КАРТРИДЖ ДЛЯ СИСТЕМЫ ДОЗИРОВАНИЯ ДОБАВОК Российский патент 2011 года по МПК C02F1/68 B65B3/26 A47J31/46 B67D99/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в общем к системе дозирования добавок. Конкретнее, настоящее изобретение относится к уникальному картриджу для дозирования пригодной к употреблению добавки в воду, а еще конкретнее к одноразовому картриджу, подключаемому к системам фильтрации воды для дозирования пригодной к употреблению добавки в фильтрованную воду.

Уровень техники

Устройства обработки воды для дома и других применений общеизвестны в уровне технике. Такие устройства обычно встроены в водопроводную сеть либо линейно, либо в конечном пункте. Примером первого было бы подпольное устройство, которое фильтрует воду перед тем, как она достигнет выпускного отверстия крана. Есть два общеизвестных типа устройств конечного пункта - установленных на кухонном столе и на кране. Устройства обработки воды могут обрабатывать воду путем использования механической фильтрации или химической очистки. Большинство систем фильтрации воды используют фильтр-картридж, содержащий в себе либо активированный уголь, либо комбинацию активированного угля и ионообменной смолы. Активированный уголь служит для фильтрации твердых частиц и других загрязнений при удалении большей части хлора, присутствующего в воде. Ионообменная смола устраняет положительно заряженные ионы, такие как кальций, смягчая таким образом воду. Отрицательный побочный эффект вышеупомянутых систем заключается в том, что различные другие полезные для здоровья минералы могут быть удалены ионообменной смолой. Альтернативным способом очистки воды является обратный осмос, но продукты, использующие эту технологию, не применяются широко бытовыми потребителями из-за их высоких цен.

В последние годы потребление воды людьми выросло благодаря улучшенному медицинскому образованию и другой информации, доступной общественности. Тем не менее, общественное восприятие низкого качества воды и вкуса стандартной водопроводной воды привело к разработке и продаже большого количества продуктов, направленных на эти проблемы. Различные воды, разлитые в бутылки, доступны для потребителей. Некоторые из этих вод, разлитых в бутылки, имеют дополнительные добавки, которые могут восприниматься покупателем как полезные. Такие добавки включают в себя питательные вещества, витамины, минералы и ароматизаторы. Эти воды, разлитые в бутылки, иногда называют здоровыми водами, витаминными водами или улучшенными водами. Однако стоимость и неудобство, связанное с получением продуктов улучшенной воды на постоянной основе могут отбить у покупателей охоту от потребления дополнительной воды. Соответственно, необходим более удобный и эффективный с точки зрения себестоимости подход для обеспечения улучшенной воды для населения.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на картридж для дозирования добавки в воду, а конкретнее одноразовый картридж, подключаемый к системе фильтрации воды для дозирования пригодной к употреблению добавки, что позволяет пользователю выборочно дозировать количество добавки к фильтрованной воде.

Одним вариантом осуществления настоящего изобретения является картридж для селективного дозирования добавки в воду. Этот картридж включает в себя корпус, замкнутый баллон, расположенный внутри корпуса, и насос, подключенный к корпусу и находящийся в жидкостной связи с баллоном. Баллон выполнен с возможностью содержать пригодную к употреблению добавку. Насос может работать для селективного дозирования количества добавки в воду. Картридж выполнен с возможностью дозировать упомянутое количество добавки из любой ориентации.

Другим вариантом осуществления настоящего изобретения является картридж для селективного дозирования добавки в воду, при этом картридж включает в себя корпус, баллон, расположенный внутри корпуса, и насос, подключенный к корпусу и находящийся в жидкостной связи с баллоном. Баллон выполнен с возможностью содержать пригодную к употреблению добавку. Насос содержит выпускной обратный клапан, который включает в себя уплотнительные поверхности и может использоваться для селективного дозирования количества добавки в воду из баллона. Картридж выполнен с возможностью не включать в себя практически никакого мертвого пространства ниже по потоку от упомянутых уплотнительных поверхностей выпускного обратного клапана.

Еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения является картридж для селективного дозирования добавки в воду, при этом картридж включает в себя корпус с изогнутым поперечным сечением, баллон, расположенный внутри корпуса и выполненный с возможностью получения добавки, и насос, соединенный с корпусом и находящийся в жидкостной связи с баллоном. Насос выполнен с возможностью дозирование количества добавки из баллона при активации насоса.

Краткое описание чертежей

Хотя описание заканчивается формулой изобретения, конкретно указывающей и отчетливо заявляющей права по изобретению, считается, что изобретение будет лучше понято из нижеследующего описания, взятого в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1 представляет собой условную иллюстрацию примерной системы фильтрации воды в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 представляет собой условную иллюстрацию примерной системы фильтрации воды в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.3 представляет собой условную иллюстрацию примерной системы фильтрации воды в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.4 представляет собой условную иллюстрацию примерной системы фильтрации воды в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.5 представляет собой условную иллюстрацию примерной системы фильтрации воды в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.6 представляет собой условную иллюстрацию примерной системы фильтрации воды в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.7 представляет собой условную иллюстрацию примерной системы фильтрации воды в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.8 представляет собой условную иллюстрацию примерной системы дозирования добавки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.9 представляет собой условную иллюстрацию примерной системы дозирования добавки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.10 представляет собой условную иллюстрацию примерной системы фильтрации воды в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.11 представляет собой вид в перспективе в разобранном состоянии примерной системы дозирования добавок в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.12 представляет собой вид в перспективе в разобранном состоянии примерного картриджа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.13 представляет собой поперечное сечение примерного корпуса для картриджа в соответствии с Фиг.12;

Фиг.14 представляет собой поперечное сечение примерного картриджа в соответствии с Фиг.12;

Фиг.15 представляет собой поперечное сечение картриджа в соответствии с Фиг.12;

Фиг.16А представляет собой условную иллюстрацию исполнительного механизма для системы дозирования добавки в соответствии с Фиг.11;

Фиг.16 В представляет собой условную иллюстрацию примерного исполнительного механизма для системы дозирования добавки в соответствии с Фиг.11;

Фиг.16С представляет собой условную иллюстрацию примерного исполнительного механизма для системы дозирования добавки в соответствии с Фиг.11;

Фиг.16D представляет собой условную иллюстрацию примерного исполнительного механизма для системы дозирования добавки в соответствии с Фиг.11;

Фиг.16Е представляет собой условную иллюстрацию примерного исполнительного механизма для системы дозирования добавки в соответствии с Фиг.11;

Фиг.16F представляет собой условную иллюстрацию примерного исполнительного механизма для системы дозирования добавки в соответствии с Фиг.11;

Фиг.16G представляет собой условную иллюстрацию примерного исполнительного механизма для системы дозирования добавки в соответствии с Фиг.11;

Фиг.16Н представляет собой условную иллюстрацию примерного исполнительного механизма для системы дозирования добавки в соответствии с Фиг.11;

Фиг.16J представляет собой условную иллюстрацию примерного исполнительного механизма для системы дозирования добавки в соответствии с Фиг.11;

Фиг.17 представляет собой вид в перспективе в разобранном состоянии примерной системы дозирования добавки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.18 представляет собой вид в перспективе примерной системы дозирования добавки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.19 представляет собой вид в перспективе примерной емкости для системы дозирования добавки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения и

Фиг.20 представляет собой вид в перспективе примерной системы дозирования добавки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Варианты осуществления, показанные на чертежах, носят иллюстративный характер и не предназначены для ограничения изобретения, характеризирующегося формулой изобретения. Кроме того, отдельные признаки чертежей и изобретения будут полнее ясны и понятны ввиду подробного описания.

Подробное описание изобретения

Теперь будут сделаны детальные ссылки на различные варианты осуществления изобретения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах, на которых одинаковые ссылочные позиции указывают одни и те же элементы для всех видов.

Фиг.1 иллюстрирует примерную систему 15 фильтрации воды в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Система 15 фильтрации воды содержит впускное отверстие 20 для воды, соединенное с источником 18 нефильтрованной воды. Впускное отверстие 20 для воды находится в жидкостной связи с фильтром 22 для воды. Фильтр 22 для воды может использоваться для фильтрования одного или нескольких загрязнителя или твердых частиц из нефильтрованной воды. Выпускное отверстие 24 находится в жидкостной связи с фильтром 22 для воды и может работать для дозирования фильтрованной воды. Система 15 фильтрации воды содержит далее систему 16 дозирования добавки. Система 16 дозирования добавки содержит резервуар 26 для содержания добавки и выпускное отверстие 28 для добавки. Система 16 дозирования добавки может использоваться для селективного дозирования количества добавки в фильтрованную воду. В одном примерном варианте осуществления фильтрованная вода, дозированная из отверстия 24, дозируется в стакан или другой сосуд 30 и добавка дозируется в фильтрованную воду в сосуде 30 через выпускное отверстие 28 для добавки.

Впускное отверстие 20 для воды может соединяться с любым источником нефильтрованной воды. Примерные источники нефильтрованной воды включают в себя садовый шланг, технический водопровод, водопроводные краны, водохранилища, кувшины и разливные автоматы и тому подобное.

Фильтр 22 для воды может содержать любую технологию фильтрации воды, известную специалистам. Такие среды фильтрации воды могут включать в себя активированный уголь или тому подобное для удаления органических веществ из воды; галогенированные волокна смолы и (или) галогенированные гранулы смолы или другие среды для уничтожения бактерий и вирусов в воде; ионообменные смолы (такие как ионообменных смол с действием на основе галогенов для удаления натрия) для удаления ионных материалов из воды; и удаление бактерий микрофильтрацией. Один примерной фильтр для воды, который может быть задействован в настоящем изобретении, описан Hou и др. в патенте США №6.565.749.

В одном варианте осуществления добавка в резервуаре 26 находится в жидком виде. В другом варианте осуществления добавка в резервуаре 26 находится в виде сухого порошка. Добавка содержит одну или несколько добавок, выбранных из группы, состоящей из ароматизаторов, витаминов, минералов и питательных веществ. Минеральные добавки включают в себя минералы, выбранные из группы, состоящей из ионов кальция, силиката, хлорида, магния, калия, натрия, селена, цинка, железа и их смесей. Витаминные добавки включают в себя витамины, выбранные из группы, состоящей из витамина В 12, витамина С и их смесей. В других вариантах осуществления гомеопатические средства и растительные лечебные средства могут быть включены как добавки в резервуар 22.

В одном варианте осуществления добавка содержит водно-спиртовые экстракты натуральных масел. Другие добавки могут содержать эликсиры, спирты, эссенции и примеси. Эликсир является подслащенной водно-спиртовой жидкостью, предназначенной для перорального применения. Содержание спирта варьируется от 5 до 50% по объему. Спирты или эссенции являются спиртовыми или водно-спиртовыми растворами, приготовленными из растительных или химических веществ. Концентрация раствора варьируется до 50%. Водно-спиртовые экстракты натуральных масел варьируются от примерно 0,025 до примерно 0,5% по объему фильтрованной воды для того, чтобы развести оттенок ароматизатора в фильтрованную воду. В другом варианте осуществления добавки могут содержать один или несколько красителей, таких как пищевые красители, для того, чтобы добавить цвет в фильтрованную воду. Примерные ароматизаторы включают в себя лимон, лайм, ягоды, цитрус, апельсин, клубнику или их смеси.

Резервуар 26 может быть сконструирован из любого известного специалисту материала, который не будет загрязнять или позволять добавке воздействовать на свойства материала. Примерные материалы конструкции для резервуара 26 включают в себя полимеры, например, полипропилен (РР), полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен высокой плотности (HDPE), полиэтилен низкой плотности (LDPE), поливинилхлорид (PVC), полистирол, нейлон, полиэфир и тому подобное. Другие примерные материалы конструкции включают в себя алюминиевую фольгу. В одном варианте осуществления резервуар 26 содержит множество слоев материала. В другом варианте осуществления может быть использован любой гибкий материал с подходящими барьерными свойствами.

Хотя условная иллюстрация на Фиг.1 изображает выпускное отверстие 24 и выпускное отверстие 28 для добавки, раздельно дозирующие в сосуд 30, соответственно, воду и добавку, в равной степени в изображенных системах и изобретении может быть так, что выпускное отверстие 28 для добавки может находиться в жидкостной связи с выпускным отверстием 24. Например, система фильтрации воды может далее содержать выпускной смеситель, выполненный с возможностью объединять выпускное отверстие 24 и выпускное отверстие 28 для добавки в одном потоке из выпускного отверстия перед дозировкой получившейся смеси в сосуд 30.

В одном примерном варианте осуществления, как изображено на Фиг.2, система 15 фильтрации воды далее содержит контроллер 34, связанный с выпускным отверстием 28 для добавки. Контроллер 34 выполнен с возможностью регулировать количество добавки дозируемой через выпускное отверстие 28 добавки. Контроллер 34 может содержать ограничительный клапан 36 (см. Фиг.6). Ограничительный клапан 36 может работать для ограничения или регулирования количества добавки, если таковая имеет место, которая разливается через выпускное отверстие 28 для добавки. В другом варианте осуществления контроллер 34 может содержать микропроцессор, связанный с ограничительным клапаном 36. В еще одном варианте осуществления контроллер 34 может содержать круговую шкалу или другое устройство ввода для того, чтобы позволить пользователю выбирать количество добавки, которое должно быть дозировано в фильтрованную воду.

В еще одном примерном варианте осуществления, изображенном на Фиг.3, система 15 фильтрации воды содержит впускное отверстие 20 для воды, которое связано с источником 18 нефильтрованной воды, таким как водопроводный кран. Фильтр 22 для воды связан с впускным отверстием 20 для воды, и фильтрованная вода из фильтра 22 для воды разливается в выпускном отверстии 24. Система 16 дозирования добавки содержит резервуар 26 для содержания добавки и выпускное отверстие 28 для добавки. В этом варианте осуществления выпускное отверстие 28 для добавки находится в жидкостной связи с выпускным отверстием 24. В одном примерном варианте осуществления, как изображено на Фиг.10, выпускное отверстие 28 для добавки и выпускное отверстие 24 соединяются вместе внутри корпуса 40 системы 15 фильтрации воды в выпускном смесителе 42, так что внешний вид системы 15 фильтрации воды имеет лишь один выпускной поток.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения выпускное отверстие 28 для добавки и выпускное отверстие 24 выполнены и размещены в жидкостной связи таким образом, чтобы создать всасывающий эффект Вентури, когда фильтрованная вода проходит через выпускное отверстие 28 для добавки. Этот всасывающий эффект Вентури создает вакуум, который втягивает добавку в выпускном отверстии 28 для добавки в фильтрованную воду, текущую через выпускное отверстие 24.

В другом примерном варианте осуществления настоящего изобретения, изображенном на Фиг.4, система 16 дозирования добавки далее содержит насос 32. Насос 32 находится в жидкостной связи с резервуаром 26 и выпускным отверстием 28 для добавки. Насос 32 выполнен с возможностью транспортировать добавку из резервуара 26 к выпускному отверстию 28 для добавки для того, чтобы добавить ее в фильтрованную воду. В одном варианте осуществления насос 32 содержит диафрагменный насос. Специалистом будет оценено, что может быть применен любой насос, известный специалисту, чтобы переносить добавку к выпускному отверстию 28 для добавки. Примерные насосы включают в себя поршневые насосы, шланговые насосы и насосы сильфонного типа. В другом примерном варианте осуществления система дозирования добавки далее содержит активатор с ручным управлением, например педаль 48, которая связана с насосом 32. Педаль 48 выполнена с возможностью активировать насос 32, когда к педали 48 прикладывается давление. Педаль 48 позволяет пользователю вручную селективно дозировать количество добавки к фильтрованной воде.

В одном примерном варианте осуществления, как изображено на Фиг.5, система 15 фильтрации воды содержит впускное отверстие 20 для воды, находящееся в связи с источником 18 нефильтрованной воды, таким как водопроводный кран. Впускное отверстие 20 находится в жидкостной связи с фильтром 22 для воды. Анализатор 38 содержания минералов находится в жидкостной связи с выпускным отверстием фильтра 22 воды. Анализатор 38 содержания минералов может использоваться для измерения концентрации одного или нескольких минералов в фильтрованной воде. Система 15 фильтрации воды далее содержит контроллер 34, находящийся в связи с анализатором 38 содержания минералов. Резервуар 26, содержащий в себе одну или несколько добавок, находится в жидкостной связи с выпускным отверстием 28 для добавки и ограничительным клапаном 36. Ограничительный клапан 36 находится в жидкостной связи с контроллером 34, так что контроллер 34 может работать для дозирования одной или несколько добавок (таких как минералы) для подачи заранее заданной концентрации добавок в фильтрованную воду. Например, анализатор 38 содержания минералов определяет уровень кальция в фильтрованной воде и сообщает этот уровень кальция в контроллер 34. Контроллер 34 определяет, является ли дополнительный кальций желательным в конечном обработанном водном продукте, и сам посылает сигнал в ограничительный клапан 36 для добавления и (или) увеличения количества добавки (к примеру, кальция), дозированного через выпускное отверстие 28 для добавки в фильтрованную воду. Как будет оценено специалистом, может быть использован любой контроллер, известный специалисту, для контроля количества добавки, дозированной в фильтрованную воду.

Другой примерной вариант осуществления настоящего изобретения изображен на Фиг.6. В этом варианте осуществления система 15 фильтрации воды содержит впускное отверстие 20, соединенное с источником 18 нефильтрованной воды. Впускное отверстие 20 для воды находится в жидкостной связи с фильтром 22 для воды, так что нефильтрованная вода из источника 18 нефильтрованной воды течет через впускное отверстие 20 для воды и через фильтр 22 для воды по направлению к выпускному отверстию 24. После того как вода профильтрована фильтром 22 для воды, вода проходит по анализатору 38 содержания минералов и (или) измерителю 40 расхода. Анализатор 38 содержания минералов может работать для измерения концентрации одного или нескольких минералов в фильтрованной воде. Измеритель 40 расхода может работать для измерения величины расхода воды, выходящей из фильтра 22 для воды. Измеритель 40 расхода выполнен с возможностью посылать сигнал к контроллеру 34, причем этот сигнал соответствует величине расхода воды, выходящей из фильтра 22 для воды. Контроллер 34 принимает сигнал содержания минералов из анализатора 38 содержания минералов и сигнал расхода жидкости из измерителя 40 расхода. Контроллер 34 затем посылает сигнал насосу 32 и (или) ограничительному клапану 36, которые находятся в жидкостной связи с резервуаром 26. Сигнал из контроллера 34 активирует насос 32 и (или) ограничительный клапан 36 для того, чтобы позволить дозировать нужное количество добавки из резервуара 26 через выпускное отверстие 28 для добавки в фильтрованную воду. Количество добавки является функцией сигналов, полученных из анализатора 38 содержания минералов и (или) измерителя 40 расхода. В альтернативном варианте осуществления, как показано на Фиг.6, смеситель 42 выпускного отверстия выполнен с возможностью помещать выпускное отверстие 28 для добавки в жидкостную связь с выпускным отверстием 24. В альтернативном варианте осуществления выпускное отверстие 28 для добавки может быть отделено от выпускного отверстия 24 и не находиться в жидкостной связи с ним. Специалист оценит, что может быть использован любой известный специалисту датчик для обнаружения различных компонентов фильтрованной воды. Примерные датчики включают в себя датчик общей массы растворенных механических примесей от НМ Digital, Лос-Анджелес, Калифорния.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения, как показано на Фиг.7, система 15 фильтрации воды содержит впускное отверстие 20 для воды, которое может быть соединено с источником 18 нефильтрованной воды, таким как водопроводный кран. Впускное отверстие 20 для воды находится в жидкостной связи с фильтром 22 для воды. Фильтр 22 для воды может работать для фильтрации нефильтрованной воды из источника 18 нефильтрованной воды для одного или нескольких загрязнителей или примесей. Фильтрованная вода из фильтра 22 для воды дозируется в выпускное отверстие 24. В этом варианте осуществления система 16 дозирования добавки содержит множество резервуаров 26. Каждый резервуар 26 содержит одну или несколько добавок для селективного дозирования в фильтрованную воду. Контроллер 34 выполнен с возможностью позволить пользователю выбрать, какой из резервуаров 26, если таковые имеются, должен дозировать добавки в фильтрованную воду. В одном варианте осуществления контроллер 34 посылает сигнал ограничительному клапану 36 для регулирования потока добавки через выпускное отверстие 28 для добавки. Как обсуждено выше, в одном варианте осуществления выпускное отверстие 28 для добавки и выпускное отверстие 24 могут быть в жидкостной связи друг с другом или соединены с выпускным отверстием смесителя 42. В альтернативном варианте осуществления резервуар 26 может содержать множество отсеков, причем каждый отсек содержит добавку, предназначенную для дозирования в фильтрованную воду.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения изображен на Фиг.8. В этом варианте осуществления система 16 дозирования добавки выполнена с возможностью добавления к ранее существующему у пользователя фильтру для воды. Этот вариант осуществления позволяет пользователю, который уже приобрел систему фильтрации воды, добавлять новую систему дозирования добавки по настоящему изобретению. В этом варианте осуществления корпус 44 может соединяться с резервуаром 26 и выпускным отверстием 28 для добавки. Корпус 44 выполнен с возможностью прикрепляться к или двигаться по имеющемуся у пользователя фильтру для воды, чтобы позволить выпускному отверстию 28 для добавки находиться вблизи выпускного отверстия имеющегося фильтра для воды. В одном варианте осуществления выпускное отверстие 28 для добавки содержит гибкий трубопровод, предназначенный для размещения рядом с выпускным отверстием имеющегося фильтра для воды. В другом варианте осуществления корпус 44 может быть выполнен с возможностью замены части ранее имеющегося фильтра для воды. Например, корпус 44 может быть выполнен с возможностью привинчивания и замены компонента в имеющемся корпусе фильтра для воды.

В одном варианте осуществления резервуар 26 соединяется с возможностью съема с системой 15 фильтрации воды. Это позволяет легко заменять резервуар 26, когда резервуар 26 опустеет или пользователь пожелает добавить в фильтрованную питьевую воду отличную добавку, содержащуюся в отделенном резервуаре 26. В одном варианте осуществления система дозирования добавки может работать для селективного дозирования от примерно 0,01 мл добавки до примерно 1,0 мл добавки на 250 мл воды, фильтрованной фильтром. В еще одном варианте осуществления система дозирования добавки может быть работать для селективного дозирования от примерно 0,1 мл добавки до примерно 0,5 мл добавки на 250 мл воды, фильтрованной фильтром. В другом варианте осуществления система дозирования добавки может работать для селективного дозирования от примерно 0,025 до примерно 0,25% добавки по объему воды, фильтрованной фильтром. В еще одном варианте осуществления система дозирования добавки может работать для селективного дозирования от примерно 0,05 до примерно 0,1% добавки по объему воды, фильтрованной фильтром.

В еще одном варианте осуществления, как показано на Фиг.9, система 16 дозирования добавки далее содержит индикатор 50 срока действия добавки, который может работать для указания оставшегося количества добавки в резервуаре 26. Например, резервуар 26 может содержать визуальный измеритель уровня 50, чтобы позволить пользователю определять количество добавки, оставшейся в резервуаре. В другом варианте осуществления система 16 дозирования добавки может далее содержать суммирующее устройство 52, которое может работать для вычисления количества добавки, дозированной из системы 16 дозирования добавки, и выполнено с возможностью указывать оставшееся количество добавки, остающееся в резервуаре 26. В такой конструкции измеритель расхода или суммирующее устройство соединено с индикатором срока действия добавки и посылает сигнал к индикатору срока действия добавки, чтобы заставить его зажечься или высветиться после того, как заранее заданный объем добавки протек через выпускное отверстие для добавки. В альтернативном варианте осуществления индикатор срока действия может содержать контролирующий механизм, такой как микропроцессор, содержащий в себе программируемые часы. Индикатор срока действия добавки может быть выполнен, например, в виде светоизлучающих диодов или ЖКД (жидкокристаллический дисплей) (LCD) считывания данных, причем часы запрограммированы на то, чтобы заставлять индикатор срока действия добавки, например, зажигаться или высвечиваться после того, как пройдет заранее заданный период времени после установки нового резервуара, например, два месяца. Пользователь затем может заменить резервуар новым резервуаром и сбросить часы.

Другие варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются использованием с водопроводными кранами или тому подобным. Например, элементы настоящего изобретения могут быть приспособлены для использования со съемными портативными сосудами, такими как кувшины, фляжки, или с другими системами доставки питьевой воды, такими как водоохладители. Например, один примерной вариант осуществления настоящего изобретения, как изображено на Фиг.10, содержит крепление для сосуда, такого как кувшин или фляжка, которые могут быть сконструированы для того, чтобы включать в себя фильтр 22 и заменяемый резервуар 26, содержащий добавки. Выпускное отверстие 28 для добавки может быть размещено рядом с выпускным отверстием 24 сосуда, чтобы позволить дозировать добавки в фильтрованную воду. Аналогично элементы по настоящему изобретению могут быть установлены в водоохладитель или холодильник и управляться соответствующими кнопками, выключателями и тому подобным, чтобы выборочно дозировать добавку в фильтрованную воду.

На Фиг.11-16 изображен еще один примерный вариант осуществления настоящего изобретения. Система 100 дозирования добавки по настоящему изобретению содержит емкость 101 и картридж 120, выполненный с возможностью содержать пригодную к употреблению добавку и селективно дозировать эту добавку в жидкость (к примеру, в воду). Система 100 дозирования добавки может включать в себя один или несколько картриджей 120 и (или) емкостей 101 без отхода от сущности и объема настоящего изобретения. Емкость 101 может включать в себя пространство 102 и направляющие 103, выполненные с возможностью приема и удержания картриджа 120 в пространстве 102, так что картридж 120 может двигаться внутри емкости 101. Например, картридж 120 может скользить в направляющих 103 вдоль продольной оси А1 картриджа 120. Емкость 101 может также включать в себя устройство активации насоса, которое выполнено с возможностью управления насосом, когда картридж 120 размещен внутри емкости 101. Как показано на Фиг.11, устройство активации насоса является кольцеобразным выступом 104, проходящим от поверхности 105 емкости 101 и окружающей проем 106, который расположен на поверхности 105. Другие примерные устройства активации наcoca могут включать в себя колено-кривошипные механизмы, рычаги, лекальные линейки вдоль ходового винта, вращающиеся кулачки и подобные механизмы, как показано на Фиг.16. Такие механизмы могут прикладывать усилие к закрытому концу 136 или к насосу 150 и могут приводиться в действие вручную или автоматически (к примеру, приводиться в действие мотором, приводиться в действие соленоидом).

В показанном примерном варианте осуществления система 100 дозирования добавки также может при желании включать в себя крышку 107, которая съемным образом соединяется с емкостью 101, заключая картридж 120 между емкостью 101 и крышкой 107. Крышка 107 может обеспечить защиту от грязи и других отходов от удара при движении картриджа 120 внутри емкости. Крышка 107 может также включать в себя заглушку 108, которая подвижно соединяется с крышкой 107 и выполнена с возможностью надавливать на закрытый конец 136 (описанный здесь позднее) картриджа 120, когда картридж 120 размещен внутри емкости 101. Емкость 101, крышка 107 и заглушка 108 могут иметь любые размер, форму и конфигурацию без отхода от сущности и объема настоящего изобретения. Примерные материалы конструкции для емкости 101, крышки 107 и заглушки 108 могут включать в себя металлы, пластики, композиционные материалы и их соединения. В одном примерном варианте осуществления для конструирования емкости, крышки и заглушки используются полимеры, например, полипропилен (РР), полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен высокой плотности (HDPE), полиэтилен низкой плотности (LDPE), поливинилхлорид (PVC), полистирол, нейлон, полиэфир, эластомер, термоэластопласт (ТРЕ), силоксан, неопрен и любые их соединения.

Емкость 101 может быть присоединена, установлена или изготовлена непосредственно в системе 110 фильтрации воды с установленным водопроводным краном. Как показано на Фиг.11, емкость 101 изготовлена непосредственно в верхней крышке 111 системы 110 фильтрации воды. Система 110 фильтрации воды может быть любой традиционной системой фильтрации воды, как описано здесь и (или) известно или предназначено для разработки любым специалистом. Примерные варианты осуществления систем фильтрации воды, которые могут быть включены в настоящее изобретение, являются системами PUR фильтрации воды, серийно выпускаемыми компанией Procter & Gamble, Цинциннати, Огайо.

Такой картридж может быть заменяемым и (или) одноразовым картриджем. Заменяемый/одноразовый картридж позволяет пользователю удалять картридж 120, когда добавка полностью израсходуется, например, пустой картридж 120 без добавки, и заменять опустевший картридж новым, неиспользованным картриджем (к примеру, картриджем, заполненным добавкой). В качестве альтернативы система 100 дозирования добавки позволяет пользователю легко и просто заменять картридж 120, содержащий конкретную добавку (к примеру, лимонный ароматизатор), и заменять ее другой желательной добавкой (к примеру, вишневым ароматизатором).

В примерном варианте осуществления картридж 120 включает в себя корпус 130 с резервуаром 139, баллон 140, расположенный внутри резервуара 139, и насос 150, подключенный к открытому концу 137 корпуса 130 и находящийся в жидкостной связи с баллоном 140. Корпус 130 может включать в себя боковые стены 132, 133, 134 и 135, закрытый конец 136 и открытый конец 137. В этом примерном варианте осуществления боковые стены 134 и 135 по существу изогнуты так, что корпус 130 имеет изогнутое поперечное сечение, как показано на Фиг.13. Изогнутая форма корпуса 130 выполнена с возможностью позволить картриджу 120 функционировать внутри многочисленных устройств (к примеру, в системах фильтрации воды, установленных в водопроводном кране, в установленных в кувшинах системах, в съемных системах дозирования добавки, холодильниках и т.д.). Помимо этого, хотя форма корпусе 130 может быть предназначена для того, чтобы допускать ее функционирование в многочисленных устройствах, она также может быть выполнена с возможностью обеспечивать просторный объем резервуара для содержания приемлемого количества добавки. Таким образом, примерной вариант осуществления корпуса 130 изогнутой формы обеспечивает баланс между двумя этими требованиями. Помимо этого картридж имеет ширину, которая допускает встраивать два картриджа в емкость кувшина для воды. Примерная ширина картриджа 120 составляет от примерно 0,5 дюйма (0,013 м) до примерно 3,0 дюймов (0,076 м), другая примерная ширина картриджа 120 варьируется от примерно 1,0 дюйма (0,025 м) до примерно 2,0 дюймов (0,051 м), конкретнее примерно 1,5 дюйма (0,038 м). Картридж 120 может иметь длину от примерно 0,5 дюйма (0,013 м) до примерно 4,0 дюймов (0,102 м), более конкретно от примерно 2,0 дюймов (0,051 м) до примерно 3,0 дюймов (0,076 м).

Корпус 130 искривлен по существу для того, чтобы оборачиваться вокруг сосуда под давлением (к примеру, установленной в водопроводном кране системы 110 фильтрации воды). Например, боковая стенка 134 изогнута по существу для того, чтобы сопрягаться или совпадать с изгибом наружного корпуса (к примеру, задней поверхностью 109) системы 110 фильтрации водопроводного крана. Боковая стенка 135 может также быть изогнута для того, чтобы подходить к изогнутой крышке 107, и (или) для того, чтобы минимизировать эстетические эффекты углов на установленном в водопроводном кране фильтра. Боковая стенка 135 изогнута по существу для того, чтобы сопрягаться или совпадать с изгибом крышки 107 системы 110 фильтрации воды. Помимо этого практическое соответствие боковой стенки 134 изогнутой задней поверхности 109 допускает более плотную посадку (посадку с жестким допуском) между емкостью 101 и картриджем 120. Это позволяет картриджу 120 двигаться более плавно и более эффективно внутри емкости 101. Фиг.13 иллюстрирует, что корпус 130 с изогнутой формой включает в себя две боковые стенки 134 и 135 выпуклой формы, которые изогнуты в одном общем направлении, например, выпуклые изгибы обеих боковых стенок 134 и 135 направлены в том же направлении, как показано на Фиг.13. В одном примерном варианте осуществления изогнутые боковые стенки 134 и 135 по существу параллельны друг другу. Фиг.13 также показывает, что поперечное сечение корпуса 130 включает в себя внутренний радиус R_i и внешний радиус R₀. Внешний радиус R₀ может варьироваться от примерно 2,0 дюймов до примерно 10,0 дюймов, а внутренний радиус R_i может варьироваться от примерно 0,5 дюймов до примерно 5,0 дюймов в одном варианте осуществления. В еще одном примерном варианте осуществления внешний радиус R₀ может варьироваться от примерно 4,0 дюймов до примерно 6,0 дюймов, а внутренний радиус R_i может варьироваться от примерно 1,5 дюймов до примерно 2,5 дюймов. Понятно, что корпус 130 может содержать множество известных форм, конфигураций и размеров без отхода от сущности и объема настоящего изобретения.

Корпус 130 может быть изготовлен из любых традиционных материалов, как известно специалисту. Такой материал может быть по существу жестким материалом, полужестким материалом, гибким материалом или любым их сочетанием. В примерном варианте осуществления корпус 130 изготовлен из по существу твердого материала. Примерные материалы для корпуса 130 включают в себя - но не ограничиваются ими - такие полимерные материалы как полипропилен (РР), полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен высокой плотности (HDPE), полиэтилен низкой плотности (LDPE), поливинилхлорид (PVC), полистирол, нейлон, полиэфир и тому подобное. В одном примерном варианте осуществления корпус 130 изготовлен из высокоплотного полиэтилена (HDPE), произведенного в DOW Plastics, с классом 12450N. В другом примерном варианте осуществления корпус 130 может включать в себя по существу жесткий каркас (к примеру, без боковых стенок 132, 133, 134 и 135) для того, чтобы минимизировать затраты на материал и вес.

Возвращаясь к Фиг.12, боковые стенки 132, 133, 134 и 135 и закрытый конец 136 корпуса 130 образуют резервуар 139 внутри корпуса 130. Баллон 140 помещен в резервуар 139. Баллон 140 может быть любого типа стандартного баллона или выполнен с возможностью содержать добавку в жидкой, гелевой или порошкообразной форме, как известно специалисту. В примерном варианте осуществления баллон 140 является гибким вставным мешком или пакетом, включающим в себя паронепроницаемый слой (не показано). Такой гибкий баллон позволяет размещать картридж 120 в любой ориентации (к примеру, горизонтальной или вертикальной) и все же позволяет дозировать практически все жидкие добавки, содержащиеся внутри баллона 140, не требуя воздуховыпускного или снижающего давление устройства для помощи в полном дозировании добавки из баллона 140. Как показано на Фиг.11, картридж 120 соединяется с системой 110 водоподготовки и удерживается в вертикальной ориентации. Баллон 140 может содержать одно- или многослойные материалы и (или) слоистые материалы, включающие в себя - но не ограничивающиеся ими - фольговые слоистые материалы или металлизированные пленочные пакеты, как известно специалисту. Такие материалы могут включать в себя паронепроницаемый слой или паронепроницаемые свойства. Такие слоистые материалы или пленочные пакеты могут также включать в себя полиэтиленовый слоистый материал на своих уплотнительных поверхностях. Один примерной фольговый слоистый материал серийно выпускается компанией Sonoco, Inc.

В примерном варианте осуществления насос 150 выполнен с возможностью сниматься вместе с картриджем 120. Есть несколько преимуществ выполнения картриджа 120, чтобы он включал в себя одноразовый насос, по сравнению с разработкой насоса, при которой он будет постоянно крепиться к системе 100 дозирования добавки (к примеру, соединенным с емкостью 101), и, таким образом, не одноразовым. Во-первых, одноразовый насос (к примеру, насос 150) устраняет проблему роста бактерий внутри насоса вследствие накопления добавки (к примеру, осадок) внутри насоса после дозирования насосом.

Во-вторых, одноразовый насос (к примеру, насос 150) снижает проблемы надежности насоса. Если насос был постоянно прикреплен к системе 100 дозирования, он будет со временем изнашиваться и выходить из строя из-за повторяемых действий. Или насос необходимо будет изготовить с учетом таких повторяемых действий, что повысит его стоимость и вес. Однако поскольку насос 150 заменяется при уменьшении добавки внутри баллона 140, он может быть выполнен с возможностью управления числом операций насоса, необходимых для уменьшения количества добавки, содержащейся в баллоне 140, делая таким образом более дешевый насос. Это также обеспечит повышенную надежность для системы дозирования добавки 100. В-третьих, если насос не заменен внутри картриджа, тогда накопление добавки одного типа (к примеру, осадок лимонного ароматизатора) внутри насоса может загрязнить новую добавку (к примеру, вишневый ароматизатор), создавая, таким образом, потребителю неудовлетворительный вкус и впечатление. При изготовлении насоса 150 одноразовым взаимное загрязнение добавок внутри насоса по существу устраняется. Понятно, что картридж 120 может быть выполнен с возможностью быть одноразовым и (или) пополняемым картриджем без отхода от сущности и объема настоящего изобретения. Тем не менее, поскольку насос 150 будет по существу съемным или замененным при каждом размещении и замене пригодной к употреблению добавки, может быть желательно выполнить недорогой насос (к примеру, насос 150) с возможностью селективного дозирования добавки из баллона 140.

Примерный насос 150, показанный на Фиг.12, 14 и 15, включает в себя корпус 151 насоса с размещенным в нем отверстием 152, впускной обратный клапан 153, размещенный в отверстии 152 насоса в нормально закрытом положении, диафрагму 154, расположенную внутри полости 155 над впускным обратным клапаном 153, и выпускной обратный клапан 158, размещенный вдоль диафрагмы 154. Как показано на Фиг.12, насос 150 выровнен по оси с корпусом 130, который также выравнивает насос 150 по оси с баллоном 140. Для целей настоящего изобретения «выровнен по оси» означает, что отверстие 152 насоса расположено коаксиально вдоль продольной оси корпуса А1. Выравнивание по оси насоса 150 с корпусом 130 обеспечивает улучшенное накачивание и дозирование добавки насосом из баллона 140. Это позволяет использовать меньший насос в картридже 120, потому что выравнивание по оси снижает требуемые усилия насоса. В показанном примерном варианте осуществления баллон 140, корпус 151 насоса, впускной обратный клапан 153, диафрагма 154 и выпускной обратный клапан 158 включают в себя тракт жидкостного потока, который проходит вдоль продольной оси А1 корпуса 130.

Корпус 151 насоса может быть изготовлен из множества стандартных пластиков, таких как полиэтилен высокой плотности (HDPE). Примерный HDPE серийно выпускается Dow Plastic, класс 12450N. В данном примерном варианте осуществления впускной обратный клапан 153, размещенный в отверстии 152 насоса, функционирует и как самоуплотняющаяся герметизация (к примеру, мембрана), и как односторонний обратный клапан. Эта многофункциональность снижает количество необходимых составных элементов и, тем самым, затраты на изготовление картриджа 120. Когда диафрагма 154 размещена над впускным обратным клапаном 153, она образует дозировочную камеру 156. Диафрагма 154 включает в себя плоскую поверхность 157 и выпускной обратный клапан 158, который встроен в диафрагму 154 так, что она выступает наружу из плоской поверхности 157 и находится в жидкостной связи с камерой 156. Камера 156 также находится в жидкостной связи с впускным клапаном 153. За счет диафрагмы 154 и выпускного обратного клапана 158, встроенного в один составной элемент, снижаются затраты на изготовление и уровень сложности насоса 150. Хотя впускной обратный клапан 153 описан со множеством функций (к примеру, клапан и изоляция), а диафрагма 154 описана как имеющая встроенный в нее выпускной обратный клапан 158, понятно, что клапан, имеющий отдельные уплотнение, впускное отверстие клапана, диафрагму и выпускное отверстие клапана, находится в сущности и объеме настоящего изобретения.

Выпускной обратный клапан 158 включает в себя пару уплотнительных поверхностей 159, которые расположены на дистальном конце 160 выпускного обратного клапана 158. Выпускной обратный клапан 158 растянут и выполнен так, что когда дозируемая из картриджа 120 добавка проходит через уплотнительные поверхности 159, добавка полностью покидает картридж и больше не будет иметь контакта ни с картриджем 120, ни с емкостью 101. Другими словами, ни картридж 120, ни емкость 101 не имеют мертвого пространства в их тракте потока ниже по потоку от уплотнительных поверхностей 159. Поскольку и картридж 120 и емкость 101 выполнены с возможностью не иметь мертвого пространства ниже по потоку от уплотнительных поверхностей 159, ничто не обеспечивает какого-либо места для накопления дозированной добавки. Такое накопление дозированной добавки может вызвать сопротивление для движения картриджа внутри емкости, роста бактерий или взаимного загрязнения ароматизаторов. Накапливание добавки снаружи обратного клапана, где она частично находится в контакте с воздухом, может испаряться, оставляя осадок, который может препятствовать действию насоса. Подобно впускному обратному клапану 153, выпускной обратный клапан 158 выполнен с возможностью находиться в нормально закрытом положении и быть в жидкостной связи с дозировочной камерой 156. В одном примерном варианте осуществления впускной обратный клапан 153 является зонтичным клапаном, а выпускной обратный клапан 158 является клапаном с качающейся головкой. Впускной обратный клапан 153, диафрагма 154 и выпускной обратный клапан 158 сделаны из гибкого материала, в частности, из гибкого материала, имеющего помять формы. Примерные материалы конструкции для впускного обратного клапана 153, диафрагмы 154 и выпускного обратного клапана 158 включают в себя - но не ограничиваются ими - эластомеры, такие как силикон, термоэластопласт (ТРЕ), буна, неопрен, этилен-пропилен-диен мономер (EPDM). Один примерной термоэластопласт, используемый для изготовления впускного обратного клапана 153, диафрагмы 154 и выпускного обратного клапана 158, серийно выпускается West Pharmaceuticals, Inc.

Баллон 140 герметизирован к фланцу 166 уплотнения корпусом 151 насоса так, что баллон 140 находится в жидкостной связи с отверстием 152 насоса, а тем самым, с впускным обратным клапаном 153. Изолирующий баллон 140 для изолирования фланца 166 корпуса 151 насоса делает возможным исключение фасадной боковой стены (к примеру, чтобы закрыть открытый конец 137) на корпусе 130, понижая вес и затраты на изготовление. Баллон 140 и корпус 151 насоса введены в открытый конец 137 корпусе 130. Корпус 151 насоса соединен с корпусом 130 сварным швом. Понятно, что этот корпус 151 насоса и корпус 130 могут быть связаны любым количеством стандартных технологий и способов, известных специалисту, таких как соединение защелкой, клей и т.д. Картридж 120 также включает в себя замок 162, который присоединяется (к примеру, с помощью защелки, сварным швом, винтовым зацеплением и т.д.) в полость 155 корпуса 150 насоса для удержания диафрагмы 154 внутри полости 155 корпуса насоса. Замок 162 может также включать в себя крышку 164 клапана, которая соединена с замком 162 с помощью защелкивающихся втулок 168, как известно специалисту. Такая крышка защищает выпускной обратный клапан 158 от воздействия грязи, отходов и повреждения до использования. Замок 162 и крышка 164 могут также быть изготовлены из пластиковых материалов, таких как полипропилен. Одним примерным материалом, используемым для изготовления замка 162 и крышки 164, может быть гомополимер 4039, серийно выпускаемый ВР Amoco Chemical Company. Крышка 164 может быть легко отделена скручиванием крышки 164 к защелкивающимся втулкам 168.

Понятно, что впускной и выпускной клапаны 153 и 154 могут содержать множество стандартных односторонних или обратных клапанов, таких как сферический клапан, подпружиненный клапан или тому подобное. Помимо этого, как оценит специалист, любой известный специалисту насос, такой как поршневые и центробежные насосы, может быть использован для дозирования добавки из баллона 140 в воду внутри сосуда. Такие примерные варианты осуществления включают в себя - но не ограничиваются ими - поршневые насосы, шланговые насосы, насосы сильфонного типа, пьезоэлектрические насосы, диафрагменные насосы (к примеру, как описанные выше), вращающаяся крыльчатка и т.д. В качестве альтернативы картридж 120 может содержать вместо насоса 150 подачу Вентури, гравитационную подачу и (или) системы наддува для дозирования добавки из насоса 140 в воду.

Для наполнения насоса 140 добавкой, как здесь описано, полая игла (не показано) вводится в и через впускной обратный клапан 153, который действует как изоляционная оболочка над отверстием насоса 152 (к примеру, изолирующий баллон 140) для введения вакуума в баллон 140. После того как был создан вакуум внутри баллона 140, игла удаляется. Благодаря своей форме, конфигурации и материалу, впускной обратный клапан 153 автоматически закрывает отверстие, созданное иглой внутри впускного обратного клапана, действуя как самоуплотняющаяся мембрана, как известно специалисту. Вторая игла шприцеобразного устройства (не показанного здесь), содержащая добавку, вводится в и через впускной обратный клапан, позволяя дозировать добавку в баллон 140. Опять-таки, благодаря форме, конфигурации и материалу впускного обратного клапана 153 отверстие, сделанное иглой, закрывается автоматически (к примеру, самоуплотняющейся мембраной). Игла и шприцеобразное устройство хорошо понятны специалисту и не будут здесь описаны.

При работе крышка 164 откручивается от картриджа 120. Картридж 120 вводится в пространство 102 в направляющих 103 емкости 101 так, что плоская поверхность 157 диафрагмы 154 опирается на кольцеобразный выступ 104, и выпускной обратный клапан 158 вводится через проем 106 емкости 101. После введения пользователю может потребоваться запустить насос 150 для наполнения отсека 156 количеством добавки из баллона 140. Например, пользователь может выборочно приложить усилие к закрытому концу в направлении открытого конца 137 (или насоса 150) вдоль продольной оси А1 картриджа 120. Когда усилие прикладывается к корпусу 130, оно прижимает кольцеобразный выступ 104 к плоской поверхности 157, который отжимает диафрагму 154, заставляя выпускной обратный клапан 158 открываться и уменьшать камеру 156 в объеме. Уменьшение объема камеры 156 заставляет любое вещество (к примеру, воздух или добавку), содержащееся внутри камеры 156, дозироваться через выпускное отверстие клапана 158. После того как приложенное усилие снимается с закрытого конца 136, диафрагма 154 возвращается назад к своему нормальному положению благодаря способности диафрагмы 154 помнить форму, расширяя камеру 156 обратно к ее нормальному объему. Такое расширение камеры 156 вызывает вакуум внутри камеры 156, который отгибает кольцевое уплотнение 169 впускного обратного клапана 153 от корпуса 151 насоса, открывая впускной обратный клапан 153. Когда впускной обратный клапан 153 открыт, вакуум внутри камеры 156 будет также втягивать добавку через отверстие 152 насоса в камеру 156 из баллона 140.

После того как диафрагма 154 и камера 156 возвращаются в свое нормальное положение, впускной и выпускной обратные клапаны закрываются, не давая возможности воздуху всасываться обратно в баллон 140 и камеру 156. Этот процесс может быть повторен несколько раз для накачки насоса и наполнения камеры 156 добавкой. Насос (и (или) дозировочная камера) может быть выполнен с возможностью содержать желательную дозу (к примеру, предварительно оцененное или измеренное количество добавки) для дозирования за одно действие насоса. Примерные дозированные количества добавки для дозирования с каждым действием насоса включает в себя от примерно 0,05 до примерно 1,0 мл. В другом примерном варианте осуществления дозированное количество может включать в себя от примерно 0,15 до примерно 0,25 мл. После того как камера заполнена желательным количеством добавки (к примеру, накачена), картридж готов к дозированию количества добавки в воду из камеры 156. Когда доза добавки достигнет желательной, пользователь прикладывает усилие к закрытому концу 137 так, что выступ 104 отжимает диафрагму 154, заставляя открываться выпускной обратный клапан 158 и дозировать количество добавки внутри камере 156 из выпускного обратного клапана 158. Когда добавка дозируется из выпускного обратного клапана 158, равное количество добавки будет впущено из баллона 140 через впускной обратный клапан 153 для пополнения камеры 156.

Картридж 120 и (или) емкость 101 могут включать в себя измерительное устройство (не показано), чтобы прослеживать и (или) оценивать количество добавки, которое было дозировано из картриджа, и оставшееся количество добавки, оставшееся в баллоне 140. Измерительное устройство может включать в себя - но не ограничивается этим - датчик веса для измерения количества добавки, оставшегося внутри баллона 140, счетчик дозы, электрический датчик или электродный датчик для измерения изменения удельного электрического сопротивления жидкости в баллоне, метку RFID (идентификации по сигналам радиопередатчика), датчик непрозрачности или сходные с ними устройства, применяемые в других отраслях промышленности, когда оставшееся количество расходного материала в резервуаре прослеживается так, как например, в промышленности струйной печати. Измерительное устройство не требует описания, так как такие технологии известны специалисту. Картридж 120 и (или) емкость 101 может также включать в себя индикатор срока действия добавки (не показано), как описано выше, который может быть соединен с измерительным устройством для указания оставшегося количества добавки в картридже 120, измеренного измерительным устройством. Например, картридж 120 может содержать визуальный измеритель уровня (не показано) для того, чтобы позволить пользователю определять количество добавки, оставшейся в резервуаре. Кроме того, понятно, что картридж 120 и (или) емкость 101 может включать в себя линию связи, такую как схема TAB или высокочастотная связь для передачи данных и сигналов между картриджем, системой отчистки воды и (или) компьютером или контроллером.

На Фиг.17 емкость 101 может содержать интерфейс 170, который может взаимно соединяться с картриджем 120. Интерфейс 170 может быть отдельной или интегрированной частью емкости 101 для предотвращения попадания грязи, отходов и других веществ в систему 110 фильтрации воды, когда картридж 120 не находится в емкости 101. Интерфейс 170 включает в себя корпус 172, имеющий сквозное отверстие 174, заслонку 176, выполненную с возможностью открывать и закрывать отверстие 174, пружину 178, выполненную с возможностью смещать картридж 120 от корпуса 172 интерфейса, когда картридж 120 размещен на интерфейсе 170, и канавку 179, проходящую через корпус 172. Заслонка 176 находится в нормальном закрытом положении над отверстием 174. Когда картридж 120 расположен в емкости 101, заслонка 176 все еще остается закрытой над отверстием 174. Однако когда пользователь прикладывает усилие к закрытому концу 136, картридж сдвигается по направлению к корпусу 172 интерфейса, устройство 180 открывания заслонки (к примеру, кулачок), размещенное на корпусе 151 насоса, проскальзывает по канавке 179 до зацепления заслонки 176. Устройство 180 открывания заслонки сдвигает заслонку 176 от отверстия 174 и, тем самым, позволяет выпускному обратному клапану 158 пройти через отверстие 174 и дозировать добавку из баллона 140. После того как приложенное усилие снято, пружина 178 сдвигает картридж 120 назад от корпуса 172 интерфейса, освобождая, тем самым, устройство 180 открывания заслонки от заслонки 176 и закрывая отверстие 174. Также понятно, что интерфейс 170 может быть выполнен так, что заслонка 176 находится в нормальном закрытом положении до тех пор, пока картридж 120 не будет введен в интерфейс 170 и устройство 180 открывания заслонки не передвинет заслонку от отверстия 174. В такой конфигурации интерфейс 170 не включает в себя пружину для смещения картриджа 120 от корпуса 172 интерфейса. Однако пружина может быть использована для смещения заслонки в ее нормальное закрытое положение.

Другой примерный вариант осуществления настоящего изобретения проиллюстрирован на Фиг.18. В этом варианте осуществления система 200 дозирования добавки может включать в себя емкость 201, выполненную с возможностью приема картриджа 120 в подвижном зацеплении. Емкость 201 может включать в себя заслонку 210, соединенную с емкостью 201 рядом с проемом 206, расположенным на поверхности 205 емкости 201. Заслонка 210 выполнена с возможностью открывания и закрывания проема 206, тем самым запрещая или позволяя выпускному обратному клапану 158 картриджу входить в проем 206 и через поверхность 205. Дистальный конец 211 заслонки 210 фиксировано закреплен на емкости 201 так, что заслонка 210 консольно отходит от емкости 201 над проемом 206. Помимо этого заслонка 210 подпружинена в закрытом положении над проемом 206. В этом варианте осуществления заслонка 210 изготовлена из материала, имеющего память формы или пружинную постоянную, которая обеспечивает подпружиненность. В качестве альтернативы емкость 210 может включать в себя отдельную пружину (не показано), которая зацепляет заслонку 210 для смещения в закрытое положение над проемом 206. Либо картридж 120, либо заслонка 210 могут иметь кулачок (не показано), который зацепляет заслонку 210, или наоборот. Когда к картриджу 120 прикладывается усилие для приведения в действие насоса 150, кулачок сдвигает заслонку 210 от проема 206, позволяя выпускному обратному клапану 158 дозировать добавку через проем 206 и в сосуд.

Использование системы 100 дозирования добавки, включающей в себя картридж 120 и емкость 101, не ограничивается водопроводными кранами или тому подобным. Например, элементы настоящего изобретения могут быть приспособлены для использования с переносными сосудами, такими как кувшины, фляжки, или с другими системами доставки воды, такими как водоохладители. Например, емкость 101 может быть соединена или встроена в кувшин (не показано) или похожее устройство, которое включает в себя систему фильтрации воды (не показано), при этом картридж 120 может быть выполнен для выборочного дозирования добавки либо в фильтрованную воду, содержащуюся в кувшине, либо в сосуд, куда фильтрованная вода налита из кувшина.

На Фиг.19 показан другой примерной вариант осуществления емкости 300. Емкость 300 включает в себя пространство 302, выполненное с возможностью приема картриджа 120, как здесь описано. Емкость 300 может включать в себя направляющие (не показано) внутри пространства 302, которые выполнены с возможностью зацепления картриджа 120 со скольжением, так что картридж 120 может вдвигаться в пространство 302 внутри емкости 300. Емкость 300 может включать в себя устройство, активирующее насос (не показано), (к примеру, кольцеобразный выступ 104) и отверстие, размещенное в боковой стенке 306, которое позволяет выпускному обратному клапану 158 выступать, когда картридж 120 введен в емкость 300. В этом примерном варианте осуществления емкость 300 может быть портативным прибором, позволяющим емкости 300 и картриджу 120 быть съемными. В качестве альтернативы емкость 300 может быть выполнена с возможностью устанавливаться на неподвижном креплении (к примеру, стене). В показанном примерном варианте осуществления емкость 300 включает в себя места 304 для захвата пальцами, расположенные вдоль противоположных сторон емкости 300, для обеспечения обращения с емкостью и, тем самым, для улучшения дозирования добавки из картриджа 120. Когда картридж 120 размещен внутри емкости 300, пользователь может держать емкость 300 между двух пальцев (и (или) большим пальцем) и использовать третий палец для прикладывания усилия к закрытому концу 136 картриджа 120 для того, чтобы насос 150 селективно дозировал добавку из картриджа 120.

Фиг.20 изображает другой вариант осуществления картриджа 400 дозирования добавки. В этом варианте осуществления картридж 400 дозирования добавки содержит корпус 430, размещенный внутри корпуса 430 резервуар (не показано) и насос 450. Корпус 430 имеет изогнутое поперечное сечение, определяемое боковыми стенами 431, 432, 433 и 434. Также, корпус 430 имеет повышенную вместимость резервуара (к примеру, в два раза превосходящую вместимость картриджа 120) по сравнению с картриджем 120, показанным и описанным для обеспечения повышенной дозы картриджа.

Все документы, приводимые в подробном описании изобретения, в соответствующей части включены сюда посредством ссылки; цитирование любого документа не должно толковаться как признание его прототипом в отношении настоящего изобретения. Хотя проиллюстрированы и описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, для специалистов будет очевидно, что различные другие изменения и модификации могут быть сделаны без отхода от сущности и объема настоящего изобретения. По этой причине прилагаемая формула изобретения предназначена для охвата всех таких изменений и модификаций, которые находятся в объеме настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к устройствам для обработки воды и может быть использована для дозирования в воду пригодной к употреблению добавки для воды. Картридж (120) для селективного дозирования в воду пригодной к употреблению добавки для воды содержит корпус (130), баллон (140), размещенный внутри корпуса и содержащий пригодную к употреблению добавку для воды, насос (150), соединенный с корпусом и находящийся в жидкостной связи с баллоном (140), и выпускной обратный клапан (158), находящийся в жидкостной связи с насосом (150) и содержащий пару уплотнительных поверхностей. Насос картриджа выполнен с возможностью дозирования определенного количества пригодной к употреблению добавки для воды из баллона при его активации. Картридж может быть выполнен одноразовым и свободным от мест накопления дозируемой добавки в своем жидкостном тракте ниже по потоку от упомянутой пары уплотнительных поверхностей выпускного обратного клапана. Корпус картриджа выполнен с изогнутым поперечным сечением, которое образовано первой и второй боковыми стенками выпуклой формы, при этом выпуклые изгибы первой и второй боковых стенок выпуклой формы обращены в одном и том же направлении. Группа изобретений обеспечивает возможность подключения картриджа к различным устройствам обработки воды, а также позволяет выборочно дозировать определенное количество потребляемой добавки в воду и предотвратить накопление дозируемого продукта внутри картриджа. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Картридж для селективного дозирования в воду пригодной к употреблению добавки для воды, содержащий:
корпус с изогнутым поперечным сечением, которое образовано первой и второй боковыми стенками выпуклой формы, при этом выпуклые изгибы первой и второй боковых стенок выпуклой формы обращены в одном и том же направлении;
резервуар, размещенный внутри корпуса и содержащий упомянутую пригодную к употреблению добавку для воды; и
насос, соединенный с корпусом и находящийся в жидкостной связи с резервуаром, причем насос выполнен с возможностью дозирования определенного количества пригодной к употреблению добавки для воды из резервуара при активации упомянутого насоса.

2. Картридж по п.1, отличающийся тем, что упомянутый корпус имеет внутренний радиус от примерно 1,5 дюйма до примерно 2,5 дюймов и внешний радиус от примерно 4,0 дюймов до примерно 6,0 дюймов.

3. Картридж по п.1, отличающийся тем, что упомянутый корпус выполнен с возможностью по существу соответствовать изогнутой поверхности системы фильтрации воды.

4. Картридж по п.1, отличающийся тем, что картридж выполнен одноразовым.

5. Картридж по п.1, отличающийся тем, что картридж выполнен с возможностью введения в емкость в подвижном зацеплении, при этом упомянутая емкость содержит заслонку, выполненную с возможностью открывания и закрывания отверстия в упомянутой емкости, для обеспечения дозирования пригодной к употреблению добавки для воды из упомянутого картриджа, а картридж дополнительно содержит открывающее заслонку устройство.

6. Картридж по п.1, отличающийся тем, что пригодная к употреблению добавка для воды выбрана из группы, состоящей из ароматизатора, витаминов, минералов и питательных веществ.

7. Одноразовый картридж, содержащий:
корпус;
баллон для содержания добавки, расположенный в корпусе, и
насос, соединенный с корпусом и находящийся в жидкостной связи с баллоном, и выпускной обратный клапан, находящийся в жидкостной связи с насосом и содержащий пару уплотнительных поверхностей;
причем одноразовый картридж свободен от мест накопления дозируемой добавки в своем жидкостном тракте ниже по потоку от упомянутой пары уплотнительных поверхностей; при этом насос выполнен с возможностью селективного дозирования некоторого количества добавки из баллона.

8. Одноразовый картридж по п.7, отличающийся тем, что насос содержит диафрагменный насос.

9. Одноразовый картридж по п.7, отличающийся тем, что насос содержит впускной обратный клапан, находящийся в жидкостной связи с баллоном; и диафрагму, расположенную над упомянутым впускным обратным клапаном и образующую камеру с впускным обратным клапаном; причем выпускной обратный клапан расположен на диафрагме и находится в жидкостной связи с камерой; при этом выпускной обратный клапан выполнен с возможностью открывания при приложении к диафрагме усилия для дозирования упомянутого количества добавки, содержащейся в камере.

10. Одноразовый картридж по п.9, отличающийся тем, что насос дополнительно содержит корпус, соединенный с одним концом корпуса одноразового картриджа, причем корпус насоса имеет проходящее через него сквозное отверстие; при этом корпус насоса скреплен с корпусом одноразового картриджа, охватывающим баллон, обеспечивая тем самым жидкостную связь сквозного отверстия с упомянутым баллоном, причем впускной обратный клапан размещен в упомянутом отверстии; а диафрагма помещена над впускным обратным клапаном внутри корпуса насоса.

11. Одноразовый картридж по п.7, отличающийся тем, что корпус одноразового картриджа и упомянутый насос размещены соосно друг с другом.

12. Одноразовый картридж по п.10, отличающийся тем, что впускной обратный клапан выполнен с возможностью выполнения функции самоуплотняющейся мембраны над сквозным отверстием в корпусе насоса.

13. Одноразовый картридж по п.9, отличающийся тем, что впускной обратный клапан является зонтичным клапаном.

14. Одноразовый картридж по п.9, отличающийся тем, что выпускной обратный клапан выступает от диафрагмы так, что упомянутая пара уплотнительных поверхностей расположена на дистальном конце выпускного обратного клапана.

15. Одноразовый картридж по п.9, отличающийся тем, что впускной обратный клапан, выпускной обратный клапан и диафрагма выполнены из гибкого материала.

16. Одноразовый картридж по п.15, отличающийся тем, что упомянутый гибкий материал содержит один или несколько эластомеров, выбранных из группы, состоящей из силоксана, термопластичного эластомера (ТРЕ), буна, неопрена, этилен-пропилен монодиена (EPDM) и их комбинаций.

17. Одноразовый картридж по п.7, отличающийся тем, что упомянутый картридж выполнен с возможностью селективного срабатывания за счет активирования насоса с помощью связанного с насосом толкателя для селективного дозирования упомянутого количества добавки.

18. Одноразовый картридж по п.9, отличающийся тем, что усилие, приложенное к диафрагме, обеспечивает дозировку упомянутого количества добавки из камеры.

19. Одноразовый картридж по п.7, отличающийся тем, что дополнительно содержит измерительный прибор, выполненный с возможностью измерения оставшегося количества добавки, содержащейся внутри баллона.

20. Картридж для селективного дозирования добавки в воду, содержащий:
корпус с продольной осью и искривленным поперечным сечением, образованным первой и второй выпуклыми боковыми стенками, причем выпуклости первой и второй выпуклых боковых стенок обращены в одном и том же направлении,
баллон, размещенный внутри корпуса и выполненный с возможностью содержать пригодную к употреблению добавку в воду; и
насос, соединенный с корпусом и находящийся в жидкостной связи с баллоном, причем насос выполнен с возможностью дозирования некоторого количества добавки из баллона при активации упомянутого насоса; выпускной обратный клапан добавки, находящийся в жидкостной связи с насосом и содержащий пару уплотнительных поверхностей; при этом картридж свободен от мест накопления дозируемой добавки в своем жидкостном тракте ниже по потоку от упомянутой пары уплотнительных поверхностей; при этом насос выполнен с возможностью селективного дозирования некоторого количества добавки из упомянутого баллона и наружу из упомянутого выпускного обратного клапана.