АВТОМАТ ДЛЯ РОЗНИЧНОЙ ПРОДАЖИ ВОДЫ Российский патент 2013 года по МПК G07F13/02 C02F9/00 

Автомат для розничной продажи воды относится к области многоступенчатой очистки воды с автоматизированной системой управления, предназначен для обеспечения населения чистой питьевой водой, водой с минеральными и/или витаминными добавками, водой с модифицированным RedOx - потенциалом, как за наличный, так и за безналичный расчет в торговых и бизнес центрах, различных производственных помещениях, больницах, аптеках и в жилых многоэтажных домах.

Известен автомат для розничной порционной продажи воды по патенту RU №60759, МПК G07F 11/00, Бюл. №3 от 27.01.2007, состоящий из: соединения с трубой источника водоснабжения; датчика наличия воды внутри трубы источника водоснабжения; фильтра, где фильтр имеет сменные картриджи, обеспечивающие очистку воды до заданного уровня, входное отверстие которого соединено с трубой источника водоснабжения, а выходное с емкостью, предназначенной для хранения воды; насоса, водомера, микроконтроллера, выполняющего функцию устройства управления и расчетного устройства; электронного блока, обеспечивающего прием и считывание электронных и/или магнитных карт, или считывание электронных идентификаторов, позволяющих определить положительный баланс актива, с последующим изменением их актива; панели индикатора, электромагнитного запорного клапана.

К недостаткам данного автомата можно отнести отсутствие обратноосмотической системы фильтрации обеспечивающей более эффективную очистку воды, а также отсутствие системы предотвращения микробиологического загрязнения в емкости с водой и системы контроля и поддержания постоянного качества очистки питьевой воды.

Известен автомат для розничной порционной продажи воды по патенту RU №69289, МПК G07F 13/00, Бюл. №34 от 10.12.2007, содержащий корпус, устройство управления, устройство приема платежей, водные коммуникации подвода исходной воды, блок очистки исходной воды, дозатор, блок очистки исходной воды, включающий в себя фильтр грубой очистки, угольный фильтр с сорбентом, устройство электромагнитной обработки воды и устройство нанофильтрации, а также снабженный устройством обеззараживания воды, ионообменным фильтром, устройством умягчения воды, устройством нормализации содержания железа в воде, устройством стабилизации давления исходной воды. Эта устройство принято за прототип.

К недостаткам данного автомата можно отнести отсутствие автоматизированной системы управления задающей оптимальный режим работы обратноосмотического блока, обеспечивающей контроль и поддержание постоянного качества доочистки питьевой воды, недостаточно эффективное использование обратноосмотических мембран, из-за отсутствия системы снижения их засаливаемости, а также отсутствие системы предотвращения микробиологического загрязнения в емкости с водой.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в том, чтобы обеспечить эффективную очистку воды, расширить функциональные возможности автомата для розничной продажи воды, с целью получения одного и более типов воды, с пролонгированными бактерицидными свойствами, включая воду с минеральными и/или витаминными добавками и воду с модифицированным RedOx - потенциалом, обеспечить более эффективную работу обратноосмотических мембран с увеличением срока их работы до замены или регенерации, при обеспечении постоянного автоматизированного контроля качества очистки воды и управления автоматом.

Сущность решения технической задачи состоит в том, что автомат для розничной продажи воды, содержащий ввод исходной воды, входной расходомер, датчик электропроводимости исходной воды, блок предварительной фильтрации, повысительный насос, обратноосмотический блок, датчик электропроводимости пермеата, накопительный резервуар с датчиком уровня жидкости, насос подачи воды из накопительного резервуара, ультрафиолетовый стерилизатор, дозатор, состоящий из расходомера выдаваемой воды и электромагнитного клапана, устройство приема платежей, устройство индикации, кнопки выбора типа наливаемой воды и контроллер управления обеспечивают налив требуемого количества пермеата с заданным качеством очистки при его неравномерном разборе. При этом эффективность использования мембран обратного осмоса и увеличение срока их службы до замены или регенерации, а следовательно, повышенная экономичность работы автомата, обеспечивается применением:

- блока магнитного преобразователя, установленного непосредственно перед обратноосмотическим блоком, снижающего выпадение карбоната и сульфата кальция, гидроксида магния и силикатов кальция на мембранах и стимулирующего их вывод в составе концентрата в дренаж;

- электромагнитного клапана импульсной промывки обратноосмотического блока подключенного к контроллеру управления установкой позволяющего проводить технологическую промывку мембран посредством эффекта гидроудара.

Поскольку для разных типов обратноосмотических мембран при изменении температуры фильтруемой воды в диапазоне 10-25°С их производительность может изменяться на 20-50%, применение датчика давления дополненного датчиком температуры воды, проходящей через обратноосмотический блок, обеспечивает объективный контроль режимов его работы. Проточные датчики электропроводимости исходной воды и пермеата позволяют постоянно анализировать качество исходной и очищенной воды и следить за работой автомата, в том числе управлять системой импульсной промывки мембран обратного осмоса. Электронные расходомеры исходной воды, выдаваемой воды и концентрата со скважностью импульсов предпочтительно 1 имп/10 мл обеспечивают точный постоянный учет потока воды во всех узлах автомата для розничной продажи воды. Данный набор контрольно-измерительных приборов является минимально необходимым и в тоже время достаточным для обеспечения настройки автомата, постоянного автоматизированного контроля качества очистки воды и управления автоматом для розничной продажи воды с возможностью задания и поддержания параметров очистки и расхода воды с учетом качества исходной воды, которые осуществляет контроллер управления установкой. Подключение контроллера через GPRS или ETHERNET для связи с системой более высокого уровня позволяет осуществлять дистанционный мониторинг и управление автоматом для розничной продажи воды, а также подключать автомат к процессинговым системам осуществляющими расчеты с пользователями автомата с применением платежных и/или идентификационных карточек.

Оборудование, позволяющее расширить функциональные возможности автомата для розничной продажи воды, включает в себя:

- электролизер с серебряными электродами, подключенный к контроллеру управления установкой, обеспечивающий автоматическое поддержание требуемой концентрации ионов серебра в пермеате, придавая ему пролонгированные бактерицидные свойства, что позволяет также предотвратить микробиологическое заражение в накопительном резервуаре;

- дозатор, дополненный одним устройством и более для дополнительной минерализации и/или витаминизации выдаваемой воды, а также электролизером, подключенным к контроллеру управления и вырабатывающим католит (живую воду) и анолит (мертвую воду), позволяющий автомату выдавать набор различных типов очищенной и обогащенной воды;

- горловину налива воды для предотвращения ее загрязнения дополненную прикрывающей заслонкой с электромагнитным приводом, подключенным к контроллеру управления;

- место для размещения тары для налива воды, оборудованное ультрафиолетовой лампой, обеспечивающей дополнительную стерилизацию тары для налива воды и поддоном со сливом, соединенным с выводом воды в дренаж;

- дренажный насос, подключенный к контроллеру управления, установленный перед выводом сливаемой воды в дренаж, и обеспечивающий отвод сливаемой воды из автомата при удаленном расположении автомата от канализационной сети;

- устройство приема платежей, дополнительно оснащенное устройством выдачи сдачи и дополнительно оснащенное или замененное устройством работы с платежными и/или идентификационными карточками, обеспечивающими расчет за отпускаемую воду в безналичной форме.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими значительно расширить функциональные возможности автомата для розничной продажи воды, а также повысить качество обработки воды и его экономичность. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

При проведении дополнительного поиска известных решений не были выявлены признаки, в совокупности совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого автомата для розничной продажи воды. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Структурно-функциональная схема автомата для розничной продажи воды показана на чертеже, фиг.1, где обозначены:

1 - контроллер управления;

2 - устройство индикации;

3 - устройство приема платежей;

4 - кнопки выбора вида наливаемой воды;

5 - подключение через GPRS или ETHERNET для связи с системой более высокого уровня;

6 - ввод исходной воды;

7 - входной расходомер;

8 - электромагнитный клапан;

9 - датчик электропроводимости исходной воды;

10 - блок предварительной фильтрации;

11 - регулировочный вентиль с электроприводом;

12 - повысительный насос;

13 - расходомер концентрата;

14 - блок магнитного преобразователя;

15 - датчик давления;

16 - электромагнитный клапан импульсной промывки обратноосмотического блока;

17 - обратноосмотический блок;

18 - датчик электропроводимости пермеата;

19 - электролизер с серебряными электродами;

20 - накопительный резервуар;

21 - технологический вентиль выпуска жидкости из накопительного резервуара;

22 - датчик уровня жидкости в накопительном резервуаре;

23 - электролизер вырабатывающий католит и анолит;

24 - вывод сливаемой воды в дренаж;

25 - дренажный насос;

26 - поддон со сливом;

27 - место для размещения тары для налива воды

28 - тара для налива воды;

29 - прикрывающая заслонка с электромагнитным приводом;

30 - горловина налива воды;

31 - ультрафиолетовая лампа дополнительной стерилизации тары для налива воды

32 - насос подачи воды из накопительного резервуара;

33 - электромагнитный клапан дозатора очищенной воды;

34.l - 34.n - дозаторы для дополнительной минерализации и/или витаминизации выдаваемой воды;

35 - ультрафиолетовый стерилизатор;

36 - расходомер выдаваемой воды.

Автомат для розничной продажи воды, показанный на структурно-функциональной схеме (фиг.1), работает следующим образом. Вода из системы водоснабжения через ввод исходной воды 6 поступает на входной расходомер 7 далее через электромагнитный клапан 8, выполняющий функцию отключения исходной воды при техническом обслуживании и в аварийных ситуациях, поступает в блок предварительной фильтрации 9, который включает в себя набор фильтров, специально подобранных в зависимости от химсостава исходной воды, в частности: фильтр грубой очистки, угольный сорбционный фильтр, фильтр тонкой очистки. Между электромагнитным клапаном 8 и блоком предварительной фильтрации 9 подключен датчик электропроводимости исходной воды 10, позволяющий анализировать качество исходной воды. После предварительной фильтрации вода поступает в повысительный насос 12, который создает необходимое давление жидкости в обратноосмотическом блоке 17, измеряемое датчиком давления 15. Между повысительным насосом 12 и обратноосмотическим блоком 17 последовательно включен блок магнитного преобразователя 14, уменьшающий засорение мембран обратноосмотического блока 17. Далее очищенная вода (пермеат), проанализированная датчиком электропроводимости пермеата 18, поступает в электролизер с серебряными электродами 19, обеспечивающий необходимую концентрацию ионов серебра в пермеате, который собирается в накопительном резервуаре 20. Контроль наполнения накопительного резервуара 20 осуществляется датчиком уровня жидкости 22. Режим фильтрации воды обратноосмотическим блоком 17 устанавливается регулировочным вентилем с электроприводом 11, который ограничивает поток концентрата через вывод сливаемой воды в дренаж 24, задавая тем самым требуемое процентное соотношение пермеата к концентрату. Контроль объема выводимого концентрата из установки осуществляет расходомер концентрата 13, включенный последовательно между выводом концентрата обратноосмотического блока 17 и регулировочным вентилем с электроприводом 11. Электромагнитный клапан импульсной промывки обратноосмотического блока 16 обеспечивает периодическую технологическую промывку обратноосмотического блока 17.

Для получения воды в автомате для розничной продажи воды тару для налива воды 28 устанавливают в место для размещения тары для налива воды 27. Через устройство приема платежей 3, производят оплату необходимого количества одного из видов реализуемой воды, при этом устройство индикации 2 отображает сумму принятого платежа. Далее для налива воды нажимается одна из кнопок выбора вида наливаемой воды 4 и удерживается нажатой, при этом устройство индикации 2 отображает название выбранной воды, количество оплаченной и наливаемой воды. При отпускании кнопки налив воды прекращается, что позволяет за один сеанс налива наполнять более одной тары для налива воды 27. В одном сеансе налива допускается наливать только один вид воды, для обеспечения этого после первого нажатия одной из кнопок выбора вида наливаемой воды 4, управление от других кнопок блокируется до завершения сеанса налива, т.е. полного налива оплаченной воды. При оснащении устройство приема платежей 3 устройством выдачи сдачи сеанс налива воды может быть завершен нажатием кнопки выдачи сдачи. При использовании платежной или идентификационной карточки для расчета за отпускаемую воду в безналичной форме сеанс налива воды начинается со вставления карточки в соответствующее окошко устройства приема платежей 3, при этом устройство индикации 2 отображает сумму текущего баланса карточки. Налив воды производится также, как и при расчете наличными средствами, а завершением сеанса налива воды является выемка карточки из устройства приема платежей 3 или до исчерпания положительного баланса карточки. Отсчет наливаемой воды при всех видах оплаты ведется предпочтительно с точностью 50 мл, с округлением в меньшую сторону, что гарантированно позволяет избежать «спорных» ситуаций с «недоливом» воды.

Нажатие одной из кнопок выбора вида наливаемой воды 4 вне сеанса налива воды выводит на устройство индикации 2 название выбранной воды. При нажатии кнопки выбора вида наливаемой воды 4 в течении сеанса налива воды включает насос подачи воды из накопительного резервуара 30 и начинается отбор пермеата из накопительного резервуара 20, через последовательно соединенные насос подачи воды из накопительного резервуара 30, ультрафиолетовый стерилизатор 35 и расходомер выдаваемой воды 36. Насос подачи воды из накопительного резервуара 32, оснащеный защитой от «сухого хода» и обратным клапаном, обеспечивает необходимое давление для налива очищенной воды в тару для налива воды 28 и подачи воды в дозаторы для дополнительной минерализации и/или витаминизации выдаваемой воды 34.l-34.n и электролизер вырабатывающий католит и анолит 23. Ультрафиолетовый стерилизатор 35 стерилизует пермеат, находившийся в накопительном резервуаре 20, при этом он дополняет и усиливает бактерицидные свойства коллоидного серебра введенного в пермеат в электролизере с серебряными электродами 19. Расходомер выдаваемой воды 36 измеряет объем налитой воды в тару для налива воды 28 через электромагнитный клапан дозатора очищенной воды 36 или через дозаторы для дополнительной минерализации и/или витаминизации выдаваемой воды 34.l-34.n или электролизер, вырабатывающий католит и анолит 23, которые также оснащены электромагнитными клапанами, в соответствии с видом воды выбранным нажатой кнопкой 4. Налив воды в тару для налива воды 28 осуществляется через горловину налива воды 30, которая в целях предотвращения загрязнения, в том числе и умышленного, закрывается прикрывающей заслонкой с электромагнитным приводом 29 на то время когда нет налива воды. Для дополнительной стерилизации тары для налива воды 28 установлена ультрафиолетовая лампа 31, освещающая только горловину налива воды 30, место для размещения тары для налива воды 27 и тару для налива воды 28. Для предотвращения разлива воды при переливе тары для налива воды 28, место для размещения тары для налива воды 27 оборудовано поддоном со сливом 26, соединенным дренажным насосом 25, который установлен перед выводом сливаемой воды в дренаж 24, обеспечивающим отвод сливаемой воды из автомата при удаленном расположении автомата от канализационной сети. Также с дренажным насосом 25 соединен технологический вентиль выпуска жидкости из накопительного резервуара 21.

Контроллер управления установкой 1 осуществляет постоянную обработку данных поступающих от датчиков 9, 15, 18, 22, расходомеров 7, 13, 36, а также принимает управляющие сигналы от устройств 3, 4 и управляет исполнительными устройствами 2, 8, 11, 12, 16, 19, 23, 25, 29, 31, 32, 33, 34.l-34.n, 35, а его подключение через GPRS или ETHERNET для связи с системой более высокого уровня 5 позволяет осуществлять постоянный мониторинг качества выдаваемой воды, режимов работы автомата, осуществлять техническое обслуживание и оперативное управление автоматом, а также подключать автомат к процессинговым системам, осуществляющим расчеты с пользователями автомата с применением платежных и/или идентификационных карточек.

Изобретение относится к области многоступенчатой очистки воды с автоматизированной системой управления, а именно к автомату для розничной продажи очищенной воды. Технический результат заключается в обеспечении эффективной очистки воды. Автомат для розничной продажи воды включает корпус, контроллер управления, кнопки выбора типа наливаемой воды, устройство приема платежей, устройство индикации, водные коммуникации подвода исходной воды, подключенные к водопроводной магистрали или к автономному баку и соединенные с блоком предварительной фильтрации, содержащим фильтр грубой очистки, угольный сорбционный фильтр, фильтр тонкой очистки, далее соединенный с обратноосмотическим блоком, блоком магнитного преобразователя, накопительным резервуаром, и дозатор, включающий в себя расходомер выдаваемой воды и электромагнитный клапан, перед обратноосмотическим блоком включен повысительный насос, который создает необходимое давление жидкости в обратноосмотическом блоке, после обратноосмотического блока установлен электролизер с серебряными электродами, датчики для контроля электропроводности исходной воды и пермеата, датчик давления на входе обратноосмотического блока, датчик уровня пермеата в накопительном резервуаре, и расходомеры исходной воды и концентрата. 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Автомат для розничной продажи воды, включающий корпус, контроллер управления, кнопки выбора типа наливаемой воды, устройство приема платежей, устройство индикации, водные коммуникации подвода исходной воды, подключенные к водопроводной магистрали или к автономному баку и соединенные с блоком предварительной фильтрации, содержащим фильтр грубой очистки, угольный сорбционный фильтр, фильтр тонкой очистки, далее соединенный с обратноосмотическим блоком, блоком магнитного преобразователя, накопительным резервуаром, и дозатор, включающий в себя расходомер выдаваемой воды и электромагнитный клапан, отличающийся тем, что перед обратноосмотическим блоком включен повысительный насос, который создает необходимое давление жидкости в обратноосмотическом блоке, после обратноосмотического блока установлен электролизер с серебряными электродами, обеспечивающий необходимую концентрацию ионов серебра в пермеате, который набирается в накопительном резервуаре, датчики для контроля электропроводности исходной воды и пермеата, датчик давления на входе обратноосмотического блока, датчик уровня пермеата в накопительном резервуаре и расходомеры исходной воды и концентрата.

2. Автомат для розничной продажи воды по п.1, отличающийся тем, что блок предварительной фильтрации включает в себя набор фильтров, специально подобранных в зависимости от химического состава исходной воды, и может содержать устройство нормализации содержания железа в воде и/или устройство умягчения воды.

3. Автомат для розничной продажи воды по п.1, отличающийся тем, что на выводе концентрата обратноосмотического блока установлен электромагнитный клапан импульсной промывки обратноосмотического блока, включаемый контроллером управления и обеспечивающий периодическую технологическую промывку обратноосмотического блока посредством гидроудара.

4. Автомат для розничной продажи воды по п.1, отличающийся тем, что датчик давления на входе обратноосмотического блока дополнен датчиком температуры, позволяющим контроллеру управления учитывать температуру воды, влияющую на производительность обратноосмотического блока.

5. Автомат для розничной продажи воды по п.1, отличающийся тем, что подача пермеата в дозатор осуществляется насосом подачи воды из накопительного резервуара, включаемым контроллером управления.

6. Автомат для розничной продажи воды по п.1, отличающийся тем, что перед дозатором установлен включаемый контроллером управления ультрафиолетовый стерилизатор, который стерилизует пермеат, находившийся в накопительном резервуаре, при этом он дополняет и усиливает бактерицидные свойства коллоидного серебра, введенного в пермеат, в электролизере с серебряными электродами,

7. Автомат для розничной продажи воды по п.1, отличающийся тем, что дозатор дополнен одним и более устройством для дополнительной минерализации и/или витаминизации выдаваемой воды.

8. Автомат для розничной продажи воды по п.1, отличающийся тем, что дозатор дополнен электролизером, подключенным к контроллеру управления и вырабатывающим католит (живую воду) и анолит (мертвую воду).

9. Автомат для розничной продажи воды по п.1, отличающийся тем, что горловина налива воды для предотвращения ее загрязнения дополнена прикрывающей заслонкой с электромагнитным приводом, подключенным к контроллеру управления.

10. Автомат для розничной продажи воды по п.1, отличающийся тем, что место для размещения тары для налива воды оборудовано ультрафиолетовой лампой, обеспечивающей дополнительную стерилизацию тары для налива воды.

11. Автомат для розничной продажи воды по п.1, отличающийся тем, что место для размещения тары для налива воды оборудовано поддоном со сливом, соединенным с выводом воды в дренаж.

12. Автомат для розничной продажи воды по п.1, отличающийся тем, что перед выводом сливаемой воды в дренаж установлен дренажный насос, подключенный к контроллеру управления и обеспечивающий отвод сливаемой воды из автомата при удаленном расположении автомата от канализационной сети.

13. Автомат для розничной продажи воды по п.1, отличающийся тем, что устройство приема платежей дополнительно оснащено устройством выдачи сдачи.

14. Автомат для розничной продажи воды по п.1, отличающийся тем, что устройство приема платежей дополнительно оснащено или заменено устройством работы с платежными и/или идентификационными карточками, обеспечивающими расчет за отпускаемую воду в безналичной форме.

15. Автомат для розничной продажи воды по п.1, отличающийся тем, что контроллер управления автоматом имеет подключение через GPRS или ETHERNET для связи с системой более высокого уровня, что позволяет осуществлять постоянный мониторинг качества выдаваемой воды, режимов работы автомата, осуществлять техническое обслуживание и оперативное управление автоматом, а также подключать автомат к процессинговым системам, осуществляющим расчеты с пользователями автомата с применением платежных и/или идентификационных карточек.