Модуль фильтрационный (варианты)

Модуль фильтрационный (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к средствам для обработки воды, преимущественно питьевой воды, и может быть использовано для ее очистки в быту.

Из уровня техники известны устройства для очистки воды, содержащие фильтрационный модуль, который представляет собой контейнер с крышкой, заполненный фильтрующим материалом (наполнителем). Контейнер для предотвращения попадания частиц наполнителя в воду снабжен двумя прокладками, между которыми находится фильтрующий материал. Одна из прокладок является входным фильтром модуля, а другая, расположенная в нижней части контейнера, - выходным фильтром. Входной и выходной фильтры (прокладки) с размером пор не более 200 мкм выполнены из нетканых материалов, например пластмасс. Наполнителем модуля является фильтрующий материал композиционного состава, содержащий волокнистую сорбционную смесь.

В процессе эксплуатации известных устройств для очистки воды фильтрующий материал модуля (наполнитель) уплотняется. Возникающий в результате такого уплотнения воздушный зазор между входным фильтром (прокладкой) и фильтрующим материалом (наполнителем) препятствует протеканию воды. Протеканию воды также препятствуют, вплоть до прерывания процесса фильтрационной очистки, силы поверхностного натяжения воды, возникающие при прохождении воды через отверстия входного фильтра. Кроме того, при транспортировке модулей наблюдаются случаи высыпания частиц фильтрующего материала, которые при заполнении модуля водой частично всплывают и находятся во взвешенном состоянии в процессе эксплуатации устройства для очистки.

Из уровня техники известен фильтрующий модуль, используемый в приборе для нагревания воды (заявка WO №0147399, МПК A47J 27/21, C02F 1/00, 1/02, 1/28, 1/42, опубл. 2001 г.). В данном приборе перед нагреванием и кипячением вода проходит через фильтрующий модуль, который имеет в своем составе пластмассовый контейнер с наполнителем, а также входной и выходной фильтры, исключающие высыпание частиц фильтрующего материала из фильтра в прибор. При этом входной фильтр выполнен в виде объемного жесткого каркаса в форме конуса, обращенного внутрь модуля, на кольцевом основании-фланце, к которым прикреплена сетка из пластмассы, причем верхний уровень наполнителя находится примерно на 5 мм ниже самой нижней точки сетки входного фильтра модуля. Наклон сетки входного фильтра служит для обеспечения течения жидкости по направлению к центру контейнера с наполнителем.

Недостатком описанного фильтрационного модуля является то, что в результате эксплуатации смоченная водой сетка будет плохо пропускать скапливающийся в контейнере воздух, что постепенно может привести к полному затыканию входного фильтра и прерыванию процесса фильтрации воды через модуль.

Известно также устройство для очистки воды (патент РФ №2335327, МПК B01D 27/00, опубл. 2008), содержащее заполненный гранулированной активной рабочей средой патрон, который в верхней и нижней части снабжен решетками для предотвращения высыпания наполнителя. Патрон в верхней части снабжен кольцевым каналом, на внутренней и наружной стенках которого выполнены впускные отверстия для воды в виде продольных прорезей. Впускные отверстия имеют достаточно малый размер 0,25 мм для того, чтобы активные частицы, используемые для обработки воды (частицы наполнителя), удерживались внутри патрона. Конкретные размеры прорезей выбираются в зависимости от размеров гранул активной среды (наполнителя). Расположение прорезей в канале способствует распределению воды по поверхности наполнителя для исключения возможности появления на нем локальных сухих участков, а также способствует осуществлению выхода воздуха при заполнении патрона водой, поскольку прорезанная часть поверхности вверху кольцевого канала меньше, чем внизу, давление в этой области ниже, и поток воды через нее незначителен. Сверху патрон снабжен вентиляционными отверстиями, также предназначенными для выхода воздуха. В патроне установлена сетка для удержания частиц гранулированной активной рабочей среды (наполнителя) внутри патрона. Сетка может формировать дно патрона или может быть установлена перед отверстием в донной части корпуса патрона посредством фиксирующего кольцевого буртика. Во избежание захвата воздуха, остающегося внутри и вблизи сетки, который препятствует протеканию воды сквозь нее и может даже блокировать ее, сетка снабжена отходящей под углом вверх внешней частью, посредством которой при установке сетки в корпус патрона последняя отделена от корпуса патрона зазором для выхода воздуха. По существу, сетка имеет плоское основание, в котором выполнено большое количество прорезей или отверстий иной формы шириной 0,25 мм. Над прорезями проходят ребра, предназначенные для предотвращения деформации прорезей, вследствие которой возможен проход частиц наполнителя сквозь отверстия или прорези сетки. Патрон может содержать один или несколько пористых фильтров плоской формы на входе для удержания поступающих вместе с водой частиц.

Среди недостатков известного модуля можно отметить, что при малом размере ячеек сетчатого материала, используемого в фильтрационных модулях устройств для обработки воды, из-за сил поверхностного натяжения воды, протекающей через сетку с плоским основанием, возникает разность давлений воды и воздуха, препятствующая выходу воздуха из модуля. Кроме того, для обеспечения работоспособности данного модуля необходимо, чтобы патрон был полностью заполнен фильтрующим гранулированным материалом. В противном случае пространство вокруг нижней части кольцевого канала внутри патрона заполнено воздухом, создается воздушная пробка, которая препятствует протеканию воды через отверстия впускные отверстия в нижней части кольцевого канала. Если известный модуль заполнен гранулированной активной рабочей средой не полностью, то и воздух через верхние прорези кольцевого канала выходит не в полном объеме. Верхняя часть кольцевого канала должна быть высотой не менее той, которая создает разность давлений, обеспечивающую отрыв пузырьков воздуха. Так как подача воды осуществляется в основном через нижние впускные отверстия кольцевого канала верхней части патрона, то, вероятно, протекание воды осуществляется по краям модуля, что свидетельствует о наличии в патроне «мертвых» (сухих) зон наполнителя. Это говорит о том, что форма входного фильтра, выполненного в виде кольцевого канала с нижним и верхним расположением впускных отверстий-прорезей, не способствует распределению воды по всей поверхности наполнителя. Отсюда следует, что в процессе обработки воды часть наполнителя модуля менее задействована. Не в полной мере задействованный наполнитель или неэффективность его использования приводит к быстрому выходу модуля из строя и необходимости его замены. В известном модуле также возможно высыпание частиц наполнителя, особенно при полном его заполнении гранулированной активной рабочей средой, так как продольно расположенные прорези в кольцевом канале предназначены для впуска воды, поэтому имеют размер, превышающий средний размер частиц наполнителя.

В качестве прототипа выбран модуль, используемый в устройствах для очистки воды (патент США №5,980,743, МПК B01D 27/02, опубл. 1999). Модуль содержит заполненный на 85-95% гранулированным материалом контейнер с крышкой, в донной части которого выполнено выходное отверстие для воды, снабженное так же, как и отверстие для воды в крышке модуля, решетчатыми средствами фильтрации. Одна из стенок, выступая вглубь контейнера, скошена книзу для обеспечения вентиляции. Отличительной особенностью данного модуля является выпуклая форма тканевой вставки, которая размещена между корпусом и крышкой внутри контейнера в контакте с материалом фильтра-наполнителя. В известном модуле выпуклая форма тканевой вставки предполагает любое искривление поверхности от сферы или ее части до конуса или усеченного конуса. Конфигурация тканевой вставки модуля обеспечивается с помощью жестких формирующих элементов, таких как сдерживающее кольцо для придания сферической формы или ребра для придания конической формы с вариантами введения ткани, между ребрами и расположения ткани на ребрах. На крышке модуля в верхней ее части выполнены вентиляционные отверстия. Ниже этих отверстий по боковой сужающейся кверху поверхности крышки расположены прорези для выхода воздуха, поднимающегося вверх в процессе прохождения воды через модуль.

Выпуклая форма, в частности сферическая, тканевой вставки, которая является входным фильтром модуля, способствует преодолению сил поверхностного натяжения воды. Однако важным условием работоспособности известного модуля является обеспечение соприкосновения не менее чем на 85%, поверхности фильтра с гранулированным материалом (наполнителем). Для выполнения этого условия поверхность соприкосновения тканевой вставки с наполнителем увеличена за счет придания ей выпуклости посредством присутствующих жестких элементов. Сама по себе без жесткого каркаса тканевая вставка, несмотря на присутствие жестких элементов, не является формоустойчивой. Так, перед использованием модуля имеет место деформация, при которой выпуклость тканевого материала направлена от наполнителя к крышке модуля. В таком положении входной фильтр модуля неработоспособен, поэтому наполнитель требуется предварительно намочить и, тем самым, обеспечить соприкосновение поверхностей фильтра-вставки и набухшего наполнителя. При этом в модуле вблизи тканевой вставки в процессе его использования остается воздух, захват которого может привести к блокированию тканевой вставки из-за отсутствия у нее средств для выхода воздуха.

Задачей заявляемого изобретения является создание фильтрационного модуля, обеспечивающего повышение качества фильтрации воды за счет повышения эффективности работы входного фильтра.

Поставленная задача решается за счет того, что в первом варианте фильтрационный модуль содержит контейнер с наполнителем, крышку и входной фильтр, причем дно контейнера имеет по меньшей мере одно отверстие для выхода очищенной воды из модуля, крышка имеет по меньшей мере одно отверстие для поступления воды в модуль и по крайней мере одно отверстие для выхода воздуха из модуля, входной фильтр выполнен объемным с закреплением краев к своему основанию, расположенному по периметру контейнера, а также согласно изобретению входной фильтр выполнен составным по меньшей мере из двух элементов из твердого материала, по меньшей мере один из которых имеет основание, снабжен средствами для оттока воздуха из контейнера, причем стенки составных элементов образуют выпуклую подобную форму, обращенную выпуклостью по отношению к основанию в одну сторону, составные элементы вставлены друг в друга и зафиксированы с зазором, при этом поверхности составных объемных элементов снабжены выполненными относительно друг друга со смещением средствами для поступления воды в контейнер с наполнителем.

В заявляемом модуле, выполненном по 1-му варианту, представлен фильтрационный модуль с входным фильтром из твердого материала. В этом варианте входной фильтр представляет собой сборную конструкцию и состоит по меньшей мере из двух элементов выпуклой подобной формы. При этом форма выпуклости может быть любой, например, в сечении представлять конус, округлую, ломаную или прямоугольную фигуру. Причем при установке входного фильтра в корпус выпуклости составных элементов обращены по отношению к основанию в одну сторону: либо вниз, в сторону контейнера с наполнителем, либо вверх, в сторону крышки.

За счет выпуклости составных элементов входной фильтр обладает определенной высотой. При этом высота фильтра в собранном виде определяется с учетом материала, из которого изготовлены составные элементы входного фильтра, и состава фильтрующего материала (наполнителя) и обеспечивает перепад давления, необходимый для преодоления сил поверхностного натяжения воды и оттока воздуха из контейнера с наполнителем, независимо от того, куда входной фильтр обращен выпуклостью по отношению к своему основанию: вниз либо вверх.

Составные элементы входного фильтра вставлены друг в друга и зафиксированы с зазором. При этом хотя бы один из составных элементов имеет основание по периметру контейнера для крепления фильтра в модуле.

Составные элементы могут быть зафиксированы с зазором относительно друг друга в любой части входного фильтра: в верхней, нижней, средней либо крышкой при сборке модуля, причем фиксация может осуществляться любым известным способом, например ультразвуковой сваркой, сваркой трением, резьбовым соединением, байонетным замком, клеем и т.д.

Зазор между соседними составными элементами входного фильтра препятствует высыпанию частиц сухого наполнителя при транспортировке модуля, а также образованию водяной взвеси мелких частиц наполнителя на поверхности фильтра в процессе фильтрации воды.

То, что средства для поступления воды в контейнер с наполнителем на поверхностях составных элементов входного фильтра выполнены со смещением относительно друг друга, формирует лабиринтное прохождение жидкости через входной фильтр, а не напрямую, что также препятствует высыпанию частиц сухого наполнителя при транспортировке модуля и исключает возможность образования водяной взвеси мелких частиц наполнителя на поверхности фильтра в процессе очистки воды.

Входной фильтр снабжен специальными средствами, которые предусмотрены для преодоления воздушной пробки и оттока воздуха из контейнера с наполнителем в процессе фильтрации воды за счет выравнивания давления воды на входе и подпора воздуха снизу. В качестве таких средств могут выступать различные отверстия, щели, надрезы для выхода воздуха, скапливающегося между наполнителем и входным фильтром.

Поставленная задача решается также за счет того, что во втором варианте фильтрационный модуль содержит контейнер с наполнителем, крышку и входной фильтр, причем дно контейнера имеет по меньшей мере одно отверстие для выхода очищенной воды из модуля, крышка имеет по меньшей мере одно отверстие для поступления воды в модуль, входной фильтр выполнен объемным на основании, расположенном по периметру контейнера, а также согласно изобретению входной фильтр выполнен составным по меньшей мере из двух элементов подобной формы из твердого материала, по меньшей мере один из которых имеет основание, снабжен средствами для оттока воздуха из контейнера, причем стенки составных элементов с одной стороны от плоскости основания образуют в центральной части контейнера выпуклость, а при переходе на другую сторону от плоскости основания выполнены с отбортовкой наружу и соединением краев с основанием, образуя выступ по периметру контейнера, составные элементы вставлены друг в друга и зафиксированы с зазором, при этом поверхности составных элементов снабжены выполненными относительно друг друга со смещением средствами для поступления воды в контейнер с наполнителем.

В заявляемом модуле, выполненном по 2-му варианту, также представлен фильтрационный модуль с входным фильтром из твердого материала, представляющим собой сборную конструкцию, которая состоит по меньшей мере из двух элементов подобной формы, имеющих по одну сторону от основания выпуклость в центральной части, а по другую сторону - выступ по периметру контейнера. При этом формы выпуклости в центральной части и выступа по периметру контейнера могут быть любыми, например, представлять в сечении конус, округлую, ломаную или прямоугольную фигуры. Причем при установке входного фильтра в контейнер модуля его составные элементы вставлены друг в друга таким образом, что выпуклые части составных элементов обращены по отношению к основанию в одну сторону: либо вниз, в сторону контейнера с наполнителем, либо вверх, в сторону крышки.

За счет того, что входной фильтр выполнен объемным, т.е. за счет наличия у составных элементов выпуклой части с одной стороны от основания и выступа по периметру контейнера с другой стороны основания, входной фильтр обладает определенной высотой. Высота фильтра в собранном виде определяется с учетом материала, из которого изготовлены составные элементы входного фильтра, и состава фильтрующего материала (наполнителя) и обеспечивает перепад давления, необходимый для преодоления сил поверхностного натяжения воды и оттока воздуха из контейнера с наполнителем, независимо от того, куда входной фильтр обращен выпуклой частью по отношению к основанию: вниз, в сторону контейнера с наполнителем, либо вверх, в сторону крышки. При этом часть требуемой высоты входного фильтра, обеспечивающей необходимый перепад давления, расположена между контейнером и крышкой, что позволяет уменьшить по высоте другую часть фильтра, расположенную в контейнере с наполнителем. Это позволяет поместить большее количество наполнителя в том же контейнере, что улучшает качество фильтрации воды и повышает ресурс использования модуля.

Составные элементы входного фильтра вставлены друг в друга и зафиксированы с зазором. При этом хотя бы один из составных элементов имеет основание по периметру контейнера для крепления фильтра в модуле.

Составные элементы могут быть зафиксированы с зазором относительно друг друга в любой части входного фильтра: в верхней, нижней, средней либо крышкой при сборке модуля, причем фиксация может осуществляться любым известным способом, например ультразвуковой сваркой, сваркой трением, резьбовым соединением, байонетным замком, клеем и т.д.

Зазор между соседними составными элементами входного фильтра препятствует высыпанию частиц сухого наполнителя при транспортировке модуля, а также образованию водяной взвеси мелких частиц наполнителя на поверхности фильтра в процессе фильтрации воды.

То, что средства для поступления воды в контейнер с наполнителем на поверхностях составных элементов входного фильтра выполнены со смещением относительно друг друга, формирует частично или полностью лабиринтное прохождение жидкости через входной фильтр, а не полностью напрямую, что также препятствует высыпанию частиц сухого наполнителя при транспортировке модуля и образованию водяной взвеси мелких частиц наполнителя на поверхности фильтра в процессе очистки воды.

Входной фильтр снабжен специальными средствами, которые предусмотрены для преодоления воздушной пробки и оттока воздуха из контейнера с наполнителем в процессе фильтрации воды за счет выравнивания давления воды на входе и подпора воздуха снизу. В качестве таких средств могут выступать различные отверстия, щели, надрезы для выхода воздуха, скапливающегося между наполнителем и входным фильтром.

В частных случаях выполнения фильтрационного модуля по этим двум вариантам выпуклые части составных элементов входного фильтра могут быть обращены по отношению к основанию выпуклостью либо вниз, в сторону контейнера с наполнителем, либо вверх, в сторону крышки.

При этом в случае, когда выпуклые части составных элементов входного фильтра обращены вниз, в сторону контейнера с наполнителем, происходит распределение потока поступающей для фильтрации воды: из центра по краям, что предотвращает краевой эффект после достаточно продолжительного неиспользования модуля и ссыхания наполнителя, когда протекание воды происходит через образовавшиеся щели по краям контейнера между наполнителем и корпусом, минуя наполнитель.

В случае, когда выпуклые части составных элементов входного фильтра обращены вверх (в сторону крышки), это, как указывалось ранее, позволяет поместить большее количество наполнителя в том же объеме контейнера, что улучшает качество фильтрации воды и повышает ресурс использования модуля. Кроме того, при таком расположении входного фильтра, выполненного по 1-му варианту, поступающая вода равномерно смачивает наполнитель, что приводит к предотвращению краевого эффекта. А во входном фильтре, выполненном по 2-му варианту, оказывается обращенным вниз (в сторону контейнера с наполнителем) объемный выступ по периметру контейнера. При этом происходит распределение потока поступающей для фильтрации воды: из окружности промежуточного радиуса к центру корпуса с наполнителем и его краям, что также приводит к предотвращению краевого эффекта.

Предотвращение краевого эффекта в любом случае приводит к повышению качества фильтрации воды.

В частном случае выполнения фильтрационного модуля по этим двум вариантам зазор между соседними составными элементами входного фильтра составляет величину преимущественно из интервала 0,1÷1,5 мм.

Экспериментально было установлено, что для используемых в настоящее время наполнителей-сорбентов для бытовой очистки воды оптимальная величина зазора между соседними составными элементами входного фильтра, препятствующего попаданию частиц наполнителя за пределы контейнера модуля, находится в указанном интервале. Минимальная величина зазора определяется размерами фракций используемого наполнителя (при меньших размерах используют мембранную фильтрацию). Максимальная величина зазора определяется тем, что при использовании наполнителя с более крупными частицами (например, кусочками угля) уменьшается площадь соприкосновения и время контакта фильтруемой воды с наполнителем (вода быстро проходит сквозь слой крупных частиц), в результате чего падает качество фильтрации воды.

В частном случае выполнения фильтрационного модуля по этим двум вариантам некоторые составные элементы входного фильтра имеют общее основание по периметру контейнера. При этом происходит экономия материала, необходимого для изготовления входного фильтра.

В частных случаях выполнения фильтрационного модуля по этим двум вариантам средства для поступления воды в контейнер с наполнителем на поверхностях составных элементов входного фильтра выполнены либо в виде отверстий, либо в виде щелей.

При этом в случае, когда средства для поступления воды в контейнер с наполнителем выполнены в виде отверстий на поверхностях составных элементов, особенно в виде достаточно большого количества небольших округлых отверстий (как, например, в лейке), поток воды разбивается на много струй и равномерно поступает в корпус с наполнителем. Кроме того, формирование средств такой формы является наиболее технологичным.

В случае, когда средства для поступления воды в контейнер с наполнителем выполнены в виде щелей на поверхностях составных элементов, особенно в виде вертикально ориентированных, легче отрегулировать их смещение на поверхностях соседних составных элементов входного фильтра относительно друг друга. Равномерность поступления фильтруемой воды в корпус с наполнителем обеспечивается при этом достаточным количеством этих щелей по окружности корпуса модуля.

В частном случае выполнения фильтрационного модуля по этим двум вариантам минимальный размер смещения средств для поступления воды в контейнер с наполнителем на поверхностях соседних составных элементов входного фильтра относительно друг друга превышает размер самих этих средств, т.е. размер отверстий или щелей. Это формирует полностью лабиринтное прохождение жидкости через входной фильтр, а не напрямую, что препятствует высыпанию частиц сухого наполнителя при транспортировке модуля и исключает образование водяной взвеси мелких частиц наполнителя на поверхности фильтра в процессе очистки воды.

При этом в частных случаях выполнения фильтрационного модуля по этим двум вариантам средства для оттока воздуха из контейнера с наполнителем выполнены в основаниях составных элементов, в частности, либо в виде отверстий, либо в виде щелей, расположенных по периметру в количестве не менее двух. Выполнение не менее двух средств для оттока воздуха из контейнера в основаниях составных элементов, которые расположены по периметру контейнера, обеспечивает равномерность оттока воздуха, а также является очень удобным технологически. При этом форма не имеет большого значения, а определяется конкретной технологией изготовления.

В других частных случаях выполнения фильтрационного модуля по этим двум вариантам средствами для оттока воздуха из контейнера с наполнителем снабжена верхняя часть поверхности объемных составных элементов входного фильтра, причем эти средства, в частности, выполнены в виде отверстий или щелей. Форма выполнения средств для оттока воздуха из контейнера с наполнителем не имеет большого значения, а определяется конкретной технологией изготовления входного фильтра.

При этом при выполнении фильтрационного модуля по 1-му варианту в случае, когда составные элементы обращены по отношению к основанию выпуклостью вниз, в сторону контейнера с наполнителем, средства для оттока воздуха расположены на выпуклой поверхности, ближе к основанию; в случае, когда составные элементы обращены по отношению к основанию выпуклостью вверх, в сторону крышки, средства для оттока воздуха расположены в верхней части выпуклой поверхности, у «макушки».

При выполнении фильтрационного модуля по 2-му варианту в случае, когда составные элементы обращены по отношению к основанию выпуклостью в центральной части вниз, в сторону контейнера с наполнителем, средства для оттока воздуха расположены на поверхности выступа по периметру, находящегося над уровнем основания; в случае, когда составные элементы обращены по отношению к основанию выпуклостью в центральной части вверх, в сторону крышки, средства для оттока воздуха расположены на ее поверхности.

В частных случаях выполнения фильтрационного модуля по этим двум вариантам средства для оттока воздуха из контейнера с наполнителем, расположенные в основаниях или на объемных поверхностях по крайней мере двух соседних составных элементов входного фильтра, выполнены со смещением относительно друг друга. Это формирует лабиринтное прохождение воздуха из контейнера и препятствует возможному попаданию частиц наполнителя через эти средства за пределы входного фильтра модуля.

В частном случае выполнения фильтрационного модуля по этим двум вариантам средства для оттока воздуха из контейнера с наполнителем выполнены по меньшей мере в одном из оснований составных элементов входного фильтра. При этом составные элементы, выполненные без оснований, за счет зазора между элементами имеют кольцевую щель, через которую проходит воздух. Остальные составные элементы, выполненные с глухими основаниями, снабжены средствами для оттока воздуха на своей поверхности в верхней части входного фильтра или средствами для поступления воды, расположенными в том числе на поверхности в верхней части входного фильтра.

При этом при выполнении фильтрационного модуля по 1-му варианту в случае, когда составные элементы обращены по отношению к основанию выпуклостью вниз, в сторону контейнера с наполнителем, средства для оттока воздуха или частично средства для поступления воды расположены на выпуклой поверхности, ближе к основанию; в случае, когда составные элементы обращены по отношению к основанию выпуклостью вверх, в сторону крышки, средства для оттока воздуха или частично средства для поступления воды расположены в верхней части выпуклой поверхности, у «макушки».

При выполнении фильтрационного модуля по 2-му варианту в случае, когда составные элементы обращены по отношению к основанию выпуклостью в центральной части вниз, в сторону контейнера с наполнителем, средства для оттока воздуха или частично средства для поступления воды расположены на поверхности выступа по периметру, находящегося над уровнем основания; в случае, когда составные элементы обращены по отношению к основанию выпуклостью в центральной части вверх, в сторону крышки, средства для оттока воздуха или частично средства для поступления воды расположены на ее поверхности.

В другом частном случае выполнения фильтрационного модуля по этим двум вариантам средства для оттока воздуха из контейнера с наполнителем выполнены на объемной поверхности по меньшей мере одного составного элемента входного фильтра. При этом составные элементы, выполненные без оснований, за счет зазора между элементами имеют кольцевую щель, через которую проходит воздух. Остальные составные элементы, выполненные с основаниями, снабжены средствами для оттока воздуха в основаниях или средствами для поступления воды, расположенными в том числе на поверхности в верхней части входного фильтра.

При этом при выполнении фильтрационного модуля по 1-му варианту в случае, когда составные элементы обращены по отношению к основанию выпуклостью вниз, в сторону контейнера с наполнителем, средства для поступления воды расположены на выпуклой поверхности, частично ближе к основанию; в случае, когда составные элементы обращены по отношению к основанию выпуклостью вверх, в сторону крышки, средства для поступления воды расположены частично в верхней части выпуклой поверхности, у «макушки».

При выполнении фильтрационного модуля по 2-му варианту в случае, когда составные элементы обращены по отношению к основанию выпуклостью в центральной части вниз, в сторону контейнера с наполнителем, средства для поступления воды частично расположены на поверхности выступа по периметру, находящегося над уровнем основания; в случае, когда составные элементы обращены по отношению к основанию выпуклостью в центральной части вверх, в сторону крышки, средства для поступления воды частично расположены на ее поверхности.

В указанных частных случаях выполнения фильтрационного модуля по этим двум вариантам конструкция входного фильтра обеспечивает отток воздуха из контейнера с наполнителем для преодоления воздушной пробки, что улучшает процесс фильтрации и повышает качество фильтрованной воды.

В частном случае выполнения фильтрационного модуля по этим двум вариантам основание по меньшей мере одного составного элемента входного фильтра, расположенное по периметру контейнера, дополнительно снабжено манжетой. Наличие манжеты улучшает уплотнение при установке входного фильтра (по крайней мере одного его составного элемента) в контейнер, что предотвращает возможность попадания мелких частиц наполнителя через соединительные щели.

Таким образом, конструкция входного фильтра модуля, выполненного по 1-му и 2-му вариантам как в общем, так и в частных случаях, позволяет предотвратить наличие краевого эффекта и обеспечивает отток воздуха из контейнера с наполнителем, обеспечивая беспрепятственный процесс фильтрации, что в результате повышает качество фильтрованной воды при использовании заявляемого модуля.

Сопоставительный анализ конструкции фильтрационного модуля, выполненного по 1-му и 2-му вариантам, с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа и решает поставленную задачу.

Поставленная задача также решается за счет того, что в третьем варианте исполнения фильтрационный модуль содержит контейнер с наполнителем, крышку и входной фильтр, причем дно контейнера имеет по меньшей мере одно отверстие для выхода очищенной воды из модуля, крышка имеет по меньшей мере одно отверстие для поступления воды в модуль и по крайней мере одно отверстие для выхода воздуха, входной фильтр выполнен объемным на основании, расположенном по периметру контейнера, причем фильтр выполнен в виде сетчатого материала на жестком выпуклом каркасе с закреплением краев по периметру контейнера к основанию и обращен выпуклостью по отношению к своему основанию в одну сторону, при этом, согласно изобретению, входной фильтр снабжен средствами для оттока воздуха из контейнера с наполнителем в количестве не менее двух, а в частном случае выполнения - предпочтительно в количестве трех.

В частных случаях выполнения фильтрационного модуля по этому варианту входной фильтр может быть обращен по отношению к своему основанию выпуклостью либо вниз, в сторону контейнера с наполнителем, либо вверх, в сторону крышки.

При этом в частных случаях выполнения фильтрационного модуля по этому варианту средства для оттока воздуха из контейнера с наполнителем могут быть выполнены в виде либо отверстий в основании входного фильтра, расположенных по периметру, либо в виде зазоров, образованных за счет прерывистого закрепления сетчатого материала к основанию входного фильтра, которые в частном случае расположены в местах крепления элементов жесткого каркаса входного фильтра к этому основанию, либо в виде прорезей в сетчатом материале, преимущественно в верхней части входного фильтра.

В частном случае выполнения фильтрационного модуля по этому варианту основание входного фильтра, расположенное по периметру контейнера, дополнительно имеет манжету.

В заявляемом модуле, выполненном по 3-му варианту, представлен фильтрационный модуль с входным фильтром, который выполнен в виде сетчатого материала на жестком выпуклом каркасе. При этом форма выпуклости может быть любой, например, представлять в сечении конус, округлую, ломаную или прямоугольную фигуру.

Объемный каркас фильтра любой формы, строго фиксирующий его высоту, предназначен не только для обеспечения определенной высоты входного фильтра, придания ему той или иной формы, а также способствует натяжению сетчатого материала на каркасе, что необходимо для предотвращения каких-либо деформаций тканевого материала и фиксации положения последнего внутри модуля.

Фиксированная высота входного фильтра, которая определяется экспериментально с учетом материала, из которого изготовлен входной фильтр, и состава фильтрующего материала (наполнителя), обеспечивает перепад давлений, необходимый для преодоления сил поверхностного натяжения воды и оттока воздуха из контейнера с наполнителем, независимо от того, куда в частных случаях входной фильтр обращен выпуклостью по отношению к своему основанию: вниз, в сторону контейнера с наполнителем, либо вверх, в сторону крышки.

При этом в случае, когда входной фильтр обращен выпуклостью вниз, в сторону контейнера с наполнителем, происходит распределение потока поступающей для фильтрации воды: из центра по краям, что предотвращает краевой эффект после достаточно продолжительного неиспользования модуля и ссыхания наполнителя, когда протекание воды происходит через образовавшиеся щели по краям контейнера между наполнителем и контейнером, минуя наполнитель.

В случае, когда входной фильтр обращен выпуклостью вверх, в сторону крышки, во-первых, происходит равномерное распределение потока поступающей для фильтрации воды по всей поверхности наполнителя в контейнере, что также приводит к предотвращению краевого эффекта, а, во-вторых, в связи с тем, что требуемая высота входного фильтра, обеспечивающая необходимый перепад давления, расположена между контейнером и крышкой, в контейнере может быть помещено большее количество наполнителя, что улучшает фильтрацию и повышает ресурс использования модуля.

В заявляемом модуле предусмотрены специальные средства для преодоления воздушной пробки, обеспечивающие выравнивание давления воды на входе и подпора воздуха снизу, количество которых для обеспечения равномерности оттока воздуха из контейнера с наполнителем должно быть в количестве не менее двух, а в частном случае выполнения - предпочтительно в количестве трех.

В частных случаях заявляемого технического решения раскрыты формы выполнения специальных средств для оттока воздуха из контейнера с наполнителем. В качестве таких средств в одном частном случае использованы расположенные по периметру отверстия в основании входного фильтра. В другом частном случае - зазоры, образованные за счет прерывистого закрепления сетчатого материала к основанию входного фильтра, которые в частном случае расположены в местах крепления элементов жесткого каркаса входного фильтра к этому основанию. Еще в одном частном случае - прорези в сетчатом материале, преимущественно в верхней части входного фильтра. Эти зазоры и прорези для выхода воздуха представляют собой, по сути, клапаны, которые, пропуская пузырьки воздуха, открываются, а после их выхода закрываются.

Использовани