СИСТЕМА ДОЗИРОВАНИЯ ДОБАВКИ И СИСТЕМА ФИЛЬТРАЦИИ ВОДЫ
ADDITIVE DOSAGE SYSTEM AND WATER FILTERING SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится в целом к отфильтрованной воде и системам фильтрации воды с возможностью добавления потребляемой добавки, и в частности к уникальной системе для дозирования потребляемой добавки к отфильтрованной воде.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Устройства очистки воды для домашнего и другого использования хорошо известны в данной области техники. Такие устройства обычно включаются в состав системы водоснабжения либо в поточную линию, либо на оконечной части. Примером первого могло бы служить устройство, установленное под стойкой, которое отфильтровывает воду до того, как она достигнет выходного отверстия водопроводного крана. Существует два общепринятых вида устройств оконечной части - установленные сверху стойки и на водопроводном кране. Устройства очистки воды могут очищать воду путем механической фильтрации или химической очистки. Большинство систем очистки воды используют фильтр-картридж, содержащий либо активированный уголь, либо комбинацию активированного угля и ионообменной смолы. Активированный уголь служит для отфильтровывания частиц и других примесей при удалении большей части хлора, присутствующего в воде. Ионообменная смола удаляет положительные ионы, такие как кальций, тем самым смягчая воду. Отрицательный побочный эффект вышеописанных систем заключается в том, что различные другие полезные для здоровья минералы могут быть удалены ионообменной смолой. Альтернативным способом очистки воды является обратный осмос, однако изделия, использующие эту технологию, ограниченно используются потребителями в быту из-за их высокой стоимости.
В последние годы потребление воды людьми увеличилось из-за лучшего образования в области здравоохранения и другой информации, доступной общественности. Однако общественное восприятие плохого качества и вкуса обычной воды из-под крана привело к разработке и продаже ряда продуктов, направленных на решение этих проблем. Потребителю доступны различные воды, разлитые в бутылки. Некоторые из этих бутилированных вод имеют дополнительные добавки, которые потребитель может считать целебными. Такие добавки включают питательные вещества, витамины, минералы и ароматизаторы. Эти бутилированные воды иногда называют фитнес-водами, витаминными водами или улучшенными водами. Однако стоимость и неудобство получения улучшенных продуктов бутилированной воды на регулярной основе может препятствовать потребителю в потреблении дополнительного количества воды. Соответственно необходим более удобный и эффективный с точки зрения стоимости подход для обеспечения общественности улучшенной водой.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к системам фильтрации воды, в частности к системам фильтрации воды, которые дают возможность пользователю избирательно дозировать количество добавки к отфильтрованной воде. Другим объектом настоящего изобретения является система дозирования добавки для системы фильтрации воды, которой может быть дополнена существующая система фильтрации воды.
Одним из объектов настоящего изобретения является система фильтрации воды. Система фильтрации воды содержит впускной канал для воды, выполненный с возможностью подсоединения к источнику нефильтрованной воды, фильтр для воды, сообщающийся с впускным каналом для воды, выпускной канал, сообщающийся с фильтром для воды и выполненный с возможностью дозирования отфильтрованной воды, и систему дозирования добавки, содержащую резервуар для размещения добавки и выпускной канал для добавки, при этом система дозирования добавки выполнена с возможностью избирательного дозирования количества добавки в воду, отфильтрованную фильтром.
Другим вариантом выполнения настоящего изобретения является система дозирования добавки для системы фильтрации воды. Система дозирования добавки содержит резервуар для размещения добавки и выпускной канал для добавки, при этом система дозирования добавки выполнена с возможностью избирательного дозирования количества добавки в отфильтрованную воду и имеет корпус, выполненный с возможностью присоединения резервуара и выпускного канала для добавки к системе фильтрации воды.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Несмотря на то, что подробное описание изобретения завершается формулой, подробно показывающей и четко заявляющей изобретение, представляется, что то же самое будет лучше понято из следующего описания в сочетании с сопроводительными графическими материалами, в которых:
фиг.1 - схематическое представление примера системы фильтрации воды в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения;
фиг.2 - схематическое представление примера системы фильтрации воды в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения;
фиг.3 - схематическое представление примера системы фильтрации воды в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения;
фиг.4 - схематическое представление примера системы фильтрации воды в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения;
фиг.5 - схематическое представление примера системы фильтрации воды в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения;
фиг.6 - схематическое представление примера системы фильтрации воды в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения;
фиг.7 - схематическое представление примера системы фильтрации воды в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения;
фиг.8 - схематическое представление примера системы дозирования добавки в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения;
Фиг.9 - схематическое представление примера системы дозирования добавки в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения;
фиг.10 - схематическое представление примера системы фильтрации воды в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения;
фиг.11 - схематическое представление примера системы дозирования добавки, размещенной на холодильнике, в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения; и
фиг.12 - схематическое представление примера системы фильтрации воды в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения.
Варианты выполнения, представленные в графических материалах, пояснены в сущности и не ограничивают изобретение, охарактеризованное формулой. Более того, отдельные особенности графически материалов и изобретения будут более полно видны и поняты, принимая во внимание подробное описание.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Здесь будут даны подробные ссылки на различные варианты выполнения изобретения, примеры которых приведены в сопроводительных графических материалах, где одинаковые цифры указывают на аналогичные элементы по всем видам.
На фиг.1 представлен пример системы 15 фильтрации воды в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения. Система 15 фильтрации воды содержит впускной канал 20 для воды, стыкуемый с источником 18 нефильтрованной воды. Впускной канал 20 сообщается с фильтром 22 для воды. Фильтр 22 выполнен для фильтрации одного или более загрязняющих веществ или макрочастиц из нефильтрованной воды. Выпускной канал 24 сообщается с фильтром 22 и выполнен для того, чтобы дозировать отфильтрованную воду. Система 15 фильтрации воды далее содержит систему 16 дозирования добавки. Система 16 дозирования добавки содержит резервуар 26 для размещения добавки и выпускной канал 28 для добавки. Система 16 дозирования добавки выполнена для избирательного дозирования количества добавки в фильтрованную воду. В одном из примерных вариантов выполнения отфильтрованная вода, дозируемая из выпускного канала 24, поступает в стакан или другой сосуд 30, и добавка дозируется в отфильтрованную воду в сосуде 30 через выпускной канал 28 для добавки.
Впускной канал 20 для воды стыкуется к любому источнику нефильтрованной воды. Например, в качестве источника нефильтрованной воды может быть садовый шланг, линия водоснабжения, держатель вентилей воды, резервуары для воды, большие кувшины для воды, распределители и тому подобное.
Фильтр 22 может включать в себя любую технологию фильтрации воды, известную специалисту в данной области. Такие способы фильтрации воды могут включать: активированный уголь или подобные вещества для удаления органических веществ из воды; волокна с галогеносодержащей смолой и/или шарики с галогеносодержащей смолой или другие средства для уничтожения бактерий и вирусов, содержащихся в воде; ионообменные смолы (такие как основанная на действии галогена обменная смола для удаления натрия) для удаления ионных материалов из воды и удаления бактерий путем микрофильтрации. Один из примерных фильтров, который может быть использован в настоящем изобретении, раскрыт Хоу (Нои) с соавторами в патенте США №6565749.
В одном из вариантов выполнения добавка в резервуаре 26 находится в жидком виде. В другом варианте выполнения добавка в резервуаре 26 находится в виде сухого порошка. Добавка включает в себя одну или несколько добавок, выбранных из группы, состоящей из ароматизаторов, витаминов, минералов и питательных веществ. Минеральные добавки включают минералы, выбранные из группы, состоящей из ионов кальция, силиката, хлорида, магния, калия, натрия, селена, цинка, железа, марганца и их комбинации. Витаминные добавки включают в себя витамины, выбранные из группы, состоящей из витамина В12, витамина С и их комбинации. В других вариантах выполнения в качестве добавок в резервуар 26 могут быть помещены гомеопатические и растительные лекарственные средства, а также ароматизаторы.
В одном из вариантов выполнения добавка содержит водно-спиртовые настои природных масел. Другие добавки могут содержать эликсиры, спирты или эссенции и настойки. Эликсир - это прозрачная подслащенная водно-спиртовая жидкость, предназначенная для внутреннего применения. Содержание алкоголя колеблется примерно от 5% примерно до 50% по объему. Спирты или эссенции - это спиртовые или водно-спиртовые растворы, приготовленные из растительных или химических веществ. Концентрация раствора изменяется вплоть до 50%. Водно-спиртовые настои природных масел изменяются примерно от 0,025% до примерно 0,5% объема отфильтрованной воды, для того чтобы придать отфильтрованной воде легкий аромат. В другом варианте выполнения добавки могут содержать один или более цветовых красителей, таких как пищевые красители, для того чтобы подкрасить отфильтрованную воду. Примерные ароматизаторы содержат лимон, лайм, ягоды, цитрусовые, апельсин, клубнику и их комбинации.
Резервуар 26 может быть изготовлен из любого известного специалисту в данной области материала, который не загрязняет добавку и не оказывает влияния на добавку. Примерные материалы, из которых может быть изготовлен резервуар 26, включают полимеры, например полипропилен, терефталат полиэтилена, полиэтилен высокой плотности, полиэтилен низкой плотности, хлорид поливинила, полистирол, нейлон, полиэстер и тому подобные. Другие примерные материалы, из которых можно изготовить резервуар, включают алюминиевую фольгу. В другом варианте выполнения резервуар 26 содержит несколько слоев материала. В другом варианте выполнения может быть использован любой эластичный материал с подходящими барьерными свойствами.
Несмотря на то, что схематическое представление на фиг.1 изображает выпускной канал 24 и выпускной канал 28 для добавки как отдельно дозирующие воду и добавку соответственно в сосуд 30, внутри представленных систем и изобретения справедливо, что выпускной канал 28 для добавки может сообщаться с выпускным каналом 24. Например, система фильтрации воды может дополнительно содержать выходной смеситель, выполненный с возможностью объединения выпускного канала 24 и выпускного канала 28 в один выходной поток до поступления результирующей смеси в емкость 30.
В одном из примерных вариантов выполнения, показанном на фиг.2, система 15 фильтрации воды дополнительно содержит регулятор 34, связанный с выпускным каналом 28 для добавки. Регулятор 34 выполнен так, чтобы регулировать количество добавки, дозируемой через выпускной канал 28. Регулятор 34 может содержать ограничительный клапан 36 (см. фиг.5). Ограничительный клапан 36 служит для того, чтобы ограничивать или регулировать количество добавки, если это имеет место, которая дозируется через выпускной канал 28. В другом варианте выполнения регулятор 34 может содержать микропроцессор, связанный с ограничительным клапаном 36, В одном из примерных вариантов выполнения регулятор 34 может содержать наборный диск или другое устройство ввода для того, чтобы пользователь имел возможность выбирать количество добавки, которое будет дозироваться в отфильтрованную воду.
Кроме того, в другом варианте выполнения, приведенном на фиг.3, система 15 фильтрации воды содержит впускной канал 20 для воды, связанный с источником 18 нефильтрованной воды, таким как кран. Фильтр 22 для воды связан с впускным каналом 20, и отфильтрованная вода из фильтра 22 дозируется в выпускном канале 24. Система 16 дозирования добавки содержит резервуар 26 для размещения добавки и выпускной канал 28 для добавки. В данном варианте выполнения выпускной канал 28 сообщается с выпускным каналом 24. В одном из примерных вариантов выполнения, показанном на фиг.10, выпускной канал 28 для добавки и выпускной канал 24 соединены вместе внутри корпуса 40 системы 15 фильтрации воды в выходном смесителе 42 таким образом, что внешняя сторона системы 15 фильтрации воды имеет только один выпускной поток.
В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения выпускной канал 28 для добавки и выпускной канал 24 выполнены и размещены сообщающимися таким образом, чтобы создать эффект всасывания Вентури, когда отфильтрованная вода в выпускном канале 24 проходит мимо выпускного канала 28. Благодаря возникающему за счет эффекта Вентури разрежению добавка всасывается через выпускной канал 28 в отфильтрованную воду, протекающую по выпускному каналу 24.
В другом примерном варианте выполнения настоящего изобретения, представленном на фиг.4, система 16 дозирования добавки дополнительно содержит насос 32. Насос 32 связан с резервуаром 26 и выпускным каналом 28 для добавки. Насос 32 выполнен таким образом, что обеспечивает поступление добавки из резервуара 26 в выпускной канал 28, так чтобы она была добавлена к отфильтрованной воде. В одном из вариантов выполнения насос 32 содержит диафрагменный насос. Любой насос, известный специалисту в данной области, как может оценить специалист в данной области, может быть использован для переноса добавки в выпускной канал 28. Например, это могут быть поршневые насосы, шланговые насосы и сильфонные насосы. В другом примерном варианте выполнения система дозирования добавки дополнительно содержит ручной активатор, например толкатель 48, связанный с насосом 32. Толкатель 48 служит для приведения в действие насоса 32, когда прикладывается усилие к толкателю 48. Толкатель 48 позволяет пользователю вручную избирательно дозировать количество добавки в отфильтрованную воду.
В одном из вариантов выполнения, как показано на фиг.5, система 15 фильтрации воды содержит впускной канал 20 для воды, связанный с источником 18 нефильтрованной воды, таким как кран для воды. Впускной канал 20 связан с фильтром 22 для воды. Анализатор 38 содержания минералов выполнен сообщающимся с выпускным каналом 24 фильтра 22 для воды. Анализатор 38 содержания минералов служит для измерения концентрации одного или более минералов в отфильтрованной воде. Система 15 фильтрации воды дополнительно содержит регулятор 34, связанный с анализатором 38 содержания минералов. Резервуар 26, содержащий одну или более добавок, связан с выпускным каналом для добавки 28 и ограничительным клапаном 36. Ограничительный клапан 36 связан с регулятором 34 таким образом, что регулятор 34 обеспечивает дозирование одной или более добавок (таких как минералы) для выработки заранее определенной концентрации добавок в отфильтрованной воде. Например, анализатор 38 содержания минералов определяет уровень кальция в отфильтрованной воде и сообщает значение уровня кальция регулятору 34. Регулятор 34 определяет, что дополнительный кальций желателен в окончательно обработанном водном продукте, и, по существу, посылает сигнал ограничительному клапану 36 добавить и/или увеличить количество добавки (т.е. кальция), которая дозируется через выпускной канал 28 в отфильтрованную воду. Любой регулятор, известный специалисту в данной области, как может определить специалист в данной области, может быть использован для управления количеством добавки, дозируемой в отфильтрованную воду.
Другой примерный вариант выполнения настоящего изобретения показан на фиг.6. В данном варианте выполнения система 15 фильтрации воды содержит впускной канал 20 для воды, выполненный с возможностью присоединения к источнику 18 нефильтрованной воды. Впускной канал 20 сообщается с фильтром 22 для воды таким образом, что нефильтрованная вода из источника 18 течет через впускной канал 20 и через фильтр 22 к выпускному каналу 24. После того как вода была отфильтрована фильтром 22, вода проходит через анализатор 38 содержания минералов и/или расходомер воды 40. Анализатор 38 содержания минералов служит для определения концентрации одного или более минералов в отфильтрованной воде. Расходомер 40 реализован для измерения расхода воды, выходящей из фильтра 22. Расходомер 40 имеет возможность формирования сигнала, соответствующего расходу вытекающей из фильтра 22 воды и предназначенного для подачи на регулятор 34. Регулятор 34 получает сигнал о содержании минералов от анализатора 38 и сигнал расхода воды от расходомера 40. Затем регулятор 34 посылает сигнал к насосу 32 и/или ограничительному клапану 36, которые сообщаются с резервуаром 26. Сигнал от регулятора 34 приводит в действие насос 32 и/или ограничительный клапан 36 для того, чтобы дать возможность дозировать количество добавки из резервуара 26 через выпускной канал 28 в отфильтрованную воду. Количество добавки - есть функция сигналов, полученных от анализатора 38 содержания минералов и/или расходомера 40. В альтернативном варианте выполнения, как показано на фиг.6, выходной смеситель 42 выполнен с возможностью размещения выпускного канала 28 для добавки, сообщающегося с выпускным каналом 24. В альтернативном варианте выполнения выпускной канал 28 для добавки может быть отделен от выпускного канала 24 и они могут не сообщаться друг с другом. Любой датчик, известный специалисту в данной области, как может оценить специалист в данной области, может быть использован для определения различных компонентов отфильтрованной воды. Например, это может быть датчик TDS (общего количества растворенных в воде веществ), производимый компанией НМ Digital (Лос-Анджелес, Калифорния).
В другом варианте выполнения настоящего изобретения, как показано на фиг.7, система 15 фильтрации воды содержит впускной канал 20 для воды, выполненный с возможностью присоединения к источнику 18 нефильтрованной воды, такому как кран. Впускной канал 20 для воды сообщается с фильтром 22 для воды. Фильтр 22 реализован с возможностью фильтрования нефильтрованной воды из источника 18 от одного или более загрязняющих веществ или примесей. Отфильтрованная вода из фильтра 22 дозируется в выпускном канале 24. В данном варианте выполнения система 16 дозирования добавки содержит множество резервуаров 26. Каждый резервуар 26 содержит одну или более добавок, которые избирательно дозируются в отфильтрованную воду. Регулятор 34 выполнен таким образом, что пользователь может выбирать, какой, если это имеет место, из резервуаров 26 должен дозировать добавки в отфильтрованную воду. В соответствии с одним из вариантов выполнения регулятор 34 отправляет сигнал к ограничительному клапану 36 для того, чтобы регулировать поток добавки через выпускной канал 28 в отфильтрованную воду. Как было рассмотрено выше, в одном из вариантов выполнения, выпускной канал 28 для добавки и выпускной канал 24 могут быть выполнены сообщающимися друг с другом или быть объединены с выходным смесителем 42. В альтернативном варианте выполнения резервуар 26 может содержать множество отсеков, каждый из которых содержит добавку, которая будет дозироваться в отфильтрованную воду.
Другой вариант выполнения настоящего изобретения представлен на фиг.8. В данном варианте выполнения система 16 дозирования добавки выполнена с возможностью присоединения к уже имеющемуся у пользователя фильтру для воды. Этот вариант выполнения позволяет пользователю, который уже приобрел систему для фильтрации воды, добавить новую систему дозирования добавки, изготовленную в соответствии с настоящим изобретением. В данном варианте выполнения корпус 44 соединен с резервуаром 26 и выпускным каналом 28 для добавки. Корпус 44 выполнен так, чтобы его можно было прикрепить к существующему фильтру для воды пользователя или вставить в этот фильтр и чтобы выпускной канал 28 для добавки находился вблизи выпускного отверстия существующего фильтра для воды. В другом варианте выполнения выпускной канал 28 для добавки содержит гибкую трубку, которая должна быть расположена рядом с выпускным отверстием существующего фильтра для воды. В другом варианте выполнения корпус 44 может быть выполнен так, чтобы можно было заменять части уже существовавшего фильтра для воды. Например, корпус 44 может быть выполнен с возможностью навинчивания и замены элемента существующего корпуса фильтра для воды.
В одном из вариантов выполнения резервуар 26 разъемно соединен с системой 15 фильтрации воды. Это позволяет легко менять резервуар 26, когда резервуар 26 пуст или пользователь желает добавить к отфильтрованной питьевой воде другую добавку, содержащуюся в отдельном резервуаре 26, В одном из вариантов выполнения система дозирования добавки может осуществлять избирательное дозирование примерно от 0,01 мл добавки до примерно 1,0 мл добавки на 250 мл воды, отфильтрованной фильтром. В дополнительном варианте выполнения система дозирования добавки выполнена с возможностью избирательного дозирования примерно от 0,1 мл добавки до примерно 0,5 мл добавки на 250 мл воды, отфильтрованной фильтром. В другом варианте выполнения система дозирования добавки выполнена с возможностью избирательного дозирования примерно от 0,025% до примерно 0,25% добавки по объему воды, отфильтрованной фильтром. В дополнительном варианте выполнения система дозирования добавки реализована для избирательного дозирования примерно от 0,05% до примерно 0,1% добавки по объему воды, отфильтрованной фильтром.
В еще одном варианте выполнения, как показано на фиг.9, система 16 дозирования добавки дополнительно содержит индикатор 50 ресурса добавки, предназначенный для индикации оставшегося количества добавки в резервуаре 26. Например, резервуар 26 может содержать видимый уровнемер 50, позволяющий пользователю определять количество добавки, оставшееся в резервуаре. В другом варианте выполнения система дозирования 16 добавки может дополнительно содержать суммирующее устройство 52, которое реализовано для расчета количества добавки, дозируемой из системы 16 дозирования добавки, и перестраиваемое для расчета количества добавки, оставшегося в резервуаре 26. В такой компоновке расходомер или суммирующее устройство соединено с индикатором ресурса добавки и посылает сигнал на индикатор ресурса добавки, для того чтобы заставить его светиться или мигать, как только заранее определенный объем добавки прошел через выпускной канал для добавки. В альтернативном варианте выполнения индикатор ресурса может содержать механизм контроля, такой как микрочип, содержащий программируемые часы. Индикатор ресурса добавки может быть выполнен, например, в виде светодиодов или ЖКИ (жидкокристаллического индикатора), где часы запрограммированы так, чтобы заставить индикатор ресурса добавки, например, зажечься или мигать после того, как прошел заранее определенный период времени с момента установки нового резервуара, например два месяца. Пользователь затем может заменить резервуар на новый и вновь установить часы.
В другом варианте выполнения настоящего изобретения, как показано на фиг.11, система дозирования добавки по настоящему изобретению включена в систему фильтрации воды на холодильнике 60. В одном из примерных вариантов выполнения регулятор 34 расположен на дверце холодильника 60. Регулятор 34 может иметь один или более ручных активаторов 48 для дозирования добавки из резервуара (не показан). Пользователь может установить сосуд 30, который входит в соприкосновение с переключателем 62 потока воды, для того чтобы запустить поток отфильтрованной воды через выпускной канал 24 в сосуд. В другом варианте выполнения регулятор 34 содержит один или более входных переключателей 64, позволяющих пользователю выбирать количество и/или вид добавки, если это имеет место, которая будет дозироваться в отфильтрованную воду.
Другие варианты выполнения настоящего изобретения не ограничиваются его использованием с кранами или тому подобным. Например, составные части настоящего изобретения могут быть приспособлены для использования с портативными контейнерами, такими как кувшины, бутылки для воды, или с другими системами поставки воды, такими как охладители воды или холодильники. Например, один из вариантов выполнения настоящего изобретения, как показано на фиг.12, содержит приспособление для емкости 70, такой как кувшин или бутылка для воды, которое может быть разработано для включения фильтра 22 и замены резервуара 26, содержащего добавки. Выпускной канал 28 для добавки может располагаться ближе к выпускному каналу 24 емкости 70, чтобы обеспечить дозирование добавок к отфильтрованной воде. Аналогично, элементы настоящего изобретения могут быть установлены в охладитель воды или холодильник и управляться соответствующими кнопками, переключателями и тому подобным, для того чтобы избирательно дозировать добавку в отфильтрованную воду.
Все документы, приведенные в подробном описании изобретения в относящейся к ним части, включены здесь при помощи ссылок; цитирование какого-либо документа не истолковывается как допущение того, что оно является уже известным уровнем техники по отношению к настоящему изобретению.
Несмотря на то, что конкретные варианты выполнения настоящего изобретения были проиллюстрированы и описаны, для специалистов в данной области очевидно, что без отхода от духа и сферы применения изобретения могут быть осуществлены различные другие изменения и модификации. Поэтому подразумевается охватить в прилагаемой формуле все такие изменения и модификации, находящиеся в рамках данного изобретения.