Переносной фильтр для очистки воды в полевых условиях - RU2271997C2

Описание

Изобретение относится к устройствам для фильтрования, а именно к переносным фильтрам, предназначенным для очистки воды в полевых, походных и боевых условиях.

Известно переносное устройство для фильтрования и очистки воды, включающее насос, обеспечивающий фильтрование перекачиваемой жидкости, содержащий корпус с входом и выходом, фильтр, установленный в корпусе на пути движения жидкости от входа к выходу, и закрепленный между входом и фильтром цилиндр, в котором находится поршень с выступающей наружу головкой и штоком. К корпусу одним концом прикреплен поворотный рычаг, снабженный стыковочным узлом для разъемного соединения с головкой поршня, и предназначенный для возвратно-поступательного перемещения поршня в цилиндре. Движение поршня в одном направлении вызывает всасывание жидкости, которая при этом проходит через цилиндр и фильтр, а при движении поршня в обратном направлении происходит нагнетание профильтрованной жидкости через выход. При этом фильтр выполнен в виде фильтра-патрона, очищающего воду от взвешенных частиц, и активированного угля, поглощающего хлорпроизводные и некоторые органические вещества (пат. США 5366642, МПК(6) В 01 D 35, 26).

Устройство позволяет фильтровать воду в полевых условиях без использования дополнительного источника энергии для перекачивания воды через фильтр, однако имеет ряд недостатков.

Для получения питьевой воды в полевых условиях в большинстве случаев требуется стерилизация воды, чего известное устройство не обеспечивает.

Кроме того, размещение фильтрующих элементов в известном фильтре на линии всасывания насоса гораздо менее эффективно, чем размещение фильтрующих элементов на линии нагнетания насоса. Это обусловлено тем, что гидравлическое сопротивление фильтрующих элементов возрастает по мере забивания их загрязнениями, а максимальный напор при размещении фильтрующих элементов на линии всасывания насоса равен вакууму, развиваемому насосом, что примерно составляет 0,5-0,7 кгс/см². Во втором же случае, при размещении фильтрующих элементов на линии нагнетания насоса, максимальный напор ограничен только прочностью элементов фильтра и возможным усилием на рычаге насоса, что на порядок выше, а именно - 3-5 кгс/см². Вследствие этого размещение фильтрующих элементов на линии нагнетания насоса позволяет получать заданную производительность при меньшей поверхности фильтрующих элементов, следовательно, фильтр может быть более компактным и легким, что весьма важно для переносных фильтров.

Известен переносной фильтр для очистки воды в полевых условиях, содержащий ручной поршневой насос, фильтрующие элементы, расположенные на линии нагнетания насоса, входной и выходной патрубки для подачи грязной и для отвода чистой воды. Переносной фильтр содержит корпус с крышкой, при этом фильтрующие элементы расположены коаксиально внутри корпуса, ручной поршневой насос размещен коаксиально в полости внутреннего фильтрующего элемента. Между корпусом и фильтрующими элементами имеется зазор для прохождения очищенной воды, причем входной и выходной патрубки расположены в верхней части корпуса фильтра. Корпус имеет съемную крышку с закрепленным на ней поршневым насосом (пат. Россия 2204433, МПК(7) В 01 D 35, 26, 2001.06.20).

Коаксиально расположенный поршневой насос создает разрежение, обеспечивающее всасывание очищаемой воды через входной патрубок и напор для ее прохождения в радиальном направлении через фильтрующие элементы к кольцевому зазору, по которому очищенная вода поступает к выходному патрубку. В зависимости от состава исходной воды фильтрующие элементы могут быть взяты в различной комбинации. Например, если необходимо очистить ее от взвешенных частиц, растворенных органических веществ, хлора и хлорпроизводных, то используют механический и сорбционный фильтрующие элементы. В случае необходимости более глубокой очистки используют комбинацию механического, сорбционного и мембранного фильтрующих элементов, обеспечивающую также задержание бактерий.

В процессе сбора очищенной воды при использовании данного фильтра предполагается нахождение возле источника исходной воды или водоема, что не всегда допустимо в полевых, в особенности, в боевых условиях. Это снижает как удобство использования, так и безопасность использования фильтра в полевых боевых условиях.

В месте с тем фильтр имеет цилиндрическую форму, что делает его неудобным в переноске в полевых условиях.

Кроме того, недостатком фильтра является его низкая ремонтопригодность, обусловленная тем, что для замены фильтрующих элементов или при поломке какого-либо узла необходимо разобрать все устройство в целом.

При использовании данного фильтра на открытых загрязненных водоемах в полевых условиях при опускании в водоем шланга, всасывающего воду, наиболее вероятен забор более грязной воды по сравнению с зачерпыванием ведром, что приводит к забиванию фильтра, преждевременному выходу его из строя и снижению его долговечности.

Из-за отсутствия рычага у поршневого насоса фильтр не обеспечивает достаточно большого перепада давления при нагнетании жидкости. В результате даже при незначительном загрязнении фильтра из-за недостатка усилия для продавливания жидкости фильтр выходит из строя, что снижает его долговечность. Кроме того, это не дает возможности использовать достаточно тонкую сетку в фильтрующих элементах и снижает тонкость фильтрации и степень очистки жидкости.

При этом данный фильтр может быть использован только по назначению.

Технической задачей, решаемой изобретением, является разработка переносного фильтра для очистки воды в полевых условиях, обеспечивающего повышение удобства и безопасности использования в полевых боевых условиях, повышение ремонтопригодности, повышение долговечности, а также повышение функциональности.

Технической задачей является также повышение компактности фильтра.

Следующей технической задачей является повышение тонкости фильтрации и степени очистки жидкости.

Технический результат достигается тем, что в известном переносном фильтре для очистки воды в полевых условиях, содержащем ручной поршневой насос, фильтрующие элементы, расположенные на линии нагнетания насоса, входной и выходной патрубки для подачи грязной и для отвода чистой воды согласно изобретению фильтр снабжен отдельной емкостью для наполнения грязной водой зачерпыванием, в которой закреплен ручной поршневой насос, и автономным фильтрующим блоком, выполненным в виде чемоданчика, снабженного защелками и патрубками для подачи грязной и для отвода чистой воды, в котором размещены по ходу движения жидкости фильтрующие элементы, при этом емкость снабжена выходным напорным патрубком, соединенным гибким рукавом с входным патрубком фильтрующего блока.

В частных случаях исполнения фильтр отличается следующими особенностями.

Согласно изобретению фильтрующие элементы, размещенные по ходу движения жидкости в чемоданчике, выполнены, по крайней мере, в виде трех ступеней очистки - металлосетчатого фильтра грубой очистки, металлосетчатого фильтра тонкой очистки и фильтра бактерицидного действия.

Согласно изобретению металлосетчатые фильтры грубой и тонкой очистки объединены общим корпусом.

Согласно изобретению чемоданчик снабжен крепежными элементами для присоединения емкости с насосом.

Согласно изобретению чемоданчик снабжен ручкой и лямкой для переноски.

Согласно изобретению чемоданчик снабжен гибким рукавом для подачи очищенной воды в емкость для сбора чистой воды.

Согласно изобретению емкость для наполнения грязной водой зачерпыванием выполнена в виде ведра прямоугольного сечения, закрытого крышкой с вырезом, предназначенным для забора воды, а ручной поршневой насос снабжен поворотным рычагом, шарнирно соединенным с выступающим из крышки концом штока насоса и самой крышкой емкости, и предназначенным для возвратно-поступательного перемещения поршня в цилиндре.

Согласно изобретению емкость для наполнения грязной водой зачерпыванием выполнена в виде складного ведра из резины.

Выполнение переносного фильтра для очистки воды в полевых условиях из двух автономных узлов - отдельной емкости для наполнения грязной водой зачерпыванием, в которой закреплен ручной поршневой насос, и автономного фильтрующего блока, выполненного в виде чемоданчика, снабженного защелками и патрубками для подачи грязной и для отвода чистой воды, в котором размещены по ходу движения жидкости фильтрующие элементы, - исключает необходимость нахождения возле водоема в процессе фильтрования после наполнения емкости исходной водой. Это повышает удобство и безопасность использования фильтра в полевых боевых условиях.

Такое выполнение обеспечивает повышение ремонтопригодности, так как для ремонта или замены вышедших из строя узлов нет необходимости разбирать все устройство в целом. Так для замены фильтрующих элементов, достаточно открыть чемоданчик простым нажатием на защелки и заменить вышедшие из строя фильтрующие элементы.

Соединение выходного напорного патрубка емкости для наполнения грязной водой гибким рукавом с входным патрубком фильтрующего блока обеспечивает работоспособность фильтра.

Кроме того, выполнение автономного фильтрующего блока в виде чемоданчика целесообразно с точки зрения компактности и удобства использования и переноски в походных условиях.

При использовании данного фильтра на открытых загрязненных водоемах в полевых условиях при зачерпывании исходной воды из водоема наиболее вероятен забор более чистой воды по сравнению с всасывание воды из водоема при помощи шланга. Это предохраняет фильтр от преждевременного засорения и преждевременного выхода его из строя. В итоге повышается долговечность фильтра.

Наличие отдельной емкости для наполнения грязной водой зачерпыванием повышает функциональность, так как емкость при необходимости может быть использована и отдельно от фильтра.

Размещение фильтрующих элементов по ходу движения жидкости в чемоданчике, и выполнение, по крайней мере, трех ступеней очистки - металлосетчатого фильтра грубой очистки, металлосетчатого фильтра тонкой очистки и фильтра бактерицидного действия - гарантирует высокую степень очистки воды и в то же время обеспечивает компактность автономного фильтрующего блока.

Выполнение металлосетчатых фильтров грубой и тонкой очистки в общем корпусе также целесообразно для повышения компактности автономного фильтрующего блока.

Снабжение чемоданчика крепежными элементами для присоединения емкости с насосом, а также ручкой и лямкой для переноски обеспечивает компактность и удобство при переноске.

Выполнение емкости для наполнения грязной водой зачерпыванием в виде ведра прямоугольного сечения, закрытого крышкой с вырезом, предназначенным для забора воды, также целесообразно для обеспечения компактности и удобства переноски.

Снабжение ручного поршневого насоса поворотным рычагом, шарнирно соединенным с выступающим из крышки концом штока насоса и самой крышкой емкости, предназначенным для возвратно-поступательного перемещения поршня в цилиндре, необходимо для создания достаточно большого перепада давления при нагнетании жидкости, необходимого для продавливания жидкости через фильтрующие элементы при их загрязнении. Это повышает долговечность фильтра, дает возможность использовать достаточно тонкую сетку в фильтрующих элементах и в итоге повышает тонкость фильтрации и степень очистки жидкости.

Выполнение емкости для наполнения грязной водой зачерпыванием в виде складного ведра из резины еще в большей степени повышает компактность, легкость и удобство использования переносного фильтра.

На чертеже схематично изображен предлагаемый переносной фильтр.

Переносной фильтр для очистки воды в полевых условиях содержит отдельную емкость 1 для наполнения грязной водой зачерпыванием и автономный фильтрующий блок, выполненный в виде чемоданчика 2. В емкости 1 закреплен ручной поршневой насос 3. Емкость 1 снабжена выходным напорным патрубком 4. Чемоданчик 2 снабжен защелками 5 и патрубками 6, 7 соответственно для подачи грязной и для отвода чистой воды. Выходной напорный патрубок 4 емкости 1 соединен гибким рукавом 8 с входным патрубком 6 фильтрующего блока в виде чемоданчика 2. На линии нагнетания насоса 3, в чемоданчике 2 размещены по ходу движения жидкости фильтрующие элементы, выполненные в частном случае исполнения в виде трех ступеней очистки - металлосетчатого фильтра 9 грубой очистки, металлосетчатого фильтра 10 тонкой очистки и фильтра 11 бактерицидного действия, в качестве которого может быть использован фильтр 4-ГЕЙЗЕР-1ИС. В преимущественном варианте исполнения металлосетчатые фильтры 9, 10 соответственно грубой и тонкой очистки объединены общим корпусом 12.

Чемоданчик 2 снабжен крепежными элементами 13 для присоединения емкости с насосом, а также ручкой 14 и лямкой 15 для переноски.

Емкость 1 для наполнения грязной водой выполнена в виде ведра прямоугольного сечения, закрытого крышкой 16 с вырезом, предназначенным для забора исходной воды. Ручной поршневой насос 3 снабжен поворотным рычагом 17, шарнирно соединенным с выступающим из крышки 16 концом штока 18 насоса 3 и самой крышкой 16 емкости 1. Поворотный рычаг 17 предназначен для возвратно-поступательного перемещения поршня 19 в цилиндре 20.

Чемоданчик 2 снабжен также рукавом 21 для подачи очищенной воды в емкость 22 для сбора чистой воды.

Емкость для наполнения грязной водой зачерпыванием может быть выполнена в виде складного ведра из резины (такое исполнение на чертеже не показано).

Фильтр работает следующим образом. После наполнения емкости 1 исходной водой из водоема производят перемещение штока 18 насоса 3 вверх с помощью поворотного рычага 17. В подпоршневом пространстве насоса 3 создается вакуум и происходит всасывание исходной воды из емкости 1 в насос. При перемещении штока 18 насоса 3 вниз происходит нагнетание порции воды через выходной напорный патрубок 4 емкости 1 по гибкому рукаву 8 через входной патрубок 6 в фильтрующий блок в виде чемоданчика 2. Вода под воздействием напора, создаваемого насосом 3, последовательно поступает к фильтрующим элементам - металлосетчатому фильтру 9 грубой очистки, металлосетчатому фильтру 10 тонкой очистки и фильтру 11 бактерицидного действия, где профильтровывается. Вода очищается от механических загрязнений, от растворенных органических веществ, хлора и хлорпроизводных, от микроорганизмов и их токсинов. Очищенная вода через патрубок 7 для отвода чистой воды по рукаву 21 подается в емкость 22 для сбора чистой воды.

Переносной фильтр предназначен для использования в полевых, походных и боевых условиях, фильтр обеспечивает комплексную очистку весьма загрязненной природной воды, высокую тонкость фильтрации и степень очистки жидкости, гарантируя требования к питьевой воде, в том числе и ее стерилизацию. Фильтр обеспечивает повышение удобства и безопасности использования в полевых боевых условиях, повышение ремонтопригодности, повышение долговечности, а также повышение функциональности. Фильтр имеет компактную компоновку и малый вес. Переносной фильтр для очистки воды был испытан подразделением специального назначения Управления ФСБ России по Челябинской области во время нахождения в составе Объединенной группировки Войск РФ при проведении контртеррористической операции на территории республик Северо-Кавказского региона. Своей безупречной работой фильтр обеспечил подразделение качественной питьевой водой в период автономного существования.

Реферат

Изобретение относится к устройствам для фильтрования, а именно к переносным фильтрам, предназначенным для очистки воды в полевых, походных и боевых условиях. Переносной фильтр для очистки воды в полевых условиях содержит ручной поршневой насос, фильтрующие элементы, расположенные на линии нагнетания насоса, входной и выходной патрубки для подачи грязной и для отвода чистой воды, а также отдельную емкость для наполнения грязной водой зачерпыванием, в которой закреплен ручной поршневой насос, и автономный фильтрующий блок, выполненный в виде чемоданчика, снабженного защелками и патрубками для подачи грязной и для отвода чистой воды. В чемоданчике размещены по ходу движения жидкости фильтрующие элементы, выполненные, по крайней мере, в виде трех ступеней очистки - металлосетчатого фильтра грубой очистки, металлосетчатого фильтра тонкой очистки и фильтра бактерицидного действия, при этом емкость снабжена выходным напорным патрубком, соединенным гибким рукавом с входным патрубком фильтрующего блока, кроме того, емкость для наполнения грязной водой зачерпыванием выполнена в виде ведра, закрытого крышкой с вырезом, предназначенным для забора воды, а ручной поршневой насос снабжен поворотным рычагом, шарнирно соединенным с выступающим из крышки концом штока насоса и самой крышкой емкости, и предназначен для возвратно-поступательного перемещения поршня в цилиндре. Техническим результатом является повышение удобства и безопасности использования фильтра в полевых боевых условиях, повышение ремонтопригодности, долговечности, функциональности, а также повышение его компактности, тонкости фильтрации и степени очистки жидкости. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула