BRPI0613154A2 - cartucho para um sistema para dispensação de aditivo - Google Patents

Abstract

CARTUCHO PARA UM SISTEMA PARA DISPENSAçãO DE ADITIVO. A presente invenção refere-se a um cartucho para a dispensação seletiva, em água, de um aditivo, e que inclui uma carcaça (130), uma bexiga (140) disposta no interior da carcaça (130) e uma bomba (150) conectada à carcaça (130) e em comunicação fluida com a bexiga. A bexiga (140) é configurada para conter um aditivo consumível, como um aditivo de sabor e aroma, para água. A bomba (150) tem a funcionalidade de dispensar seletivamente uma quantidade do aditivo na água. O cartucho pode ser conectado a um sistema para filtração de água de modo que tal cartucho possa dispensar o aditivo em água filtrada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CARTUCHOPARA UM SISTEMA PARA DISPENSAÇÃO DE ADITIVO".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se, de modo geral, a um sistemapara dispensação de aditivo. Mais especificamente, a presente invençãorefere-se a um cartucho único destinado à dispensação de um aditivo con-sumível na água e, mais especificamente ainda, a um cartucho descartávelconectável a sistemas para filtração de água, destinado à dispensação deum aditivo consumível em água filtrada.

Antecedentes da Invenção

Os dispositivos para tratamento de água para uso doméstico oupara outros usos são bem-conhecidos na técnica. Esses dispositivos são,tipicamente, incorporados a um sistema de água, seja em linha, seja emuma extremidade terminal. Um exemplo do primeiro seria um dispositivo si-tuado sob a pia, que filtra a água antes que esta chegue a sair por uma tor-neira. Há dois tipos comuns de dispositivos de extremidade terminal: de bal-cão e montado na torneira. Os dispositivos para tratamento de água podemtratar água mediante o uso de filtração mecânica ou de tratamento químico.

A maioria dos sistemas para filtração de água utiliza um cartucho de filtrocontendo ou carvão ativado ou uma combinação de carvão ativado e resinade troca iônica. O carvão ativado serve para eliminar por filtração particula-dos e outras impurezas, ao mesmo tempo em que elimina a maior parte docloro presente na água. A resina de troca iônica remove íons positivos comocálcio, amaciando assim a água. Um efeito colateral negativo dos sistemasacima mencionados é que vários outros minerais saudáveis podem ser re-movidos pela resina de troca iônica. Um método alternativo para a purifica-ção de água é a osmose reversa, mas produtos usando essa tecnologia nãosão amplamente utilizados por consumidores domésticos, devido a seu alto custo.

Ao longo dos últimos anos, o consumo de água pelas pessoasaumentou, devido a melhor educação quanto à saúde e a outras informa-ções disponíveis ao público. No entanto, a concepção pública quanto a qua-lidade e sabor insatisfatórios da água da rede pública comum, levou ao de-senvolvimento e à venda de diversos produtos direcionados a esses pro-blemas. Vários tipos de águas engarrafadas estão disponíveis aos consumi-dores. Algumas dessas águas engarrafadas têm aditivos adicionais que oconsumidor pode achar benéficos. Esses aditivos incluem nutrientes, vitami-nas, minerais e flavorizantes. Essas águas engarrafadas são, às vezes, de-nominadas água para esportes, águas vitaminadas ou águas aditivadas. Noentanto, o custo e a inconveniência de se obter produtos de água engarra-fada aditivada regularmente podem desencorajar os consumidores quantoao consumo adicional de água. Conseqüentemente, é necessária uma a-bordagem mais conveniente e de baixo custo para fornecer água aditivadaao público.Sumário da Invenção

A presente invenção refere-se a um cartucho para dispensaçãode um aditivo na água e, mais especificamente, a um cartucho descartávelconectável a um sistema para filtração de água, destinado à dispensação deum aditivo consumível, que permite a um usuário dispensar seletivamenteuma quantidade de um aditivo em água filtrada.

Uma modalidade da presente invenção consiste em um cartuchodestinado à dispensação seletiva de um aditivo na água. O cartucho incluiuma carcaça, uma bexiga sem respiro disposta no interior da carcaça, euma bomba conectada à carcaça e em comunicação fluida com a bexiga. Abexiga é configurada para conter um aditivo consumível. A bomba tem afuncionalidade de dispensar seletivamente uma quantidade do aditivo naágua. O cartucho é configurado de modo a poder dispensar a dita quantida-de de aditivo a partir de qualquer orientação.

Uma outra modalidade da presente invenção é um cartucho pa-ra dispensação seletiva de um aditivo na água, sendo que o cartucho incluiuma carcaça, uma bexiga disposta no interior da carcaça e uma bomba co-nectada à carcaça e em comunicação fluida com a bexiga. A bexiga é confi-gurada para conter um aditivo consumível. A bomba compreende uma vál-vula de verificação de saída que inclui superfícies vedantes e tem a funcio-nalidade de dispensar seletivamente uma quantidade de aditivo na água, apartir da bexiga. O cartucho é configurado de modo a não incluir substanci-almente nenhum espaço morto a jusante das ditas superfícies vedantes daválvula de verificação de saída.

Ainda outra modalidade da presente invenção consiste em umcartucho para dispensação seletiva de um aditivo na água, sendo que o ditocartucho inclui uma carcaça tendo uma seção transversal curva, uma bexigadisposta no interior da carcaça e configurado de modo a conter um aditivo, euma bomba conectada à carcaça e em comunicação fluida com a bexiga. Abomba é configurada para dispensar, quando ativada, uma quantidade deaditivo da bexiga.

Breve Descrição dos Desenhos

Embora o relatório descritivo termine com reivindicações queapontam particularmente e reivindicam distintamente a invenção, acredita-seque a mesma seja melhor compreendida a partir da descrição a seguir, to-mada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais:

ilustração esquemática de um exemplo de sis-de acordo com uma modalidade da presente

ilustração esquemática de um exemplo de sis-de acordo com uma modalidade da presente

ilustração esquemática de um exemplo de sis-de acordo com uma modalidade da presente

ilustração esquemática de um exemplo de sis-de acordo com uma modalidade da presente

ilustração esquemática de um exemplo de sis-de acordo com uma modalidade da presente

ilustração esquemática de um exemplo de sis-

a figura 1 é umatema para filtração de água,invenção;

a figura 2 é uma

tema para filtração de água,invenção;

a figura 3 é umatema para filtração de água,invenção;

a figura 4 é umatema para filtração de água,invenção;

a figura 5 é umatema para filtração de água,invenção;

a figura 6 é umatema para filtração de água, de acordo com uma modalidade da presenteinvenção;

a figura 7 é uma ilustração esquemática de um exemplo de sis-tema para filtração de água, de acordo com uma modalidade da presenteinvenção;

a figura 8 é uma ilustração esquemática de um exemplo de sis-tema para dispensação de aditivo, de acordo com uma modalidade da pre-sente invenção;

a figura 9 é uma ilustração esquemática de um exemplo de sis-tema para dispensação de aditivo, de acordo com uma modalidade da pre-sente invenção;

a figura 10 é uma ilustração esquemática de um exemplo de sis-tema para filtração de água, de acordo com uma modalidade da presenteinvenção;

a figura 11 é uma vista em perspectiva explodida de um exem-plo de sistema para dispensação de aditivo, de acordo com uma modalidadeda presente invenção;

a figura 12 é uma vista em perspectiva explodida de um exem-plo de cartucho, de acordo com uma modalidade da presente invenção;

a figura 13 é uma vista em seção transversal de um exemplo decarcaça para o cartucho de acordo com a figura 12;

a figura 14 é uma vista em seção transversal de um exemplo decartucho de acordo com a figura 12;

a figura 15 é uma vista em seção transversal de um cartucho deacordo com a figura 12;

a figura 16A é uma ilustração esquemática de exemplos de me-canismos de acionamento destinados ao sistema para dispensação de aditi-vo de acordo com a figura 11;

a figura 16B é uma ilustração esquemática de exemplos de me-canismos de acionamento destinados ao sistema para dispensação de aditi-vo de acordo com a figura 11;

a figura 16C é uma ilustração esquemática de exemplos de me-canismos de acionamento destinados ao sistema para dispensação de aditi-vo de acordo com a figura 11;

a figura 16D é uma ilustração esquemática de exemplos de me-canismos de acionamento destinados ao sistema para dispensação de aditi-vo de acordo com a figura 11;

a figura 16E é uma ilustração esquemática de exemplos de me-canismos de acionamento destinados ao sistema para dispensação de aditi-vo de acordo com a figura 11;

a figura 16F é uma ilustração esquemática de exemplos de me-canismos de acionamento destinados ao sistema para dispensação de aditi-vo de acordo com a figura 11;

a figura 16G é uma ilustração esquemática de exemplos de me-canismos de acionamento destinados ao sistema para dispensação de aditi-vo de acordo com a figura 11;

a figura 16H é uma ilustração esquemática de exemplos de me-canismos de acionamento destinados ao sistema para dispensação de aditi-vo de acordo com a figura 11;

a figura 16J é uma ilustração esquemática de exemplos de me-canismos de acionamento destinados ao sistema para dispensação de aditi-vo de acordo com a figura 11;

a figura 17 é uma vista em perspectiva explodida de um exem-plo de sistema para dispensação de aditivo, de acordo com uma modalidadeda presente invenção;

a figura 18 é uma vista em perspectiva de um exemplo de sis-tema para dispensação de aditivo, de acordo com uma modalidade da pre-sente invenção;

a figura 19 é uma vista em perspectiva de um exemplo de recep-táculo para o sistema para dispensação de aditivo de acordo com uma mo-dalidade da presente invenção; e

a figura 20 é uma vista em perspectiva de um exemplo de sis-tema para dispensação de aditivo, de acordo com uma modalidade da pre-sente invenção.As modalidades apresentadas nos desenhos são de naturezailustrativa e não têm a funcionalidade de limitar a invenção definida pelasreivindicações. Além disso, as características individuais dos desenhos e dainvenção ficarão mais evidentes e serão melhor compreendidas em vista dadescrição detalhada.

Descrição Detalhada da Invenção

Será feita referência, em detalhe, a diversas modalidades dainvenção, das quais são ilustrados exemplos nos desenhos em anexo, sen-do que números similares indicam elementos similares em todas as vistas.

A figura 1 ilustra um exemplo de sistema para filtração de água15, de acordo com uma modalidade da presente invenção. O sistema parafiltração de água 15 compreende uma entrada de água 20 que pode ser co-nectada à fonte de água não-filtrada 18. A entrada de água 20 está em co-municação fluida com o filtro de água 22. O filtro de água 22 tem a funciona-Iidade de eliminar por filtração um ou mais contaminantes ou particulados daágua não-filtrada. Uma saída 24 está em comunicação com o filtro de água22, e tem a funcionalidade de dispensar água filtrada. O sistema para filtra-ção de água 15 compreende, ainda, um sistema para dispensação de aditi-vo 16. O sistema para dispensação de aditivo 16 compreende um reservató-rio 26 para conter um aditivo, bem como uma saída para o aditivo 28. O sis-tema para dispensação de aditivo 16 tem a funcionalidade de dispensar se-letivamente uma quantidade de aditivo na água filtrada. Em uma modalidadeexemplar, a água filtrada dispensada pela saída 24 é dispensada em umcopo ou outro recipiente 30, e um aditivo é dispensado na água filtrada pre-sente no recipiente 30, através da saída de aditivo 28.

A entrada de água 20 pode ser conectada a uma fonte de águanão-filtrada. Exemplos de fontes de água não-filtrada compreendem umamangueira de jardim, um encanamento de água, uma torneira de água, re-servatórios de água, jarros d'água, dispensadores e similares.

O filtro de água 22 pode compreender qualquer tecnologia defiltração de água conhecida pelo versado na técnica. Esse meio para filtra-ção de água pode incluir carvão ativado ou similares para a remoção de e-lementos orgânicos da água, fibras e/ou microesferas de resina halogenadaou outros meios para destruição de bactérias e vírus presentes na água,resinas de troca iônica (como aquelas com ação baseada em halogênio pa-ra a remoção de sódio) para remoção de materiais iônicos da água, e remo-ção de bactérias por microfiltração. Um exemplo de filtro de água que podeser empregado na presente invenção é apresentado por Hou et al., na pa-tente U.S. N0 6.565.749.

Em uma modalidade, o aditivo no reservatório 26 está sob aforma líquida. Em outra modalidade, o aditivo no reservatório 26 está sob aforma de um pó seco. O aditivo compreende um ou mais aditivos seleciona-dos do grupo consistindo em flavorizantes, vitaminas, minerais e nutrientes.Os aditivos minerais incluem aqueles selecionados do grupo consistindo emíons de cálcio, silicato, cloreto, magnésio, potássio, sódio, selênio, zinco,ferro, manganês e combinações desses itens. Os aditivos de vitamina com-preendem vitaminas selecionadas do grupo consistindo em vitamina B12,vitamina C e combinações desses itens. Em outras modalidades, remédioshomeopáticos e à base de ervas, bem como flavorizantes, podem estar in-cluídos como aditivos no reservatório 22.

Em uma modalidade, o aditivo compreende extratos hidroalcoó-licos de óleos naturais. Outros aditivos podem compreender elixires, espíri-tos ou essências, e tinturas. Um elixir é um líquido hidroalcoólico límpido eadoçado, destinado ao uso por via oral. O teor de álcool situa-se na faixa decerca de 5% a cerca de 50%, por volume. Os espíritos ou essências sãosoluções alcoólicas ou hidroalcoólicas preparadas a partir de substânciasvegetais ou químicas. A concentração do soluto varia até 50%. Os extratoshidroalcoólicos de óleos naturais situam-se na faixa de cerca de 0,025 acerca de 0,5%, em volume da água filtrada, para proporcionar um leve saborà água filtrada. Em outra modalidade, os aditivos podem compreender umou mais agentes corantes, como corantes alimentícios, para adicionar umacor à água filtrada. Exemplos de sabores compreendem limão, lima, bagas,cítricos, laranja, morango e misturas dos mesmos.

O reservatório 26 pode ser construído de qualquer material co-nhecido pelo versado na técnica, desde que não contamine o aditivo e quenão tenha suas propriedades materiais afetadas pelo mesmo. Os exemplosde materiais de construção para o reservatório 26 incluem polímeros, porexemplo, polipropileno (PP), tereftalato de polietileno (PET), polietileno dealta densidade (HDPE), polietileno de baixa densidade (LDPE), cloreto depolivinila (PVC)1 poliestireno, náilon, poliéster e similares. Outros exemplosde materiais de construção incluem papel alumínio. Em uma modalidade, oreservatório 26 compreende múltiplas camadas do material. Em outra moda-lidade, qualquer material flexível com propriedades de barreira adequadaspode ser utilizado.

Embora a ilustração esquemática na figura 1 represente a saída24 e a saída de aditivo 28 dispensando separadamente água e aditivo, res-pectivamente, no recipiente 30, está igualmente dentro do escopo dos sis-temas e da invenção ilustrados que a saída de aditivo 28 possa estar emcomunicação fluida com a saída 24. Por exemplo, o sistema para filtraçãode água pode compreender, ainda, um misturador de saída configurado pa-ra combinar os fluxos da saída 24 e da saída de aditivo 28 em um fluxo desaída, antes de dispensar a mistura resultante no recipiente 30.

Em uma modalidade exemplar, conforme ilustrado na figura 2, osistema para filtração de água 15 compreende, ainda, um controlador 34 emcomunicação com a saída de aditivo 28. O controlador 34 está configuradopara regular a quantidade de aditivo dispensada através da saída de aditivo28. O controlador 34 pode compreender uma válvula limitadora 36 (vide figu-ra 5). A válvula limitadora 36 tem a funcionalidade de limitar ou regular aquantidade de aditivo, caso este seja usado, que é dispensada através dasaída de aditivo 28. Em outra modalidade, o controlador 34 pode compreen-der um microprocessador em comunicação com uma válvula limitadora 36.Em uma modalidade exemplar, o controlador 34 pode compreender um se-letor ou outro dispositivo de entrada para permitir que o usuário selecione aquantidade de aditivo a ser dispensada na água filtrada.

Em ainda outra modalidade exemplar, ilustrada na figura 3, osistema para filtração de água 15 compreende uma entrada de água 20 emcomunicação com a fonte de água não-filtrada 18, como uma torneira. Umfiltro de água 22 está em comunicação com a entrada de água 20 e a águafiltrada proveniente do dito filtro 22 é dispensada na saída 24. O sistemapara dispensação de aditivo 16 compreende um reservatório 26 para conterum aditivo, bem como uma saída para o aditivo 28. Nesta modalidade, asaída de aditivo 28 está em comunicação fluida com a saída 24. Em umamodalidade exemplar, conforme ilustrado na figura 10, a saída de aditivo 28e a saída 24 se conectam uma à outra no interior de uma carcaça 40 do sis-tema para filtração de água 15, em um misturador de saída 42, de modo quea parte externa do sistema para filtração de água 15 tenha apenas um fluxode saída.

Em uma modalidade da presente invenção, a saída de aditivo 28e a saída 24 são configuradas e colocadas em comunicação de modo a criarum efeito de sucção do tipo venturi, quando a água filtrada na saída 24 semove para além da saída de aditivo 28. Esse efeito de sucção do tipo ventu-ri gera um vácuo que puxa o aditivo presente na saída de aditivo 28 paradentro da água filtrada que está fluindo através da saída 24.

Em uma outra modalidade exemplar da presente invenção, ilus-trada na figura 4, o sistema para dispensação de aditivo 16 compreende,ainda, uma bomba 32. A bomba 32 está em comunicação com o reservató-rio 26 e a saída de aditivo 28. A bomba 32 está configurada para transportaraditivo do reservatório 26 para a saída de aditivo 28, para ser adicionado àágua filtrada. Em uma modalidade, a bomba 32 compreende uma bomba dediafragma. Como será compreendido pelo versado na técnica, qualquerbomba conhecida na técnica pode ser utilizada para transferir o aditivo àsaída de aditivo 28. Exemplos de bombas incluem bombas de pistão, bom-bas peristálticas e bombas do tipo fole. Em uma outra modalidade exemplar,o sistema para dispensação de aditivo compreende, ainda, um ativador ma-nual, por exemplo uma barra de apertar 48, em comunicação com a bomba32. A barra de apertar 48 é configurada para ativar a bomba 32 quando umapressão é aplicada à dita barra 48. A barra de apertar 48, permite que o u-suário dispense manualmente, e de modo seletivo, uma quantidade de aditi-vo na água filtrada.

Em uma modalidade exemplar, conforme ilustrado na figura 5, osistema para filtração de água 15 compreende uma entrada de água 20 emcomunicação com uma fonte de água não-filtrada 18, como uma torneira. Aentrada de água 20 está em comunicação com o filtro de água 22. Um ana-Iisador de conteúdo mineral 38 está em comunicação fluida com a saída dofiltro de água 22. O analisador de conteúdo mineral 38 tem a funcionalidadede medir a concentração de um ou mais minerais na água filtrada. O siste-ma para filtração de água 15 compreende, ainda, um controlador 34 em co-municação com o analisador de conteúdo mineral 38. Um reservatório 26,contendo um ou mais aditivos, está em comunicação com uma saída de adi-tivo 28 e uma válvula limitadora 36. A válvula limitadora 36 está em comuni-cação com um controlador 34, de modo que o controlador 34 tem a funcio-nalidade de dispensar um ou mais aditivos (como minerais) para produziruma concentração predeterminada de aditivos na água filtrada. Por exem-plo, o analisador de conteúdo mineral 38, detecta um teor de cálcio na águafiltrada e o transmite ao controlador 34. O controlador 34 determina que édesejável a presença de cálcio adicional no produto final de água tratada e,desse modo, envia um sinal à válvula limitadora 36 para adicionar e/ou au-mentar a quantidade de aditivo (isto é, cálcio) sendo dispensada através dasaída de aditivo 28 à água filtrada. Como será compreendido pelo versadona técnica, qualquer controlador conhecido na técnica pode ser utilizado pa-ra controlar a quantidade de aditivo dispensada na água filtrada.

Uma outra modalidade exemplar da presente invenção é ilustra-da na figura 6. Nesta modalidade, o sistema para filtração de água 15 com-preende uma entrada de água 20 que pode ser conectada a uma fonte deágua não-filtrada 18. A entrada de água 20 está em comunicação fluida como filtro de água 22, de modo que a água não-filtrada proveniente da fonte deágua não-filtrada 18 flui através da entrada de água 20 e do filtro de água 22em direção à saída 24. Depois de a água ter sido filtrada pelo filtro de água22, a mesma passa sobre um analisador de conteúdo mineral 38 e/ou ummedidor de fluxo 40. O analisador de conteúdo mineral 38 tem a funcionali-dade de medir a concentração de um ou mais minerais na água filtrada. Omedidor de fluxo 40 tem a funcionalidade de medir a taxa de fluxo da águasaindo do filtro de água 22. O medidor de fluxo 40 está configurado paraenviar um sinal ao controlador 34, sendo que o dito sinal corresponde a umataxa de fluxo de água saindo do filtro de água 22. O controlador 34 recebe osinal do conteúdo mineral do analisador de conteúdo mineral 38 e o sinal dataxa de fluxo do medidor de fluxo 40. O controlador 34 envia, então, um si-nal à bomba 32 e/ou à válvula limitadora 36, que estão em comunicaçãocom o reservatório 26. O sinal do controlador 34 ativa a bomba 32 e/ou aválvula limitadora 36, para permitir que uma quantidade de aditivo do reser-vatório 26 seja dispensada através da saída de aditivo 28 e para a água fil-trada. A quantidade de aditivo é uma função dos sinais recebidos do anali-sador de conteúdo mineral 38 e/ou do medidor de fluxo 40. Em uma modali-dade alternativa, conforme mostrado na figura 6, um misturador de saída 42é configurado para colocar a saída de aditivo 28 em comunicação fluida coma saída 24. Em uma modalidade alternativa, a saída de aditivo 28 poderiaficar separada da saída 24, não havendo comunicação fluida entre uma eoutra. Como será compreendido pelo versado na técnica, qualquer sensorconhecido ná técnica pode ser utilizado para detectar os diversos compo-nentes da água filtrada. Um exemplo de sensor inclui um sensor TDS (de"Total Dissolved Solids", total de sólidos dissolvidos), disponível junto à HMDigital de Los Angeles, Califórnia, EUA.

Em outra modalidade da presente invenção, conforme ilustradona figura 7, o sistema para filtração de água 15 compreende uma entrada deágua 20 que pode ser conectada a uma fonte de água não-filtrada 18, comouma torneira. A entrada de água 20 está em comunicação fluida com o filtrode água 22. O filtro de água 22 tem a funcionalidade de filtrar a água não-filtrada proveniente da fonte de água não-filtrada 18 para eliminar um oumais contaminantes ou poluentes. A água filtrada proveniente do filtro deágua 22 é dispensada pela saída 24. Nesta modalidade, o sistema para dis-pensação de aditivo 16 compreende uma pluralidade de reservatórios 26.

Cada reservatório 26 compreende um ou mais aditivos a serem seletivamen-te dispensados na água filtrada. Um controlador 34 é configurado para per-mitir que o usuário selecione se haverá alguma adição e, caso haja, qualdos reservatórios 26 dispensará os aditivos na água filtrada. Em uma moda-lidade, o controlador 34 envia um sinal à válvula limitadora 36 para regular ofluxo do aditivo através da saída de aditivo 28 e para a água filtrada. Con-forme discutido acima, em uma modalidade, a saída de aditivo 28 e a saída24 podem estar em comunicação fluida uma com a outra, ou podem estarunidas por um misturador de saída 42. Em uma modalidade alternativa, oreservatório 26 pode compreender uma pluralidade de câmaras, cada umadas quais contém um aditivo a ser dispensado na água filtrada.

Uma outra modalidade da presente invenção é ilustrada na figu-ra 8. Nessa modalidade, o sistema para dispensação de aditivo 16 é confi-gurado para ser adicionado a um filtro de água previamente existente. Essamodalidade permite que um usuário que já tenha comprado um sistema pa-ra filtração de água adicione o novo sistema para dispensação de aditivo dapresente invenção. Nessa modalidade, uma carcaça 44 é conectada ao re-servatório 26 e à saída de aditivo 28. A carcaça 44 está configurada paraconectar-se ou para deslizar sobre o filtro de água existente, de modo apermitir que a saída de aditivo 28 esteja próximo com a saída do filtro deágua existente. Em uma modalidade, a saída de aditivo 28 compreende tu-bos flexíveis para serem colocados próximo à saída do filtro de água exis-tente. Em outra modalidade, a carcaça 44 pode estar configurada para subs-tituir uma porção do filtro de água previamente existente. Por exemplo, acarcaça 44 pode estar configurada para ser rosqueada sobre um componen-te da carcaça do filtro de água existente, substituindo o dito componente.

Em uma modalidade, o reservatório 26 é conectado de modoliberável ao sistema para filtração de água 15. Isso permite que o reservató-rio 26 seja facilmente trocado, quando estiver vazio ou quando o usuárioquiser que um aditivo diferente contido em um reservatório 26 separado sejaadicionado à água potável filtrada. Em uma modalidade, o sistema para dis-pensação de aditivo tem a funcionalidade de dispensar seletivamente decerca de 0,01 mL a cerca de 1,0 ml_ de aditivo por 250 mL de água filtradapelo filtro. Em uma outra modalidade, o sistema para dispensação de aditivotem a funcionalidade de dispensar seletivamente de cerca de 0,1 mL a cercade 0,5 mL de aditivo por 250 mL de água filtrada pelo filtro. Em outra moda-lidade, o sistema para dispensação de aditivo tem a funcionalidade de dis-pensar seletivamente de cerca de 0,025% a cerca de 0,25% de aditivo porvolume de água filtrada pelo filtro. Em uma outra modalidade, o sistema pa-ra dispensação de aditivo tem a funcionalidade de dispensar seletivamentede cerca de 0,05% a cerca de 0,1% de aditivo por volume de água filtradapelo filtro.

Em ainda outra modalidade, conforme ilustrado na figura 9, osistema para dispensação de aditivo 16 compreende, ainda, um indicador devida útil do aditivo 50 que tem a funcionalidade de indicar a quantidade res-tante de aditivo no reservatório 26. Por exemplo, o reservatório 26 podecompreender um medidor de nível visível 50 que permita ao usuário deter-minar a quantidade de aditivo restante no reservatório. Em outra modalida-de, o sistema para dispensação de aditivo 16 podem compreender, ainda,um totalizador 52, que tem a funcionalidade de calcular a quantidade de adi-tivo dispensada do sistema para dispensação de aditivo 16, sendo configu-rável para indicar a quantidade de aditivo restante no reservatório 26. Nessetipo de disposição, um medidor de fluxo ou totalizador é acoplado ao indica-dor de vida útil do aditivo, enviando um sinal ao indicador de vida útil do adi-tivo que o faça acender ou piscar depois de um volume predeterminado deaditivo ter passado através da saída de aditivo. Em uma modalidade alterna-tiva, o indicador de vida útil pode compreender um mecanismo de monito-ramento, como um microcircuito contendo um relógio programável. O indi-cador de vida útil do aditivo pode ser implementado como, por exemplo,mostradores à base de diodos emissores de luz ou LCD (tela de cristal líqui-do), sendo que um relógio é programado para fazer com que o indicador devida útil do aditivo, por exemplo, se acenda ou pisque após transcorrido umperíodo de tempo predeterminado desde a instalação de um novo reservató-rio, por exemplo, dois meses. O usuário poderia então, substituir o reserva-tório por um novo e reiniciar o relógio.Outras modalidades da presente invenção não estão limitadasao uso com torneiras ou similares. Por exemplo, elementos da presente in-venção podem ser adaptados para uso com recipientes portáteis como jar-ros, garrafas de água ou outro sistema de liberação de água potável, comobebedouros. Por exemplo, uma modalidade exemplar da presente invenção,conforme ilustrado na figura 10, compreende uma conexão para um recipi-ente 70 como um jarro ou garrafa de água, que poderia ser projetado demodo a incluir um filtro 22 e um reservatório substituível 26 contendo aditi-vos. A saída de aditivos 28 poderia ser colocada próximo à saída 24 do reci-piente 70, para permitir que os aditivos sejam dispensados na água filtrada.

De maneira similar, elementos da presente invenção poderiam ser instala-dos em um bebedouro ou refrigerador, e operados mediante os botões, in-terruptores e controles similares correspondentes para seletivamente dis-pensar um aditivo na água filtrada.

Com referência às figuras 11 a 16, ainda outra modalidade e-xemplificadora da presente invenção é mostrada. Um sistema para dispen-sação de aditivo 100 da presente invenção compreende um receptáculo 101e um cartucho 120 configurados para conter um aditivo consumível e paradispensar seletivamente o aditivo a um líquido (por exemplo, água). O sis-tema para dispensação de aditivo 100 pode incluir um ou mais cartuchos120 e/ou receptáculos 101 sem que se desvie do caráter e âmbito da pre-sente invenção. O receptáculo 101 pode incluir um espaço 102 e guias 103configurados para receber e manter o cartucho 120 no espaço 102 de modoque o cartucho 120 possa se mover dentro do receptáculo 101. Por exem-pio, o cartucho 120 pode deslizar entre as guias 103 ao longo de um eixolongitudinal A1 do cartucho 120. O receptáculo 101 pode incluir também umdispositivo de acionamento configurado para acionar a bomba quando o car-tucho 120 é colocado no receptáculo 101. Conforme mostrado na figura 11,o dispositivo de acionamento da bomba é uma saliência anular 104 que seestende a partir de uma superfície 105 do receptáculo 101 e que circundauma abertura 106 disposta na superfície 105. Outro dispositivo de aciona-mento da bomba exemplificador pode incluir mecanismos de chaveamento,alavancas, carnes lineares, carnes giratórios e mecanismos similares, con-forme mostrados na figura 16. Tais mecanismos podem aplicar uma força àextremidade fechada 136 ou à bomba 150 e podem ser acionados manual-mente ou automaticamente (por exemplo, por um motor ou por um solenóide).

Na modalidade exemplificadora mostrada, o sistema para dis-pensação de aditivo 100 inclui opcionalmente uma tampa 107 que se conec-ta de maneira removível ao receptáculo 101, prendendo o cartucho 120 en-tre o receptáculo 101 e a tampa 107. A tampa 107 pode fornecer proteçãocontra poeira e outros fragmentos que podem interferir com o movimento docartucho 120 no receptáculo. A tampa 107 pode incluir também um botão108 que se conecta de forma móvel à tampa 107 e é configurado para serpressionado contra a extremidade fechada 136 (descrita mais adiante napresente invenção) do cartucho 120 quando este cartucho é colocado noreceptáculo 101. O receptáculo 101, a tampa 107 e o botão 108 podem terqualquer tamanho, formato e configuração sem que se desvie do caráter eâmbito da presente invenção. Materiais exemplificadores para a construçãodo receptáculo 101, da tampa 107 e do botão 108 podem incluir metais,plásticos, materiais compósitos e combinações dos mesmos. Em uma mo-dalidade exemplar, são usados polímeros para construir o receptáculo, atampa e o botão, por exemplo polipropileno (PP), tereftalato de polietileno(PET), polietileno de alta densidade (HDPE), polietileno de baixa densidade(LDPE), cloreto de polivinila (PVC), poliestireno, náilon, poliéster, elastôme-ros, elastômeros termoplásticos (TPE), silicone, neopreno e qualquer com-binação dos mesmos.

O receptáculo 101 pode ser conectado a, montado em ou fabri-cado diretamente dentro de um sistema de filtragem de água 110 montadona torneira. Conforme mostrado na figura 11, o receptáculo 101 é fabricadodiretamente na tampa 111 do 110. O sistema de filtragem de água 110 podeser de qualquer tipo convencional conforme aqui descrito, e/ou conhecido oua ser desenvolvido por um elemento versado na técnica. Modalidades e-xemplares de sistemas de filtragem de água que podem estar incluídos napresente invenção são os sistemas PUR disponível comercialmente junto àProcter & Gamble Company de Cincinnati, Ohio, EUA.

Tal cartucho pode ser substituível e/ou descartável. O fato de ocartucho ser substituível e/ou descartável permite ao usuário remover talcartucho 120 quando o aditivo tiver sido completamente consumido, isto é,quando o cartucho 120 estiver vazio, e trocar o cartucho gasto por um novoe não-usado cartucho (por exemplo, um cartucho preenchido com aditivo).

Alternativamente, o sistema para dispensação de aditivo 100 permite que ousuário troque, com facilidade e simplicidade, o cartucho 120 que contémum aditivo específico (por exemplo, com sabor de limão) e troque-o por umcartucho contendo um aditivo diferente (por exemplo, com sabor de cereja).

Na modalidade exemplificadora, o cartucho 120 inclui uma car-caça 130 que tem um reservatório 139, uma bexiga 140 disposta no reserva-tório 139, e uma bomba 150 conectada à extremidade aberta 137 da carca-ça 130 e em comunicação fluida com a bexiga 140. A carcaça 130 podeconter paredes laterais 132, 133, 134 e 135, uma extremidade fechada 136e uma extremidade aberta 137. Nesta modalidade exemplificadora, as pare-des laterais 134 e 135 são substancialmente curvas de forma que a carcaça130 tem uma seção transversal curva, conforme mostrado na figura 13. Oformato curvado da carcaça 130 permite que o cartucho 120 funcione emmúltiplos dispositivos (por exemplo, sistemas de filtragem de água montadosem torneiras, sistemas montados em jarras, sistemas portáteis de dispensa-ção de aditivo, refrigeradores, etc.). Além disso, embora o formato da carca-ça 130 possa ser determinado para permitir o funcionamento em múltiplosdispositivos, ele pode também ser configurado para fornecer um amplo re-servatório para o aditivo. Portanto, a modalidade exemplificadora da carcaça130 com formato curvo fornece um equilíbrio entre os dois. Além disso, ocartucho tem uma largura que permite a colocação de dois cartuchos no re-ceptáculo de uma jarra de água. Uma largura exemplificadora do cartucho120 é de cerca de 1,3 cm (0,5 polegada) a cerca de 7,6 cm (3,0 polegadas),uma outra largura exemplificadora do cartucho 120 está na faixa de cerca de2,5 cm (1,0 polegada) a cerca de 5,1 cm (2,0 polegadas), particularmentecerca de 3,8 cm (1,5 polegada). O cartucho 120 pode compreender umcomprimento de cerca de 1,3 cm (0,5 polegada) a cerca de 10,2 cm (4,0 po-legadas), mais particularmente de cerca de 5,1 cm (2,0 polegadas) a cercade 7,6 cm (3,0 polegadas).

A carcaça 130 é curvada para envolver substancialmente umvaso de pressão (por exemplo, o sistema de filtragem para montagem emtorneira 110). Por exemplo, a parede lateral 134 é curvada para adaptar-sesubstancialmente ou para igualar a curvatura da carcaça externa (por exem-plo, a superfície traseira 109) do sistema de filtração de torneira 110. A pa-rede lateral 135 pode também ser curvada para se encaixar na tampa cur-vada 107 e/ou para minimizar os efeitos estéticos dos cantos do filtro demontagem em torneira. A parede lateral 135 é curva para adaptar-se subs-tancialmente ou para igualar a curvatura da tampa 107 do sistema para fil-tração de água 110. Além disso, a adaptação substancial da parede lateral134 à curvatura da superfície traseira 109 permite um encaixe melhor (isto é,um encaixe próximo da tolerância) entre o receptáculo 101 e o cartucho 120.

Isto permite que o cartucho 120 se mova mais suavemente e com mais efi-ciência no receptáculo 101. A figura 13 indica que a carcaça curva 130 incluiduas paredes laterais convexas 134 e 135 que são curvas na mesma dire-ção genérica, isto é, nas curvaturas convexas de ambas as paredes laterais134 e 135 e estão voltadas na mesma direção mostrada na figura 13. Emuma modalidade exemplificadora, as paredes laterais curvas 134 e 135 sãosubstancialmente paralelas uma à outra. A figura 13 mostra também que aseção transversal da carcaça 130 inclui um raio interno Ri e um raio externoR0- O raio interno pode estar na faixa de cerca de 5,1 cm (2,0 polegadas) acerca de 25,4 cm (10,0 polegadas) e o raio externo R0 pode estar na faixade cerca de 1,3 cm (0,5 polegada) a cerca de 12,7 cm (5,0 polegadas) emuma modalidade exemplificadora. Em ainda outra modalidade exemplifica-dora, o raio interno pode estar na faixa de cerca de 10,2 cm (4,0 polegadas)a cerca de 15,2 cm (6,0 polegadas) e o raio externo R0 pode estar na faixade cerca de 3,8 cm (1,5 polegada) a cerca de 6,4 cm (2,5 polegadas). A car-caça 130 pode compreender uma variedade de formatos, configurações etamanhos conhecidos, sem que se desvie do caráter e âmbito da presenteinvenção.

A carcaça 130 pode ser fabricada com qualquer material con-vencional, conforme sabido pelo versado na técnica. Tais materiais pode sersubstancialmente rígidos, semi-rígidos, flexíveis ou qualquer combinaçãodestas características. Em uma modalidade exemplificadora, a carcaça 130é fabricada de um material substancialmente rígido. Os exemplos de materi-ais para a carcaça 130 incluem, mas não se limitam a, materiais poliméricoscomo polipropileno (PP)1 tereftalato de polietileno (PET), polietileno de altadensidade (HDPE), polietileno de baixa densidade (LDPE), cloreto de polivi-nila (PVC), poliestireno, náilon, poliéster e similares. Em uma modalidadeexemplificadora, a carcaça 130 é feita de polietileno de alta densidade (HD-PE) fabricado pela DOW Plastics, com grau de 12450 N. Em uma outra mo-dalidade exemplificadora, a carcaça 130 pode incluir uma estrutura substan-cialmente rígida (isto é, sem as paredes laterais 132, 133, 134 e 135) paraminimizar os custos de materiais e o peso.

Com referência ainda à figura 12, as paredes laterais 132, 133,134 e 135 e a extremidade fechada 136 da carcaça 130 definem o reserva-tório 139 com a carcaça 130. A bexiga 140 é inserida no reservatório 139. Abexiga 140 pode ser qualquer bexiga convencional conhecida por um ele-mento versado na técnica e que possa conter um aditivo na forma de líqui-do, gel ou pó. Na modalidade exemplificadora, a bexiga 140 é uma bolsaflexível reforçada que contém uma barreira de vapor (não mostrada). Talbexiga flexível permite que o cartucho 120 seja posicionado em qualquerorientação (por exemplo, horizontal ou vertical) e ainda permite que subs-tancialmente todo o aditivo líquido contido na bexiga 140 seja dispensadosem a necessidade de um respiro ou de um dispositivo de alívio de pressãopara auxiliar na dispensação completa do aditivo contido na bexiga 140.Conforme mostrado na figura 11, o cartucho 120 está conectado ao sistemade tratamento de água 110 e é mantido na orientação vertical. A bexiga 140pode compreender materiais ou laminados de camada simples ou de múlti-plas camadas, incluindo, mas não se limitando a, laminados metálicos oubolsas de película metalizada, conforme conhecido pelos versados na técni-ca. Tais materiais podem incluir barreiras de vapor ou materiais com propri-edades de barreira de vapor. Estas bolsas de laminado ou de película po-dem incluir também laminados de polietileno nas superfícies vedantes. Umlaminado metálico exemplificador é disponível comercialmente junto à Sono-co, Inc.

Em uma modalidade exemplificadora, a bomba 150 é configura-do para ser descartável junto com o cartucho 120. Há vários benefícios emconfigurar-se o cartucho 120 para incluir uma bomba descartável em relaçãoao design no qual a bomba é um acessório permanente do sistema paradispensação de aditivo 100 (por exemplo, conectada ao receptáculo 101) e,portanto, não descartável. Em primeiro lugar, a bomba descartável (por e-xemplo, a bomba 150) elimina o problema de crescimento bacteriano nabomba devido ao acúmulo de aditivo (por exemplo, resíduos) depois queeste é dispensado pela bomba.

Em segundo lugar, a bomba descartável (por exemplo, a bomba150) reduz os problemas de confiabilidade da bomba. Se a bomba for umacessório permanente do sistema para dispensação de aditivo 100, ela sedesgastaria e deixaria de funcionar, depois de um certo tempo, devido à re-petição contínua de operações. Ou a bomba precisaria ser fabricada pararesistir a tais repetições, o que aumentaria seu custo e seu peso. Entretanto,se a bomba 150 for trocada quando o aditivo da bexiga 140 se acaba, elapode ser configurada para suportar o número de operações necessário paraexaurir a quantidade de aditivo contida na bexiga 140, o que a tornaria umabomba muito mais barata. Além disso, nesta configuração o sistema paradispensação de aditivo 100 tem uma confiabilidade maior. Em terceiro lugar,se a bomba não for trocada com o cartucho, o acúmulo de um tipo de aditivo(por exemplo, o resíduo de sabor e aroma de limão) na bomba pode causarcontaminação cruzada com outro aditivo (por exemplo, o de sabor e aromade cereja), o que causaria ao consumidor uma experiência desagradável desabor. Com a configuração da bomba 150 descartável com o cartucho 120,a contaminação cruzada de sabores na bomba é substancialmente elimina-da. Entende-se que o cartucho 120 pode ser configurado para ser reutilizá-vel e/ou reenchido sem que se desvie do caráter e âmbito da presente in-venção. Entretanto, uma vez que a bomba 150 será essencialmente descar-tada ou trocada sempre que o aditivo consumível for descartado ou trocado,pode ser desejável que se configure uma bomba de baixo custo (por exem-plo, a bomba 150) para dispensar seletivamente o aditivo da bexiga 140.

A bomba exemplificadora 150 mostrada nas figuras 12, 14 e 15tem um corpo 151 que tem uma abertura 152, uma válvula de entrada 153posicionada na abertura 152 em posição normalmente fechada, um dia-fragma 154 disposto na cavidade 155 sobre a válvula de entrada 153, e umaválvula de saída 158 disposta no diafragma 154. Conforme mostrado na fi-gura 12, a bomba 150 é alinhada axialmente com a carcaça 130, que é tam-bém alinha axialmente a bomba 150 com a bexiga 140. O termo "axialmentealinhado", para uso na presente invenção, significa que a abertura da bomba152 está posicionada coaxialmente com o eixo longitudinal A1 da carcaça.

Este alinhamento axial da bomba 150 com a carcaça 130 melhora o bombe-amento e a dispensação do aditivo da bexiga 140. Ele permite que seja u-sada uma bomba menor no cartucho 120 porque o alinhamento axial reduzas forças de bombeamento necessárias. Na modalidade exemplificadoramostrada, a bexiga 140, o corpo da bomba 151, a válvula de entrada 153, odiafragma 154 e a válvula de saída 158 incluem um caminho de fluxo defluido que passa ao longo do eixo longitudinal A1 da carcaça 130.

O corpo da bomba 151 pode ser fabricado com uma variedadede plásticos convencionais, como o polietileno de alta densidade (HDPE).

Um HDPE exemplificador está comercialmente disponível junto à Dow Plas-tic, grau 12450 N. Nesta modalidade exemplificadora, a válvula de entrada153 posicionada na abertura da bomba 152 funciona tanto como um lacreautovedante (por exemplo, um septo) para a bexiga 140 como uma válvulade de sentido único. Esta multifuncionalidade reduz o número de componen-tes necessários e, portanto, reduz o custo de fabricação do cartucho 120.

Quando o diafragma 154 está posicionada sobre a válvula de entrada 153,ele define uma câmara de dosagem 156. O diafragma 154 tem uma superfí-cie plana 157 e uma válvula de saída 158 integradas de forma que ela seestende para fora a partir da superfície plana 157 e fica em comunicaçãofluida com a câmara 156. A câmara 156 também está em comunicação flui-da com a válvula de entrada 153. O fato de o diafragma 154 e a válvula desaída 158 estarem integradas em um único componente reduz o custo defabricação e a complexidade da bomba 150. Embora a válvula de entrada153 seja descrita com múltiplas funcionalidades (por exemplo, válvula e la-cre) e o diafragma 154 seja descrito como tendo uma válvula de saída 158integrada, deve-se entender que a bomba que tem um lacre discreto, umaválvula de entrada, um diafragma e uma válvula de saída está no escopo etem o espírito da presente invenção.

A válvula de saída 158 inclui um par de superfícies vedantes 159posicionadas na extremidade distai 160 da válvula de saída 158. A válvulade saída 158 se estende e é configurada de modo que, quando o aditivo queestá sendo dispensado do cartucho 120 passa pelas superfícies vedantes159, este aditivo terá saído completamente do cartucho e não mais terá con-tato com o cartucho 120 nem com o receptáculo 101. Em outras palavras,nem o cartucho 120 nem o receptáculo 101 têm superfícies mortas na traje-tória de fluxo a jusante das superfícies vedantes 159. Uma vez que o cartu-cho 120 e o receptáculo 101 foram configurados para não incluir nenhumespaço morto a jusante das superfícies vedantes 159, eles não têm nenhumespaço no qual o aditivo dispensado possa se acumular. Tal acúmulo deaditivo pode causar resistência ao movimento do cartucho no receptáculo,crescimento de bactéria ou contaminação cruzada de sabor e aroma. O adi-tivo acumulado fora da válvula de verificação, onde ele fica parcialmenteexposto ao ar, pode secar-se, deixando um resíduo que pode inibir a opera-ção da bomba. De modo similar à válvula de entrada 153, a válvula de saída158 é configurada na posição normalmente fechada e fica em comunicaçãofluida com a câmara de dosagem 156. Em uma modalidade exemplificadora,a válvula de entrada 153 é uma válvula cônica e a válvula de saída 158 éuma válvula bico de pato. A válvula de entrada 153, o diafragma 154 e aválvula de saída 158 são feitas de material flexível, particularmente de mate-rial flexível que tem memória. Os materiais exemplificadores para a fabrica-ção da válvula de entrada 153, do diafragma 154 e da válvula de saída 158incluem, mas não se limitam a, elastômeros como silicone, elastômero ter-moplástico (TPE), buna, neoprene, EPDM. Um TPE exemplificador usadopara fabricar a válvula de entrada 153, o diafragma 154 e a válvula de saída158 está comercialmente disponível junto à West Pharmaceuticals, Inc.

A bexiga 140 é vedada a um flange de lacre 166 do corpo dabomba 151, de modo que a bexiga 140 fique em comunicação fluida com aabertura da bomba 152 e, portanto, com a válvula de entrada 153. A veda-ção da bexiga 140 ao flange de lacre 166 do corpo da bomba 151 permite aeliminação de uma parede frontal (por exemplo, para cobrir a extremidadeaberta 137) na carcaça 130, reduzindo o peso e os custo s de fabricação. Abexiga 140 e a o corpo da bomba 151 são inseridos na extremidade aberta137 da carcaça 130. O corpo da bomba 151 é conectado à carcaça 130 comum lacre a quente. Deve-se entender que o corpo da bomba 151 e a carca-ça 130 podem ser conectados por uma variedade de teconologias e méto-dos convencionais, conforme é do conhecimento do versado na técnica,como encaixe por pressão, cola, etc. O cartucho 120 inclui também um re-tentor 162 que se conecta (por exemplo, por encaixe por pressão, vedação aquente, rosca, etc.) na cavidade 155 do corpo da bomba 150 para manter odiafragma 154 dentro da cavidade 155 do corpo da bomba. O retentor 162pode incluir também uma tampa de válvula 164 conectaca ao retentor 162usando abas 168, conforme é conhecido pelo versado na técnica. Esta tam-pa protege a válvula de saída 158 contra a exposição à sujeira, fragmentosou contra danos antes do uso. O retentor 162 e a tampa 164 podem ser fa-bricados de materiais plásticos como polipropileno. Um material exemplifica-dor usado para fabricar o retentor 162 e a tampa 164 pode ser o homopolí-mero 4039 disponível comercialmente junto à BP Amoco Chemical Com-pany. A tampa 164 pode posicionada simplesmente girando-a para se en-caixar nas abas 168.

Deve-se entender que as válvulas de entrada e de saída 153 e158 podem compreender uma variedade de válvulas de verificação ou deválvulas de via única convencionais, como válvulas de esfera, válvulas acio-nadas por mola ou similares. Além disso, como seria do conhecimento doversado na técnica, qualquer bomba conhecido pelo versado na técnica co-mo as bombas de deslocamento positivo e as bombas centrífugas, podemser usadas para dispensar o aditivo da bexiga 140 na água dentro de umrecipiente. Tais modalidades exemplares incluem, mas não se limitando a,bombas de pistão, bombas peristálticas, bombas do tipo fole, bombas piezo-elétricas, bombas de diafragma (por exemplo, conforme descrito acima),bombas de aleta giratória, etc. Alternativamente, o cartucho 120 pode com-preender, no lugar da bomba 150, tubos de venturi, alimentação por gravi-dade, e/ou sistemas pressurizados para dispensar o aditivo da bexiga 140na água.

Para encher a bexiga 140 com o aditivo, conforme descrito napresente invenção, uma agulha oca (não mostrada) é inserida através daválvula de entrada 153, que atua como um lacre sobre a abertura da bomba152 (isto é, vedando a bexiga 140) para criar um vácuo no interior da bexiga140. Uma vez que o vácuo tenha sido estabelecido no interior da bexiga140, a agulha é removida. Devido a seu formato, sua configuração e ao ma-terial de que é feita, a válvula de entrada 153 veda automaticamente o orifí-cio criado pela agulha, atuando como um septo autovedante, como é do co-nhecimento do elemento versado na técnica. Uma segunda agulha de umdispositivo do tipo seringa (não mostrado) contendo o aditivo é inserido atra-vés da válvula de entrada, permitindo que o aditivo seja dispensado na bexi-ga 140. Novamente, devido ao formato, à configuração e ao material da vál-vula de entrada 153, o orifício criado pela agulha é automaticamente fecha-do (por exemplo, por um septo autovedante). As agulhas e a seringa sãobem-compreendidas pelo versado na técnica e não serão aqui descritas.

Em funcionamento, a tampa 164 é girada para ser removida docartucho 120. O cartucho 120 é inserido no espaço 102 entre as guias 103do receptáculo 101 de modo que a superfície plana 157 do diafragma 154fique apoiada sobre o ressalto anular 104, e a válvula de saída 158 seja in-serida através da abertura 106 do receptáculo 101. Quando a bomba 150estiver inserida, o usuário pode inicializá-la para preencher a câmara 156com uma quantidade do aditivo da bexiga 140. Por exemplo, o usuário podeaplicar seletivamente uma força à extremidade fechada 136 na direção daextremidade aberta 137 (da bomba 150) ao longo do eixo longitudinal A1 docartucho 120. Quando a força é aplicada à carcaça 130, ela pressiona oressalto anular 104 contra a superfície plana 157, que pressiona o diafragma154, causando a abertura da válvula de saída 158 e a redução do volume dacâmara 156. A redução do volume da câmara 156 força a substância (porexemplo, ar ou um aditivo) nela contida a ser dispensada através da válvulade saída 158. Quando a força aplicada é removida da extremidade fechada136, o diafragma 154 volta à sua posição normal devido à sua memória e-lástica, expandindo a câmara 156 de volta ao seu volume normal. Tal ex-pansão da câmara 156 gera um vácuo na câmara 156 que entorta o lacreanular 169 da válvula de entrada 153, afastando-o do corpo da bomba 151 eabrindo a válvula de entrada 153. Quando a válvula de entrada 153 é aber-ta, o vácuo no interior da câmara 156 puxará o aditivo através da aberturada bomba 152 para dentro da câmara 156 da bexiga 140.

Quando o diafragma 154 e a câmara 156 estiverem novamenteem suas posições normais, as válvulas de entrada e de saída são fechadas,impedindo a entrada de ar na bexiga 140 e na câmara 156. O processo po-de ser repetido várias vezes para inicializar a bomba e encher a câmara 156com o aditivo. A bomba (e/ou a câmara de dosagem) podem ser configura-das para conter uma dose desejada (isto é, uma quantidade previamentemedida do aditivo) a ser dispensada em uma única operação da bomba.Doses exemplificadoras do aditivo a ser dispensado em cada operação dabomba incluem de cerca de 0,05 mL a cerca de 1,0 mL. Em uma outra mo-dalidade exemplificadora, a dose pode ser de cerca de 0,15 mL a cerca de0,25 mL. Quando a câmara estiver preenchida com a quantidade desejadade aditivo (isto é, inicializada), o cartucho estará pronto para dispensar oaditivo da câmara 156 para a água. Quando se desejar uma dose específicade aditivo, o usuário aplica uma força para fechar a extremidade 137, demodo que a saliência 104 pressione o diafragma 154, causando a aberturada válvula de saída 158 e a dispensação do aditivo da câmara 156 para aválvula de saída 158. À medida que o aditivo é dispensado da válvula desaída 158, uma quantidade igual do mesmo aditivo será puxada da bexiga140 através da válvula de entrada 153 para reabastecer a câmara 156.

O cartucho 120 e/ou o receptáculo 101 podem incluir um dispo-sitivo de medição (não mostrado) para medir e/ou estimar a quantidade deaditivo dispensada do cartucho e a quantidade de aditivo restante na bexiga140. O dispositivo de medição pode incluir, mas não se limita a, um sensorde peso para medir a quantidade de aditivo restante na bexiga 140, um con-tador de doses, um sensor elétrico ou um eletrodo para medir a alteração deresistividade do fluido na bexiga, uma etiqueta de RFID (identificação porradiofreqüência), um sensor de opacidade ou um dispositivo similar, confor-me usado em outras indústrias em que a quantidade remanescente de umconsumível em um reservatório é monitorada, por exemplo, na indústria dejato de tinta. O dispositivo de medição não precisa ser descrito aqui, pois taltecnologia é conhecida do elemento versado na técnica. O cartucho 120e/ou o receptáculo 101 podem incluir também um indicador de vida útil doaditivo (não mostrado), conforme descrito acima, que pode ser conectado aodispositivo de medição para indicar a quantidade restante de aditivo no car-tucho 120. Por exemplo, o cartucho 120 pode compreender um indicadorvisual de nível (não mostrado) para permitir que o usuário determine a quan-tidade de aditivo restante no reservatório. Além disso, deve-se entender queo cartucho 120 e/ou o receptáculo 101 podem incluir um canal de comunica-ção, como um circuito TAB ou uma conexão de freqüência de rádio, paratransmitir dados e sinais entre o cartucho, o sistema de filtragem de águae/ou um computador ou controlador.

Com referência à figura 17, o receptáculo 101 pode compreen-der uma interface 170, que pode interconectar-se com o cartucho 120. Ainterface 170 pode ser uma parte separada ou integrada ao receptáculo 101para impedir a entrada de poeira e partículas no sistema para filtração deágua 110 quando o cartucho 120 não está no receptáculo 101. A interface170 inclui um corpo 172 que tem uma abertura 174, uma porta 176 configu-rado para abrir ou fechar a abertura 174, uma mola 178 configurado paraafastar o cartucho 120 do corpo da interface 172 quando tal cartucho 120 écolocado na interface 170, e uma ranhura 179 no corpo 172. A porta 176 énormalmente fechada sobre a abertura 174. Quando o cartucho 120 é colo-cado no receptáculo 101, a porta 176 permanece fechada sobre a abertura174. Entretanto, quando o usuário aplica uma força na extremidade fechada136, movendo o cartucho na direção do corpo da interface 172, um disposi-tivo de abertura da porta 180 (por exemplo, um carne) posicionado no corpoda bomba 151 deslisa através da ranhura 179 para acionar a porta 176. Odispositivo de abertura da porta 180 afasta a porta 176 da abertura 174 e,portanto, permite que a válvula de saída 158 se mova através da abertura174 e dispense o aditivo da bexiga 140. Quando a força aplicada é removi-da, a mola 178 move o cartucho 120 de volta para a posição afastada docorpo da interface 172, soltando o dispositivo de abertura da porta e fechan-do a abertura 174. Deve-se entender, também, que a interface 170 pode serconfigurada para que a porta 176 fique na posição normalmente posiçãofechada até que o cartucho 120 seja inserido na interface 170 e o dispositivode abertura da porta 180 afaste a porta 176 da abertura 174. Nesta configu-ração, a interface 170 não inclui uma mola para afastar o cartucho 120 docorpo da interface 172. Entretanto, pode-se usar uma mola para manter aporta 176 na posição normalmente fechada.

Uma outra modalidade exemplar da presente invenção é ilustra-da na figura 18. Nesta modalidade, o sistema para dispensação de aditivo200 pode incluir um receptáculo 201 configurado para receber o cartucho120 em um encaixe móvel. O receptáculo 201 pode incluir uma porta 210conectada ao receptáculo 201 perto da abertura 206 que é disposta na su-perfície 205 do receptáculo 201. A porta 210 é configurada para abrir e fe-char a abertura 206, impedindo ou permitindo que a válvula de saída 158 docartucho 120 entre na abertura 206 através da superfície 205. Uma extremi-dade distai 211 da porta 210 é conectada de modo fixo ao receptáculo deforma que a porta 210 fique presa em cantilever do receptáculo 201 sobre aabertura 206. Além disso, a porta 210 é mantida, por pressão de mola, naposição fechada sobre a abertura 206. Nesta modalidade, a porta 210 é fa-bricada de um material que tem memória ou tem uma constante de molaque fornece esta pressão de mola. Alternativamente, o receptáculo 201 po-de incluir uma mola separada (não mostrada) que força a porta 210 na posi-ção fechada sobre a abertura 206. O cartucho 120 ou a porta 210 pode terum carne (não mostrado) que faz contato com a porta 210, ou vice-versa.Quando uma força é aplicada ao cartucho 120 para acionar a bomba 150, ocarne afasta a porta 210 da abertura 206, permitindo que a válvula de saída158 dispense o aditivo através da abertura 206 para dentro de um recipien-te.

O sistema para dispensação de aditivo 100, incluindo o cartucho120 e o receptáculo 101, não se limita ao uso com torneiras e similares. Porexemplo, os elementos da presente invenção podem ser adaptados para ouso com recipientes portáteis como jarras, garrafas de água, ou com outrossistemas de fornecimento de água potável como bebedouros. Por exemplo,o receptáculo 101 pode ser conectado ou integrado a uma jarra (não mos-trada), ou dispositivo similar, que inclui um sistema para filtração de água(não mostrado), sendo que o cartucho 120 pode ser configurado para dis-pensar seletivamente um aditivo na água filtrada da jarra ou de um recipien-te no qual a água tenha sido despejada.

Com referência à figura 19, é mostrada uma outra modalidadeexemplificadora de um receptáculo 300. O receptáculo 300 contém um es-paço 302 configurado para receber o cartucho 120 conforme descrito napresente invenção. O receptáculo 300 pode incluir guias (não mostradas)internas ao espaço 302 e configuradas para tocar levemente o cartucho 120de modo que o cartucho 120 possa deslizar para dentro do espaço 302 doreceptáculo 300. O receptáculo 300 podem incluir um dispositivo acionadopor bomba (não mostrado) (por exemplo, um ressalto anular 104) e uma a-bertura (não mostrada) disposta na parede lateral 306, o que permite que aválvula de saída 158 fique saliente quando o cartucho 120 é inserido no re-ceptáculo 300. Nesta modalidade exemplificadora, o receptáculo 300 podeser um dispositivo de mão que permite que o receptáculo 300 e o cartucho120 sejam portáteis. Alternativamente, o receptáculo 300 pode ser configu-rado para ser montado em um objeto estacionário (por exemplo, uma pare-de). Em outra modalidade exemplificadora mostrada, o receptáculo 300 in-clui pontos de pega para os dedos 304 dispostos em lados opostos do re-ceptáculo 300 para fornecer maior manuseabilidade ao receptáculo 300 e,portanto, melhor dispensabilidade do aditivo no cartucho 120. Quando o car-tucho 120 é posicionado no receptáculo 300, o usuário pode segurar o re-ceptáculo 300 com dois dedos (e/ou o polegar) e usar um terceiro dedo paraaplicar uma força à extremidade fechada 136 do cartucho 120 e acionar abomba 150 para dispensar seletivamente o aditivo do cartucho 120.

A figura 20 mostra outra modalidade de um cartucho de dispen-sação de aditivo 400. Nesta modalidade, o cartucho de dispensação de adi-tivo 400 compreende uma carcaça 430, um reservatório (não mostrado) dis-posto na carcaça 430 e uma bomba 450. A carcaça 430 tem uma seçãotransversal curva definida pelas paredes laterais curvas 431, 432, 433 e 434.

Além disso, a carcaça 430 tem uma capacidade maior de armazenamento(por exemplo, 2 vezes a capacidade do cartucho 120) em relação ao cartu-cho 120 mostrado e descrito na presente invenção para fornecer um cartu-cho de dose maior.

Todos os documentos citados na descrição detalhada da inven-ção estão, em sua parte relevante, aqui incorporados por referência, sendoque a citação de qualquer documento não deve ser interpretada como ad-missão de que este represente técnica anterior com respeito à presente in-venção. Embora modalidades específicas da presente invenção tenham sidoilustradas e descritas, deve ficar óbvio aos versados na técnica que váriasoutras alterações e modificações podem ser feitas sem que se desvie docaráter e âmbito da invenção. Portanto, pretende-se cobrir nas reivindica-ções anexas todas essas alterações e modificações que se enquadram noescopo da presente invenção.

Claims (28)

1. Cartucho para dispensação seletiva de um aditivo na água,compreendendo:uma carcaça;uma bexiga sem respiro disposta no interior da dita carcaça econfigurada de modo a conter um aditivo consumível; euma bomba conectada à dita carcaça e em comunicação fluidacom a dita bexiga, sendo que a dita bomba tem a funcionalidade de dispen-sar seletivamente uma quantidade de aditivo na água;em que o dito cartucho é configurado de modo a poder dispensar a ditaquantidade de aditivo a partir de qualquer orientação.

2. Cartucho, de acordo com a reivindicação 1, em que a ditabomba compreende uma bomba de diafragma.

3. Cartucho, de acordo com a reivindicação 1, em que a ditabomba compreende:uma válvula de verificação de entrada em comunicação fluidacom a dita bexiga;um diafragma posicionado sobre a dita válvula de verificação deentrada, definindo uma câmara entre a dita válvula e o dito diafragma; euma válvula de verificação de saída disposta sobre o dito dia-fragma e em comunicação fluida com a dita câmara;em que a dita válvula de verificação de saída está configuradade modo a se abrir quando é aplicada pressão ao dito diafragma, de modo adispensar a dita quantidade de aditivo contida no interior da dita câmara.

4. Cartucho, de acordo com a reivindicação 3, em que a ditabomba compreende, ainda:um corpo da bomba conectado a uma extremidade da dita car-caça, e dotado de uma abertura através do mesmo;em que a dita bexiga está vedada ao dito corpo da bomba, e emcomunicação fluida com a dita abertura;em que a dita válvula de verificação de entrada está disposta nointerior da dita abertura; eem que o dito diafragma está conectado ao dito corpo da bom-ba, e posicionado sobre a dita válvula de verificação de entrada.

5. Cartucho, de acordo com a reivindicação 3, em que a ditacarcaça e a dita bomba estão substancialmente alinhadas axialmente uma àoutra.

6. Cartucho, de acordo com a reivindicação 3, em que a dita vál-vula de verificação de entrada tem por finalidade funcionar como um septoautovedante sobre uma abertura da bomba disposta no interior da dita bom-ba e de uma válvula cônica.

7. Cartucho, de acordo com a reivindicação 1, em que a ditabomba compreende uma válvula de verificação de saída estendendo-se apartir da mesma, de modo que as superfícies vedantes da dita válvula deverificação de saída estão posicionadas em uma extremidade distai da ditaválvula.

8. Cartucho, de acordo com a reivindicação 3, em que a dita vál-vula de verificação de entrada, a válvula de verificação de saída e o dia-fragma compreendem um material flexível.

9. Cartucho, de acordo com a reivindicação 8, em que o dito ma-terial flexível compreende um ou mais elastômeros selecionados do grupoconsistindo em: silicone, elastômero termoplástico (TPE), buna, neopreno,EPDM e combinações dos mesmos.

10. Cartucho, de acordo com a reivindicação 1, em que a ditabexiga compreende uma barreira flexível para vapor.

11. Cartucho, de acordo com a reivindicação 10, em que a ditabexiga é um saco de contenção em folha metálica com entretela.

12. Cartucho, de acordo com a reivindicação 1, em que a ditacarcaça é substancialmente rígida.

13. Cartucho, de acordo com a reivindicação 1, em que o ditocartucho está configurado para ser seletivamente operável quando se pres-siona a dita carcaça para acionar a dita bomba e dispensar a dita quantida-de de aditivo.

14. Cartucho, de acordo com a reivindicação 1, em que o ditocartucho está configurado para entrar em contato com um receptáculo, e emque a dita bomba está configurada para ser acionada pelo dito receptáculoquando uma força é aplicada a uma extremidade da dita carcaça oposta àdita bomba.

15. Cartucho, de acordo com a reivindicação 1, em que o ditocartucho está configurado de modo a engatar-se a um receptáculo conecta-do a um sistema para filtração de água.

16. Cartucho, de acordo com a reivindicação 15, em que o ditosistema para filtração de água é conectável a uma torneira para água.

17. Cartucho, de acordo com a reivindicação 1, compreendendoadicionalmente, ainda, um dispositivo de medição que tem a funcionalidadede medir a quantidade restante de aditivo na dita bexiga.

18. Cartucho para dispensação seletiva de um aditivo na água,compreendendo:uma carcaça;uma bexiga disposta no interior da dita carcaça e configurada demodo a conter um aditivo; euma bomba conectada à dita carcaça e em comunicação fluidacom a dita bexiga, em que a dita bomba compreende uma válvula de verifi-cação de saída tendo superfícies vedantes, e sendo que a mesma tem afuncionalidade de dispensar seletivamente uma quantidade de aditivo naágua, a partir da dita bexiga;em que o dito cartucho é configurado de modo a não incluirsubstancialmente nenhum espaço morto a jusante das ditas superfícies ve-dantes.

19. Cartucho, de acordo com a reivindicação 18, em que a ditabomba compreende:uma válvula de verificação de entrada em comunicação fluidacom a dita bexiga; eum diafragma posicionado sobre a dita válvula de verificação deentrada, definindo uma câmara entre a dita válvula de verificação de entradae o dito diafragma, em que a dita câmara está configurada de modo a contera dita quantidade de aditivo;em que a dita válvula de verificação de saída está disposta nodiafragma, está em comunicação fluida com a dita câmara e está configura-da para abrir quando o diafragma é acionado para dispensar a dita quanti-dade de aditivo.

20. Cartucho, de acordo com a reivindicação 19, em que a ditaquantidade é uma quantidade pré-quantifiçada de cerca de 0,05 mL a cercade1,0mL.

21. Cartucho para dispensação seletiva de um aditivo na água,compreendendo:uma carcaça tendo uma seção transversal curva;um reservatório disposto no interior do dito invólucro e configu-rado de modo a conter um aditivo; euma bomba conectada à dita carcaça e em comunicação fluidacom o dito reservatório, sendo que a dita bomba está configurada para dis-pensar uma quantidade de aditivo do dito reservatório quando a dita bombaé ativada.

22. Cartucho, de acordo com a reivindicação 21, em que a ditacarcaça compreende uma primeira e uma segunda paredes laterais conve-xas, sendo que a dita curvatura convexa da primeira e da segunda paredeslaterais estão voltadas para a mesma direção.

23. Cartucho, de acordo com a reivindicação 21, em que a ditacarcaça compreende um raio interno de cerca de 3,8 cm (1,5 polegada) acerca de 6,4 cm (2,5 polegadas) e um raio externo de cerca de 10,2 cm (4,0polegadas) a cerca de 15,2 cm (6,0 polegadas).

24. Cartucho, de acordo com a reivindicação 22, em que a ditacarcaça está configurada de modo a adaptar-se substancialmente a umasuperfície curva de um sistema para filtração de água.

25. Cartucho, de acordo com a reivindicação 22, em que o ditocartucho é descartável, em que o dito reservatório é uma bexiga.

26. Cartucho, de acordo com a reivindicação 14, em que o ditodispositivo compreende ainda uma abertura de porta disposta na dita carca-ça;em que o dito dispositivo de abertura de porta está configuradopara abrir uma porta conectada de forma móvel ao dito receptáculo e operá-vel para abrir e fechar uma abertura no dito receptáculo e permitir a dispen-sação de um aditivo a partir do dito cartucho.

27. Cartucho, de acordo com a reivindicação 18, em que o ditodispositivo compreende ainda uma abertura de porta disposta na dita carcaça;em que o dito dispositivo de abertura de porta está configuradopara abrir uma porta conectada a um receptáculo e operável para abrir efechar uma abertura no receptáculo e permitir a dispensação de um aditivo apartir do dito cartucho.

28. Cartucho, de acordo com a reivindicação 21, em que o ditodispositivo compreende ainda uma abertura de porta disposta na dita carcaça;em que o dito dispositivo de abertura de porta está configuradopara abrir uma porta conectada a um receptáculo e operável para abrir efechar uma abertura no receptáculo e permitir a dispensação de um aditivo apartir do dito cartucho.