Узел хранения фильтрованной воды для накопительного устройства системы очистки воды, накопительное устройство системы очистки воды (варианты), система очистки воды (варианты)
Иллюстрации
Показать всеИзобретения относятся к средствам для обработки воды, преимущественно питьевой воды, и могут быть использованы в бытовых системах очистки воды. Предложенный узел хранения фильтрованной воды для накопительного устройства системы очистки воды включает в себя корпус, расположенную в нем эластичную камеру для фильтрованной воды и образованную пространством между стенками камеры и корпуса зону нагнетания неочищенной воды, причем эластичная камера выполнена из термоэластопласта и состоит из выполненных заедино тела камеры и горловины, жестко закрепленной в корпусе, причем тело камеры выполнено из модифицированного термоэластопласта двухосноориентированной структуры, в частности из термопластичных полиолефиновых эластомеров или термопластичных стирольных эластомеров. Также группа изобретений включает 2 варианта Накопительного устройства системы очистки воды и 2 варианта Системы очистки воды, включающей накопительное устройство и узел хранения фильтрованной воды. Изобретения предложенной группы обеспечивают повышение надежности средства очистки и высокое качество очистки воды. 5 н. и 27 з.п. ф-лы, 5 ил.
Реферат
Изобретения относятся к средствам для обработки воды, преимущественно питьевой воды, и могут быть использованы в бытовых системах очистки воды.
Известны бытовые обратноосмотические системы с накопительным устройством для воды, которое содержит размещенную во внешнем корпусе накопительной емкости эластичную оболочку, герметично разделяющую его полость на две части: внутреннюю, циклически изменяющую свой объем в зависимости от количества в ней очищенной воды, и внешнюю между оболочкой и корпусом накопительной емкости, а также содержит клапан управления нагнетанием воды во внешнюю полость и клапан управления отводом воды из этой полости в дренаж.
Из уровня техники известен ряд патентов США (№№4,579,242; 4,585,554; 4,604,194; 4,629,568; 4,650,586; 4,705,625; 4,776,952; 4,885,085; 4,997,553; 5,662793 и др.), в которых описаны системы очистки воды с накопительными устройствами для воды, содержащими воздушную полость.
При этом в системах очистки воды используются механические клапаны (например, патент США №4,997,553), клапаны поршневого типа (например, патент США №3,887,463), клапаны мембранного типа (например, патент США №4,190,537).
Однако практическая реализация этих устройств затруднена, так как требуется сложная, высоконадежная система управления водо-водяным накопительным устройством.
Известна система очистки воды с использованием в ней устройства накопления чистой отфильтрованной воды, которые описаны в патенте США №6,764,595 от 20.07.2004 г. фирмы Kinetico Incorporated, и которые выбраны в качестве прототипа для системы и накопительного устройства.
Система включает обратноосмотическую мембрану, накопительный бак и узел управления (структурная схема приведена на фиг.3). Накопительный бак известной системы очистки воды снабжен эластичной оболочкой, расположенной внутри внешнего сосуда бака, которая предназначена для очищенной воды (фильтрата или пермиата), и зоной нагнетания, образованной в пространстве между оболочкой и корпусом сосуда. В системе очистки воды вход обратноосмотической мембраны предназначен для подачи водопроводной воды под давлением, а выход обратноосмотической мембраны, связанный с полостью оболочки накопительной емкости, соединен с помощью отводящей трубки с краном чистой воды. Другой выход обратноосмотической мембраны связан сливом с дренажом, куда отводится вода с отфильтрованными примесями (концентрат). Для регулирования процесса нагнетания воды в накопительный бак и сброса концентрата в дренаж система оснащена двумя управляющими клапанами, соединенными последовательно, один за другим. То есть узел управления системы содержит чувствительный к давлению воды автоматический первичный клапан управления нагнетанием воды (Pilot Valve), который имеет управляющую и управляемую камеры, а также исполнительный клапан управления дренажом (Servo Valve) с управляющей и управляемой камерами. Управляющая камера клапана управления нагнетанием воды соединена отводящей трубкой с краном чистой воды, а вход управляемой камеры связан с водопроводом. У клапана управления дренажом вход управляемой камеры связан с зоной нагнетания воды в накопительной емкости, а выход - с дренажом.
В описанной системе использованы клапаны комбинированного типа, которые приводятся в движение управляющим давлением через камеру, содержащую упругую мембрану, а переключение осуществляется поршневым золотником.
Наличие большого количества входов-выходов у клапанов узла управления, т.е. большое количество мест, требующих уплотнения, говорит о высокой степени риска возможных протечек в системе, что снижает надежность ее работы. При этом большое количество соединений в системе, а также схема подключения, при которой клапан управления нагнетанием воды напрямую не связан с накопительным баком, а только через клапан управления дренажом, позволяет сделать вывод о сложности узла управления системой очистки воды, что снижает надежность ее работы.
Кроме того, в накопительном устройстве существуют застойные зоны, по которым передается гидравлическое давление, но в которых вода не циркулирует. В этих зонах развиваются бактерии и микробы, проникающие со временем в магистраль чистой воды и ухудшающие ее качество.
Накопительные баки систем водоочистки содержат эластичные мембраны (оболочки, камеры), предназначенные для разделения объектов накопления и промежуточных объектов.
Существует группа конструкций бака с мембраной, имеющей уменьшенную по сравнению с габаритными размерами присоединительную часть - горловину. Такая конфигурация мембраны значительно упрощает присоединение к корпусу бака и организацию коммутации потоков, позволяет уменьшить размеры уплотняемой части, а соответственно усилия в элементах уплотнения. Также конфигурация с горловиной дает возможность вывести зону уплотнения мембраны из зоны соединения элементов корпуса бака, либо вовсе использовать цельный корпус бака.
Использование конструкции накопительного бака с эластичной мембраной в системе водоочистки известно, например, из описания к ранее указанному патенту США №US 6,764,595 фирмы Kinetico Incorporated.
Традиционно подобные мембраны производятся разными способами. Одним из способов является прямое или трансферное (литьевое) прессование резиновых смесей с последующим съемом вулканизованного изделия с пуансона через суженную горловину. Обладание некоторых типов резин свойством высокого относительного удлинения, а также фигурная в сечении форма пуансона позволяют осуществлять процесс съема без повреждения изделия. Недостатками этого способа являются энергоемкость и длительность процесса вулканизации изделия, а также высокая трудоемкость операции съема. Другим способом получения мембран является литье под давлением термопластичного эластомера с последующим съемом охлажденного изделия с пуансона через горловину. Однако меньшее в сравнении с резинами относительное удлинение термопластичных эластомеров значительно осложняет съем изделия и конструкцию пуансона. А технология литья под давлением при существенном снижении времени цикла ограничивает толщину стенки отливки, затрудняя получение мембраны с толщиной, минимально необходимой для выполнения ее функций.
В качестве прототипа выбран узел хранения фильтрованной воды, описанный в патенте США №US 4,997,553 от 05.03.1991 г., который содержит корпус (резервуара), внутрь которого помещена эластичная оболочка, выполненная из термостастического эластомера и закрепленная на корпусе с помощью горловины, которая герметично отделяет внутреннюю полость, предназначенную для хранения чистой воды, от объема между стенками корпуса и стенками оболочки для нагнетания туда технической воды.
В процессе эксплуатации тело мембраны циклически сжимается и расширяется, меняя разделяемые ею объемы, тогда как горловина остается жестко закрепленной в баке, обеспечивая уплотнение. Отсюда возникают отличные требования к механическим свойствам различных частей мембраны: тело мембраны должно быть более прочным, эластичным и износостойким, а горловина более жесткой. В прототипе эта проблема не решена.
Задачей группы заявляемых изобретений является создание системы для очистки воды, а также устройства и блоков, используемых в этой системе, обладающих повышенной надежностью и обеспечивающих высокое качество очистки воды.
Поставленная задача решается за счет того, что узел хранения фильтрованной воды для накопительного устройства системы очистки воды, включающий корпус, расположенную в нем эластичную камеру для фильтрованной воды и образованную пространством между стенками камеры и корпуса зону нагнетания, причем эластичная камера выполнена из термоэластопласта и состоит из выполненных заедино горловины, жестко закрепленной в корпусе, и тела камеры, согласно изобретению содержит тело камеры, выполненное из модифицированного термоэластопласта двухосноориентированной структуры.
Эластичная камера (мембрана) в узле хранения фильтрованной воды для накопительного устройства системы очистки воды герметично разделяет полость корпуса на две части: внутреннюю для фильтрованной воды и пространство между ее стенками и стенками корпуса для нагнетания туда неочищенной воды. В процессе эксплуатации эластичное тело камеры-мембраны циклически сжимается и расширяется, меняя разделяемые ею объемы, тогда как горловина остается жестко закрепленной в корпусе. При этом материал тела камеры имеет двухосноориентированную структуру полимера, полученную в процессе изготовления. Эластичная камера изготавливается методом двухстадийного раздувного формования. На первой стадии литьем под давлением термопластичного эластомера получается малогабаритная заготовка, в которой уже сформирована горловина будущей камеры. На второй стадии разогретая заготовка фиксируется за горловину и раздувается до конечных размеров. Таким образом, на второй стадии материал горловины не претерпевает изменений, а материал тела камеры модифицируется, причем температуры и скорость растяжения определяются из условий проведения холодной ориентационной кристаллизации. Указанные процессы описаны в литературе: 1. Г.М.Бартенев, С.Я.Френкель. Физика полимеров. Л.: Химия, 1990; 2. Дж.X.Бристон, Л.Л.Катан. Полимерные пленки. М.: Химия, 1993; 3. В.Е.Гуль, В.Н.Кулезнев. Структура и механические свойства полимеров. М.: Издательство «Лабиринт», 1994.
Такая модификация надмолекулярной структуры полимера (далее НМС) приводит к снижению хрупкости (возрастает ударная прочность), усилению пластичности, повышению усталостной прочности при изгибе, следовательно, значительно повышает стойкость камеры к циклическим нагрузкам в процессе эксплуатации. Наличие ориентированной структуры полимера повышает также барьерные свойства стенок и таким образом снижает вероятность диффузии химических веществ через стенки камеры [1], [2], [3].
В частных случаях выполнения стенки тела камеры узла хранения фильтрованной воды имеют по меньшей мере на 20% меньшую толщину, чем стенки его горловины; стенки имеют предпочтительно толщину от 0,1 до 5 мм, а наиболее предпочтительно - от 0,3 до 2 мм. Все цифры получены экспериментально. Модификация НМС материала тела камеры позволяет иметь меньшую толщину стенок тела, по сравнению с горловиной мембраны. Это придает телу камеры дополнительную гибкость, тогда как горловина, оставаясь утолщенной, позволяет обеспечивать жесткость закрепления и герметичное уплотнение в корпусе. Большая жесткость горловины способствует организации потоков внутри корпуса узла хранения фильтрованной воды, не позволяя гибкому телу камеры перекрывать входные и выходные отверстия. Уменьшение толщины стенок тела камеры также снижает массу изделия.
В частном случае выполнения стенки тела камеры узла хранения фильтрованной воды выполнены из термоэластопласта двухосноориентированной структуры, выбранного предпочтительно из группы термопластичных полиолефиновых эластомеров или термопластичных стирольных эластомеров. Такой выбор определен экспериментально, как оптимальный для использования материала в указанных целях. В качестве конкретного материала камеры может быть использован термопластичный эластомер, например Dryflex 600601 (Nolato Elastotechnic).
Следовательно, применение описанной конструкции эластичной камеры позволяет повысить стойкость к циклическим нагрузкам в процессе эксплуатации, уменьшить массу изделия, повысить барьерные свойства камеры. Это, в свою очередь, приводит к повышению надежности и более высокому качеству очистки воды.
Поставленная задача решается также за счет того, что в 1-м варианте исполнения накопительное устройство системы очистки воды содержит узел хранения фильтрованной воды и блок гидроавтоматики, причем узел хранения фильтрованной воды представляет собой корпус с расположенной внутри него эластичной камерой для фильтрованной воды и образованную пространством между стенками камеры и корпуса зону нагнетания неочищенной (водопроводной) воды, а блок гидроавтоматики содержит чувствительный к давлению воды автоматический клапан управления нагнетанием воды в зоне нагнетания в корпусе узла хранения фильтрованной воды с управляющей и управляемой камерами, и автоматический клапан управления дренажом с управляющей и управляемой камерами, причем вход управляющей камеры клапана управления нагнетанием воды предназначен для соединения с магистралью очищенной воды, вход управляемой камеры этого клапана предназначен для подсоединения к водопроводу, вход управляемой камеры клапана управления дренажом соединен с зоной нагнетания воды в корпусе узла хранения фильтрованной воды, а его выход предназначен для соединения с дренажом, при этом согласно изобретению выход управляемой камеры клапана управления нагнетанием воды соединен с зоной нагнетания воды в корпусе узла хранения фильтрованной воды, а вход управляющей камеры клапана управления дренажом предназначен для соединения с магистралью очищенной воды, причем клапан управления нагнетанием воды нормально открыт, а клапан управления дренажом нормально закрыт.
В накопительном устройстве, описанном в прототипе (патент США №US 6,764,595 фирмы Kinetico Incorporated) блок гидроавтоматики работает следующим образом. При повышении давления в магистрали чистой воды (кран чистой воды закрыт) управляющий (первичный) клапан (Pilot Valve) приходит в состояние, при котором исполнительный клапан (Servo Valve) в отношении соединения с дренажом - открыт, вследствие чего вода из зоны нагнетания в корпусе узла хранения фильтрованной воды через этот клапан поступает в дренаж, давление неочищенной воды на стенки эластичной камеры в узле хранения уменьшается, эластичная камера заполняется чистой фильтрованной водой. При открытом кране чистой воды давление в магистрали чистой воды уменьшается, управляющий (первичный) клапан (Pilot Valve) изменяет свое состояние таким образом, что исполнительный клапан (Servo Valve) в отношении соединения с дренажом закрывается, а в отношении соединения с линией водопровода - открывается, в результате чего водопроводная вода через этот клапан поступает в зону нагнетания узла хранения, оказывает давление на стенки эластичной камеры и выдавливает оттуда фильтрованную воду в магистраль чистой воды.
Таким образом, в прототипе автоматические клапаны блока гидроавтоматики подсоединены к узлу хранения фильтрованной воды последовательно, т.е. при изменении давления в магистрали очищенной воды, сначала изменяет свое состояние управляющий (первичный) клапан (Pilot Valve), а затем благодаря последовательному соединению выхода управляемой камеры этого клапана со входом управляющей камеры исполнительного клапана (Servo Valve), происходит изменение состояния этого второго клапана, который соединен с зоной нагнетания воды в корпусе узла хранения.
В заявляемом накопительном устройстве по 1-му варианту блок гидроавтоматики работает следующим образом. При закрытом кране чистой воды (повышении давления в магистрали чистой воды) клапан управления нагнетанием закрыт, а клапан управления дренажом открыт, в результате чего неочищенная вода из зоны нагнетания узла хранения воды через этот клапан сливается в дренаж, давление неочищенной воды на стенки эластичной камеры в узле хранения уменьшается, эластичная камера заполняется чистой фильтрованной водой. При открытом кране чистой воды давление в магистрали чистой воды падает, клапан управления нагнетанием открывается, а клапан управления дренажом закрывается, в результате чего водопроводная вода через этот клапан поступает в зону нагнетания узла хранения, оказывает давление на стенки эластичной камеры и выдавливает оттуда фильтрованную воду в магистраль чистой воды.
То есть в заявляемом накопительном устройстве входы управляющих камер обоих автоматических клапанов (управления нагнетанием и управления дренажом) предназначены для соединения с магистралью очищенной воды, а выходы управляемых камер этих клапанов соединены с зоной нагнетания воды в корпусе узла хранения фильтрованной воды. Таким образом можно сказать, что автоматический клапан управления нагнетанием воды и автоматический клапан управления дренажом соединены с зоной нагнетания воды в корпусе узла хранения фильтрованной воды параллельно.
При последовательном соединении автоматических клапанов блока гидроавтоматики к узлу хранения фильтрованной воды в накопительном устройстве прототипа существуют застойные, так называемые «мертвые» зоны, по которым передается гидравлическое давление, но в которых вода не циркулирует, а именно:
- соединение магистрали очищенной воды со входом управляющей камеры управляющего (первичного) клапана (Pilot Valve) (в заявленном решении - клапанов управления нагнетанием воды и управления дренажом);
- соединение водопровода со входом управляемой камеры управляющего (первичного) клапана (Pilot Valve) (в заявленном решении - клапана управления нагнетанием воды) от точки ответвления этого соединения на один из входов управляемой камеры исполнительного клапана (Servo Valve) (в заявленном решении - клапана управления дренажом);
- соединение одного из выходов управляемой камеры управляющего (первичного) клапана (Pilot Valve) (в заявленном решении - клапана управления нагнетанием воды) со входом управляющей камеры исполнительного клапана (Servo Valve) (в заявленном решении - клапана управления дренажом) - в заявленном решении это соединение отсутствует;
- соединение одного из выходов управляемой камеры управляющего (первичного) клапана (Pilot Valve) (в заявленном решении - клапана управления нагнетанием воды) с дренажом - в заявленном решении это соединение отсутствует.
В этих зонах развиваются бактерии и микробы, проникающие со временем в магистраль чистой воды и ухудшающие ее качество. В заявляемом устройстве, выполненном по 1-му варианту, все указанные застойные зоны, кроме первой, отсутствуют, что приводит к повышению качества фильтрованной воды.
Заявляемая схема накопительного устройства позволяет использовать в качестве автоматических клапанов блока гидроавтоматики клапаны другой конструкции по сравнению с клапанами, используемыми в прототипе. Там использованы клапаны золотникового типа, в которых чистая отфильтрованная вода (пермиат) и неочищенная (водопроводная) вода отделены друг от друга только тонкой мембраной, в случае нарушения которой микробы из водопроводной воды могут попасть в отфильтрованную воду. В заявляемом устройстве использованы автоматические клапаны с гибкими мембранами, в которых между чистой и водопроводной водой есть воздушная полость (связана с атмосферой), которая предохраняет от проникновения микробов в отфильтрованную воду и в кран чистой воды в случае возможного повреждения мембраны.
Кроме того, для осуществления заявляемого накопительного устройства в качестве автоматических клапанов блока гидроавтоматики использованы клапаны с одним входом и одним выходом управляемой камеры по сравнению с тремя входами-выходами управляемой камеры клапанов у прототипа, что уменьшает количество соединений в заявленном устройстве, упрощает его конструкцию и повышает надежность работы устройства.
Поставленная задача решается также за счет того, что во 2-м варианте исполнения накопительное устройство системы очистки воды содержит узел хранения фильтрованной воды и блок гидроавтоматики, причем узел хранения фильтрованной воды представляет собой корпус с расположенной внутри него эластичной камерой для фильтрованной воды и образованную пространством между стенками камеры и корпуса зону нагнетания неочищенной (водопроводной) воды, а блок гидроавтоматики содержит чувствительный к давлению воды автоматический клапан управления нагнетанием воды в зоне нагнетания в корпусе узла хранения фильтрованной воды с управляющей и управляемой камерами, и автоматический клапан управления дренажом с управляющей и управляемой камерами, при этом согласно изобретению клапан управления нагнетанием воды в зоне нагнетания в корпусе узла хранения фильтрованной воды и клапан управления дренажом конструктивно объединены и имеют единую управляющую камеру, причем вход и выход управляющей камеры предназначены для подключения в линию чистой воды, управляемые камеры клапана управления нагнетанием воды и клапана управления дренажом подсоединены к управляющей камере параллельно, причем клапан управления нагнетанием воды нормально открыт, а клапан управления дренажом нормально закрыт, при этом вход управляемой камеры клапана управления нагнетанием воды предназначен для подсоединения к водопроводу, а выход соединен с зоной нагнетания в корпусе узла хранения фильтрованной воды, вход управляемой камеры клапана управления дренажом соединен с зоной нагнетания в корпусе узла хранения фильтрованной воды, а ее выход предназначен для связи с дренажом.
В накопительном устройстве, описанном в прототипе (патент США №US 6,764,595 фирмы Kinetico Incorporated) блок гидроавтоматики работает таким образом, как это описано выше (в 1-м варианте).
В заявляемом накопительном устройстве по 2-му варианту блок гидроавтоматики работает следующим образом. При закрытом кране чистой воды происходит повышение давления в магистрали чистой воды, на что реагирует единая управляющая камера обоих автоматических клапанов, вход и выход которой предназначены для подключения в линию чистой воды, при этом клапан управления нагнетанием воды устанавливается в закрытое положение, а клапан управления дренажом - в открытое, в результате чего неочищенная вода из зоны нагнетания узла хранения воды через этот клапан сливается в дренаж, давление неочищенной воды на стенки эластичной камеры в узле хранения уменьшается, эластичная камера заполняется чистой фильтрованной водой. При открытом кране чистой воды давление в магистрали чистой воды падает, клапан управления нагнетанием открывается, а клапан управления дренажом закрывается, в результате чего водопроводная вода через этот клапан поступает в зону нагнетания узла хранения, оказывает давление на стенки эластичной камеры и выдавливает оттуда фильтрованную воду в магистраль чистой воды.
То есть в заявляемом накопительном устройстве, выполненном по 2-му варианту, когда вход и выход единой управляющей камеры обоих автоматических клапанов (управления нагнетанием и управления дренажом) предназначены для подсоединения к магистрали чистой воды, а выходы управляемых камер обоих этих клапанов соединены с зоной нагнетания воды в корпусе узла хранения фильтрованной воды, можно сказать, что автоматический клапан управления нагнетанием воды и автоматический клапан управления дренажом соединены с зоной нагнетания воды в корпусе узла хранения фильтрованной воды параллельно.
Таким образом, в накопительном устройстве, выполненном по 2-му варианту, две независимые управляющие камеры автоматических клапанов заменены одной, что упрощает схему, ведет к уменьшению гидравлических соединений, а значит, уменьшает риск внешних протечек. При этом уменьшается себестоимость изготовления устройства за счет уменьшения количества мест, требующих уплотнения.
В этом случае выполнения накопительного устройства по 2-му варианту, как и в 1-м варианте, управляющая камера отделена от управляемой части воздушной полостью, связанной с атмосферой, что делает невозможным перетекание воды из одной полости в другую, исключая таким образом в случае повреждения разделительной мембраны попадание неочищенной воды (содержащей бактерии и вирусы) в очищенную воду для пользователя.
Кроме того, в накопительном устройстве, выполненном по 2-му варианту, отсутствуют застойные зоны (места, в которых отсутствует течение воды), перечисленные при описании накопительного устройства по 1-му варианту, в т.ч. зона, которая оставалась в устройстве по 1-му варианту, а именно - соединение магистрали чистой воды с объединенной управляющей камерой клапанов гидроблока (в прототипе - управляющего (первичного) клапана (Pilot Valve). To есть в заявляемом накопительном устройстве, выполненном по 2-му варианту, «мертвые» зоны вообще отсутствуют, что приводит к еще большему повышению качества фильтрованной воды.
В частных случаях выполнения накопительного устройства системы очистки воды, исполненного как по варианту 1, так и по варианту 2, стенки тела камеры узла хранения фильтрованной воды выполнены из термоэластпласта двухосноориентированной структуры.
Как указывалось ранее, использование в качестве материала тела камеры модифицированного полимера двухосноориентированной структуры, полученной в процессе изготовления, приводит к снижению хрупкости, усилению пластичности, повышению усталостной прочности при изгибе, а следовательно - к повышению стойкости камеры к циклическим нагрузкам в процессе эксплуатации. Наличие ориентированной структуры полимера повышает также барьерные свойства стенок и таким образом снижает вероятность диффузии химических веществ через стенки камеры.
В частных случаях выполнения накопительного устройства системы очистки воды, исполненного как по варианту 1, так и по варианту 2, стенки тела камеры узла хранения фильтрованной воды, выполненные из термоэластпласта двухосноориентированной структуры, выбраны предпочтительно из группы термопластичных полиолефиновых эластомеров или термопластичных стирольных эластомеров. Как указывалось ранее, такой выбор определен экспериментально, как оптимальный для использования материала в указанных целях.
В частных случаях выполнения накопительного устройства системы очистки воды, исполненного как по варианту 1, так и по варианту 2, стенки тела камеры узла хранения фильтрованной воды имеют по меньшей мере на 20% меньшую толщину, чем стенки его горловины; стенки имеют предпочтительно толщину от 0,1 до 5 мм, а наиболее предпочтительно - от 0,3 до 2 мм. Как указывалось ранее, все числовые значения получены экспериментальным путем и являются оптимальными для данных целей.
Сопоставительный анализ накопительного устройства, 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 1-м варианте система очистки воды содержит обратноосмотическую мембрану, отводящую трубку чистой воды, слив для воды с примесями, кран чистой воды и накопительное устройство, включающее узел хранения фильтрованной воды и блок гидроавтоматики, причем узел хранения фильтрованной воды представляет собой корпус с расположенной внутри него эластичной камерой для фильтрованной воды и образованную пространством между стенками камеры и корпуса зону нагнетания неочищенной (водопроводной) воды, а блок гидроавтоматики содержит чувствительный к давлению воды автоматический клапан управления нагнетанием воды в зоне нагнетания в корпусе узла хранения фильтрованной воды с управляющей и управляемой камерами, и автоматический клапан управления дренажом с управляющей и управляемой камерами, причем вход обратноосмотической мембраны подсоединен к водопроводу с водой под давлением, выход обратноосмотической мембраны с очищенной водой (пермиат) соединен с помощью отводящей трубки с краном чистой воды и с внутренней полостью эластичной камеры в корпусе узла хранения фильтрованной воды, выход обратноосмотической мембраны с водой с отфильтрованными примесями (концентрат) соединен сливом с дренажом, управляющая камера клапана управления нагнетанием воды соединена с отводящей трубкой для очищенной воды, вход управляемой камеры этого клапана подсоединен к водопроводу, вход управляемой камеры клапана управления дренажом соединен с зоной нагнетания воды в корпусе узла хранения фильтрованной воды, а его выход - с дренажом, согласно изобретению выход управляемой камеры клапана управления нагнетанием воды соединен с зоной нагнетания воды в корпусе узла хранения фильтрованной воды, а вход управляющей камеры клапана управления дренажом подсоединен к отводящей трубке чистой воды перед краном, причем клапан управления нагнетанием воды нормально открыт, а клапан управления дренажом нормально закрыт.
Поставленная задача также решается за счет того, что во 2-м варианте система очистки воды содержит обратноосмотическую мембрану, отводящую трубку чистой воды, слив для воды с примесями, кран чистой воды и накопительное устройство, включающее узел хранения фильтрованной воды и блок гидроавтоматики, причем узел хранения фильтрованной воды представляет собой корпус с расположенной внутри него эластичной камерой для фильтрованной воды и образованную пространством между стенками камеры и корпуса зону нагнетания неочищенной (водопроводной) воды, а блок гидроавтоматики содержит чувствительный к давлению воды автоматический клапан управления нагнетанием воды в корпусе узла хранения фильтрованной воды с управляющей и управляемой камерами, и автоматический клапан управления дренажом с управляющей и управляемой камерами, причем вход обратноосмотической мембраны подсоединен к водопроводу с водой под давлением, выход обратноосмотической мембраны с очищенной водой (пермиат) соединен через отводящую трубку с краном чистой воды и с внутренней полостью эластичной камеры в корпусе узла хранения фильтрованной воды, а выход обратноосмотической мембраны с водой с отфильтрованными примесями (концентрат) соединен сливом с дренажом, согласно изобретению клапан управления нагнетанием воды в зоне нагнетания в корпусе узла хранения фильтрованной воды и клапан управления дренажом конструктивно объединены и имеют единую управляющую камеру, причем управляющая камера по входу и выходу подключена в линию отводящей трубки чистой воды перед краном чистой воды, управляемые камеры клапана управления нагнетанием воды и клапана управления дренажом подсоединены к управляющей камере параллельно, причем клапан управления нагнетанием воды нормально открыт, а клапан управления дренажом нормально закрыт, при этом вход управляемой камеры клапана управления нагнетанием воды подсоединен к водопроводу, а выход - к зоне нагнетания в корпусе узла хранения фильтрованной воды, вход управляемой камеры клапана управления дренажом соединен с зоной нагнетания в корпусе узла хранения фильтрованной воды, а ее выход - с дренажом.
Таким образом, заявленная система очистки воды, выполненная по 1-му и 2-му вариантам, представляет собой обратноосмотическую систему с накопительным устройством, включающим узел хранения чистой воды и блок управления. При этом в системе очистки воды, выполненной по 1-му варианту, использовано описанное выше накопительное устройство по 1-му варианту, а в системе очистки воды по 2-му варианту - накопительное устройство, выполненное по 2-му варианту, также описанное выше.
В связи с этим заявленная система очистки воды, выполненная по 1-му и 2-му вариантам, обладает всеми указанными выше достоинствами и преимуществами перед системой, описанной в прототипе, которые приводят к упрощению в устройстве, увеличению надежности его работы и повышению качества фильтрованной воды, предназначенного для использования потребителем.
В частных случаях выполнения как по варианту 1, так и по варианту 2, система очистки воды дополнительно содержит префильтр, установленный перед обратноосмотической мембраной. Префильтр представляет собой один или несколько фильтров предварительной очистки водопроводной воды, очищающий ее от механических частиц (например, песка) и/или химических соединений (например, хлора), которые разрушают мембрану. То есть установка префильтра улучшает качество фильтрации воды и увеличивает срок службы обратноосмотической мембраны, т.е. повышает ресурс работы системы в целом.
В частных случаях выполнения как по варианту 1, так и по варианту 2, система очистки воды дополнительно содержит запорный гидроуправляемый клапан, установленный перед обратноосмотической мембраной и соединенный с отводящей трубкой чистой воды.
Этот клапан перекрывает поступление воды на обратноосмотическую мембрану в том случае, когда в магистрали чистой воды расхода воды нет и эластичная камера узла хранения воды накопительного устройства полностью заполнена водой, т.к. в противном случае неочищенная вода проходит через мембрану и сливается в дренаж. То есть установка запорного гидроуправляемого клапана защищает обратноосмотическую мембрану от излишнего использования в указанных случаях, увеличивает ее срок службы, повышает качество фильтрации воды, увеличивает ресурс работы системы очистки воды и сберегает воду.
В частных случаях выполнения как по варианту 1, так и по варианту 2, система очистки воды дополнительно содержит обратный клапан, который установлен в линию чистой воды (пермиат) перед гидроблоком.
Дополнительная установка обратного клапана в системе очистки воды защищает клапаны гидроблока от ложного срабатывания в случае, когда падает давление в наполняемой камере узла хранения фильтрованной воды. Это, в свою очередь, защищает систему от излишнего расхода воды, сливаемой в дренаж, что увеличивает срок службы мембраны, повышает качество фильтрации воды и увеличивает ресурс работы всей системы.
В частных случаях выполнения как по варианту 1, так и по варианту 2, система очистки воды дополнительно содержит постфильтр, установленный в линию чистой воды (пермиат) перед краном.
Дополнительная установка постфильтра позволяет окончательно подготовить воду для ее использования потребителем (например, отсечь посторонние запахи, произвести насыщение воды определенными минералами), т.е. улучшает качество работы системы.
В частных случаях выполнения как по варианту 1, так и по варианту 2, тело камеры узла хранения фильтрованной воды в системе очистки воды выполнено из модифицированного термоэластопласта двухосноориентированной структуры, который, в частности, выбран предпочтительно из группы термопластичных полиолефиновых эластомеров или термопластичных стирольных эластомеров.
При этом, в частности, стенки тела камеры узла хранения фильтрованной воды имеют по меньшей мере на 20% меньшую толщину, чем стенки его горловины.
При этом, также в частности, стенки тела камеры узла хранения фильтрованной воды предпочтительно имеют толщину от 0,1 до 5 мм, а наиболее предпочтительно - от 0,3 до 2 мм.
Так как заявленная система очистки воды, выполненная по 1-му и 2-му вариантам, представляет собой обратноосмотическую систему с накопительным устройством для чистой воды, включающим узел хранения воды и блок управления, во всех частных случаях ее исполнения, в ней использован описанный выше узел хранения фильтрованной воды, выполненный в частных случаях, также описанных выше, использование которых позволяет получить дополнительные преимущества, которые были указаны при описании узла хранения фильтрованной воды в общем и частных его случаях.
Таким образом, заявленная система очистки воды, выполненная по 1-му и 2-му вариантам, обладает всеми указанными выше достоинствами и преимуществами перед системой, описанной в прототипе, которые приводят к повышению качества фильтрованной воды и повышению надежности работы системы в целом.
Заявляемая группа изобретений «Узел хранения фильтрованной воды для накопительного устройства системы очистки воды, накопительное устройство системы очистки воды (варианты), система очистки воды (варианты)» поясняется следующими чертежами.
На фиг.1 представлена структурная схема системы очистки воды по варианту 1 с использованием накопительного устройства по варианту 1 и узла хранения фильтрованной воды:
а) состояние при закрытом кране чистой воды;
б) состояние при открытом кране чистой воды.
На фиг.2 представлена структурная схема системы очистки воды по варианту 2 с использованием накопительного устройства по варианту 2 и узла хранения фильтрованной воды:
а) состояние при закрытом кране чистой воды;
б) состояние при открытом кране чистой воды.
На фиг.3 представлена структурная схема системы очистки воды фирмы «Kinetico» (прототип):
а) состояние при закрытом кране чистой воды;
б) состояние при открытом кране чистой вод