СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММИРУЕМОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ В ВОДЯНОМ ОХЛАДИТЕЛЕ
METHOD AND DEVICE FOR PROGRAMMABLE WATER TREATMENT IN WATER COOLER

Область применения изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предлагаются способ и устройство для программируемой обработки воды в автомате для распределения воды или в "водяном охладителе", а более конкретно предлагаются усовершенствованные способ и устройство для дезинфекции воды, распределяемой из автомата для распределения воды или "водяного охладителя" такого типа, который содержит шкаф (стойку) с одним или несколькими кранами для распределения воды из резервуара для воды, который находится внутри шкафа.
Предпосылки к созданию изобретения
В настоящее время используют различные автоматы для распределения воды типа шкафа (стоечного типа). Одним из наиболее распространенных типов таких автоматов для распределения воды является стоящий на полу шкаф (стойка), имеющий открытую верхнюю часть, в которую введена большая перевернутая бутыль. Бутыль обычно изготовлена из пластмассы или стекла и имеет зауженную горловину. Бутыль перевернута и помещена в верхнюю часть шкафа так, что горловина бутыли заходит в заполненный водой резервуар таким образом, что вода при использовании находит свой собственный уровень в резервуаре. Когда пользователь отбирает воду из крана автомата, уровень воды в резервуаре падает ниже уровня горловины бутыли, при этом вода вытекает из бутыли и в бутыль поступают воздушные пузырьки, пока не выравнивается давление. Автоматы для распределения воды с перевернутой бутылью продаются многими фирмами в США и во всем мире. Во многих таких автоматах используют охлаждение воды.
Другие типы автоматов для распределения воды имеют наружный шкаф, в котором находится резервуар для воды. В этих автоматах для распределения воды используют бутыль большой емкости (например, три или пять галлонов), которая установлена на дне шкафа. Воду из большой бутыли в резервуар подают при помощи насоса. Воду в резервуаре обычно охлаждают.
В еще одном типе автомата для распределения воды просто соединяют источник воды (например, городской водопровод или колодец) непосредственно с резервуаром, который находится внутри шкафа. Поплавковый клапан или другое средство регулирования уровня воды может быть предусмотрено, чтобы обеспечивать заполнение резервуара, но исключить его переполнение. Воду, которая поступает из городского водопровода, колодца или другого источника, фильтруют или подвергают другой обработке перед ее поступлением в резервуар.
Во всех этих типах автоматов для распределения воды используют шкафы, которые типично имеют один или несколько кранов для распределения воды. Эти краны типично представляет собой краны с ручным управлением, однако это могут быть и краны с автоматическим управлением. Например, в торговых автоматах для продажи воды после того, как потребитель заплатил за воду, опустив в автомат монету, вода наливается автоматически.
Одной из проблем, связанных с автоматами для распределения воды типа шкафа, является то, что необходимо время от времени производить чистку резервуара. Так как резервуар не является воздухонепроницаемым, в него могут поступать бактерии. Так как резервуар обычно находится внутри шкафа, то его чистка является достаточно сложной.
В случае автоматов для распределения воды с перевернутой бутылью кроме проблемы, связанной с открытой верхней частью автомата, сама бутыль является источником бактерий и микробов. Обычно такие бутыли транспортируют на грузовиках, когда бутыли открыты для окружающего воздуха. При разгрузке оператор обычно захватывает бутыль за горловину, то есть за ту часть бутыли, которая сообщается с открытым резервуаром при использовании. К сожалению, невозможно убедить всех разгружающих бутыли операторов в необходимости возможно чаще мыть руки. Для надлежащей дезинфекции такого автомата для распределения воды или водяного охладителя пользователь должен тщательно очистить горловину бутыли перед ее введением в шкаф. Кроме того, пользователь должен время от времени спускать воду из резервуара и производить его дезинфекцию. Очистка резервуара в таком автомате для распределения воды занимает много времени и поэтому ее регулярно не проводят.
Распределительные краны, предусмотренные в автоматах для распределения воды типа шкафа, также являются источником заражения (загрязнения). Этими кранами обычно управляют вручную и поэтому они являются источником заражения от использующих их пользователей. Известно также, что некоторые люди пьют воду непосредственно из крана, поэтому дезинфекция как кранов, так и резервуара должна быть частью стандартной дезинфекции устройства.
Трудно осуществить процесс диффузии озона при помощи пузырькового реактора в небольших статических объемах воды с использованием сокращенных водяных столбов, чтобы создавать за счет диффузии уровни озона, позволяющие удовлетворительно дезинфицировать микроорганизмы в течение коротких периодов времени. Генератор озона может быть использован в качестве источника озона. Генератор озона может иметь воздушный насос в качестве источника кислорода для генерирования озона. Воздушный насос преимущественно содержит микробный фильтр для фильтрации заражающих микроорганизмов. Диффузор может быть использован для диффузии выработанного озона в резервуар для воды.
На эффективность удаления бактерий из воды влияют различные факторы, такие как микробная нагрузка, pH, температура, проводимость и характеристики средства охлаждения (например, возможность образования ледяного кольца, которое может действовать в качестве экрана для микробов, захваченных в нем). Более того, различные стандарты питающей электросети (например, в Европе и в США) не позволяют без модификации использовать автоматы для распределения воды во всех географических регионах. Кроме того, на работу автомата для распределения воды могут влиять ограничения по времени работы генератора озона и диффузора.
Кроме того, в некоторых охлаждаемых резервуарах ледяное кольцо может образоваться внутри резервуара, рядом со змеевиками охлаждения для резервуара. Такое ледяное кольцо может служить для защиты микробов, находящихся внутри ледяного кольца, от озона, вводимого в резервуар. После цикла озонирования, когда лед расплавляется полностью или частично, захваченные микробы могут поступать в воду и, таким образом, заражать резервуар.
Кроме того, в некоторых водах содержатся броматы, которые могут создавать проблемы.
С учетом изложенного, возникает необходимость создания генератора озона и диффузора, которые обладают гибкостью относительно привязки по времени, количества и длительности генерирования озона, а также гибкостью относительно привязки по времени, количества и длительности подвода воздуха. Кроме того, существует необходимость в том, чтобы убивать микробы, которые могут быть захвачены в ледяном кольце. Более того, существует необходимость в обработке воды, которая содержит броматы. Кроме того, существует необходимость решения проблемы различных стандартов электропитания в различных географических регионах.
В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения предлагаются способ и устройство, которые образуют экономически выгодное средство решения каждой из проблем, которые ограничивают потенциальную способность дезинфекции за счет генерирования озона. Настоящее изобретение связано с оптимизацией различных характеристик небольших автоматизированных систем озонирования как выше по течению, так и ниже по течению от озонатора. Задачей настоящего изобретения является создание простой, экономичной и долговечной системы, которая позволяет дезинфицировать используемые в настоящее время автоматы для распределения воды, имеющие различные формы и размеры.
Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением предлагается усовершенствованный автомат для распределения воды с автодезинфекцией, а также предлагается способ генерирования озона для очистки резервуара и содержащейся в нем воды.
Несмотря на то, что некоторые новые существенные характеристики настоящего изобретения описаны далее в качестве примера со ссылкой на чертежи, следует иметь в виду, что настоящее изобретение не ограничено этими примерами, причем специалисты в данной области могут вводить различные изменения, модификации и замены в детали и формы описанного устройства и в его работу, что не выходит за рамки настоящего изобретения, определенного в формуле изобретения, и соответствует его сущности.
Сущность изобретения
В соответствии с предпочтительным вариантом, генератор озона является программируемым относительно привязки ко времени, количества озона и/или длительности генерирования озона и/или привязки ко времени, количества подводимого воздуха и/или длительности подачи воздуха. В соответствии с предпочтительным вариантом генератор может быть запрограммирован, чтобы убивать микробы, которые могут быть захвачены в ледяном кольце, и/или может быть запрограммирован для обработки воды, содержащей броматы. Более того, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения генератор позволяет автоматически подстраиваться под различные типы сети электропитания в различных географических регионах.
Указанные ранее и другие характеристики и преимущества изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых аналогичные детали имеют одинаковые позиционные обозначения.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 схематично показан водяной охладитель, в котором использован один из вариантов программируемого контроллера.
На фиг.2 показан вид спереди программируемого контроллера.
На фиг.3 показан вид в перспективе программируемого контроллера.
На фиг.4 показан вид с торца программируемого контроллера, показанного на фиг.3.
На фиг.5 показан вид сверху программируемого контроллера, показанного на фиг.3, с дистанционным индикаторным устройством.
На фиг.6 показан вид в перспективе программируемого контроллера, показанного на фиг.3, с открытым кожухом.
На фиг.7 показан вид в перспективе насоса для генератора озона.
На фиг.8 показан вид в перспективе насоса, показанного на фиг.7, с удаленным входным фильтром.
На фиг.9 показан другой вид в перспективе программируемого контроллера, показанного на фиг.3, с открытым кожухом.
На фиг.10 показан компонент генерации озона, расположенный в контроллере, показанном на фиг.3.
На фиг.11А-11С показана принципиальная электрическая схема для первого варианта программируемого контроллера.
На фиг.12А-12В показана монтажная плата для программируемого контроллера, показанного на фиг.11.
На фиг.13 показан вид сзади монтажной платы, показанной на фиг.11.
На фиг.14А-14В показана принципиальная электрическая схема для альтернативного варианта программируемого контроллера.
На фиг.15 показана монтажная плата для программируемого контроллера, показанного на фиг.14.
На фиг.16 показан вид сзади монтажной платы, показанной на фиг.15.
На фиг.17А-17С показаны чертежи из руководства пользователя для программируемого контроллера.
На фиг.18 показан вид сбоку в перспективе второго альтернативного варианта устройства в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.19 показано фрагментарно перспективное изображение с пространственным разделением деталей второго альтернативного варианта устройства в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.20 показано фрагментарно перспективное изображение с пространственным разделением деталей второго альтернативного варианта устройства в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.21 показан вид спереди с разрезом второго альтернативного варианта устройства в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.22 показан частично вид спереди с разрезом второго альтернативного варианта устройства в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.23 показан частично вид спереди с разрезом третьего альтернативного варианта устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Подробное описание изобретения
Далее приведено подробное описание одного или нескольких предпочтительных вариантов настоящего изобретения. Однако следует иметь в виду, что настоящее изобретение может быть реализовано и в других различных формах, поэтому приведенные здесь специфические детали не следует интерпретировать в ограничительном смысле; они скорее приведены для пояснения сути настоящего изобретения и для того, чтобы специалисты в данной области могли использовать настоящее изобретение соответствующим образом в любой соответствующей системе или конструкции.
На фиг.1 схематично показан автомат для распределения воды или водяной охладитель 10, который содержит один из вариантов программируемого контроллера 200. Автомат для распределения воды 10 представляет собой усовершенствованное устройство, которое позволяет время от времени дезинфицировать озоном открытый резервуар. Устройство 10 содержит шкаф 20, имеющий нижний концевой участок 30 и верхний концевой участок 40. Верхний концевой участок 40 имеет крышку 50 с отверстием 60.
Отверстие 60 может иметь кольцеобразный фланец 70 и прокладку (например, уплотнительное кольцо), которые образуют сопряжение между шкафом 20 и бутылью 100. Бутылью 100 может быть любая покупная бутыль, типично имеющая емкость несколько галлонов (например, пять галлонов). Бутыль 100 может иметь зауженную горловину 110, которую при использовании вводят внутрь открытого резервуара 15. Горловина 110 бутыли образует отверстие для связи с резервуаром 15 внутри шкафа 20, который содержит распределяемую и потребляемую воду. Когда уровень 19А воды в резервуаре 15 при потреблении понижается, тогда воздушные пузырьки поступают в бутыль 100 и происходит пополнение водой резервуара 15, пока не выравнивается давление. Резервуар 15 имеет внутреннее пространство 16, охваченное боковой стенкой 17 резервуара и нижней стенкой 18 резервуара. Резервуар 15 может иметь, например, в целом цилиндрическую форму и может быть изготовлен из нержавеющей стали или из пластмассы. Резервуар 15 может иметь открытую верхнюю часть для связи с горловиной 110 бутыли 100.
Во время использования, резервуар 15 имеет уровень 19А воды, который слегка изменяется при потреблении воды и последующем пополнении воды в бутыли 100. Могут быть предусмотрены один или несколько кранов 90, 92 для отбора воды, содержащейся в резервуаре 15. Например, левый кран 90 может иметь связь с гидравлической линией, которая идет вверх и проходит поблизости от верхнего уровня воды в резервуаре 15, что позволяет удалять из резервуара 15 воду с окружающей температурой, которая не находится в непосредственной близости от охлаждающих змеевиков 34 системы охлаждения, которая содержит компрессор 32. Кран 92 служит для отбора воды, которая содержится в нижнем концевом участке резервуара 15. Охлаждающие змеевики 34 могут быть расположены в нижнем концевом участке резервуара 15 так, что кран 92 позволяет брать холодную воду. На практике, автомат 10 для распределения воды позволяет получать воду с окружающей температурой, холодную воду или нагретую воду, если, например, гидравлическая линия 96 имеет нагревательный элемент.
Для охлаждения воды в нижнем концевом участке резервуара 15 система охлаждения может иметь компрессор 32. Система охлаждения содержит подключенные к компрессору 32 гидравлические линии 35, 36, предназначенные для подвода охлаждающей жидкости к змеевикам 34 и затем в теплообменник 37, который является частью системы для охлаждения воды в резервуаре 15. Питание может быть подано от сети при помощи электрического шнура 22 с вилкой 24.
Вода в резервуаре 15 может быть дезинфицирована с использованием озона, подаваемого по команде контроллера 200, оперативно подключенного к генератору 600 озона.
На фиг.2 показан вид спереди программируемого контроллера 200 генератора озона. На фиг.3 показан вид в перспективе программируемого контроллера 200. На фиг.4 показан вид с торца программируемого контроллера 200. На фиг.5 показан вид сверху программируемого контроллера 200 с дистанционным индикаторным устройством 250. На фиг.6 показан вид в перспективе программируемого контроллера, показанного на фиг.3, с открытым кожухом. На фиг.7 показан вид в перспективе насоса 400 для генератора 600 озона. На фиг.8 показан вид в перспективе насоса 400, показанного на фиг.7, с удаленным входным фильтром. На фиг.9 показан другой вид в перспективе программируемого контроллера, показанного на фиг.3, с открытым кожухом 210. На фиг.10 показан компонент 600 генерации озона (генератор озона), который может быть расположен в контроллере 200.
Как правило, программируемый контроллер 200 может иметь кожух 210, индикаторное устройство 240, вход 220 программирования, генератор 600 озона, насос 400 и силовой вход 280. Контроллером 200 может быть компьютер (вычислтельное устройство). В соответствии с одним из вариантов генерацией озона при помощи генератора 600 может управлять контроллер 200, причем полученный озон может быть введен в резервуар 15 через диффузор 530. Альтернативно, программируемый контроллер 200 может иметь часы 248. Для содействия программированию циклов озонирования, подачи воздуха и работы компрессора индикаторное устройство 240 контроллера может иметь индикатор 242 озона, индикатор 244 газового или воздушного потока и индикатор 246 компрессора.
В одном из вариантов, фильтр 510 с низкой проницаемостью установлен между генератором 600 озона и диффузором 530. Фильтр 510 преимущественно имеет такую проницаемость, которая позволяет газу протекать через него, но не позволяет протекать жидкости (например, воде), пока напор воды не достигнет 10 футов, а альтернативно, пока напор воды не составит от 3 до 10 футов. Фильтр 510 не позволяет образоваться жидкости внутри генератора 600 озона, что могло бы приводить к отказу генератора 600. В известных ранее вариантах для этого преимущественно используют обратные клапаны, однако обратные клапаны могут залипать или оставаться в открытом положении, что позволяет жидкости проходить через них и накапливаться в генераторе 600 озона. Фильтр 510 преимущественно изготовлен из вспененного ПТФЭ, выпускаемого фирмой W.L.Gore. Материал фильтра имеет средний размер пор 1 мкм, преимущественно, средний размер пор ориентировочно от 0.2 мкм до 3 мкм, а предпочтительнее, средний размер пор ориентировочно от 5 мкм до 1.5 мкм. Могут быть использованы и другие материалы, если они имеют проницаемость, не позволяющую накапливаться жидкости в генераторе 600 озона, то есть такие материалы, которые ограничивают протекание жидкости, но позволяют протекать газовому потоку. Следует иметь в виду, что влага, которая содержится в газе, протекающем через генератор 600 озона, не должна приводить к отказу генератора 600 озона.
В соответствии с предпочтительным вариантом программируемый контроллер 200 может контролировать привязку по времени и/или длительности подачи, и/или количество генерируемого озона. В соответствии с предпочтительным вариантом, количеству генерируемого озона может быть задано в соответствии с уровнями 25%, 50%, 75% и 100%. Предусмотрено, что в случае более высоких микробных нагрузок могут быть заданы более высокие процентные уровни генерации озона. Кроме того, предусмотрено, что уровень озона, генерируемого во время любого одного периода времени, может быть изменен, например, от более высокого уровня до более низкого уровня или от более низкого уровня до более высокого уровня, или изменен по синусоиде. В соответствии с одним из вариантов, время генерации озона может быть запрограммировано так, что генерация озона происходит только в заданные дни недели или в заданные периоды времени (например, по средам и пятницам в 13-00), в течение любого календарного периода.
В соответствии с предпочтительным вариантом программируемый контроллер 200 может контролировать привязку по времени и/или длительности подачи и/или количеству газа (например, окружающего воздуха), нагнетаемого через контроллер 200 (например, для генератора 600 озона или просто для создания потока воздуха в диффузор 530). Например, воздух может нагнетаться через диффузор 530 ранее любого начала генерации озона. Такая последовательность помогает удалять потенциально опасные вещества из воды, такие как броматы. Кроме того, компрессор 32 в автомате 10 для распределения воды может быть отключен при помощи контроллера 200 при нагнетании воздуха. Это позволяет расплавлять ледяное кольцо в резервуаре 15 (что является почти аналогичным циклу размораживания в холодильнике). После расплавления ледяного кольца контроллер 200 затем может подавать озон через диффузор 530, чтобы убивать существенную часть микробов в воде. После подачи озона через диффузор 530 программируемый контроллер 200 затем может подавать воздух через диффузор 530 для удаления озона, который ранее протекал через диффузор 530. Каждой из указанных операций может управлять программируемый контроллер 200 при индивидуальном программировании пользователем.
В соответствии с предпочтительным вариантом программируемый контроллер 200 может также управлять мощностью, подводимой к компрессору 32. В некоторых водяных охладителях 10 предусмотрено образование льда внутри их резервуаров 15, чтобы потребители гарантированно получали холодную воду. Ранее осуществления озонирования, контроллер 200 отключает компрессор 32 для обеспечения расплавления всего льда до проведения цикла озонирования или во время цикла озонирования. Несмотря на то, что близкая к замерзанию вода является неблагоприятной для роста бактерий, все же существует риск, что кольцо льда может защитить некоторые микробы от процесса озонирования. Например, компрессор 32 может быть отключен на 1 или 2 часа до того, как начнется процесс озонирования. Альтернативно, компрессор 32 может быть отключен во время процесса озонирования. Альтернативно, компрессор 32 может не отключаться.
В соответствии с альтернативным вариантом программируемый контроллер 200 может автоматически подстраиваться для работы от различных типов электропитания (например, с различными входными напряжениями) в различных географических регионах. Например, в США и Европе используют различные сетевые напряжения. Контроллер 200 может иметь схему 620 управления напряжением, которая измеряет питающее напряжение и подстраивает его соответствующим образом для питания контроллера 200 и узлов, оперативно подключенных к контроллеру 200, таких как генератор озона 600, насос 400 и компрессор 32.
В соответствии с альтернативным вариантом программируемый контроллер 200 может быть запрограммирован по календарю. Например, программируемый контроллер 200 может быть запрограммирован по повторному календарю на 999 часов. Таким образом, пользователь может программировать озонирование, нагнетание воздуха и/или работу компрессора индивидуально и раздельно для специфических периодов пуска и окончания работы в течение повторного цикла 999 часов. Альтернативно, программируемый контроллер 200 позволяет использовать повторный цикл 24 часа и пользователь может программировать озонирование, нагнетание воздуха и/или работу компрессора индивидуально и раздельно для специфических периодов пуска и окончания работы в течение цикла 24 часа. Альтернативно, программирование генерации озона может автоматически потребовать, чтобы нагнетался воздух во время озонирования, вне зависимости от индивидуального программирования нагнетания воздуха, чтобы перекрыть цикл озонирования. Альтернативно, могут программироваться несколько циклов озонирования, нагнетания и охлаждения воздуха, в любом выбранном периоде программирования.
В альтернативном варианте (фиг.3) насос 400 может находиться на расстоянии от программируемого контроллера 200. Насос 400 может иметь пневматическую связь с впуском 330 контроллера 200 через трубу или трубопровод 440. Воздух, нагнетаемый с выпуска 430, будет иметь повышенную температуру по сравнению с окружающим воздухом, за счет нагнетательного действия насоса 400. Генератор 600 озона будет генерировать меньше озона при поступлении воздуха при повышенных температурах. Преимущественно, труба 440 является достаточно длинной для того, чтобы позволить воздуху охлаждаться ранее поступления в генератор 600 озона. Было обнаружено, что труба 440 длиной 17-18 дюймов (43-46 см) позволяет воздуху достаточно охлаждаться ранее поступления в генератор 600 озона. Насосом 400 преимущественно является насос с производительностью около 2 литров в минуту воздуха.
В соответствии с одним из вариантов программируемый контроллер 200 может вырабатывать предупредительный сигнал, когда насос 400 не запрограммирован для работы по меньшей мере в течение всего периода запрограммированной работы генератора 600 озона. Это позволяет повысить срок службы генератора 600 озона, так как генератор 600 озона мог бы перегреваться при работе без воздушного потока.
На фиг.4 показан вид с торца контроллера 200. В корпусе 210 может быть предусмотрен силовой выход 290 и силовой вход 280. Показаны стандартные розетки для выхода 290 и входа 280. Могут быть использованы и силовые подключения с другими типами розеток (например, с розетками, применяемыми как в США, так и в Европе). Показана также стандартная плавкая вставка 300, которая перегорает при избыточном токопотреблении. Показано, что розетка 310 для подключения насоса имеет специальную конфигурацию, чтобы с контроллером 200 можно было использовать только соответствующий насос 400. Показан также выход 260 для подключения дистанционного индикаторного устройства 250.
На фиг.5 показан вид сверху контроллера 200 с дистанционным индикаторным устройством 250 для генератора озона. Дистанционное индикаторное устройство 250 может иметь индикатор 252 озона, индикатор 254 мощности и индикатор 256 ошибки. Дистанционное индикаторное устройство 250 преимущественно может быть установлено в положение, в котором пользователь автомата 10 для распределения воды может легко видеть индикаторное устройство 250. Во многих случаях индикаторное устройство 250 находится на расстоянии от контроллера 200. Например, дистанционное индикаторное устройство 250 может быть расположено на лицевой стороне или на боковой стороне автомата 10 для распределения воды, в то время как контроллер 200 может быть расположен на задней стороне или внутри автомата 10 для распределения воды. Индикатор 252 озона преимущественно загорается, когда генератор 600 озона генерирует озон. Это может служить предупредительным сигналом для пользователя, чтобы не потреблять воду при подсвеченном индикаторе озона. Альтернативно, индикатор 252 озона может загораться не только при генерации озона, но и в течение заданного периода времени после окончания генерации озона, например в течение 5, 10, 15, 20, 25 или 30 минут или дольше, что позволяет удалить озон из автомата 10 для распределения воды.
Индикатором 252 озона может быть красный световой индикатор для индикации предупреждения или запрета. Индикатор 254 мощности может загораться при подаче питания на контроллер 200. Индикатор 254 мощности может иметь зеленый свет в случае нормального питания. Индикатор 256 ошибки может загораться при возникновении отказа или погрешности в контроллере 200. Индикатор 256 ошибки может иметь желтый цвет для предупреждения. Например, индикатор 256 ошибки может загораться при перерыве в электроснабжении или когда генератор озона не включился во время цикла.
Альтернативно, индикатор 252 озона может оставаться подсвеченным, когда нормальный цикл озонирования происходит в течение заданного периода времени, например в течение последних 24 часов. В этом случае индикатор 252 озона может иметь зеленый свет.
В альтернативном варианте может быть предусмотрена кнопка проверки, предназначенная для проверки цикла озонирования. При нажатии такой кнопки проверки начинается цикл озонирования в течение заданного периода времени, например в течение 30 сек. Альтернативно, во время проверки может быть подсвечен индикатор 252 озона, если идет цикл озонирования.
В альтернативном варианте может быть предусмотрен вход 230 дистанционного программирования для программируемого контроллера 200. Вход 230 дистанционного программирования позволяет установить контроллер 200 на задней стороне автомата 10 для распределения воды, в то время как вход 230 дистанционного программирования расположен на передней стороне или на одной из боковых сторон автомата 10.
На фиг.6 показан вид в перспективе контроллера 200 с открытым кожухом 210. На фиг.9 показан другой вид в перспективе контроллера 200 генератора озона с открытым кожухом 210. На фиг.10 показан компонент 600 генерации озона, расположенный в контроллере 200 генератора озона. Контроллер 200 может иметь вычислительное устройство, который содержит схему 640 управления для генерации озона, схему 650 управления для генерации воздуха и схему 660 управления питанием компрессора 32. Контроллер 200 также может иметь схему 620 управления для преобразователя напряжения. Индивидуальные схемы показаны на соответствующих приложенных чертежах.
На фиг.7 показан вид в перспективе насоса 400 для контроллера 200 генератора озона. На фиг.8 показан вид в перспективе насоса 400 с удаленным входным фильтром 420. Насос 400 может иметь вход 410, фильтр 420, крышку 422 фильтра и выход 430. Насос 400 может быть расположен на расстоянии от контроллера 200 или может находиться внутри кожуха 210 контроллера 200.
На фиг.11А, 11В и 11C показана принципиальная электрическая схема 202 для одного варианта программируемого контроллера 200. На фиг.12А, 12В показана (связанная по линии А-А сопряжения) монтажная плата 204 и различные компоненты для программируемого контроллера 200. На фиг.13 показан вид сзади монтажной платы 204.
На фиг.14А-14В показана принципиальная электрическая схема 202' для альтернативного варианта программируемого контроллера 200'. На фиг.15 показана монтажная плата 204' и различные компоненты для программируемого контроллера 200'. На фиг.16 показан вид сзади монтажной платы 204'.
Всегда, кроме периодов программирования, индикаторное устройство контроллера 200' показывает текущее время (после его правильной установки). Это состояние известно как "состояние индикации времени". Во время программирования индикаторное устройство показывает вспышками номер функции, которую вы изменяете в программе. Если этот номер не введен в течение 30 сек (во время программирования), то контроллер 200' возвращается в состояние индикации времени.
На фиг.17В показано индикаторное устройство с пояснением функций различных компонентов. Следует иметь в виду, что многие функции выводятся на индикацию только при их использовании или при программировании данной функции. Например, надпись "PGM" на индикаторном устройстве появляется только в режиме программирования (PGM).
На передней панели устройства расположены кнопки программирования. На фиг.17С показаны четыре кнопки программирования. На фиг.17С, "SET+" кнопка 220А позволяет вводить номер функции и перемещаться вперед при выборе функций. "SET-" кнопка 220В позволяет перемещаться назад при выборе функций. "+" кнопка 220С позволяет увеличивать числа в режиме программирования. В состоянии индикации времени эта кнопка позволяет также включать и выключать модуль или переводить его в режим программирования. "-" кнопка 220D позволяет уменьшать числа в режиме программирования. В состоянии индикации времени эта кнопка позволяет также регулировать уровень озона (25%, 50%, 75% или 100%).
Все временные функции могут быть осуществлены при помощи указанных кнопок 220А, 220В, 220С, 220D. Если во время программирования был осуществлен неправильный ввод, всегда можно вернуться назад при нажатии на кнопку 200В "SET-" и ввести правильный номер.
На фиг.18-21 показан второй альтернативный вариант устройства в соответствии с настоящим изобретением, обозначенного в общем виде позицией 10А. Автомат для распределения воды 10А имеет шкаф 12, который содержит модуль 11 защиты от разбрызгивания. Шкаф 12 имеет один или несколько кранов 13, каждый из которых может быть открыт при помощи ручки 14.
Шкаф 12 служит для размещения резервуара 15, имеющего боковую стенку 17, нижнюю стенку 18 и внутренний объем 16, который сообщается с верхним отверстием 74 резервуара, в которое плотно вставлен модуль 11 защиты от разбрызгивания. Модуль 11 защиты от разбрызгивания может заменять применявшийся ранее модуль защиты от разбрызгивания или может быть установлен как модуль защиты от разбрызгивания, описанный в патенте США No.4991635, который включен в данное описание в качестве ссылки. В соответствии с настоящим изобретением предлагается также усовершенствованный способ конструирования модуля защиты от разбрызгивания и усовершенствованный способ конструирования автомата для распределения воды.
Способ в соответствии с настоящим изобретением включает в себя исходную операцию конструирования монтажной платы 52 (или другой конструкции, на которой расположены средства программирования дезинфекции). Затем указанную монтажную плату 52 или другую аналогичную конструкцию направляют множеству фирм-производителей автоматов для распределения воды. Каждая фирма-производитель имеет технические условия для встраивания монтажной платы 52 в модуль 11 защиты от разбрызгивания. Таким образом, фирма-производитель может осуществлять контроль качества.
Модуль 11 защиты от разбрызгивания в соответствии с настоящим изобретением имеет пустотелый кожух 42, который может быть соединен с применявшимися ранее щупом/трубкой загрузки 38 и блоком 39 воздушного фильтра/обратного клапана. Щуп/трубка загрузки 38 соединена с горловиной 110 бутыли 100, что позволяет удалять пробку, так что вода может вытекать из бутыли 100 через горловину 110 в резервуар 15. Перспективное изображение с пространственным разделением деталей модуля 11 показано на фиг.19 и на фиг 20-21. Модуль 11 защиты от разбрызгивания имеет кожух 42, который содержит верхнюю секцию 43, пространство 56 внутри кожуха и нижнюю секцию 47. Верхняя секция 43 содержит кольцевой опорный элемент 41 для бутыли. Кожух 42 также имеет радиально выступающую секцию 55, которая содержит воздушный насос или нагнетательный вентилятор 54 и электропривод 65. Радиально выступающая секция 55 имеет внутреннее пространство 57. Внутреннее пространство 57 может сообщаться с внутренним пространством 56 и может быть его частью. На внешней поверхности кожуха 42 предусмотрена розетка (гнездо) 58, которая может обеспечивать соединение с электрическим шнуром 51.
Кнопка 59 программирования может быть установлена на внешней поверхности кожуха 42. Кнопка 59 программирования может быть использована для программирования устройства 10А, так чтобы озон поступал в воду 75 в резервуаре 15 в заданный момент времени и в течение заданного временного интервала. Далее приведены примеры команд для программирования устройства 10А с использованием кнопки 59 программирования.
После подключения к сети устройства 10А СИД 63 на передней панели 61 будет попеременно создавать зеленые и красные импульсы, образующие СИД последовательность предварительного программирования, что свидетельствует о том, что устройство готово для программирования пользователем. Если устройство 10А уже запрограммировано, то эта СИД последовательность предварительного программирования длится всего около 10 сек. Если устройство 10А не запрограммировано, то эта СИД последовательность предварительного программирования может длиться бесконечно. Пользователь нажимает кнопку 59 во время этого окна для программирования, чтобы перевести устройство 10А в режим программирования. Пользователь получает информацию о том, что устройство 10А переведено в режим программирования, когда СИД 63 дает 5 зеленых импульсов и затем становится красным.
После этого пользователь нажимает кнопку 59 столько раз, сколько часов осталось от настоящего момента времени до начала цикла дезинфекции/озонирования. Например, если текущее время 13:00 и пользователь желает начать цикл дезинфекции/озонирования в 3:00 утра, то пользователь должен нажать кнопку 59 всего 14 раз. СИД 63 создает зеленый импульс при каждом нажатии кнопки 59.
После того, как пользователь ввел желательное время начала цикла дезинфекции/озонирования, пользователь ждет около 15 сек для выхода устройства 10А из режима программирования. После этого СИД 63 изменяет свечение от красного на зеленое. Если вода обнаружена щупами 66, 67, то свечение СИД 63 является непрерывным. Если вода не обнаружена датчиками 66, 67, то СИД 63 будет мигать до тех пор, пока щупы 66, 67 не будут помещены в резервуар 15, так что щупы 66, 67 касаются воды 75, например, находятся на уровне 19А воды или ниже уровня 19А воды в резервуаре 15, как это показано на фиг.21.
Время начала проведения цикла дезинфекции/озонирования может быть повторно запрограммировано просто за счет отсоединения устройства 10А от сети и его нового включения, когда устройство 10А вновь переходит в режим программирования.
Если пользователь желает узнать, сколько часов осталось доя проведения цикла дезинфекции/озонирования, то пользователь может в любой момент просто нажать и отпустить кнопку 59. После этого СИД 63 выдаст столько красных импульсов, сколько часов осталось до начала указанного цикла.
Если пользователь желает немедленно начать цикл дезинфекции/озонирования, то пользователь нажимает кнопку 59 и удерживает ее нажатой в течение 20 сек. Это обычно следует производить один раз в течение 24 часов, но не в час запланированного проведения цикла дезинфекции/озонирования.
Длительность цикла дезинфекции/озонирования может быть задана с использованием переключателей DIP (например, пяти переключателей) на плате 52 контроллера, расположенных рядом с батареей. Устройство 10А может быть предварительно запрограммировано для проведения дезинфекции в течение 5 минут (поток озона и воздуха) и для проведения рассеивания в течение 30 минут (только поток воздуха, без потока озона).
Следует иметь в виду, что если вода не обнаружена при помощи металлических щупов 66, 67, например, на уровне 19В воды, то цикл дезинфекции/озонирования не может быть проведен. Однако если вода обнаружена в резервуаре 15 при помощи щупов 66, 67, например, на уровне 19А воды, за один час до начала запрограммированного цикла дезинфекции/озонирования или когда цикл начинают путем нажатия кнопки на время 20 сек, то тогда цикл дезинфекции/озонирования начнется, как только вода будет обнаружена в резервуаре 15, и будет продолжаться в течение заданного времени. Если цикл дезинфекции/озонирования был уже начат и щупы обнаруживают, что воды в резервуаре 15 больше нет, то тогда немедленно прекращается подача озона на остающееся время цикла дезинфекции/озонирования, однако воздушный насос 54 будет работать в течение всего заданного времени.
При отключении блока 10А от сети сохраняется точка программирования. В блоке продолжается отслеживание реального времени в течение 3 недель без внешнего питания. По истечении 3 недель блок переходит в режим ожидания (глубокого сна), чтобы сохранить емкость батареи. При этом теряются реальное время и точка программирования.
Пользователь может принудительно ввести блок в режим ожидания путем отключения внешнего питания и нажатия с удержанием кнопки 59. Это преимущественно следует сделать непосредственно перед отгрузкой или перед длительным хранением, чтобы сохранить емкость батареи. Это также позволяет произвести немедленно дополнительные циклы дезинфекции/озонирования в течение 24 часов. Следует иметь в виду, что после проведения этой операции блок 10А необходимо перепрограммировать с использованием кнопки 59. Световой индикатор 63 на панели 61 индицирует подачу питания на блок 10А. Световой индикатор 63 также указывает, находится ли блок в процессе озонирования. Например, если световой индикатор имеет зеленый свет, то это означает, что можно без опасений пить воду из любого из кранов 13. Вторым световым индикатором может быть красный СИД, который указывает, что идет процесс озонирования для дезинфекции воды и что пользователь не должен пить воду из кранов 13. Альтернативно, может быть использован один световой индикатор 63, который создает красные импульсы (когда идет процесс озонирования) или зеленые импульсы (процесс озонирования закончен, можно без опасений пить воду).
Во внутреннем пространстве 56 кожуха 42 расположена монтажная плата 52, форма которой позволяет ей охватывать центральное отверстие 64. Следует иметь в виду, что монтажная плата 52 позволяет осуществлять все функции устройства 10А, которые обсуждались здесь выше со ссылкой на фиг.1-17.
Таким образом, устройство 10А в соответствии с настоящим изобретением может быть использовано для модернизации любых существующих шкафов 12 автоматов для распределения воды, позволяющих производить дезинфекцию или озонирование воды, за счет простой замены существующего механизма защиты от разбрызгивания модулем 11 защиты от разбрызгивания, показанным на фиг.18-21.
Щупы или контакты 66, 67 позволяют обнаруживать присутствие воды в резервуаре 15. Если воды нет, то озонирование не разрешено. Третий контакт или щуп 62 (см. фиг.22) отключает устройство 10 или 10А, если вода 75 в резервуаре 15 поднимается до уровня щупа или контакта 62, что свидетельствует о том, что бутыль 100 имеет дефект изготовления, такой как дырка или трещина. Пневматическая линия 68 идет между воздушным насосом 54 и генератором 53 озона. Пневматическая линия 73 идет между генератором 53 озона и диффузором 69. Патрубок 72 в модуле 11 может быть использован как часть пневматической линии 73. Пневматическая линия 73 может иметь обратный клапан 71, расположенный непосредственно над диффузором 69 (см. фиг.19).
На фиг.22 показано, что узел 114 фильтра разрушения озона и обратного клапана может быть помещен в щуп/трубку загрузки 38 кожуха 42. Такой узел 114 фильтр/обратный клапан может образовывать секцию 115 кожуха с активированным углем. Такой узел 114 фильтр/обратный клапан может иметь выпуск 116 воздуха и узел 117 впуск воздуха/обратный клапан/поплавок, который представляет собой комбинацию поплавка, обратного клапана и впуска воздуха. Когда уровень воды в резервуаре 15 поднимается слишком высоко, поплавок закрывает впуск воздуха и не позволяет ему входить в секцию 115 кожуха с активированным углем. Когда уровень воды в резервуаре 15 является нормальным, поплавок опускается вниз и позволяет воздуху входить в секцию 115 кожуха с активированным углем. Воздух, поступающий в резервуар 15, типично представляет собой смесь воздуха и озона. Озон фильтруется активированным углем в секции 115 кожуха, что не позволяет озону выходить в окружающую среду.
На фиг.23 показан третий альтернативный вариант устройства в соответствии с настоящим изобретением для автомата для распределения воды/водяного охладителя 101, который находится в точке использования автомата для распределения воды. Конфигурация водяного охладителя 101 может быть аналогична варианту, показанному на фиг.18-21, при этом автомат для распределения воды может иметь шкаф 12, резервуар 15, диффузор 69, электропривод 65, и генератор озона, предназначенный для подачи озона в воду 75 в резервуаре 15 через диффузор 69. На фиг.23 показан кожух 103, который заменяет секции 42, 43, 47 кожуха и щуп/трубку загрузки 38.
Кожух 103 имеет закрытую верхнюю панель 104, которая служит для приема воды из точки использования или для подвода воды по трубе из источника, другого чем источник в виде бутыли 100. На фиг.23 показан трубопровод 105 для подвода воды, такой как пластиковый, медный или иной подходящий трубопровод, в который поступает вода, как это схематично показано стрелкой 111. Эта вода может поступать из водопроводной сети любого здания. Гидравлической линией 105 может быть такая же гидравлическая линия (например, трубопровод), которую обычно используют для подвода воды в холодильник для получения льда.
Поплавковый клапан 106 регулирует поступление воды во внутреннее пространство 16 резервуара 15, как это схематично показано стрелкой 112 на фиг.23. Поплавковый клапан 106 представляет собой покупной клапан, в котором поплавок 107 поднимается и закрывает клапан 106, когда уровень воды в резервуаре 15 доходит до заданного максимального уровня.
Кожух 103 содержит нижнюю панель 108 с отверстием 109, позволяющим сообщаться гидравлической линии 105 и клапану 106 с внутренним пространством 16 резервуара 15. Во внутреннем пространстве 113 кожуха 103 могут находиться такие же компоненты для регулирования и генерации озона, что и описанные здесь выше со ссылкой на фиг.1-21.
Так, например, во внутреннем пространстве 113 кожуха 103 находится монтажная плата/плата контроллера 52, генератор 53 озона, воздушный насос/нагнетательный вентилятор 54, электропривод 65, электрический шнур 51, кнопка 59 программирования и световой индикатор 63. Показанный на фиг.23 вариант также может быть снабжен щупами/контактами 62, 66, 67, которые были описаны здесь выше со ссылкой на фиг.18-22.
Далее приведен перечень элементов.
ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ
10 автомат для распределения воды/ водяной охладитель
10А автомат для распределения воды
11 модуль защиты от разбрызгивания
12 шкаф
13 кран
14 ручка
15 резервуар
16 внутреннее пространство
17 боковая стенка резервуара
18 нижняя стенка резервуара
19А уровень воды
19В уровень воды
20 шкаф
22 электрический шнур
24 вилка
30 нижний концевой участок
32 компрессор
34 змеевики охлаждения
35 гидравлическая линия
36 гидравлическая линия
37 теплообменник
38 щуп/ трубка загрузки
39 фильтр/ обратный клапан.
40 верхний концевой участок
41 кольцевой опорный элемент для бутыли
42 кожух
43 верхняя секция
44 впуск потока
45 фильтр
46 конический вход
47 нижняя секция
48 клапанный элемент
49 фильтрующий элемент
50 крышка
51 шнур электропитания
52 монтажная плата/плата контроллера
53 генератор озона
54 воздушный насос/нагнетательный вентилятор
55 радиально выступающая секция
56 внутреннее пространство
57 внутреннее пространство
58 розетка/гнездо
59 кнопка программирования
60 отверстие
61 передняя панель
62 щуп
63 световой индикатор (СИД)
64 центральное отверстие
65 электропривод
66 щуп/контакт
67 щуп/контакт
68 пневматическая линия
69 диффузор
70 кольцевой фланец
71 обратный клапан
72 патрубок
73 пневматическая линия
74 верхнее отверстие
75 вода
80 прокладка
90 кран
92 кран
96 гидравлическая линия
100 бутыль
101 автомат для распределения воды/водяной охладитель (точка использования)
102 уровень воды в бутыли
103 кожух
104 верхняя панель
105 линия входящего потока/подвод воды
106 поплавковый клапан
107 поплавок
108 нижняя панель
109 отверстие
110 горловина бутыли
111 стрелка
112 стрелка
113 внутреннее пространство
114 узел фильтр/обратный клапан
115 секция кожуха с активированным углем
116 выпуск воздуха
117 впуск воздуха/обратный клапан/поплавок
200 контроллер
200' контроллер
202 принципиальная электрическая схема
202' принципиальная электрическая схема
204 монтажная плата
204' монтажная плата
210 кожух
212 установочный кронштейн
220 вход программирования
220А функциональная кнопка
220В функциональная кнопка
220С функциональная кнопка
220D функциональная кнопка
230 дистанционный вход программирования
240 индикаторное устройство
242 индикатор озона
244 индикатор газового потока
246 индикатор компрессора
248 часы
250 дистанционное индикаторное устройство
252 индикатор озона
254 индикатор мощности
256 индикатор ошибки
260 разъем для дистанционного индикаторного устройства
270 опорные соединители
280 силовой вход
282 пробка
290 силовой выход
300 плавкий предохранитель
310 питание для насоса
330 газовый впуск/входное отверстие
340 газовый выпуск
400 насос
410 впуск для насоса
420 фильтр
422 крышка
430 выпуск для насоса
440 труба/ трубопровод
500 первый выпуск трубопровода
510 фильтр с низкой проницаемостью
520 второй выпуск трубопровода
530 диффузор
600 генератор озона
610 теплоотвод для генератора озона
620 схема управления для универсального преобразователя напряжения
630 резервная батарея
640 схема управления для генерации озона
650 схема управления для генерации воздуха
660 схема управления для подачи питания на компрессор
Все описанные здесь измерения проводят при стандартных температуре и давлении, если специально не указано иное. Все использованные материалы являются биосовмстимыми, если специально не указано иное.