DE602004002728T2

DE602004002728T2 - Verfahren zur Bestimmung der Erschöpfunsbedingungen einer Filterpatrone für Auffangkannen mit auswechselbarer Patrone und Auffangkanne zum Betrieb unter Berücksichtigung dieser Methode

Info

Publication number: DE602004002728T2
Application number: DE602004002728T
Authority: DE
Inventors: Maurizio Moretto
Original assignee: Laica SpA
Current assignee: Laica SpA
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2004-04-08
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2024-04-09
Also published as: ATE342114T1; EP1484097B1; ES2273114T3; EP1484097A1; SI1484097T1; ITPD20030121A1; PL1484097T3; DE602004002728D1

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung des Erschöpfungszustands einer Filterpatrone für Filterauffangkannen mit auswechselbarer Patrone und eine Auffangkanne zum Betrieb nach diesem Verfahren.
Filterauffangkannen mit einem System zur Bestimmung des Erschöpfungszustands einer Filterpatrone sind bekannt, zum Beispiel aus US 5,900,138 des selben Anmelders.
Bei Filterauffangkannen ist das Problem, dem Benutzer die Notwendigkeit zum Ersetzen der Patrone anzuzeigen, sobald sie erschöpft ist, sehr verbreitet. Typischerweise wird die Erschöpfung der Patrone durch die Verwendung von zwei Parametern überwacht, der Anzahl der Filterdurchgänge, die von der ersten Aktivierung an ausgeführt wurden und/oder der Zeitdauer seit der Aktivierung. Es ist klar, dass das in der Patrone enthaltene Filtermaterial seine Fähigkeit zur Reinigung von Wasser durch Benutzung und Zeit zunehmend verliert.
Selbst wenn diese beiden Faktoren effiziente Parameter darstellen, um die Bedingungen für Effizienz der Filterpatrone zu bewerten, kann die Angabe ausgehend nur von diesen Faktoren sich als unbefriedigend erweisen. Es gibt in der Tat einen dritten bedeutenden Faktor zur Berechnung der Lebensdauer der Patrone: die Qualität des zu filterndem Wassers und die Konzentration an Verunreinigungen, die es enthält.
Die Filterleistung der Patrone schwankt nicht mit der Quantität des behandelten Wassers, sondern auch mit seiner Qualität.
Die bisher erhältlichen Filterauffangkannen weisen ein Zählsystem für die durchgeführten Filterzyklen von der ersten Aktivierung der Patrone auf, das zum Beispiel durch Zählen der Anzahl von Zugriffen auf den ersten Behälter von zu filterndem Wasser identifiziert wird. In einigen Fällen gibt es auch ein Hilfszählsystem, das die Zeitdauer von der ursprünglichen Aktivierung der Patrone im Vergleich zu einer Zeitgrenze der Lebensdauer der Patrone zählt, um die Erschöpfung der Patrone nach dem ersten der beiden Fälle berechnet (Ablaufs der Zeit von der ersten Aktivierung – Zählung des gefilterten Wassers), der verifiziert wird.
Kannen, die in der Lage sind, die Erschöpfung der Patrone nach der Qualität des behandelten Wassers zu berechnen, sind derzeit nicht bekannt.
Ein Hauptziel der Erfindung ist, ein Verfahren zur Bestimmung des Erschöpfungszustands einer Filterpatrone für Filterauffangkannen mit einer auswechselbaren Patrone zur Verfügung zu stellen, bei dem der Erschöpfungszustand akkurat und zuverlässig ermittelt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, eine Auffangkanne mit auswechselbarer Patrone zur Verfügung zu stellen, die gemäß einem solchen Verfahren funktioniert und gleichzeitig auf einfache und funktionale Weise gebaut ist.
Ein weiteres Ziel der Erkenntnisse ist, eine Filterauffangkanne zur Verfügung zu stellen, die in einer einzigen Vorrichtung alle gewünschten Indikatoren für eine akkurate Bestimmung des Erschöpfungszustands der Patrone beinhaltet.
Diese Ziele und weitere, die nachfolgend ausführlicher beschrieben werden, werden durch eine Kanne erreicht, die gemäß der folgenden Ansprüche hergestellt ist.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der ausführlichen Beschreibung einiger erläuternder Beispiele der Aktivierung beschrieben, die nur als indikatives und nicht eingeschränktes Beispiel gegeben ist, mit den begleitenden Zeichnungen, in denen:
1 eine schematische Darstellung im Querschnitt einer Filterauffangkanne gemäß der Erfindung ist;
2 eine schematische Draufsicht der Kanne von Zeichnung 1 im Teilschnitt ist;
3 eine schematische Ansicht im Querschnitt eines zweiten Beispiels einer Kanne gemäß der Erfindung ist;
4 eine schematische Ansicht im Querschnitt in Vergrößerung eines Details der Kanne von 3 ist;
5 und 6 schematische Ansichten im Querschnitt zweier verschiedener Ausführungsformen der Erfindung sind.
In den Zeichnungen gibt 1 die gesamte Filterauffangkanne mit einem Behälter 2 mit einem Griff 3 und einem gegenüberliegenden Ausgießer 4 an. Der Behälter 2 enthält eine entnehmbare Vorlagebox 5, in der ein erster Behälter 6 definiert ist, der zum Aufnehmen von zu filterndem Wasser vorgesehen ist, dessen Unterseite eine offene Ableitung 7 aufweist, die zum Aufnehmen einer austauschbaren Filterpatrone 8 vorgesehen ist. Der Behälter 2 weist auch einen zweiten Behälter 10 zum Sammeln von gefiltertem Wasser auf. Der Behälter 2 ist durch eine abnehmbare Abdeckung 11 verschlossen, der mit einem offenen Oberteil 12 (3 und 4) ausgerüstet sein kann, um den ersten Behälter 6 zu füllen.
Der Wasserbehandlungsprozess wird ausgeführt durch Einfüllen von zu filterndem Wasser in den ersten Behälter, vor Entfernen der Abdeckung 11, das heißt vor dem Öffnen der Tür 12, so dass das Wasser durch die Leitung 7 durch das Filterbett fließt, das in der Patrone 8 gelegen ist und zum zweiten Behälter läuft.
Zum Ermitteln der Lebensdauer der Patrone 8, nach welcher Zeit die Patrone als erschöpft zu betrachten ist und deshalb durch eine neue Patrone ersetzt werden sollte, weist der erste Behälter eine Impedanzmesseinrichtung des zu filternden Wassers auf, die funktional mit Berechnungsmitteln für den Erschöpfungszustand der Patrone verbunden ist. Die Impedanzmesseinrichtung ist allgemein mit 15 bezeichnet und die Berechnungsmittel sind allgemein mit 16 bezeichnet.
Die Impedanzmesseinrichtung beinhaltet mindestens zwei Elektroden 17, 18, die im ersten Behälter 6 angeordnet sind und zwischen denen bei Inhalt von zu filterndem Wasser ein elektrischer Kreis geschlossen werden kann. Es ist bevorzugt, dass die Messung mit Gleichstrom durchgeführt wird, der durch einen kleinen Akkumulator 19 erzeugt wird, und daher ist die gemessene Impedanz gleich dem elektrischen Widerstand des zu filternden Wassers. Ebenso wie zum Messen der Leitfähigkeit des zu filternden Wassers, deren Wert mit der Ionenkonzentration korreliert und somit die Lebensdauer der Filterpatrone 8 beeinflusst, werden die Elektroden 17, 18 auch als Zählmittel zum Identifizieren der Anzahl von Vorgängen, bei denen der erste Behälter gefüllt wird und der daraus folgenden Menge an schon gefiltertem Wasser verwendet. Zu diesem Zweck ist es bevorzugt, dass Maßnahmen getroffen werden, die verhindern, dass einfaches Schütteln der Kanne 1 zur Auslösung eines Zählsignals führt, das vorübergehendem Eintauchen der beiden Elektroden und anschließendem Schließen des elektrischen Kreises zwischen ihnen folgt.
Ein erster Trick (1) liegt in der Position der Elektrode 17 nahe dem Boden des ersten Behälters 6, während die Elektrode 18 nahe der Abdeckung 11 platziert ist. Außerdem sind zusätzlich zu den beiden Messelektroden 17, 18 auch zwei Konsenselektroden 21 vorgesehen, deren Aufgabe es ist, gleichzeitig mit dem Messelektroden den Zustand des Eintauchens in zu filterndes Wasser zu identifizieren und damit zu bestätigen, dass das Eintauchen der Elektroden 17, 18 nicht versehentlich durch Bewegen der Kanne hervorgerufen ist.
Es ist eine Alternative vorgesehen (3 und 4), in der die beiden Elektroden 17, 18 an der Abdeckung angebracht sind und sich in eine Einfüllleitung 32 erstrecken, die am Öffnungspunkt 33 in den Behälter 6 verläuft. Die Elektroden 17, 18 sind bevorzugt mindestens teilweise in einer Kammer 34 enthalten, deren Unterteil Durchgänge 35 aufweist, in Bezug auf ihre Abmessungen in geeigneter Weise ausgebildet sind, um das Leeren der Kammer 34 zeitlich in Relation zu einer vordefinierten Minimalzeitspanne festzulegen. Dies verhindert, dass einfaches vorübergehendes unbeabsichtigtes Eintauchen der Elektroden aufgrund von Bewegungen der Kanne, falsche Zählungen erzeugen kann. Das Ergebnis wird durch Definieren einer Minimalzeitspanne des Eintauchens der Elektroden erreicht, die ein vorbestimmtes Zeitlimit übersteigt, so dass das erzeugte Signal als effektives Signal vom Zählmittel 16 empfangen wird. Als reines Beispiel ist unter der Annahme, dass die Abmessung der Durchgänge 35 so ist, dass das in der Kammer 34 enthaltene Wasser in einer Zeit von x1 von 30 Sekunden ausströmt und dass die ganze Einfüllkammer und der Behälter 6 in einer minimalen Zeitspanne von x2 von 10 Sekunden gefüllt werden, die Minimaldauer für Kontakt zwischen Wasser und Elektroden 17, 18 mit x1 + x2 = 40 Sekunden definiert. Deshalb kann ein Grenzwert für Berechnungsmittel in der Weise definiert werden, dass nur Signale, die das Schließen des Kreises anzeigen und die gleich oder größer einer Zeitspanne von 40 Sekunden sind, berücksichtigt werden. Signale von weniger als 40 Sekunden werden ignoriert.
Die Elektroden 17, 18, 21 gehören zu einem Kreis 20, der von einem Akkumulator 19 mit Strom versorgt wird und der Zählmittel 22 zum Zählen der Füllzyklen des ersten Behälters und ferner eine Anzeige 23 be inhaltet, die wichtige Informationen zu ausgeführten Filterzyklen und/oder die verbleibende Lebensdauer der Patrone 8 aufzeigen kann.
Der Kreis 20 beinhaltet Zeitmesser 24 zum Messen der Zeitdauer, die seit der ersten Benutzung der Patrone 8 vergangen ist, und zum Berechnen der Zeitdauer, die bis zu ihrer Erschöpfung verbleibt und Signalmittel 25, wie einen sichtbaren LED-Alarm und/oder einen Summer oder eine andere Art von Geräuschsignal, um den Benutzer über die Erschöpfung der Filterpatrone zu informieren.
Die Mittel 17, 18, 21 identifizieren das Schließen des Kreises 20 bei jedem erneuten Befüllen des ersten Behälters 6 und gleichzeitig werden falsche Identifizierungen des Schließens des Kreises 20 nach unbeabsichtigtem Eintauchen der Elektroden 17, 18, 21 vermieden.
Als Alternative oder zusätzlich zu den oben angegebenen Mitteln beinhaltet der Kreis 20 einen Zeitmesser 26, der bei jedem Schließen des Kreises 20 aktiviert wird, um eine Zählung auszuschließen, wenn die Dauer des zuvor genannten Schließens sich über einen Zeitraum von weniger als dem vordefinierten Grenzwert erstreckt.
Der Zeitmesser 26 dient daher als Signalausschlussvorrichtung, die eine Identifizierung nur akzeptieren kann, wenn sie sich über das vordefinierte Zeitlimit hinaus erstreckt. Zwischen den Messelektroden 17, 18 ist durch das Aufstellen eines Paars wasserdichter Platten zur Ausbildung eines Labyrinthgangs auch ein unbeabsichtigtes Schließen des Kreises verhindert, wenn keine effektive Füllung des ersten Behälters 6 erfolgt. Die von den Elektroden 17, 18, 21, den Zählmitteln 22 und den Zeitmessern 24, 26 gemessenen Signale werden zum Eingang eines Mikroprozessors 30 geführt, der auf Basis eines eingerichteten Programms Einflussdaten zur Lebensdauer der Patrone gemäß der vergangenen Zeit seit der ersten Aktivierung und der Menge an behandeltem Wasser, die aus dem als bedeutend angesehenen Schließen des Kreises zwischen den Elektroden identifiziert sind, und durch die Ionenkonzentation an Fremdstoffen, die aus der Leitfähigkeit des zu behandelnden Wassers identifiziert sind, ermittelt. Die auf diese Weise berechneten Einflussdaten werden sichtbar gemacht, bevorzugt als "Abzählung" auf einer Anzeige 23, die die Anzahl von Zyklen angibt, die bis zur Erschöpfung der Patrone 8 verbleiben.
5 stellt ein weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung dar. Unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Figuren werden ähnliche Details angegeben. Das Beispiel von 5 ist geeignet, bei der Berechnung der Erschöpfung der Patrone 8 teilweise Füllungen des ersten Behälters 6 zu berücksichtigen.
Hierbei sind eine Mehrzahl von Elektroden 51 auf ansteigenden Pegeln in einer Kompensationskammer 54 gelegen, die im ersten Behälter 6 durch eine wasserdichte Platte 52 definiert ist. Die wasserdichte Platte 52 trägt nahe dem Boden eine kalibrierte Öffnung 53, mit dem Ziel, die Füllstandschwankungen in der Kompensationskammer nach Schwingungen der Kanne zu minimieren, die typischerweise auftreten, wenn sie zum Ausgießen geneigt wird.
Die Elektroden 51 der Pegel sind einer Referenzelektrode 50 zugeordnet, die ebenfalls am Boden der Kompensationskammer gelegen ist.
Die Elektroden 50, 51 sind entsprechenden Abzweigungen der Impedanzmessschaltung zugeordnet, so dass die entsprechende Abzweigung geschlossen wird, sobald der entsprechende Wasserspiegel im Behälter erreicht ist.
Selbst wenn in 5 die Elektroden 51 mit zugehöriger Kompensationskammer im oberen Behälter 6 der Kanne dargestellt sind, können solche Elektroden auch zusätzlich oder als Alternative am zweiten Behälter 10 platziert sein, alternativ zur oben beschriebenen Konfiguration. Diese zweite technische Lösung ist in 5 durch unterbrochene Linien dargestellt. Die spezifischen Bezugszeichen sind mit hochgesetzten Zeichen markiert.
Wenn die Elektroden 50' und 51' ausschließlich am Sammelbehälter für gefiltertes Wasser angebracht sind, ergibt die Angabe der Impedanzmesseinrichtung einen Einflusswert für die Qualität des gefilterten Wassers an, was Austausch der Patronen nahelegt, wenn diese Qualität unter akzeptable Werte fällt.
Wenn die Elektroden 50', 51' oder mindestens eine davon (sowie die Referenzelektrode 50 oder 50') in beiden Behältern angebracht sind, ergibt die Angabe der Impedanzmesseinrichtung einen Einflusswert für das Verhältnis zwischen der Qualität des zu filternden Wassers und des gefilterten Wassers. Dieser Wert ist daher ein direkter Index für die restliche Effizienz der Patrone, wenn die Messung durchgeführt wird, und zeigt die Kapazität der Patrone zum Ausführen weiterer Filterungen oder die Notwendigkeit zum Austausch an.
Ein weiteres Beispiel ist mit Bezug zu 6 beschrieben, wo in Kammer 34, zusätzlich zu den Elektroden 17, 18 ein Temperatursensor des zu filternden Wassers vorgesehen ist, der mit 60 angegeben ist.
Dieser Sensor kann alternativ im unteren Behälter 10 platziert sein, so lange die Temperatur des zu filternden Wassers keinen merklichen Schwankungen ausgesetzt ist. Die gemessene Temperatur wird zum Berechnungsmittel 16 gesendet und zum Korrigieren der Berechnung von Erschöpfungszuständen der Patrone entsprechend der gemessenen Temperatur verwendet. In der Tat ist mit zunehmender Temperatur eine entsprechende Zunahme in der gemessenen elektrischen Leitfähigkeit zu erwarten, was auf einer Schwankung in der gesamten Ionenkonzentration in der Lösung beruht.
Die hiermit beschriebene Erfindung enthält im Vergleich zu den angeführten technischen Angaben zahlreiche Vorteile. Sie umfassen:

– Vereinfachung in Hinblick auf die Konstruktion, da sie insgesamt keine beweglichen Teile enthält;
– stärkere Kontrolle der Lebensdauer der Filterpatrone, die vollständig genutzt werden kann, aber immer in der Lage ist, einen effizienten Filterungsgrad des behandelten Wassers zu garantieren;
– geringere Kosten der Kanne bei der eingesetzten Lösung können, mit dem selben Maß an Kontrolle der Filtereffizienz, einen großen wirtschaftlichen Vorteil erreichen.

Claims

Verfahren zur Bestimmung des Erschöpfungszustands einer Filterpatrone für Filterauffangkannen (1) mit einer auswechselbaren Patrone (8), in der eine Anfangsbestimmung der Impedanz von zu filterndem Wasser vorgesehen ist, um anschließend einen Einflussparameter zur Bestimmung der effizienten Lebensdauer der Filterpatrone (8) zu berechnen.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Impedanzbestimmung im gefilterten Wasser durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, in dem mindestens eine zweite Bestimmung zwischen der Ermittlung der behandelten Wassermenge und der Ermittlung der Zeitdauer seit der ersten Aktivierung der Patrone gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, in dem mindestens eine der ersten und zweiten Ermittlungen unter Verwendung von Elektroden (17, 18) durchgeführt wird, die Eintauchen in einen ersten Sammelbehälter (6) von zu filterndem Wasser ermöglichen.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, in dem die Ermittlung der Impedanz in Gleichstrom durchgeführt wird, wobei eine elektrische Leitfähigkeitsmessung des zu behandelnden Wassers ermittelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, in dem Ermittlung der Temperatur von gefiltertem Wasser vorgesehen ist, um den Einflussparameter gemäß der Temperaturermittlung zu korrigieren.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, in dem die Ermittlung der Impedanz im gefilterten Wasser und in zu filterndem Wasser durchgeführt wird, wobei der Einflussparameter zur Bestimmung der Lebensdauer der Filterpatrone gemäß den beiden Impedanzwerten berechnet wird.
Filterauffangkanne (1) mit auswechselbarer Patrone (8), die einen ersten Sammelbehälter (6) für zu filterndes Wasser aufweist, eine Strömungsleitung (7) von dem ersten Behälter (6) und eine Filterpatrone (8), die auf der Strömungsleitung (7) platziert ist, um das vom ersten Behälter (6) zu einem zweiten Behälter (10) zum Sammeln von gefiltertem Wasser bewegte Wasser zu reinigen, dadurch gekennzeichnet, dass sie im ersten Behälter (6) eine Messschaltung für die Impedanz des zu filternden Wassers aufweist, die operativ mit Mitteln zum Berechnen der Erschöpfungszustände der Patrone verbunden ist.
Filterauffangkanne (1) nach Anspruch 8, in der die Impedanzmesseinrichtung mindestens zwei Elektroden (17, 18) im ersten Behälter (6) aufweist, zwischen denen bei Inhalt von Wasser im ersten Sammelbehälter (6) ein elektrischer Kreis (20) geschlossen wird.
Filterauffangkanne (1) nach Anspruch 8 oder 9, in der der Kreis (20) Zählmittel (22) zum Zählen der Füllzyklen des ersten Behälters (6) aufweist.
Filterauffangkanne (1) nach Anspruch 8, 9 oder 10, in der die Elektroden (17, 18) an einer Abdeckung (11) angebracht sind.
Filterauffangkanne (1) nach Anspruch 11, in der die Elektroden (17, 18) an einer Einfüllleitung (32) des ersten Sammelbehälters (6) angebracht sind.
Filterauffangkanne (1) nach Anspruch 12, in der die Elektroden (17, 18) entsprechend einer Kammer (34) der Leitung angebracht sind, die in einem minimalen vorbestimmten Zeitraum geleert werden kann.
Filterauffangkanne (1) nach Anspruch 13, in der die Kammer (34) kalibrierte Durchgänge (35) aufweist.
Filterauffangkanne (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 14, in der der Kreis (20) Zeitmesser (24) zum Messen der Zeitdauer von der ersten Benutzung der Patrone (8) und zum Berechnen der Zeitdauer, die bis zu ihrer Erschöpfung verbleibt, aufweist.
Filterauffangkanne (1) nach Anspruch 15, in der die Zeitmesser (24) den Elektroden (17, 18) unterliegen.
Filterauffangkanne (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 16, in der der Kreis (20) Signalmittel (23) zum Anzeigen der Erschöpfung der Filterpatrone (8) aufweist.
Filterauffangkanne (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 17, die Identifizierungsmittel (17, 18, 21) zum Ermitteln des Schließens des Kreises aufweist, jedes Mal wenn der erste Behälter (6) gefüllt wird, und gleichzeitig zum Ausschluss einer Ermittlung des Schließens des Kreises (20) im Falle eines unbeabsichtigten Eintauchens der Elektroden (17, 18).
Filterauffangkanne (1) nach Anspruch 18, in der die Identifizierungsmittel (17, 18, 19) eine Signalausschlussvorrichtung (26) aufweisen, die Ermittlung nur akzeptieren kann, wenn die vorbestimmte Zeitgrenze überschritten ist.
Filterauffangkanne (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 19, die Identifizierungsmittel Zulassungselektroden (21) aufweist, die im Behälter gelegen sind.
Filterauffangkanne (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 20, in der der elektrische Kreis (20) eine Gleichstromschaltung enthält, die so prädisponiert ist, dass sie elektrische Leitfähigkeit von zu behandelndem Wasser ermittelt.
Filterauffangkanne (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 21, in der die Impedanzmessschaltung einem und/oder dem anderen der Behälter zugeordnet ist.
Filterauffangkanne (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 22, mit einer Mehrzahl von Elektroden (51, 50, 51', 50'), die in einem und/oder dem anderen der Behälter (6, 10) auf fortschreitend ansteigenden Pegeln gelegen sind, wobei die Elektroden Abzweigungen der Impedanzmessschaltung zu geordnet sind, um den Kreis in der entsprechenden Abzweigung zu schließen, sobald der entsprechende Wasserpegel im jeweiligen Behälter (6, 10) erreicht ist.
Filterauffangkanne (1) nach Anspruch 23, in der Abzweigungen der Messschaltung den Berechnungsmitteln zugeordnet sind, um die behandelte Wassermenge in einer effizienten Lebensdauer der Patrone (8) zu addieren und folglich den Erschöpfungszustand zu erhalten.