DE202007019085U1 - Perkolationsfiltersystem - Google Patents
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- C02F2307/00—Location of water treatment or water treatment device
- C02F2307/04—Location of water treatment or water treatment device as part of a pitcher or jug
Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filtersystem vom so genannten ”Perkolations”-Typ mit einer austauschbaren Filterkartusche. Das Filtersystem ist von dem Typ, bei dem bewirkt wird, dass eine zu filternde Flüssigkeit im Allgemeinen durch Schwerkraft entlang eines Weges strömt, der sich durch ein Filterbett erstreckt, das in einer Filterkartusche angeordnet ist.
- Systeme dieses Typs werden traditionell in Filterkannen, Siedekesseln, Kaffeemaschinen und Aufgussvorrichtungen für die häusliche Verwendung verwendet. Die zu filternde Flüssigkeit (Wasser) wird normalerweise in einen ersten Behälter gegossen, der in seinem Boden einen Sitz für die Filterkartusche aufweist, und dazu veranlasst, in einen zweiten Behälter unter dem ersten zu fließen, indem sie durch das Filterbett hindurchströmt.
- Da das Trinkwasser, das durch die verschiedenen Verteilungsnetze geliefert wird, von einem Ort zum anderen makroskopisch variiert, besteht der Bedarf, angepasste und spezifische Filtersysteme für die verschiedenen Schadstofftypen zu bestimmen. Es gibt beispielsweise einige Orte, an denen das verteilte Wasser einen unangenehmen Geschmack (und Geruch) von Chlorid aufweist, oder Wasser, das Nitrate, Carbonate oder andere Typen von gelösten Salzionen enthält, deren Entfernung besondere Kartuschen erfordert.
- Es ist fast unmöglich, eine Kartusche herzustellen, die vorteilhaft für alle diese Elemente geeignet ist und gleichzeitig eine relativ begrenzte Größe aufweist. Das Bestreben besteht folglich darin, differenzierte Filterbettzusammensetzungen zu wählen, die auf den zu behandelnden speziellen Typ von Wasser ausgelegt sind. Als Beispiel kann die folgende Zusammensetzung in der gleichen Kartusche vermischt werden: schwach anionische Harze, stark anionische Harze, schwach kationische Harze, stark kationische Harze, Aktivkohle (mit verschiedenen Granulometrien und mit unterschiedlichem Silbergehalt für den bakteriostatischen Effekt), spezifische Harze zum Entfernen von Arsen oder Quecksilber, geladene Keramikkügelchen usw., um geeignet selektive Kartuschen zu erhalten.
- Bei der technischen Entwicklung der Filterkartuschen besteht trotzdem das Problem, dass für den Benutzer sichergestellt ist, dass die in seiner Karaffe verwendete Kartusche für den gewünschten Zweck sowohl qualitativ als auch in der Typologie geeignet ist. Da die Kartuschen, selbst jene verschiedener Marken, ziemlich ähnlich zueinander geformt sind, ist es notwendig, das Karaffen-Kartuschenfiltersystem so zu betreiben, dass verhindert wird, dass eine als ungeeignet erachtete oder nicht ausreichend vom Hersteller der Karaffe getestete Kartusche in der Karaffe zugelassen und anstelle der Originalkartusche verwendet wird.
- Derzeit sind Karaffen mit einem Sitz für die Filterkartusche versehen, deren Geometrie Hindernisse für das Einsetzen von Nicht-Original-Kartuschen beinhaltet. Beispiele sind in
EP 1 230 166 undWO 2005/118104 - Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht daher darin, dass ein Filtersystem und ein zugehöriges Steuerverfahren zur Verfügung gestellt werden, die strukturell und funktional entworfen sind, um die mit Bezug auf den angeführten Stand der Technik beklagten Nachteile zu beseitigen.
- Die Idee zur Lösung dieses Problems besteht darin, dass verhindert wird, dass das Filtersystem arbeiten kann, oder dass zumindest ein Betriebsfehler signalisiert wird, wenn die in den Sitz eingesetzte Kartusche als für den festgelegten Zweck ungeeignet erachtet wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Filterweg der zu behandelnden Flüssigkeit unterbrochen, wenn die verwendete Kartusche vom System nicht als für einen solchen Zweck geeignet erkannt wird.
- Dieses Problem wird durch die Erfindung mit einem gemäß den folgenden Ansprüchen hergestellten Filtersystem gelöst.
- Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser ersichtlich aus der ausführlichen Beschreibung mehrerer bevorzugter, aber nicht ausschließlicher Ausführungsformen hiervon, die als nicht begrenzende Beispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben werden, in denen:
-
1 eine Schnittansicht eines Perkolationsfiltersystems mit einer gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten entnehmbaren Kartusche ist; -
2 eine entsprechende Ansicht einer ersten alternativen Ausführungsform des Systems von1 ist; -
3 bis5 Schnittansichten weiterer alternativer Ausführungsformen des Systems von1 darstellen. - In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen
1 im Allgemeinen ein Perkolationsfiltersystem mit einer gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten entnehmbaren Kartusche. Das System1 ist in den Figuren nur teilweise dargestellt und umfasst einen Trichter2 , der einen Behälter zum Aufnehmen des zu filternden Wassers definiert, in dessen Boden3 ein Sitz4 für eine Kartusche5 vorgesehen ist. Der Sitz4 weist eine Mündung6 , eine Seitenwand7 und einen Boden8 auf. In der Mündung6 ist eine ringförmige Vertiefung9 definiert, in der eine Lippe10 der Kartusche5 dichtend aufgenommen wird, wenn die Kartusche5 in den Sitz4 eingesetzt wird. - Im Boden
8 ist eine Öffnung13 vorgesehen, die einen Ventilsitz11 für ein Schließelement12 bildet. Insgesamt definieren der Trichter2 , der Sitz4 und die Öffnung13 einen Strömungsweg für das zu filternde Wasser, das durch ein Filterbett (nicht dargestellt) in der Kartusche5 behandelt wird und die Kartusche in den Sitz4 , unter der Lippe10 , durch Öffnungen5a im Boden der Kartusche5 verlässt. Es sollte beachtet werden, dass der Sitz4 mit dem Behälter für das gefilterte Wasser ausschließlich durch die Öffnung13 in Verbindung steht, deren Unterbrechung durch das Schließelement12 daher die vollständige Unterbrechung des Strömungsweges des zu filternden Wassers bestimmt. - In dem Beispiel von
1 weist das Schließelement12 eine kegelstumpfförmige Form auf und ist mit einem Schaft15 ausgestattet, der von ihrer kleineren Basis in Richtung des Inneren des Sitzes4 verlängert ist. Das Schließelement12 wird durch eine Feder16 , die zwischen den Boden des Sitzes4 und eine Platte17 , die an das freie Ende des Schafts15 angefügt ist, eingefügt ist, in Richtung einer normalerweise geschlossenen Position gedrängt, in der der Ventilsitz11 geschlossen ist, was den Strömungsweg des zu filternden Wassers schließt. - In dem Beispiel von
2 ist das Schließelement12 an einem freien Ende18a eines Hebels18 erster Klasse angebracht, der an einem Träger19 drehbar gelagert ist, der vom Boden8 des Sitzes4 nach oben steht und dessen entgegengesetztes Ende18b einem Schubstück20 ausgesetzt ist, das an einem Ansatz21 des Bodens8 geführt ist. - In dem Beispiel von
3 ist das Schließelement12 am oberen Ende einer Stange22 einteilig mit einem Schwimmer23 ausgebildet und trägt einen Steueransatz24 , der über die Öffnung13 hinaus in den Sitz4 verläuft. - In allen angegebenen Fällen wird das Schließelement
12 mittels eines Fühlers angetrieben, einschließlich des Schaft- und Plattensatzes15 ,17 im ersten Beispiel, des Hebel-Schubstück-Satzes18 ,20 im zweiten Beispiel und des Steueransatzes24 im dritten Beispiel, welcher mit einer Anschlagfläche25 in Eingriff kommt, die am freien Ende eines Ansatzes26 ausgebildet ist, der vom Boden27 der Kartusche5 in eine Vertiefung28 vorsteht, die den Ansatz26 umgibt und aufnimmt. - Praktisch bildet das Schließelement
12 mit dem Ventilsitz11 ein Ventilmittel, das dazu vorgesehen ist, den Strömungsweg des zu filternden Wassers zu unterbrechen (und normalerweise unterbrochen zu halten), wenn keine Kartusche oder eine ungeeignete Kartusche in den Sitz4 eingesetzt ist, während der Fühler und die entsprechende Anschlagfläche ein Erkennungsmittel und Gegenmittel für die Eignung der Kartusche, um das Filtersystem auszustatten, bilden, die in der Lage sind, die Öffnung des Strömungsweges mittels Antreiben des Ventilmittels bei der Erkennung der Eignung der in den Sitz4 eingesetzten Kartusche zu steuern. - Die Erkennung ist in diesem Fall vom geometrischen Typ, d. h. auf der Basis von geometrischen Eigenschaften der Kartusche und des Fühlers, wie z. B. deren gegenseitiger Position, ihrer Ausdehnung und im Allgemeinen ihrer Fähigkeit, miteinander in Wechselwirkung zu treten, um die Öffnung des Ventilmittels zu steuern, wenn die Kartusche
5 in den Sitz4 eingesetzt ist. - Trotzdem ist vorgesehen, dass das Erkennungsmittel und das Gegenmittel vom elektrischen Typ sein können, wie z. B. jeweilige Pole
30a , b, deren gegenseitiger Kontakt das Schließen einer nicht dargestellten Schaltung bestimmt, um das öffnen eines elektrischen Ventils31 anzutreiben, das normalerweise den Strömungsweg des zu filternden Wassers an der Öffnung13 unterbricht. - Alternativ ist vorgesehen, dass das Erkennungsmittel und das Gegenmittel vom Transpondertyp (
5 ) sein können, wobei ein Transponder40 beispielsweise an der Seitenwand oder auf dem Boden der Kartusche5 angeordnet ist und eine Aktivierungsschaltung41 für den Transponder in einer entsprechenden Position im Sitz4 vorgesehen ist. In einem solchen Fall ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die Aktivierungsschaltung41 und/oder der Transponder40 vorzugsweise drahtlos mit einer elektronischen Schaltung42 verbunden sind, die vorgesehen ist, um mittels Mikroaktuatoren43 ein Ventil44 vom bistabilen Typ zu aktivieren, das dazu ausgelegt ist, die Belüftung des oberen Behälters2 durch öffnen oder Schließen eines Lochs45 , das im oberen Teil desselben oder seiner Abdeckung46 hergestellt ist, zu ermöglichen oder zu blockieren. Der obere Behälter ist in diesem Fall für Luft undurchlässig, abgesehen von der möglichen Belüftung, die durch das Ventil44 ermöglicht wird. - Wenn die Belüftung des oberen Behälters ermöglicht wird, kann das Nasser durch Schwerkraft durch die Kartusche fließen, damit es im unteren Behälter gesammelt wird. Wenn andererseits die Belüftung des oberen Behälters blockiert ist, kann das Wasser nicht durch die Kartusche fließen und die Filterung wird daher eingeschränkt.
- Es ist auch vorgesehen, dass die elektronische Schaltung
42 ein Ventil47 steuert, das an der Öffnung13 vorgesehen ist, um den Ablauf von Nasser vom Sitz4 zusätzlich zu und/oder anstelle der Belüftungssteuerung des oberen Behälters zu unterbrechen. - Überdies ist vorgesehen, dass die Schaltung
42 die Aussendung eines Alarmsignals beispielsweise durch Aktivieren eines Lichtsignals48 und/oder eines Schallsignals an der Abdeckung46 steuert. Dieselbe Schaltung42 kann überdies mit einem Zählmittel versehen sein, um die seit der ersten Aktivierung der Kartusche abgelaufene Zeit zu zählen, um ihre Erschöpfung beim Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums zu signalisieren. - Die Aufgabe der Erfindung bildet auch ein Verfahren zum Steuern eines Perkolationsfiltersystems des vorstehend beschriebenen Typs, wobei eine Erkennung der Eignung der Kartusche ausgeführt wird, wenn sie in den Sitz eingesetzt wird, um den Filtersystembetrieb infolge der Eignungserkennung der Kartusche zu aktivieren oder ihn zu sperren oder die Eignung/Nichteignung der Kartusche zu signalisieren.
- Das Steuerverfahren sieht vor, dass bei fehlender Kartuschenerkennung eine oder mehrere der folgenden Steuerungen aktiviert werden:
- – Sperren des Befüllens des Wassersammelbehälters stromaufwärts der Kartusche,
- – Sperren des Wasserdurchlasses längs des Strömungswegs von stromaufwärts der Kartusche nach stromabwärts der Kartusche,
- – Sperren des Entleerens von Wasser aus dem Wasserbehälter
stromaufwärts der Kartusche beispielsweise durch Schließen
eines Auslassrohrs des unteren Wasserbehälters mittels
eines Ventils
37 oder - – Ausgeben eines Alarmsignals.
- Es wird auch in Erwägung gezogen, dass dasselbe Verfahren und System verwendet werden, um die mögliche Verwendung von abgelaufenen oder erschöpften Filterkartuschen zu verhindern, beispielsweise Aufnehmen in den im Transponder gespeicherten Daten auch einer Angabe des Kartuschenverfalldatums, oder durch Ändern der Geometrie der Kartusche von Zeit zu Zeit.
- Die Erfindung löst folglich das vorgebrachte Problem und erreicht zahlreiche Vorteile, einschließlich:
- – der Möglichkeit, sehr selektive Filterkartuschen zu verwenden, die das Risiko einer Verwechslung vermeiden;
- – des Bietens einer vollen Garantie der Kartuschenqualität in Bezug auf das Filtersystem,
- – der Möglichkeit, verschiedene Filtersysteme und -kartuschen für verschiedene Länder und/oder Schadstoffe herzustellen und zu verkaufen,
- – der Möglichkeit, die mögliche Verwendung von abgelaufenen oder erschöpften Produkten zu verhindern.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1230166 [0006]
- - WO 2005/118104 [0006]
Claims (9)
- Perkolationsfiltersystem (
1 ), das einen Strömungsweg (2 ,4 ,13 ) des zu filternden Wassers umfasst, der einen Filterkartuschensitz (4 ) aufweist, um eine Filterkartusche (5 ) entnehmbar aufzunehmen, so dass der Strömungsweg (2 ,4 ,13 ) durch die Filterkartusche (5 ) verläuft, wenn die Filterkartusche (5 ) in den Kartuschensitz (4 ) eingesetzt ist, wobei das Filtersystem (1 ) an der Kartusche (5 ) Erkennungsmittel und an dem Kartuschensitz (4 ) Gegenmittel zum Erkennen einer Eignung der Kartusche (5 ) oder an dem Kartuschensitz (4 ) die Erkennungsmittel und an der Kartusche (5 ) die Gegenmittel umfasst, wobei die Erkennungsmittel und Gegenmittel miteinander in Wechselwirkung treten können, wenn die Kartusche (5 ) in den Kartuschensitz (4 ) eingesetzt ist, um einen Betrieb des Filtersystems (1 ) infolge einer Erkennung der Eignung der Kartusche (5 ) freizugeben, falls die Kartusche (5 ) durch die Erkennungsmittel erkannt wird, oder um den Betrieb zu sperren oder um die Nichteignung der Kartusche (5 ) zu melden, falls die Kartusche (5 ) durch die Erkennungsmittel nicht erkannt wird, wobei die Erkennungsmittel und die Gegenmittel mit Steuermitteln zum Unterbinden des Wasserdurchflusses entlang des Strömungswegs (2 ,4 ,13 ) von stromaufwärts der Kartusche (5 ) nach stromabwärts des Kartuschensitzes (4 ) verbunden sind, wobei die Steuermittel Ventilmittel (11 ,12 ) zum Unterbrechen des Strömungswegs (2 ,4 ,13 ) zwischen dem Kartuschensitz (4 ) und einem stromabwärts von der Kartusche (5 ) angeordneten Wasserbehälter umfassen, um bei fehlender Erkennung der Kartusche (5 ), wenn diese in den Kartuschensitz (4 ) eingesetzt ist, den Wasserfluss zu unterbrechen, und wobei die Erkennungsmittel und/oder die Gegenmittel einen Fühler (15 ,17 ;18 ,20 ;24 ) umfassen, der ein Schließelement (12 ) der Ventilmittel und einer Anschlagfläche (25 ) für den Fühler (15 ,17 ;18 ,20 ;24 ) zugeordnet ist, wobei das Schließelement (12 ) dem Kartuschensitz (4 ) und die Anschlagfläche (25 ) der Kartusche (5 ) oder das Schließelement (12 ) der Kartusche (5 ) und die Anschlagfläche (25 ) dem Kartuschensitz (4 ) zugeordnet ist. - Filtersystem (
1 ) nach Anspruch 1, wobei die Erkennungsmittel und die Gegenmittel mit den Steuermitteln des Systems (1 ) verbunden sind, um zusätzlich eine oder mehrere der folgenden Steuerungen zu aktivieren: – Sperren des Befüllens eines Wasserbehälters des Strömungswegs (2 ,4 ,13 ) stromaufwärts der Kartusche, – Sperren des Entleerens von Wasser aus einem Behälter des Strömungswegs (2 ,4 ,13 ) stromabwärts der Kartusche, – Erzeugen eines Alarmsignals. - Filtersystem (
1 ) nach Anspruch 2, wobei die Steuermittel zum Sperren des Wasserdurchlasses längs des Strömungswegs (2 ,4 ,13 ) von stromaufwärts der Kartusche nach Stromabwärts des Kartuschensitzes weitere Ventilmittel umfassen, um die Belüftung eines stromaufwärts der Kartusche angeordnetes Wasserbehälters zu unterbrechen. - Filtersystem (
1 ) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erkennungsmittel und die Gegenmittel derart ausgebildet sind, dass die Erkennung bzw. fehlende Erkennung der Eignung bzw. Nichteignung einer in den Kartuschensitz (4 ) eingesetzten Kartusche (5 ) von geometrischen Eigenschaften der Kartusche (5 ) und/oder des Fühlers (15 ,17 ;18 ,20 ;24 ) abhängig ist. - Filtersystem (
1 ) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schließelement (12 ) in eine geschlossene Stellung gezwungen ist und an einem Ventilsitz (11 ) anliegt, der die einzige Öffnung des Kartuschensitz (4 ) bildet, wenn die Kartusche (5 ) in dem Kartuschensitz (4 ) angeordnet ist. - Filtersystem (
1 ) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fühler einen Ansatz (24 ) des Schließelementes (12 ) umfasst und die Anschlagfläche (25 ) an der Kartusche (5 ) derart an einer Position angeordnet ist, dass sie mit dem Fühler (24 ) in Eingriff gelangt, um das Schließelement (12 ) zu öffnen, wenn die Kartusche (5 ) in den Kartuschensitz (4 ) eingesetzt ist. - Filtersystem (
1 ) nach Anspruch 6, wobei das Schließelement (12 ) federvorbelastet und an einem Boden (8 ) des Kartuschensitzes (4 ) angeordnet ist und der Fühler (15 ,17 ) in den Kartuschensitz (4 ) von dessen Boden (8 ) zu dessen Mündung (6 ) hineinragt und die Anschlagfläche (25 ) auf einem Boden (27 ) der Kartusche (5 ) an einer dem Fühler (15 ,17 ) entsprechenden Position ausgebildet ist. - Filterkartusche (
5 ), die Erkennungsmittel enthält, die dazu ausgelegt sind, mit Gegenmitteln der Erkennungsmittel für die Erkennung einer Eignung der Kartusche (5 ) in Wechselwirkung zu treten, wenn die Kartusche (5 ) in einem Kartuschensitz (4 ) eines Perkolationsfiltersystems (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufgenommen ist. - Kanne mit einem Trichter (
2 ), der einen Filterkartuschensitz (4 ) aufweist, um eine Filterkartusche (5 ) entnehmbar aufzunehmen, so dass ein Strömungsweg (2 ,4 ,13 ) des zu filternden Wassers durch die Filterkartusche (5 ) verläuft, wenn die Kartusche (5 ) in den Kartuschensitz (4 ) eingesetzt ist, wobei in dem Trichter (2 ) ein in dem Strömungsweg (2 ,4 ,13 ) stromaufwärts von der Kartusche (5 ) angeordnetes Becken (2 ) zur Aufnahme des zu filternden Wassers und in der Kanne ein stromabwärts von der Kartusche (5 ) angeordnetes Becken zur Aufnahme des gefilterten Wassers angeordnet ist, wobei der Strömungsweg (2 ,4 ,13 ) des zu filternden Wassers zwischen den beiden Becken durch den Kartuschensitz (4 ) und eine darin gegebenenfalls eingesetzte Filterkartusche (5 ) verläuft, wobei das Filtersystem (1 ) an der Kartusche (5 ) Erkennungsmittel und an dem Kartuschensitz (4 ) Gegenmittel zum Erkennen einer Eignung der Kartusche (5 ) oder an dem Kartuschensitz (4 ) die Erkennungsmittel und an der Kartusche (5 ) die Gegenmittel umfasst, wobei die Erkennungsmittel und die Gegenmittel miteinander in Wechselwirkung treten können, wenn die Kartusche (5 ) in den Kartuschensitz (4 ) eingesetzt ist, wobei die Erkennungsmittel und die Gegenmittel derart ausgebildet sind, dass die Erkennung bzw. fehlende Erkennung der Eignung bzw. Nichteignung einer in den Kartuschensitz (4 ) eingesetzten Kartusche (5 ) von geometrischen Eigenschaften der Kartusche (5 ) und/oder eines Fühlers (15 ,17 ;18 ,20 ;24 ) der Erkennungsmittel und/oder der Gegenmittel abhängig ist, wobei die Kanne in dem Strömungsweg (2 ,4 ,13 ) angeordnete Ventilmittel (11 ,12 ) zum Unterbrechen des Strömungswegs (2 ,4 ,13 ) zwischen dem Kartuschensitz (4 ) und dem stromabwärts von der Kartusche (5 ) angeordneten Wasserbehälter aufweist, um bei fehlender Erkennung der in den Kartuschensitz (4 ) eingesetzten Kartusche (5 ) den Strömungsweg (2 ,4 ,13 ) zu unterbrechen.
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