ВОДНЫЙ ДИСПЕНСЕР С ГЕРМЕТИЧНОЙ СИСТЕМОЙ ОЗОНОВОЙ СТЕРИЛИЗАЦИИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к водным диспенсерам бутылочного типа, в которых питьевая вода разливается из перевернутой бутылки.
В простейшем случае такой диспенсер представляет собой накопительную емкость для воды с краником, на которую устанавливается перевернутая горлышком вниз бутылка. Вытекающая из бутылки вода заполняет накопительную емкость до тех пор пока уровень воды в накопительной емкости не достигнет горлышка бутылки, после чего вытекание воды из бутылки прекращается. При наборе воды потребителем, уровень воды в накопительной емкости падает, и вода опять вытекает из бутылки в накопительную емкость.
Недостатком данного устройства является попадание неочищенного атмосферного воздуха в бутылку. Содержащиеся в атмосферном воздухе бактерии и споры растений, попав в бутылку, начинают там развиваться, ухудшая качество воды. Кроме того, при такой конструкции диспенсера возможно попадание загрязнений с наружной поверхности горлышка бутылки в накопительную емкость.
Поэтому в современных водных диспенсерах бутылочного типа используются жесткие твердые бутылки объемом от 5 до 20 литров, снабженные специальными укупорочными устройствами, которые откупориваются при установке бутылки на диспенсер и автоматически закупориваются при снятии бутылки с диспенсера, тем самым защищая от проливания воды из бутылки и от попадания в бутылку микроорганизмов из окружающей среды. При установке бутылки на диспенсер водозаборный палец входит в горлышко бутылки сдвигая пробку внутрь бутылки, а при снятии бутылки водозаборный палец, выходя из горлышка бутылки, тянет пробку за собой, обеспечивая плотное закупоривание бутылки.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является водный диспенсер, патент США №5,526,961 содержащий корпус, установленную на наружной поверхности корпуса воронку для установки перевернутой горловиной вниз бутылки, установленный на дне воронки водозаборный палец, снабженный раздельными воздушным и водным каналами, накопительную емкость для воды, из которой осуществляется раздача воды потребителям, и фильтр для очистки атмосферного воздуха, поступающего в воздушное пространство накопительной емкости.
Недостатком данного устройства также является попадание атмосферного воздуха в бутылку и невозможность поддержания безопасной воздушной среды в бутылке в течение продолжительного срока, так как воздушный фильтр не позволяет обеспечить полную фильтрацию от микробиологического загрязнения.
Задачей изобретения является обеспечение возможности поддержания стерильной воздушной среды в бутылке водного диспенсера.
Технический результат достигается тем, что в водный диспенсер для выдачи питьевой воды из перевернутой бутылки, содержащий корпус, установленную на наружной поверхности корпуса воронку для установки перевернутой горловиной вниз бутылки, установленный на дне воронки водозаборный палец, снабженный раздельными воздушным и водным каналами, дополнительно введен генератор озона и воздушный насос, соединенные воздушным трубопроводом с воздушным каналом водозаборного пальца, а также водный трубопровод, соединенный с водным каналом водозаборного пальца и снабженный водным клапаном.
Желательно, чтобы воздушный насос обеспечивал избыточное давление в бутылке от 0,01 до 0,3 атм. Предпочтительна работа устройства с насосом, обеспечивающим избыточное давление в бутылке от 0,05 до 0,2 атм. Наиболее предпочтительно, если устройство содержит насос, обеспечивающий избыточное давление в бутылке около 0,1 атм.
Диспенсер может дополнительно содержать устройство проточного охлаждения воды, включенное в водный трубопровод, для охлаждения выдаваемой потребителю воды. Устройство проточного охлаждение, включенное в водный трубопровод, не нарушает неразрывности трубопровода, и не влияет на поддержание стерильной атмосферы в бутылке.
Возможно дополнительно снабдить диспенсер электронным управляющим устройством, которое управляет работой насоса и генератора озона в соответствии с записанной программой. Данное устройство может также управлять работой водного клапана и устройства проточного охлаждения воды, при наличии последнего.
Предпочтительно, если водозаборный палец снабжен устройством открывания бутылки, для обеспечения автоматического открывания бутылки при установке бутылки на диспенсер, и устройством закупорки бутылки при снятии бутылки с диспенсера. Наличие такого устройства защищает от попадания в бутылку атмосферного воздуха и содержащихся в нем микроорганизмов при открывании бутылки, защищает от проливания воды из бутылки при установке и снятии бутылки.
В воздушном трубопроводе может быть установлен защитный воздушный клапан, защищающий от попадания воды в трубопровод. Желательно, чтобы воздушный трубопровод был выполнен из озоностойкого материала.
Диспенсер может быть дополнительно снабжен датчиком наличия бутылки и датчиком давления воздуха в воздушном трубопроводе. Эти датчики могут быть подключены к электронному управляющему устройству, которое управляет работой остальных устройств диспенсера.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг. 1 схематически изображен предлагаемый диспенсер;
на Фиг. 2 - водозаборный палец в разрезе;
на Фиг. 3 - внешний вид диспенсера;
на Фиг. 4 - конструкция диспенсера с устройством проточного охлаждения воды.
Водный диспенсер, изображенный на Фиг. 1, включает корпус 1, воронку 2 для установки перевернутой горловиной вниз бутылки 3, водозаборный палец 4, воздушный трубопровод 5, соединяющий водозаборный палец 4 с генератором озона 6 и воздушным насосом 7, водный трубопровод 8, соединяющий водозаборный палец 4 с водным клапаном 9. В воздушный трубопровод 5 вставлен воздушный клапан 10. Водозаборный палец 4 снабжен двумя раздельными каналами, воздушным каналом 11 и водным каналом 12. В верхней части водозаборного пальца 4 находится устройство 13 для открывания бутылки.
Конструкция водозаборного пальца изображена в разрезе на Фиг. 2. Внутри водозаборного пальца 4 выполнено два канала - воздушный канал 11 и водный канал 12. Вход воздушного канала 11 соединен с воздушным трубопроводом 5, а выход находится в верхней части водозаборного пальца 4. В свою очередь, вход водного канала 12 находится в верхней части водозаборного пальца 4, а выход соединен с водным трубопроводом 8.
Внешний вид диспенсера изображен на Фиг. 3. На верхней наружной поверхности корпуса диспенсера 1 находится воронка 2 для установки бутылки 3. На одной из боковых поверхностей находится носик 14, из которого вода вытекает в подставляемую потребителем емкость. На той же боковой поверхности находится и панель управления диспенсером. В простейшем варианте панель может содержать только одну кнопку - кнопку выдачи воды 17.
При необходимости диспенсер может быть дополнительно снабжен устройством проточного охлаждения воды. Схематичное изображение такого диспенсера приведено на Фиг. 4. Устройство проточного охлаждения 18 включено в водный канал 8 перед водным клапаном 9. Содержащийся в устройстве холодильник, например, термоэлектрического типа, охлаждает стенки водного канала 8 и через них воду, протекающую по каналу 8. Устройство охлаждения воды проточного типа выгодно отличается от устройств охлаждения с накопительными емкостями. Использование проточного охлаждения не нарушает герметичности внутреннего пространства диспенсера, соприкасающегося с водой, и не создает потенциального источника загрязнения.
Предлагаемый водный диспенсер работает следующим образом. Первое включение диспенсера желательно производить без установленной бутылки. При включении диспенсера без бутылки включаются воздушный насос 7 и генератор озона 6. Озон через воздушный трубопровод 5 попадает в воздушный канал 11 водозаборного пальца 4, а оттуда через отверстие в верхней части водозаборного пальца 4 озон выходит наружу и заполняет внутреннее пространство воронки 2, тем самым проводится обеззараживающая обработка воздушного канала 11 пальца 4, и в некоторой степени - наружной поверхности пальца 4 и внутренней поверхности воронки 2. При этом также открывается водный клапан 9, и часть озона из воздушного канала 11 водозаборного пальца 4 перетекает и в водный канал 12, а оттуда - в водный трубопровод 8, обеззараживая и их внутренние поверхности. При первом включении диспенсера или при необходимости в усиленной обработке водяного канала, например, после долгого перерыва в работе, возможно использовать специальную капсулу-колпачок. Капсула-колпачок представляет собой по форме перевернутый стакан или чашку, устанавливаемую в воронку 2 поверх водозаборного пальца 4, так чтобы стенки воронки 2 и капсулы образовывали замкнутое пространство вокруг водозаборного пальца. При этом озон, выходящий из воздушного канала, заполнит это замкнутое пространство и открытый водный канал, стерилизуя наружную поверхность водозаборного пальца 4 и внутреннюю поверхность водного канала 8. После этого водный клапан 9 закрывается, новая полная бутылка 3 с питьевой водой переворачивается горловиной вниз и устанавливается на водозаборный палец 4, при этом горловина бутылки 3 упирается в дно воронки 2, а стенки бутылки 3 опираются на стенки воронки 2. Воздушный насос 7 и генератор озона 6 продолжают работать до тех пор, пока давление воздуха в бутылке 3 и в воздушном трубопроводе 5 не достигнет заданного порога в 0,01-0,3 атм. Давление может измеряться датчиком давления воздуха, установленным в воздушном трубопроводе 5, в самом насосе или каким-либо другим способом, например, по изменению тока потребления воздушного насоса 7. После достижения заданного порога воздушный насос 7 отключается, и через некоторое время после него отключается и генератор озона 6. Для избежания попадания в бутылку 3 необработанного озоном воздуха желательно, чтобы генератор озона 6 включался немного раньше, а выключался немного позже воздушного насоса 7. Задержка зависит от производительности воздушного насоса 7 и может составлять от 1 до 10 секунд. На этом подготовка заканчивается, и водный диспенсер готов к работе.
В процессе работы диспенсера при нажатии потребителем кнопки выдачи воды 17 открывается водный клапан 9, и вода через водный канал 12 пальца 4 перетекает в водный трубопровод 8 и через открытый водный клапан 9 и носик 14 - в емкость для набора воды 15. При этом одновременно с открытием клапана 9 включается генератор озона 6 и, с небольшой задержкой после генератора озона 6, воздушный насос 7. Генерируемый генератором озона 6 озон по воздушному трубопроводу 5 подается к воздушному каналу 11 пальца 4, а оттуда в бутылку 3. В бутылке 3 озон проходит через воду и скапливается в воздушной полости в верхней части бутылки 3. После закрытия водного клапана 9 генератор озона 6 и воздушный насос 7 продолжают работать до тех пор, пока давление воздуха в бутылке 3 не достигнет заданного порога. После достижения заданного порога воздушный насос 7 отключается, и через некоторое время после него отключается и генератор озона 6.
Периодичность набора воды обуславливается только желанием пользователя. Пока в бутылке 3 есть вода, выдача воды потребителю происходит в вышеописанном режиме. После опустошения бутылки 3 выдача воды прекращается, и необходимо произвести замену пустой бутылки на полную.
При замене бутылки 3, непосредственно перед или в момент снятия пустой бутылки 3, включается генератор озона 6 и воздушный насос 7, подавая озон через воздушный трубопровод 5 в водозаборный палец 4 и через воздушный канал 11 водозаборного пальца 4 в воронку 2, обеззараживая или предохраняя от заражения воздушный канал 11, наружную поверхность водозаборного пальца 4 и внешнюю поверхность воронки 2. После установки новой полной бутылки 3 на палец 4 генератор озона 6 и воздушный насос 7 работают до тех пор, пока давление внутри бутылки 3 и воздушного трубопровода 5 не достигнет заданного порога.
Преимущество предлагаемого водного диспенсера заключается в обеспечении возможности поддержания стерильной воздушной среды в бутылке в течение длительного времени и стерилизации водяного канала диспенсера, что намного упрощает и облегчает поддержание диспенсера в удовлетворительном микробиологическом состоянии в сравнении с традиционными решениями, за счет прекращения постоянных регулярных профилактических санитарных обработок, обязательных для обычных устройств, без которых удовлетворительная эксплуатация таких устройств невозможна.
Полезная модель может быть использована для снабжения питьевой водой в бытовых и производственных помещениях. Особенно, в потенциально опасных, с точки зрения бактериологического загрязнения, общественных местах с большим потоком людей, состояние здоровья которых контролировать не представляется возможным, где существует опасность заражения - таких как больницы, поликлиники, в местах пребывания детей (детские сады, школы), в производственных помещениях со сложностью поддержания качества воздуха в помещении ввиду специфики производства (столярные мастерские, покрасочные, парикмахерские, кухни мест общественного питания и т.п.), а также на предприятиях, где безопасность имеет важное значение (диспетчера аэропортов, полиция, военные, медицина, атомные станции, госучереждения, спортивные объекты во время соревнований и т п).