ПЕРКОЛЯЦИОННАЯ ФИЛЬТРУЮЩАЯ СИСТЕМА Российский патент 2012 года по МПК C02F1/00 B01D27/00 

Настоящее изобретение относится к фильтрующей системе так называемого перколяционного типа со сменным фильтрующим картриджем. В такой фильтрующей системе подлежащую фильтрованию жидкость пропускают, главным образом, под действием силы тяжести, по пути для проходящей сквозь фильтрующий слой, расположенный в фильтрующем картридже.

Устройства этого типа традиционно используются в фильтрующих кувшинах, бойлерах, кофеварках и заварочных устройствах бытового назначения. Подлежащую фильтрованию жидкость (воду), обычно, наливают в первый резервуар, в дне которого имеется место для установки фильтрующего картриджа, из которого она перетекает во второй резервуар, находящийся под первым, проходя через фильтрующий слой.

Поскольку питьевая вода, подаваемая различными распределительными сетями, по своему составу значительно отличается от одной местности к другой, существует потребность в предварительной подготовке адаптированных, конкретных фильтрующих систем в соответствии с различными типами загрязняющих веществ. Например, в некоторых районах поступающая вода имеет неприятный вкус (и запах) хлора, либо содержит нитраты, карбонаты или другие типы растворенных солевых ионов, для удаления которых нужны селективные картриджи.

Практически невозможно изготовить картридж, обладающий эффективной селективностью по отношению ко всем таким элементам и, в то же время, имеющий приемлемый ограниченный размер. Следовательно, существует тенденция к использованию дифференцированных композиций фильтрующего слоя, соответствующих конкретному типу подлежащей обработке воды. Например, в одном и том же картридже могут быть смешаны следующие композиции: слабые анионные смолы, сильные анионные смолы, слабые катионные смолы, сильные катионные смолы, активированный уголь (различного гранулометрического состава с различным содержанием серебра для обеспечения бактериостатического действия), конкретные смолы для удаления мышьяка и меди, заряженные керамические шарики и т.д.; так, чтобы получить картриджи с надлежащей селективностью.

Несмотря на техническое совершенствование фильтрующих картриджей, существует проблема обеспечения пользователя гарантией того, что картридж, используемый в его емкости, отвечает своему назначению и качественно, и типологически. Поскольку производимые, даже под разными марками, картриджи по форме похожи друг на друга, фильтрующую систему, представляющую собой емкость для воды, снабженную картриджем, необходимо эксплуатировать так, чтобы исключить возможность использования в чаше вместо подлинного картриджа неподходящего или не проверенного картриджа.

В настоящее время емкости фильтрующих систем имеют такое посадочное гнездо для фильтрующего картриджа, геометрия которого препятствует размещению «чужих» картриджей. Примеры описаны в ЕР 1230166 и WO 2005/118104. Однако можно изготовить картриджи, геометрия которых позволяет преодолеть предусмотренные препятствия, чтобы считающиеся неподходящими картриджи в любом случае могли быть размещены вместо тех, которые признаны пригодными для данной цели. Следствием этого является вероятность, что фильтрованная вода будет худшего качества, чем ожидал пользователь, и при этом будет дискредитирована вся фильтрующая система (емкость-картридж), хотя причиной недостатков был только картридж.

Поэтому задача настоящего изобретения состоит в обеспечении фильтрующей системы и соответствующего способа регулирования, структура и функции которого предусматривают преодоление недостатков указанного уровня техники.

Идея, направленная на решение указанной проблемы, заключается в том, чтобы предотвратить возможность работы фильтрующей системы, если картридж, помещенный в посадочное гнездо, считается неподходящим для целевого назначения, или, по меньшей мере, обеспечить подачу сигнала о нарушении правил эксплуатации. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения путь фильтрования подлежащей обработке жидкости блокируется, если используемый картридж не распознается данным устройством как пригодный для целевого назначения.

В настоящем изобретении указанная задача решается при помощи фильтрующей системы, изготовленной в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.

Признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятны благодаря подробному описанию некоторых предпочтительных, но не исключительных, вариантов его осуществления, приведенных в качестве не имеющих ограничительного характера примеров со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 - вид в сечении перколяционной фильтрующей системы со сменным картриджем, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.2 - вид первого альтернативного варианта осуществления устройства по фиг.1; и

на фиг.3-5 представлены виды в сечении дополнительного альтернативного варианта осуществления устройства по фиг.1.

На чертежах позицией 1 обозначена в целом перколяционная фильтрующая система со сменным картриджем, изготовленная в соответствии с настоящим изобретением. Устройство 1 показано на чертежах только частично и включает контейнер с воронкой 2, представляющий собой резервуар для подлежащей фильтрованию воды, в дне которого 3 предусмотрено посадочное гнездо 4 картриджа 5. Посадочное гнездо 4 имеет горловину 6, боковую стенку 7 и дно 8. В горловине 6 предусмотрена кольцевая выточка 9, в которой герметично удерживается край 10 картриджа 5, когда картридж 5 установлен в посадочное гнездо 4.

В дне 8 предусмотрено отверстие 13, образующее гнездо клапана 11 для затвора 12. В общем, контейнер с воронкой 2, посадочное гнездо 4 и отверстие 13 образуют путь для потока подлежащей фильтрованию воды, которая подвергается обработке на фильтрующем слое (не показан) в картридже 5 и выходит из картриджа в посадочное гнездо 4 ниже края 10 через отверстия 5а в дне картриджа 5. Следует отметить, что посадочное гнездо 4 сообщается с резервуаром для отфильтрованной воды только через отверстие 13, блокирование которого затвором 12, следовательно, означает полное блокирование пути потока подлежащей фильтрованию воды.

В примере, показанном на фиг.1, затвор 12 имеет форму усеченного конуса и снабжен штоком 15, выступающим из его меньшего основания вовнутрь посадочного гнезда 4. На затвор воздействует пружина 16, установленная между дном посадочного гнезда 4 и пластиной 17, установленной у свободного конца штока 15 в соответствии с нормально закрытым положением, в котором гнездо клапана 11 закрыто и перекрывает путь для потока подлежащей фильтрованию воды.

В примере, показанном на фиг.2, затвор 12 смонтирован на свободном конце 18а рычага первого рода 18, имеющего осевое крепление на опоре 19, выступающей из дна 8 посадочного гнезда 4, на противоположный конец 18b которого воздействует нажимная кнопка 20, направляемая выступающим элементом 21 дна 8.

В примере, приведенном на фиг.3, затвор 12 образован верхним концом стержня 22, составляющего единое целое с поплавком 23 и имеющим регулировочный выступающий элемент 24, проходящий в отверстие 13 в посадочном гнезде 4.

Во всех указанных случаях затвор приводится в движение посредством щупа, включающего в первом случае шток 15 и пластину 17, во втором примере - рычаг 18 и нажимную кнопку 20, и в третьем примере - регулировочный выступающий элемент 24, который упирается в контактную поверхность 25, образованную на свободном конце выступающего элемента 26, выдающегося из дна 27 картриджа 5 в выточку 28, окружающую и вмещающую в себя указанный выступающий элемент 26.

Практически, затвор 12 с гнездом клапана 11 образует клапанное средство, назначением которого является блокирование (и в нормальном состоянии сохранение закрытым) пути потока подлежащей фильтрованию воды, когда в посадочном гнезде 4 нет картриджа или установлен неподходящий картридж, в то время как щуп и соответствующая контактная поверхность образуют средство распознавания и контр-элемент, указывающие на пригодность данного картриджа для использования в данной фильтрующей системе, способные управлять открытием пути потока путем приведения в действие клапанного средства при обнаружении пригодности картриджа, установленного в посадочное гнездо 4.

Распознавание в этом случае принадлежит к геометрическому типу, то есть основано на геометрических параметрах картриджа и щупа, таких как их взаимное положение, протяженность и, обычно, способность взаимодействовать друг с другом с целью регулирования открытия клапанного средства, когда в посадочное гнездо 4 установлен картридж 5.

Тем не менее предусматривается, что средство распознавания и контр-элемент могут быть электрического типа, такие как соответствующие полюсы 30а, 30b, взаимный контакт которых вызывает замыкание непоказанной цепи, приводящей в действие электрический клапан 31, который в нормальном положении закрывает путь для потока подлежащей фильтрованию воды через отверстие 13.

В качестве альтернативы предусматривается, что средство распознавания и контр-элемент могут быть ретрансляторного типа (фиг.5), тогда ретранслятор 40 размещают, например, на боковой стенке или на дне картриджа 5, а активационную цепь 41 этого ретранслятора располагают в соответствующем месте посадочного гнезда 4. Это удобно при условии, что активационная цепь 41 и/или ретранслятор 40, предпочтительно, имеют беспроводное соединение с электронной цепью 42, предназначенной для приведения в действие посредством микроприводов 43 клапана 44 бистабильного типа, способного делать возможной или невозможной вентиляцию верхнего резервуара 2 путем открывания или закрывания отверстия 45 в верхней части той же самой или его собственной крышки 46. В этом случае верхний резервуар непроницаем для воздуха за исключением возможности вентиляции, открываемой клапаном 44. Когда вентиляция верхнего резервуара возможна, вода может течь через картридж под действием силы тяжести и собираться в нижнем резервуаре. С другой стороны, когда вентиляция верхнего резервуара блокирована, вода не может течь через картридж, и фильтрации, следовательно, не происходит.

Также предусматривается, что электронная цепь 42 управляет клапаном 47, имеющимся в отверстии 13, с целью прекращения вытекания воды из посадочного гнезда 4 дополнительно к и/или вместо управления вентиляцией верхнего резервуара.

Кроме того, предусматривается, что цепь 42 управляет подачей сигнала тревоги, например, путем приведения в действие светового сигнала 48 и/или звукового сигнала на крышке 46. Кроме того, та же цепь 42 может быть снабжена счетчиком, отмеряющим время с момента активации картриджа с целью подачи сигнала о выработке ресурса по истечении заданного периода времени.

Настоящее изобретение также обеспечивает способ управления перколяционной фильтрующей системой описанного выше типа, в котором, когда указанный картридж установлен в посадочное гнездо, осуществляется распознавание его пригодности, делающее возможным функционирование фильтрующей системы в случае опознания пригодности картриджа, либо блокирующее ее или возбуждающее подачу сигнала о пригодности/непригодности картриджа.

Данным способом управления предусматривается, что в отсутствие распознавания картриджа активируется одно или более из следующих управляющих действий:

- прерывание наполнения водой резервуара выше картриджа по ходу потока;

- прерывание протекания воды по пути для потока из резервуара выше картриджа в резервуар ниже картриджа;

- прерывание выливания воды из резервуара ниже указанного картриджа по ходу потока, например, путем блокирования посредством клапана 37 выходного водовода нижнего резервуара для воды или

- подача сигнала тревоги.

Также предусматривается, что тот же способ и устройство могут быть использованы для предотвращения возможного использования просроченных или выработавших ресурс фильтрующих картриджей, например, путем включения в набор данных, хранящихся в ретрансляторе, указания даты окончания срока действия данного картриджа или путем изменения, время от времени, геометрии картриджа.

Таким образом, благодаря настоящему изобретению решается поставленная проблема и обеспечиваются многочисленные преимущества, включающие:

- возможность использования в высокой степени селективных фильтрующих картриджей, исключающих риск путаницы;

- обеспечение полной гарантии качества картриджа в отношении данной фильтрующей системы;

- возможность производства и продажи различных фильтрующих устройств и картриджей для различных стран и/или загрязняющих веществ;

- возможность предотвратить возможное использование просроченных или выработавших свой ресурс продуктов.

Изобретение предназначено для фильтрации. Фильтрующая система содержит путь для потока подлежащей фильтрованию воды, включающий посадочное гнездо для съемной установки фильтрующего картриджа, средство и контр-средство распознавания для определения пригодности данного картриджа, расположенные соответственно на указанном посадочном гнезде и взаимодействующие между собой, когда картридж вставлен в посадочное гнездо, чтобы позволить работу фильтрующей системы после распознавания пригодности картриджа или прервать ее работу, или подать сигнал о пригодности или непригодности картриджа, если картридж, соответственно, опознан или не опознан средством распознавания. Средство и контр-средство распознавания содержат клапанные средства, расположенные по ходу после указанного картриджа для блокирования пути для потока между указанным посадочным гнездом и резервуаром по ходу после картриджа, для избирательного прерывания указанного пути при отсутствии распознавания картриджа, когда он вставлен в указанное посадочное гнездо. Контр-средство включает контактную поверхность, образованную на свободном конце элемента, выдающегося из дна картриджа в выточке, которая окружает и принимает указанный выступающий элемент. Технический результат: улучшение качества очищенной воды. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Перколяционная фильтрующая система (1), содержащая путь (2, 4, 13) для потока подлежащей фильтрованию воды, включающий посадочное гнездо (4) для съемной установки фильтрующего картриджа (5), так что указанный путь для потока продолжается через указанный фильтрующий картридж, когда указанный фильтрующий картридж (5) установлен в указанное посадочное гнездо (4), при этом указанная фильтрующая система содержит средство и контрсредство распознавания для определения пригодности данного картриджа, расположенные соответственно на указанном посадочном гнезде и взаимодействующие между собой, когда картридж вставлен в посадочное гнездо, чтобы позволить работу фильтрующей системы после распознавания пригодности картриджа или прервать ее работу, или подать сигнал о пригодности или непригодности картриджа, если картридж соответственно опознан или не опознан средством распознавания, при этом указанные средство и контрсредство распознавания содержат клапанные средства (11, 12), расположенные по ходу после указанного картриджа для блокирования пути для потока между указанным посадочным гнездом и резервуаром по ходу после картриджа, для избирательного прерывания указанного пути при отсутствии распознавания картриджа, когда он вставлен в указанное посадочное гнездо, при этом указанное контрсредство включает контактную поверхность (25), образованную на свободном конце выступающего элемента (26), выдающегося из дна (27) картриджа (5) в выточке (28), которая окружает и принимает указанный выступающий элемент (26).

2. Перколяционная фильтрующая система (1) по п.1, в которой затвор (12) клапанных средств (11, 12) обеспечен на свободном конце (18а) рычага, способного поворачиваться на опоре (19), выступающей из дна посадочного гнезда (4) для картриджа.

3. Перколяционная фильтрующая система (1) по п.2, в которой противоположный конец (18b) указанного рычага взаимодействует с указанным контрсредством (25).

4. Перколяционная фильтрующая система (1) по п.3, в которой указанное контрсредство включает контактную поверхность (25), образованную на свободном конце выступающего элемента (26), выдающегося из дна (27) картриджа (5) в выточке (28), которая окружает и принимает указанный выступающий элемент (26).

5. Фильтрующая система по любому из пп.1-4, в которой затвор (12) клапанных средств (11, 12) удерживается в закрытом положении и упирается в гнездо клапана (11) клапанных средств (11, 12), которое является единственным отверстием посадочного гнезда (4) для картриджа, когда в указанное гнездо не установлен картридж или установлен неподходящий картридж.

6. Фильтрующая система по любому из пп.1-4, в которой щуп (15, 17, 18, 20, 24) включает выступающий элемент (17, 20, 24) затвора (12) указанных клапанных средств, а контактная поверхность (25) расположена на картридже так, что препятствует щупу открыть затвор (12), когда картридж установлен в посадочное гнездо (4).

7. Перколяционная фильтрующая система (1), содержащая путь (2, 4, 13) для потока подлежащей фильтрованию воды, включающий посадочное гнездо (4) для съемной установки фильтрующего картриджа (5), так что указанный путь для потока продолжается через указанный фильтрующий картридж, когда указанный фильтрующий картридж (5) установлен в указанное посадочное гнездо (4), при этом указанная фильтрующая система содержит средство и контрсредство распознавания для определения пригодности данного картриджа, расположенные соответственно на указанном посадочном гнезде и взаимодействующие между собой, когда картридж вставлен в посадочное гнездо, чтобы позволить работу фильтрующей системы после распознавания пригодности картриджа или прервать ее работу, или подать сигнал о пригодности или непригодности картриджа, если картридж соответственно опознан или не опознан средством распознавания, при этом указанные средство и контрсредство распознавания содержат клапанные средства (11, 12), расположенные по ходу после указанного картриджа для блокирования пути для потока между указанным посадочным гнездом и резервуаром по ходу после картриджа, для избирательного прерывания указанного пути при отсутствии распознавания картриджа, когда он вставлен в указанное посадочное гнездо, при этом затвор (12) клапанных средств (11, 12) обеспечен на свободном конце (18а) рычага, способного поворачиваться на опоре (19), выступающей из дна посадочного гнезда (4) для картриджа.

8. Перколяционная фильтрующая система (1) по п.7, в которой противоположный конец (18b) указанного рычага взаимодействует с указанным контрсредством (25).

9. Перколяционная фильтрующая система (1) по п.7, в которой указанное контрсредство включает контактную поверхность (25), образованную на свободном конце выступающего элемента (26), выдающегося из дна (27) картриджа (5) в выточке (28), которая окружает и принимает указанный выступающий элемент (26).

10. Фильтрующая система по любому из пп.7-9, в которой затвор (12) клапанных средств (11, 12) удерживается в закрытом положении и упирается в гнездо клапана (11) клапанных средств (11, 12), которое является единственным отверстием посадочного гнезда (4) для картриджа, когда в указанное гнездо не установлен картридж или установлен неподходящий картридж.

11. Фильтрующая система по любому из пп.7-9, в которой щуп (15, 17, 18, 20, 24) включает выступающий элемент (17, 20, 24) затвора (12) указанных клапанных средств, а контактная поверхность (25) расположена на картридже так, что препятствует щупу открыть затвор (12), когда картридж установлен в посадочное гнездо (4).

12. Фильтрующий картридж (5) для установки в перколяционной фильтрующей системе (1) по любому предшествующему пункту, в котором на дне (27) картриджа обеспечена выточка (28), при этом из дна (27) выдается выступающий элемент (26) в указанной выточке (28), которая окружает указанный выступающий элемент (26), а на свободном конце указанного выступающего элемента (26) обеспечена контактная поверхность (25) для распознавания пригодности картриджа, взаимодействующая с затвором (12), обеспеченным на посадочном гнезде (4) для картриджа перколяционной фильтрующей системы (1), чтобы позволить работу перколяционной фильтрующей системы, когда картридж вставлен в посадочное гнездо (4), после распознавания пригодности картриджа.

13. Фильтрующий кувшин, использующий перколяционную фильтрующую систему по любому из пп.1-6.

14. Фильтрующий кувшин, использующий перколяционную фильтрующую систему по любому из пп.7-11.