УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДИФИКАЦИИ ВОДЫ В ПОТОКЕ ВЫДАВАЕМОЙ ПОКУПАТЕЛЮ ВОДЫ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к аквавендинговым аппаратам, т.е. к автоматам продажи питьевой воды, полученной как из водопроводной воды, подвергшейся многоступенчатой очистке с использованием обратного осмоса и обеззараживанию, так и взятой из скважины, так что и для той и другой желательна, а в некоторых случаях необходима определенная модификации этой воды с целью придания воде определенных потребительских свойств (минеральный состав, органолептические свойства, вкус, рН). Конкретно, полезная модель относится к указанной модификации, осуществляемой непосредственно в потоке, направляемом покупателю воды.
Уровень техники
Необходимость в улучшении потребительских свойств воды в ряде случаев возникает в отношении воды из скважины, причем для разных скважин нужны разные модифицирующие добавки в зависимости от начальных параметров воды. При этом она (эта необходимость) всегда возникает в отношении воды из водопровода из-за использования для ее очистки обратного осмоса.
Как известно, в процессе аквавендинга питьевой воды, полученной из водопроводной воды, водопроводную воду фильтруют, обеззараживают, разделяют на пермеат и концентрат при помощи мембраны обратного осмоса, концентрат отправляют в канализацию, а образованный таким образом пермеат оказывается мало минерализованным. По этой причине осуществляют дополнительную минерализацию пермеата, шире, модификацию путем корректировки его свойств (минеральный состав, органолептические свойства, рН). После этого модифицированный пермеат обеззараживают ультрафиолетом и по запросу покупателя в заданном количестве подают в тару покупателя. При этом указанную модификацию пермеата осуществляют в модуле модификации пермеата, в котором пермеат последовательно проходит через три блока: блок модификации минерального состава, блок модификации органолептических свойств и блок модификации рН (см. описание изобретения по патенту RU №2767311 С1, МПК C02F 9/00, G07F 13/00, опубликовано 17.03.2022 Бюл. №8).
Причина, препятствующая достижению в известном устройстве заявленного технического результата, заключается в пассивном характере модификации пермеата, заключающемся в том, что введение модифицирующих добавок в воду осуществляют из твердотельных наполнителей указанных блоков за счет естественной (пассивной) диффузии веществ из твердого тела в воду.
Прототипом является устройство, содержащее трубопровод для транспортирования потока выдаваемой покупателю воды, расходомер для измерения расхода этой воды, а также гидравлически связанный с трубопроводом источник модифицирующей добавки, представляющий собой картридж-минерализатор диффузионного типа (см. описание полезной модели к патенту RU №139649 U1, C02F 9/00, опубликовано 20.04.2014 Бюл. №11).
Признаки известного устройства (прототипа), общие с признаками заявленного для патентования устройства, заключаются в том, что известное устройство содержит трубопровод подачи воды покупателю воды, расходомер для измерения расхода этой воды, а также источник модифицирующей добавки.
Причина, препятствующая получению в известном устройстве (прототипе) заявленного технического результата, заключается в том, что в нем в качестве источника модифицирующей добавки используется картридж-минерализатор, содержащий фиксированное количество твердого гранулированного наполнителя, который за счет пассивной диффузии является неуправляемым и неконтролируемым источником модифицирующей добавки. По этой причине качественные и количественные показатели такой воды определенно не известны ни продавцу, ни покупателю, а могут только предполагаться. Кроме того, такой источник модифицирующей добавки подвержен естественному «износу», что приводит к неуправляемому изменению (уменьшению) во времени количественных показателей минерализации воды в течение времени использования конкретного картриджа-минерализатора.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявленное для патентования техническое решение, заключается в необходимости обеспечения точного значения качественных и количественных параметров модифицированной воды (минеральный состав, органолептические свойства, вкус, рН), непосредственно выдаваемой покупателю воды, обеспечения неизменности этих параметров во времени, если на их изменение нет заказа покупателя воды, обеспечения возможности изменения этих параметров под заказ покупателя воды (в нормативно допустимых пределах).
Раскрытие сущности полезной модели
Технический результат, опосредствующий решение указанной технической проблемы, заключается в обеспечении принудительного (активного, регулируемого) и точного дозирования вводимой в воду жидкой модифицирующей добавки, причем известного и постоянного (неизменного во времени) состава этой добавки, непосредственно в поток выдаваемой покупателю воды, что гарантирует покупателю воды как декларируемый продавцом состав компонентов модификации в приобретаемой воде, так и их (компонентов) процентное количество. При этом высокая точность указанного дозирования обеспечивается применением шлангового (т.е. перистальтического) насоса, известного большой точностью дозирования благодаря его определенным конструктивным особенностям: это объемный насос с рабочим органом в виде упругого шланга, пережимаемого роликами, в котором жидкая среда перемещается путем периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса, - см. ГОСТ ISO 17769-1-2014 «НАСОСЫ ЖИДКОСТНЫЕ И УСТАНОВКИ», Приложение В (справочное), пункты В. 1.21 и В. 1.35).
Достигается технический результат в заявленном для патентования устройстве тем, что оно содержит трубопровод (1) для транспортирования потока выдаваемой покупателю воды, расходомер (2), гидравлически включенный в разрыв трубопровода (1), источник (3) модифицирующей добавки, при этом трубопровод (1) выполнен с боковым ответвлением (4), источник (3) модифицирующей добавки выполнен в виде резервуара для жидкой модифицирующей добавки, устройство, кроме того, дополнительно содержит включатель (5) для запуска процесса модификации воды, шланговый насос (6), а также управляющий блок (7), входы которого электрически соединены с расходомером (2) и включателем (5), а его выход - со шланговым насосом (6) по цепи его электропитания, при этом гидравлический вход шлангового насоса (6) гидравлически связан с источником (3) модифицирующей добавки, а его гидравлический выход - с боковым ответвлением (4).
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана функциональная схема заявленной системы модификации воды в процессе выдачи воды покупателю воды, в которой выход трубопровод (4) подачи модифицирующей добавки непосредственно гидравлически соединен с трубопроводом (1) подачи воды; на фиг. 2 показана функциональная схема заявленной системы модификации воды в процессе выдачи воды покупателю воды, в которой трубопровод (4) подачи модифицирующей добавки не имеет непосредственной гидравлической связи с трубопроводом (1) подачи воды.
Осуществление полезной модели
Устройство для модификации воды в процессе выдачи воды покупателю воды (фиг. 1) содержит трубопровод 1 подачи воды покупателю воды, расходомер 2 для измерения расхода этой воды, источник 3 жидкой модифицирующей добавки (т.е. резервуар, содержащий жидкую модифицирующую добавку, представляющую собой жидкую смесь компонентов: источников минералов, компонентов, улучшающих органолептические и вкусовые свойства воды, а также компонентов, меняющих при необходимости рН воды в нужном направлении), трубопровод 4 подачи жидкой модифицирующей добавки, непосредственно гидравлически соединенный с трубопроводом 1 в точке ввода 8, включатель 5 для запуска процесса модификации воды, шланговый (перистальтический) насос 6, предназначенный для подачи жидкой модифицирующей добавки в выдаваемую покупателю воду из источника 3, управляющий блок 7 (контроллер) для управления указанной подачей модифицирующей добавки, входы которого соединены с расходомером 2 и включателем 5, а выход - с насосом 6.
Включатель 5 обычно представляет собой кнопку на лицевой панели аквавендингового аппарата.
Шланговый насос 6 характеризующегося, как известно, значительной точностью дозирования жидкости, а в данном случае жидкой модифицирующей добавки посредством трубопровода 4.
Трубопровод 1 в варианте на фиг. 1 представляет собой трубу с упомянутой точкой ввода 8, через которую в трубопровод 1 поступает модифицирующая добавка и которая может быть расположена в начале (ближе к входу), в середине или в конце (ближе к выходу вплоть до выходного патрубка) этой трубы независимо от того, в каком месте трубопровода 1 установлен расходомер 2.
Трубопровод 1 в варианте на фиг. 2 не имеет точки ввода 8, так что модифицирующая добавка по трубопроводу 4 поступает непосредственно в тару покупателя воды, где и смешивается с водой, поступившей по трубопроводу 1. При этом выходные патрубки этих двух трубопроводов, из которых вода и модифицирующая добавка непосредственно поступают в тару покупателя воды, могут располагаться параллельно друг другу, или аксиально (патрубок в патрубке).
Работа устройство для модификации воды в потоке выдаваемой покупателю воды заключается в следующем.
Исходная для модификации вода (вода очищенная) может быть взята из скважины или получена из водопроводной воды при помощи обратного осмоса. В любом случает это уже очищенная вода, по определению являющаяся относительно мало минерализованной, и как таковая, будучи по своему составу пригодной для употребления, она может быть прямо и непосредственно подана по трубопроводу 1 покупателю воды, если покупателя воды устраивает эта мало минерализованная вода. В этом случае шланговый насос 6 (а отсюда и все устройство) не работает, так как покупатель воды в этом случае не активирует включатель 5 и, следовательно, не запускает процесс модификации воды.
Если же покупателю воды нужна обогащенная соответствующими добавками (модифицированная) вода, которая стоит дороже, то он, оплатив покупку этой обогащенной воды, при помощи включателя 5 запускает соответствующую управляющую программу в управляющем блоке 7. Эта программа, будучи запущена, осуществляет оперативное управление процессом модификации воды непосредственно в потоке выдаваемой покупателю воды, движущемся по трубопроводу 1.
Этот процесс протекает следующим образом.
Отмеренный по объему поток выдаваемой покупателю воды движется по трубопроводу 1 и проходит через расходомер 2, благодаря которому в каждый момент времени управляющий блок 7 «знает» текущее значение фактически прошедшей через расходомер 2 воды. При этом управляющий блок 7 имеет такую управляющую программу, которая осуществляет формирование управляющего импульса (или ряд импульсов), включающего на определенное время, а именно на время длительности управляющего импульса (импульсов) шланговый насос 6, который в процессе его работы через трубопровод 4 и точку ввода 8 (фиг. 1) подает непосредственно в поток воды, протекающей по трубопроводу 1, дозу (или ряд доз) модифицирующей добавки (целиком всю дозу или частями с распределением во времени), взятую из источника 3. При этом количественно указанная доза модифицирующей добавки регулируется как длительностью управляющего импульса, так и производительностью шлангового насоса 6 путем изменения напряжения его электропитания. При этом модифицирующая добавка, введенная таким образом в поток воды, движущейся по трубопроводу 1, захватывается этим потоком, и эта вода вместе с этой модифицирующей добавкой поступает в тару (емкость, бутыль) покупателя воды, где благодаря высокой ее турбулентности модифицирующая добавка равномерно распределяется в объеме этой воды.
В варианте на фиг. 2 модифицирующая добавка по трубопроводу 4 поступает непосредственно в тару покупателя воды, где и смешивается с водой, поступившей по трубопроводу 1.