DE69909760T2

DE69909760T2 - Verbesserte filterkartusche, insbesondere für kannen-wasserfilter

Info

Publication number: DE69909760T2
Application number: DE69909760T
Authority: DE
Inventors: Leonida Moretto
Original assignee: LAICA Srl PONTE DI BARBARANO; Laica SpA
Current assignee: Laica SpA
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2019-02-04
Also published as: WO1999041201A1; EP1060130A1; CN1291169A; CN1178862C; AU2722899A; US6428687B1; CA2320967A1; DE69909760D1; ITPD980030A1; EP1060130B1

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Filterpatrone, insbesondere für Wasserreinigungsgeräte in Form eines Krugs oder oder einer Karaffe, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Stand der Technik
Die Verwendung von Filtersystemen mit austauschbaren Patronen zum Reinigen von Trinkwasser von organoleptisch unerwünschtem Geruch und Geschmack ist weit verbreitet.
Typischerweise werden Aktivkohlefilter verwendet und diese müssen nach einer bestimmten Anzahl von Filterdurchläufen ersetzt werden. Die Patrone enthält ein Bett aus Aktivkohle und trennt wiederum zwei Abteile eines Kruges, die das zu filternde Wasser bzw. das gefilterte Wasser enthalten.
Um zu verhindern, dass der Benutzer die selbe Patrone über eine größere Anzahl von Durchläufen verwenden kann als es mit einem effektiven Betrieb der Patrone vereinbar ist, weisen diese Filtersysteme allgemein Zählwerke auf, die Zugang zum Krug blockieren können, um zu verhindern, dass neues Wasser in das Abteil für zu filterndes Wasser eingelassen wird, sobald der Zähler anzeigt, dass die Filterkapazität der Patrone möglicherweise erschöpft ist.
Der Hauptnachteil dieser Zählersysteme ist, dass es allgemein möglich ist, den Zähler auf Null zu stellen und den Zugang zum Krug freizugeben, ohne die Patrone zu ersetzen und auf diese Weise eine erschöpfte Patrone weiter zu benutzen.
Obwohl dies, außer einer ungenügenden Reinigung des behandelten Wassers, nicht zu besonderen Problemen führt, wenn der Zweck des Systems auf die Reinigung des Wassers von unerwünschtem Geruch und Geschmack beschränkt ist, kann dieses System eindeutig nicht mit der notwendigen Sicherheit verwendet werden, wenn die Filterpatrone erforderlich ist, um das behandelte Wasser von mikrobiellen und/oder bakteriologischen Belastungen zu reinigen, das heißt, wenn es erforderlich ist, das Wasser tatsächlich erst trinkbar zu machen.
In diesem Fall ist es wesentlich, dass der Wasserstrom durch das Filtersystem ein für alle Mal verhindert wird, sobald Umstände auftreten, dass die Filterkapazität der Patrone als erschöpft anzusehen ist, zum Beispiel nach Behandlung einer bestimmten Anzahl von Litern an Wasser das zur Trinkbarkeit aufbereitet werden soll. Ansonsten könnte der Benutzer Wasser trinken, das nicht nur ungenügend desodoriert ist, sondern Wasser, das potenziell verunreinigt ist mit Bakterien und anderen Organismen oder Substanzen, die gesundheitsschädlich sind.
Es sind Ventile oder ähnliche Mechanismen, die an sich in der Lage sind, einen Kanal abzusperren, nachdem ein bestimmter Durchfluss durch diesen erfolgt ist, zum Beispiel aus den US-Patenten Nr. 4,681,677, 3,586,018, 3,503,507, 4,772,386 und 4,769,135 bekannt.
Die darin beschriebenen Mechanismen werden in verschiedenen Bereichen verwendet, aber keiner davon ist für eine direkte Anwendung, wie im Falle der vorliegenden Erfindung, auf Wegwerffilterpatronen geeignet, die in Wasserreinigungskrügen für den Hausgebrauch verwendet werden.
Offenbarung der Erfindung
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Filterpatrone zur Verfügung zu stellen, die ziemlich sicher zur Herstellung von trinkbarem Wasser verwendet werden kann sowie gegebenenfalls zur Reinigung von Wasser von unerwünschtem Geruch oder Geschmack in einem Reinigungsgerät in Form eines Kruges oder einer Karaffe für den Gebrauch im Haushalt.
Im Rahmen dieser Aufgabe ist das Ziel der Erfindung, eine austauschbare Filterpatrone zur Verfügung zu stellen, die leicht und kostengünstig herstellbar ist, so dass die Vorrichtung zum Absperren des behandelten Fluidstroms direkt in der austauschbaren Patrone untergebracht werden kann, um die Patrone zu blockieren, sobald die Filterkapazität erschöpft ist.
Dieses und andere Ziele werden durch die Erfindung erreicht mittels einer Filterpatrone, die gemäß der folgenden Ansprüche ausgebildet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der folgenden ausführlichen Beschreibung einiger Ausführungsformen, die als nicht einschränkendes Beispiel beschreiben werden, mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen, in denen:
die 1 und 2 schematische Querschnitte einer ersten Ausführungsform einer austauschbaren Patrone für Filterkrüge oder -karaffen gemäß der Erfindung mit einer neuen Patrone bzw. einer erschöpften Patrone darstellen,
die 3 und 4 schematische Querschnitte einer zweiten Ausführungsform der Patrone gemäß der Erfindung im selben Betriebszustand wie die 1 bzw. 2 darstellen,
die 5, 6 und 7, 8 schematische Querschnitte einer dritten bzw. einer vierten Ausführungsform der Patrone gemäß der Erfindung im selben Betriebszustand wie die 1 bzw. 2 darstellen,
Beste Art zur Ausführung der Erfindung
In den 1 bis 8 ist eine Filterpatrone allgemein mit 1 angegeben von dem Typ, der normalerweise in krugartigen Behältern verwendet wird, in denen die Patrone entfernbar im Kanal zwischen einem oberen Abteil des Kruges gelegen ist, in dem das zu filternde Wasser eingelassen wird, und einem unteren Abteil, in dem das gefilterte Wasser gesammelt wird. Ein Beispiel dieser Krüge ist in WO 96/13318 beschrieben.
In der Patrone 1 sind ein unterer becherartiger Teil 2 und ein oberer Teil 3, der ein kegelstumpfförmigen Deckel dazu bildet, gezeigt. Diese Teile sind im Bereich eines Zwischenflansches 4 zusammengefügt.
Der obere Teil 3 weist im oberen Bereich 6 seiner kegelstumpfförmigen Schale 7 eine Vielzahl von Schlitzen 8 auf, die zusammen einen ersten Kanal für den Einlass von zu filterndem Wasser in die Patrone 1 bilden.
Der untere Teil 2 enthält ein Filtermittel 9 bekannter Zusammensetzung, zum Beispiel ein Aktivkohlebett, und in seiner Basis 10 weist er eine Vielzahl von Löchern 11 auf, die zusammen einen zweiten Kanal bilden, durch den das gereinigte Fluid aus der Patrone zum unteren Abteil des Kruges strömen kann. Eine permeable Membran 13 ist zwischen das Filtermittel 9 und die Basis 10 eingesetzt.
Mit speziellem Bezug zu einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Absperrorgan vorgesehen zum Blockieren des zweiten Kanals, der durch die Löcher 11 gebildet ist, nachdem die Filterkapazität des Filtermittels 9 erschöpft ist, die in Abhängigkeit von der Anzahl der Liter behandelten Wassers bestimmt wird, wobei das Absperrorgan aus einer undurchlässigen Scheibe 14 gebildet ist, die an der Seite der durchlässigen Membran 13 auf der Seite befestigt ist, die der Basis 10 zugewandet ist und die über die Löcher 11 angeordnet werden kann, um ihre Durchgangsöffnungen abzusperren, wenn sie auf der Basis 10 anliegt. Die Membran 13 wird durch einen ringförmigen Abstandshalter 15 von der Basis 10 fern gehalten, der zwischen die Basis 10 und die Membran 13 eingesetzt ist, so dass die Öffnungen der Löcher 11 normalerweise offen sind. Der Abstandshalter 15 bildet Mittel zum Halten des Absperrorgans 14 in einer Position, in der die entsprechenden Öffnungen nicht abgesperrt sind, und ist aus einem bekannten synthetischen Material gebildet (das zur Herstellung der Kapseln einiger medizinischer Präparate oder für sogenannte langsam freisetzende Arzneistoffe verwendet wird), das für Trinkzwecke inert ist und für Menschen nicht gefährlich ist, und das sich langsam in Kontakt mit dem zu filternden Fluidstrom (Wasser) auflösen kann. Das Mittel zum Halten des Absperrorgans kann auf diese Weise als Folge der Einwirkungsdauer des Wasserstroms eine Zustandsveränderung erfahren, um das Absperrorgan freizugeben, so dass es den zweiten Kanal absperrt, wie es in 2 gezeigt ist, nachdem ein bestimmter Fluidstrom durch das Filtermittel 9 stattgefunden hat und der Abstandshalter 15 folglich teilweise aufgelöst wurde.
Die 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, in der der abzusperrende Kanal 20 einen konischen Sitz 21 für ein kugelförmiges Absperrorgan 22 besitzt, das durch einen Abstandshalter 23, der zwischen das Absperrorgan und die Basis 10 eingesetzt ist, in einer Position gehalten ist, in der es den Kanal nicht absperrt. Der Ab standshalter 23 ist in diesem Fall durch einen kleinen Zylinder aus dem selben Material gebildet, aus dem der Abstandshalter 15 hergestellt ist.
In der Ausführungsform der 5 und 6 ist der abzusperrende Kanal 30 in einen Flansch 31 ausgebildet, der zwischen einer ersten Membran 32 gelegen ist, die über dem Filtermittel angeordnet ist und einer zweiten Membran 33, die im oberen Teil 3 der Patrone gelegen ist und als Anschlag für eine Feder 34 dient. Diese Feder 34 ist zwischen der zweiten Membran 33 und einem plattenartigen Absperrorgan 35 komprimiert, das wenn es auf dem Flansch 31 angeordnet ist, den Kanal 30 verschließen kann. Der Kanal ist normalerweise durch einen Abstandshalter 36 offen gehalten, der zwischen das Absperrorgan 35 und die erste Membran 32 eingesetzt ist; dieser Abstandshalter ist aus einem Material hergestellt, das ähnlich ist wie das der vorhergehenden Ausführungsformen. Als Folge des Auflösens des Abstandshalters 36 wird das Absperrorgan durch die Feder 34 in Verschluss über den Kanal 30 gedrückt (6).
In einer vierten Ausführungsform der Erfindung (7) ist der zu verschließende Kanal durch eine Kammer 40 gebildet, die zwischen der Basis 10 und einer permeablen Membran 41 definiert ist, die an der Innenseite des unteren Teils 2 der Patrone befestigt ist.
Das Absperrorgan für diesen Kanal ist aus einem Material gebildet, das sich stark ausdehnt, wenn es mit dem zu filternden Fluid in Kontakt kommt, zum Beispiel ein Polymerharz, an das sich Stärkemoleküle anhängen. Dieses Material ist komprimiert, so dass es das Zentrum 42 einer Kapsel 43 gebildet, deren Außenschale 44 durch eine undurchlässige Beschichtung gebildet ist, die aus dem selben Material hergestellt ist, das in Wasser langsam löslich ist, wie die Abstandshalter der vorhergehenden Ausführungsformen.
Wie in 8 gezeigt ist dehnt sich, sobald die Kapsel 43 dem Strom von gefiltertem Wasser über eine ausreichende Dauer ausgesetzt war, dass die Schale 4 sich mindestens teilweise aufgelöst hat, das Zentrum 42 stark aus, so dass auf diese Weise der entsprechende Kanal abgesperrt wird.

Claims

Filterpatrone umfassend einen Behälter für ein Filtermaterial, einen im Behälter definierten Kanal für das Fluid, Absperrmittel zum Absperren des Kanals, wobei die Absperrmittel mindestens ein Absperrorgan (14, 22, 35, 43) aufweisen, das über einer entsprechenden Öffnung (11) des Kanals angeordnet ist und Mittel (15, 23, 36) zum Halten des Absperrorgans (14, 22, 35, 43) in einer solchen Position, dass die Öffnung nicht abgesperrt ist, wobei die Haltemittel dem Strom des Fluids durch den Kanal ausgesetzt sind und derart ausgewählt sind, dass sie nachfolgend auf den Zeitraum der Exposition im Fluidstrom eine Zustandsänderung erfahren, um das Absperrorgan (14, 22, 35) freizugeben, so dass es den Kanal absperrt, nachdem ein bestimmter Fluidstrom durch den Kanal stattgefunden hat, und welche Patrone derart ist, dass sie ersetzbar in einen Strömungsdurchtritt zwischen zwei Abteilen eines Kruges oder einer Karaffe eingesetzt werden kann.
Filterpatrone nach Anspruch 1, bei der die Haltemittel (15, 23, 36) mindestens teilweise im Fluid löslich sind.
Filterpatrone nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Haltemittel einen Abstandhalter (15, 23, 36) aufweisen, der zwischen das Absperrorgan (14, 22, 35) und die abzusperrende Öffnung eingesetzt ist, wobei der Abstandhalter aus einem Material hergestellt ist, der sich in dem Fluid langsam auflöst.
Filterpatrone nach Anspruch 1, bei der der Kanal eine Kammer (40) aufweist, die zwischen zwei durchlässigen Wänden definiert ist, und die Absperrmittel mindestens eine in der Kammer angeordnete Kapsel (43) aufweisen, wobei das Zentrum (42) der Kapsel sich bei Kontakt mit dem Fluidstrom großenteils ausdehnt, und die das Zentrum umgebende Hülle (44) für das Fluid undurchlässig ist und bei Kontakt damit langsamer Auflösung unterworfen ist.
Filterpatrone nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Absperrorgan (35) über dem Kanal nachgiebig in Verschluss gedrückt ist.