхлого волокнистого слоя (4), нижнего (5) и верхнего (6) фланцев, установленных на торцевых сторонах фильтрующего элемента. Упрочняющий слой (1) выполнен из нетканого пористого материала на основе, например термопластичного полипропилена, полиэфира или полиамида. Указанный нетканый материал намотан на сердечник (1) послойно. Между слоями нетканого матераиала расположен рыхлый волокнистый материал, в котором распределен гранулированный сорбционный материал. Причем в отличие аналога US 4877527, в заявляемом фильтрующем элементе в рыхлом слое (4) отсутствуют агломераты волокон. А длина самих волокон составляет составляет от до 1 толщины рыхлого фильтрующего слоя (4). Длина волокон именно в таком диапазоне способствует более равномерному распределению жидкости в гранулированном материале. Также, в отличие от вышеуказанных аналогов, волокнистый сорбционный материал рыхлого слоя (4) представляет собой ионно-обменное волокно на основе, например полиакрилонитрила, поликапроамида, полипропилена или целлюлозы. Гранулированный материал - это, например, гранулированный активированный уголь или различные цеолиты.

Заявляемый фильтрующий элемент работает следующим образом. Через фильтрующий элемент, помещенный в корпус (на фигуре не представлен), пропускают исходную жидкость, содержащую механические и растворенные примеси. При радиальном прохождении жидкости через самый внешний упрочняющий слой (3) задерживаются крупные частицы. Затем жидкость попадает в рыхлый сорбционный слой (4), где из-за меньшего сопротивления материала и за счет длины волокна, составляющего от до 1 толщины рыхлого фильтрующего слоя (4), беспрепятственно распространяется по всему объему этого слоя. При этом происходит сорбция растворенных примесей ионообменным волокном и гранулированным материалом, а также укрупнение и агрегация коллоидных частиц гидроксида железа, сопровождающаяся их осаждением в рыхлом слое (4). Затем частично очищенная жидкость под действием внешнего давления проходит через следующий упрочняющий слой, оставляя на нем укрупненные агрегаты коллоидных частиц гидроксида железа. Поскольку рыхлый слой (4) имеет большую проницаемость, чем упрочняющий слой (3), то на границе между слоями поток жидкости снова структурируется, и жидкость с большей скоростью пройдет сквозь следующий упрочняющий слой (3). Такое чередование слоев по пути протекания жидкости происходит несколько раз, после чего очищенная жидкость поступает в сердечник (1), на поверхности и в объеме которого происходит дополнительное удержание мелких механических частиц, а также растворенного хлора и органических соединений. Повышенное гидродинамическое сопротивление мелкопористого материала сердечника (1) обеспечивает тонкую доочистку предварительно отфильтрованной воды. В то же время, такая жидкость уже не забивает материал сердечника (1) снижая гидродинамическую нагрузку на него.

В таблице 1 приведены данные сравнительных испытаний заявляемого фильтрующего элемента с намоточным фильтрующим элементом, изготовленным из ионообменной нити и с фильтрующим элементом ближайшего аналога.

Свойства фильтрующих элементов испытывали при очистке водопроводной воды с содержанием взвешенных и коллоидных частиц гидроксида железа (III) 2,5-3,5 мг/л при скорости протекания 10 л/мин.

Из данных приведенных в таблице видно, что заявляемый фильтрующий элемент имеет максимальный ресурс до проскока, наибольшую эффективность очистки от ионов меди и по удержанию взвеси трехвалентного железа, даже по сравнению с намоточным фильтрующим элементом, который предназначен непосредственно для удаления соединений железа из жидкости.

Таким образом, фильтрующий элемент работает не только как механический фильтр, но и способен изменять структуру коллоидных частиц, что приводит к их слипанию и укрупнению. Такие крупные частицы задерживаются уже упрочняющим слоем, а наличие чередующихся слоев и центрального сердечника, выполненного в виде карбонблока, обеспечивают высокую степень очистки и значительный ресурс предлагаемого по данному изобретению фильтрующего элемента без увеличения времени 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.

Фильтрующий элемент, состоящий из сердечника со сквозным вертикальным каналом для прохождения очищенной жидкости, выполненного из фильтрующего углеродного материала, упрочняющего слоя, выполненного из нетканого фильтрующего материала, нижнего и верхнего фланцев, установленных на торцевых сторонах фильтрующего элемента, отличающийся тем, что между слоями нетканого фильтрующего материала расположен рыхлый фильтрующий слой, содержащий волокнистый сорбционный материал, в котором распределен гранулированный сорбционный материал, причем длина волокон волокнистого сорбционного материала, представляющего собой ионообменное волокно, составляет от до 1 толщины рыхлого фильтрующего слоя.
ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ
ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ
ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 19 items.
10.05.2018
№218.016.4df7

Устройство очистки и нагрева жидкости

Заявленное изобретение относится к устройству очистки и нагрева жидкости. Устройство очистки и нагрева жидкости включает корпус со средством выхода нагретой жидкости, внутренний объем которого разделен на две полости - полость для исходной жидкости и полость для очищенной жидкости, крышку,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652492
Дата охранного документа: 26.04.2018
18.05.2018
№218.016.5068

Волокнистый сорбент

Изобретение относится к волокнистым сорбентам для удаления из воды и водных растворов ионов тяжелых металлов. Описан волокнистый полиамфолитный сорбент на основе полиакрилонитрила, модифицированного алифатическим ди-, олиго- или полиамином, который представляет собой полимерную матрицу из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653037
Дата охранного документа: 04.05.2018
29.05.2018
№218.016.55fa

Устройство подготовки жидкости

Изобретение относится к портативным устройствам подготовки жидкости. Устройство подготовки жидкости, предназначенное для одновременного нагрева и охлаждения жидкости, включающее емкость для неподготовленной жидкости, термоэлектрический преобразователь, блок управления, узел разделения потоков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654548
Дата охранного документа: 21.05.2018
06.07.2018
№218.016.6ca6

Тренажёр и способ выполнения упражнений

Тренажер, состоящий из каркаса, по меньшей мере одного, предпочтительно, двух и более грузов, трособлочной системы, включающей по меньшей мере один трос и один блок, соединенной с грузом, стержня, фиксатора для регулирования нагрузки, и выполненный с возможностью автоматического перемещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660300
Дата охранного документа: 05.07.2018
01.09.2018
№218.016.821f

Гибридный сорбент

Изобретение относится к сорбентам для селективной сорбции мышьяка из вод. Предложен гибридный сорбент на основе анионообменной полимерной матрицы с гидратированными оксидами железа. Гидратированные оксиды железа присутствуют в матрице в виде частиц, представляющих собой по большей части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665439
Дата охранного документа: 29.08.2018
01.11.2018
№218.016.9851

Система очистки жидкости

Изобретение относится к системам мембранной очистки и/или обессоливания жидкости и может быть использовано в промышленном, бытовом и/или питьевом водоснабжении, на промышленных предприятиях, станциях очистки жидкости, в общественных учреждениях, на дачных и садовых участках. Система очистки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671323
Дата охранного документа: 30.10.2018
27.04.2019
№219.017.3cf8

Система очистки жидкости

Изобретение относится к системам очистки жидкости, в частности воды, с применением фильтрующих модулей с намывным слоем и может быть использовано в различных областях техники, например, для промышленной фильтрации различных суспензий и технологических растворов, при фильтрации напитков, очистке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686199
Дата охранного документа: 24.04.2019
18.05.2019
№219.017.5abc

Фильтрующий модуль и устройство для очистки жидкости

Изобретение относится к фильтрующим устройствам для очистки жидкости, преимущественно питьевой воды, предназначенным для использования в фильтрах для очистки жидкости в бытовых условиях, преимущественно в фильтрах кувшинного типа, и может найти применение для очистки питьевой воды и других...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002437703
Дата охранного документа: 27.12.2011
22.05.2020
№220.018.1fd2

Система очистки жидкости

Изобретение относится к системам очистки и/или обессоливания жидкости. Система очистки жидкости, состоящая из линии исходной жидкости, с установленным на ней входным клапаном, обратноосмотической мембраны, с подключенными к ней линией дренажной жидкости и линией очищенной жидкости, линией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002721523
Дата охранного документа: 19.05.2020
23.04.2023
№223.018.51ef

Фильтрующий модуль

Изобретение относится к сменным фильтрующим элементам для устройств очистки воды различного типа, в том числе устройств очистки воды гравитационного типа, а также блоков очистки воды систем приготовления напитков, например диспенсеров или кофеварок. Изобретение касается фильтрующего модуля,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002734973
Дата охранного документа: 26.10.2020
Showing 1-4 of 4 items.
10.02.2015
№216.013.23e0

Способ изготовления пористого композиционного фильтрующего элемента и фильтрующий элемент

Группа изобретений относится к оборудованию, предназначенному для фильтрации жидкостей под давлением. Способ изготовления фильтрующего элемента включает формирование слоя или слоёв нетканого материала на пористым углеродном материале с последующей установкой нижнего и верхнего фланцев на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540637
Дата охранного документа: 10.02.2015
18.05.2018
№218.016.5068

Волокнистый сорбент

Изобретение относится к волокнистым сорбентам для удаления из воды и водных растворов ионов тяжелых металлов. Описан волокнистый полиамфолитный сорбент на основе полиакрилонитрила, модифицированного алифатическим ди-, олиго- или полиамином, который представляет собой полимерную матрицу из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653037
Дата охранного документа: 04.05.2018
01.09.2018
№218.016.821f

Гибридный сорбент

Изобретение относится к сорбентам для селективной сорбции мышьяка из вод. Предложен гибридный сорбент на основе анионообменной полимерной матрицы с гидратированными оксидами железа. Гидратированные оксиды железа присутствуют в матрице в виде частиц, представляющих собой по большей части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665439
Дата охранного документа: 29.08.2018
06.06.2023
№223.018.77fe

Фильтрующий материал и средство индивидуальной защиты на его основе

Группа изобретений относится к фильтрующим материалам для очистки жидкости или газа, которые могут применяться в системах очистки жидкости, например воды из различных источников, системах вентиляции или очистки воздуха или для изготовления средств индивидуальной и коллективной защиты, и к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002782467
Дата охранного документа: 27.10.2022
+ добавить свой РИД