EP4117801A1 - Filterkopf sowie erweiterungsset für einen filterkopf - Google Patents

Filterkopf sowie erweiterungsset für einen filterkopf

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EP4117801A1
EP4117801A1 EP21705906.2A EP21705906A EP4117801A1 EP 4117801 A1 EP4117801 A1 EP 4117801A1 EP 21705906 A EP21705906 A EP 21705906A EP 4117801 A1 EP4117801 A1 EP 4117801A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter head
filter
candle
housing
flow meter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21705906.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Pierre BALIDAS
Andrea Pavan
Michael Hofbauer
Jürgen JOHANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BWT Holding GmbH
Original Assignee
BWT Holding GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by BWT Holding GmbH filed Critical BWT Holding GmbH
Publication of EP4117801A1 publication Critical patent/EP4117801A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B01D29/603—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor integrally combined with devices for controlling the filtration by flow measuring
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    • C02F2209/055—Hardness
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2307/00—Location of water treatment or water treatment device
    • C02F2307/10—Location of water treatment or water treatment device as part of a potable water dispenser, e.g. for use in homes or offices

Definitions

  • the invention relates to a filter head for a filter candle for water treatment.
  • the invention also relates to an extension set for a filter head.
  • a filter head in which a filter candle can be used.
  • the filter head is installed inline in an existing on-site, i.e. pressurized, water pipe.
  • a filter candle is inserted into this filter head, which is used with a medium for water treatment, which e.g. contains an ion exchange material and substances for the removal of pollutants and bacteria, such as activated carbon.
  • a medium for water treatment which e.g. contains an ion exchange material and substances for the removal of pollutants and bacteria, such as activated carbon.
  • Such a filter head is known, for example, from the laid-open specification DE 102017 129 559 A1 (BWT AG).
  • the filter candle must be replaced regularly, since the filter medium, in particular the ion exchange material, is used up.
  • Such an exchange can be carried out on a time basis, but it does not take into account the amount of water that has already been treated with the system.
  • the filter head and / or the filter candle comprises an adjustable bypass, via which a partial flow can be branched off that was not passed through the water treatment medium and which is then mixed with the water passed through the water treatment medium.
  • the bypass is set based on the hardness of the inlet water.
  • hardness components such as calcium are replaced by other ions, such as hydrogen, via an ion exchange material, which can in particular be designed as a weakly acidic ion exchange resin.
  • the invention is based on the object of at least reducing the stated disadvantages of the prior art.
  • the object of the invention is already achieved by a filter head, a system with a filter head and an extension set for a filter head according to one of the independent claims.
  • the invention relates to a filter head with a housing with an inlet and at least one outlet for connection to an on-site water line.
  • the filter head is designed to be installed inline in a pressurized water installation system.
  • the filter head has an inlet and an outlet through which it can be installed pressure-tight in the water installation.
  • a filter candle with a filter candle inlet and at least one filter candle outlet can be inserted into the filter head.
  • Such a filter candle can, for example, have a thread via which the filter candle is connected to the filter head.
  • the filter candle inlet and the filter candle outlet can be designed, for example, as coaxial channels, in particular as a central channel which is surrounded by at least one annular channel.
  • the inlet water can be directed into the filter cartridge starting from the filter head. There it passes through at least one medium for water treatment, e.g. B. an ion exchange material, and flows back through the filter candle outlet into the filter head, in order then to be passed on to the extraction point via the outlet.
  • at least one medium for water treatment e.g. B. an ion exchange material
  • the filter candle can also comprise a membrane for reverse osmosis.
  • the filter head can have a further outlet for discharging the water on the concentrate side.
  • the filter head further comprises means for setting a desired degree of water hardness by setting a blending amount.
  • the filter head thus comprises at least one device in order to set the partial flow ratio of a bypass in relation to a partial flow which is passed completely through the water treatment medium.
  • the filter head can be designed in such a way that only part of the water to be treated is passed through the filter candle, while the bypass flow is not passed through the filter candle and is thus not softened.
  • This bypass water can be blended within the head with the water passed through the filter candle.
  • the blending takes place within the filter candle.
  • the filter head has an adjusting element which engages in the filter candle and changes a partial flow ratio within the filter candle via a drive.
  • bypass flow also passes a section of the filter candle and can, for example, at least be passed through a material that removes harmful substances, such as activated carbon.
  • the filter head further comprises a flow meter.
  • the volume flow passing through the filter head can be measured using the flow meter.
  • the filter head can comprise at least one conductivity measuring device.
  • the conductivity of the inlet and / or outlet water can be determined via the conductivity measuring device.
  • the conductivity can be used to infer the degree of hardness of the water.
  • the conductivity is primarily used to determine the concentration of total ions, but the water hardness can still be determined with a good approximation using the conductivity, as this depends primarily on the concentration of the dissolved calcium and magnesium ions.
  • the conductivity measuring device is designed in particular as a conductivity measuring cell which comprises at least two electrodes spaced apart from one another.
  • the electrical resistance of the water can be determined via the electrodes, which in turn allows conclusions to be drawn about the water hardness.
  • the conductivity measuring device comprises a temperature sensor.
  • the conductivity of the inlet and / or outlet water can be determined more precisely via the temperature sensor.
  • the filter head can furthermore comprise an interface for data transmission to an external unit.
  • the filter head can furthermore comprise an integrated computing unit.
  • the signals from the flow meter and, if necessary, from the conductivity measuring device can be evaluated via the integrated processing unit.
  • the integrated computing unit can calculate the current flow rate, the treated water volume since the filter cartridge was replaced, the degree of hardness of the input and / or output water.
  • the filter head comprises a display on which values calculated by the computing unit can be shown.
  • the display can in particular be arranged on a side wall of the housing of the filter head.
  • the filter head itself has a display, it is not necessary to connect it to an external unit in order to read the values on the display.
  • the filter head preferably has an integrated power supply for the computing unit and the display. This means that there is no need for an electrical connection to the filter head.
  • a battery that can be inserted into the housing or a rechargeable battery, for example, can serve as the energy supply.
  • the interface for data transmission can be used to program the filter head via an external unit, for example to set the desired degree of hardness of the starting water.
  • the measured values obtained can be forwarded to an external unit by cable or wirelessly.
  • the filter head according to the invention can communicate bidirectionally with a mobile device via a wireless interface, in particular WiFi and / or Bluetooth.
  • a program can be installed on the mobile device. This can, for example, display information on the degree of hardness of the inlet and / or outlet water, the current flow rate, the total amount of treated water within a specified and / or adjustable period of time, etc.
  • a necessary replacement of the filter candle can also be displayed on the mobile device.
  • the service life of the filter candle is preferably calculated on the basis of the amount of water which has flowed through the water treatment medium and / or through the filter head in total since the last replacement.
  • the degree of softening in particular based on the electrical conductivity of the inlet and outlet water, can also be included in the calculation.
  • the partial flow ratio of the water passed through the bypass and through the water treatment medium can be included in the calculation. In this way, in particular, conclusions can be drawn about the amount of water passed through the water treatment medium. Due to the conductivity measurement, it is possible to measure the capacitance e.g. B. to better exploit an ion exchange material.
  • the filter head can successively reduce the amount of blending as the ion exchange material is exhausted, which can considerably extend the service life of a filter candle.
  • the flow meter, display and / or the interface for data transmission to the external unit and the integrated computing unit are preferably integrated in the housing of the filter head.
  • a conductivity measuring cell is arranged in each case in the inlet and in the outlet of the filter head.
  • the at least one conductivity measuring cell can be arranged in a connection piece connected to the housing of the filter head.
  • it can be a removable connection piece, via which the filter head can be adapted to different pipe diameters and / or different installation situations.
  • the integration of the at least one conductivity measuring cell enables a compact design, since the channel forming the input and output can be used as a measuring cell, in particular in which the two measuring electrodes are opposite one another. Furthermore, the measuring cells, which are sensitive to deposits such as lime crusts, can be easily removed together with the connector and cleaned or replaced.
  • the measuring cell can comprise an electrical connection which is connected to the integrated processing unit via a cable connection.
  • the means for setting a desired degree of softening comprise an actuator connected to the computing unit.
  • the bypass ratio can be set automatically via the actuator. Automatic readjustment is possible, for example to compensate for the decreasing softening effect of an ion exchange material during the service life of the filter cartridge.
  • the actuator can also be regulated as a function of the flow rate.
  • the bypass volume can be increased as the volume flow decreases. So will compensates for the longer residence time of the water to be treated in the ion exchange bed in this state.
  • Measurement curves can also be stored on the computing unit.
  • the computing unit can in particular take into account the amount of water present in the filter candle, so that the bypass amount is initially increased when an extraction point is opened. This compensates for the fact that the water standing in the filter cartridge is much more softened than the initial water in continuous operation due to its long residence time.
  • the actuating drive can be designed, for example, as a motor-operated threaded spindle, via which an actuating element is moved to regulate the blending ratio.
  • the at least one conductivity measuring cell, the interface for data transmission to an external unit and / or the integrated computing unit is arranged in an expansion module that can be coupled to the basic housing. According to this embodiment of the invention, it is possible, in a simple manner, to retrofit a filter head that does not have the functionality of transmitting data to external units and / or that of measuring the softening effect.
  • the connectable expansion module can in particular be designed as a housing extension which can be connected to a main housing.
  • a programming point for the computing unit can also be present on the filter head itself. There, for example, the replacement of a filter candle and / or a desired degree of hardness of the source water can be programmed.
  • the filter head comprises means for recognizing a filter candle.
  • the filter head can comprise an RFID reading device.
  • the filter candle can thus be identified. In particular, it can be recorded automatically in this way whether a filter candle has been replaced and, if applicable, what kind of filter candle it is. For example, the system can automatically adapt to filter cartridges with different filter beds. So there can be filter candles that z. B. due to a different loading of the ion exchange material and / or due to a different amount of ion exchange material have a different capacity than another filter candle.
  • the ion exchange material can, for example, be partially loaded with magnesium in order to release magnesium into the water to be treated.
  • Such a filter candle has a somewhat lower capacity than a filter candle which only comprises ion exchange material loaded with hydrogen.
  • the invention relates to a filter head, in particular a filter head with one or more features described above.
  • the filter head comprises a housing with an inlet and at least one outlet for connection to an on-site water line, wherein a filter candle with a filter candle inlet and at least one filter candle outlet can be inserted into the filter head.
  • the filter head also has means for setting a desired degree of softening by setting a blending ratio in accordance with the definition mentioned above. These can in particular be configured as described above.
  • the filter head comprises at least one connection piece with an integrated conductivity measuring cell.
  • the at least one connection piece can in particular be removed from the filter head.
  • At least one conductivity measuring cell in the inlet and / or outlet enables a compact design, since, as stated above, an inlet or outlet channel can be optimally used as a measuring cell with electrodes facing one another.
  • a removable input or output in particular a connection piece for connection to an on-site line, can on the one hand enable a filter head to be retrofitted with a conductivity measuring cell.
  • the conductivity cell can be replaced or cleaned more easily.
  • the invention relates to a filter head, in particular a filter head with one or more features described above.
  • the filter head comprises a housing with an inlet and at least one outlet for connection to an on-site water line, wherein a filter candle with a filter candle inlet and at least one filter candle outlet can be inserted into the filter head.
  • the filter head further comprises means for setting a desired degree of water hardness by setting a blending ratio.
  • a flow meter is integrated in the housing of the filter head.
  • the flow meter can in particular comprise a housing with an inlet and an outlet, which is arranged in an extension of the main housing and which is between an outlet of a filter candle and the outlet for connection to the on-site water pipe or which is between the inlet for connection to the on-site water pipe and is connected to an input of a filter candle.
  • the flow rate is measured in front of or behind the filter candle inside the housing of the filter head.
  • the flow meter can in particular be arranged approximately at the level of the inlet and outlet of the filter candle.
  • a main housing of the filter head comprises connections for the housing of the flow meter.
  • the flow meter can for example be arranged in a housing extension.
  • the flow meter can also be part of an expansion module.
  • a filter head can thus be provided in which the connections for the flow meter are connected to one another by a line, in particular by a U-shaped line piece.
  • this line section can be exchanged for the flow meter.
  • the flow meter and an integrated computing unit and optionally an interface for data transmission can be present in a couplable housing extension.
  • the integrated computing unit can in turn be electrically connected to a conductivity measuring cell, which can be provided in particular as an exchangeable connection piece as part of an expansion set.
  • the flow meter can in particular be designed as a turbine meter, in particular as a radial meter.
  • the axis of the turbine wheel is formed parallel to the direction of insertion of a filter candle.
  • the turbine wheel is thus arranged vertically in the intended installation position and can thus be integrated particularly easily in a compact housing.
  • Such turbine water meters allow precise measurement over a wide measuring range.
  • a turbine wheel meter of this type is known, for example, from the patent application WO 2019/202134 A1 (BWT AG).
  • a measurement signal can be generated via such a turbine wheel meter, for example via an inductive sensor.
  • the flow meter is designed as a closed module that can be connected to channels of the filter head.
  • the module can be plugged onto the channels.
  • the module can have two connections arranged in parallel and can thus be plugged into the filter head, in particular from the side.
  • the flow meter is inserted into an inlet or outlet of the filter head.
  • the flow meter can in particular comprise an impeller, for example an impeller, which is mounted in a housing, the housing being inserted into the inlet or outlet of the filter head.
  • the impeller is therefore plugged into a connection on the filter head together with the housing. This enables easy assembly. Furthermore, the space that is already present, which is present in a connection designed as a pipe section, can be used to accommodate the impeller.
  • a connection can be arranged on the inlet or outlet, at which the speed of the impeller and / or the flow rate can be tapped. This connection is on the outside.
  • the transmission of the speed of the impeller to the connection is preferably carried out ferromagnetically.
  • a magnet can be arranged in the impeller which, when the impeller rotates, sweeps past a corresponding sensor surface of the connection.
  • An opening in the line section of the connection or an electrical leadthrough through the connection can thus be dispensed with.
  • connection does not include a computing unit, but only enables the rotational speed signal to be tapped.
  • connection can also include electronics with a computing unit, via which the flow rate is calculated and can thus be read out at the connection.
  • the invention further relates to a system for water treatment which comprises at least one filter head, as described above, and a filter candle inserted into the filter head.
  • the filter candle comprises at least one water treatment medium.
  • the invention further relates to an expansion set for a filter head, in particular for a filter head with one or more of the features described above.
  • the extension set comprises a connection piece that can be connected to an input and / or output of the filter head, the connection piece comprising an integrated conductivity measuring cell.
  • the expansion set can also include a computing unit and an interface for data transmission to an external unit.
  • Such an electronic module can in particular be arranged in a removable housing extension.
  • a flow meter in particular a flow meter described above, can also be part of such an extension set.
  • Fig. 1 and Fig. 2 are perspective views of a filter head according to the invention.
  • Fig. 3 is a perspective view of a filter candle.
  • Figure 4 is another perspective view of the filter head.
  • Fig. 5 is a perspective view of a connector.
  • Fig. 6 shows a quick coupling piece with which the connecting piece can be attached.
  • Figure 7 is a radial sectional view of the connector.
  • FIG. 8 is a perspective detailed view of the filter head, with the housing of the housing extension being removed.
  • Fig. 9 is a further perspective detail view.
  • Fig. 10 is a radial sectional view of the housing of the flow meter.
  • FIG 11 is a view of the filter head in the area of the housing extension, the flow meter being removed so that the circuit board can be seen in its entirety.
  • Figures 12 and 13 are cross-sectional views of the filter head.
  • Figure 14 is an axial sectional view of the filter head.
  • 15 and 16 schematically show exemplary embodiments of a filter head which can be coupled to an external unit.
  • FIGS. 17 to 22 show a further embodiment of a filter head in which a flow meter is integrated in a connection of the filter head.
  • Fig. 17 is a perspective view.
  • Fig. 18 is a cross-sectional view.
  • Fig. 19 is a longitudinal section.
  • FIG. 20 is a detailed illustration of the area A of FIG. 19.
  • Fig. 21 is a longitudinal section and
  • Fig. 22 is a cross section of the connector of the filter head.
  • 23 shows an embodiment in which the filter candle is designed as a reverse osmosis system.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an exemplary embodiment of a filter head 1 according to the invention.
  • the filter head 1 can be inserted inline in an on-site water pipe and comprises an inlet 2 and an outlet 3 for this purpose.
  • Input 2 and output 3 are designed as removable connection pieces 200a, 200b.
  • connection pieces 200a, 200b are angular, the connections being able to be attached in different angular positions with respect to the housing 100 of the filter head 1 in order to adapt to different installation situations.
  • the housing 100 of the filter head can in this embodiment via the coupling
  • 103 can be connected to a wall-side support (not shown).
  • connection pieces 200a, 200b can be removed by twisting off a quick coupling piece
  • the housing 100 of the filter head 1 is provided at the front with a display 101 and a control panel 102.
  • the current flow rate, the processed volume since the last replacement of the filter candle or the degree of hardness of the starting water can be read off.
  • the various values can be displayed via the control panel 102, for example by pressing it several times.
  • the control panel 102 can furthermore comprise a reset button, via which, for example, a counter for the service life of the filter candle is reset after the filter candle has been replaced.
  • the filter head 1 comprises an actuating element 105 protruding upwards, via which the blending ratio is set manually in order to adapt the desired softening to the degree of hardness of the input water.
  • the blending ratio is automated, for example set via a motor-operated threaded spindle.
  • a correspondingly designed display for the blending ratio 105 can be present.
  • the display 105 may include a window 123 through which the setting of the Blending ratio can be read off in that there is a corresponding scale behind the window 123 (see also FIG. 4).
  • the filter head 1 further comprises the actuating element 106 for a flushing valve.
  • the actuation of the flushing valve is primarily used to flood a newly installed filter candle and then flush the filter candle through, whereby suspended matter is diverted and the exchange reactions in the ion exchange material can be incorporated.
  • FIG. 2 is a perspective view of the underside of the filter head 1.
  • the filter head comprises a main housing 101 a, which is coupled to a housing extension 110.
  • the housing extension 110 is preferably designed as a housing part that can be detached from the main housing 100a.
  • the housing extension 110 comprises a cable bushing 111, via which, for example, an external unit, such as a display or programming device, can be coupled to a computing unit integrated in the housing extension 110 and / or via the electrical and electronic components of the filter head 1 with electrical power can be supplied.
  • an external unit such as a display or programming device
  • the filter head 1 comprises an internal thread 112 into which the filter candle (see FIG. 3) is screwed.
  • the filter head comprises a central outlet 107 to the filter candle.
  • the outlet 107 to the filter candle is designed as a sleeve with at least one passage.
  • annular channel 108 is provided as the inlet 108 for water coming from the filter candle, which extends around the outlet to the filter candle 107.
  • An actuator 109 for a shut-off valve of the inlet protrudes into this annular channel 108.
  • the actuator 109 is only pushed back when the filter candle is already connected to the filter head 1 in a sealing manner.
  • the water supply is automatically closed when the filter candle is removed and opened again when the filter candle is inserted.
  • FIG. 3 shows a suitable filter candle 40 in a perspective view.
  • the filter candle 40 comprises a head piece with an external thread.
  • a central tube forms the inlet 41 of the filter candle, around which an annular channel 42 extends as an outlet.
  • Water can be introduced into the filter candle 40 via the central downpipe of the inlet 41, which then flows through the filter medium and exits again at the outlet 42.
  • This central tube can comprise at least one opening (not shown).
  • the blending ratio can be set via the sleeve of the outlet (107 in FIG. 1) reaching into this pipe in the connected state.
  • FIG. 4 shows the rear side of the filter head 1 in a perspective view.
  • the housing extension 110 can be part of an expansion set to supplement the filter head 1 with the additional functionality according to the invention or can be removed in order to retrofit components of an expansion set, in particular a flow meter and / or a computing unit.
  • connection pieces 200a, 200b can also be part of an expansion set.
  • connection pieces 200a, 200b each include an electrical connection 201.
  • the electrical connection 201 is designed as a plug connection.
  • Electronics arranged in the housing extension 110 can be connected to the electrical connection 201 via a cable connection (not shown).
  • connection piece 200b of the outlet shows a perspective view of a connection piece, specifically the connection piece 200b of the outlet.
  • connection piece 200b of the outlet of the filter head comprises a backflow preventer 204. Due to the backflow preventer 204, no water escapes when the filter candle is removed, because the line on the outlet side runs empty.
  • connection piece 200b comprises a collar 206 in which, in the connected state, the quick-release coupling 104 shown in FIG. 6 engages, via which the connection piece 200b can be removed and connected in a simple manner.
  • the connection piece 200b comprises an integrated conductivity measuring cell 205, which comprises the electrical connection 201.
  • connection piece 200b is also designed as an angle piece 202.
  • a straight connection piece is also possible in the context of the invention.
  • connection 203 for an on-site line can be designed as a thread, for example.
  • 7 is a cross-sectional view of the connection piece in the area of the conductivity measuring cell 205.
  • the conductivity measuring cell 205 comprises two electrodes 207a, 207b lying opposite one another, which protrude into the channel 208 which is formed by the connection piece.
  • the conductivity measuring cell 205 also includes a temperature sensor (not shown).
  • FIG. 8 shows a perspective detailed view of the rear side of the filter head, with the housing extension (110 in FIG. 4) being removed.
  • a flow meter 300 which comprises the housing 301, is integrated in the housing extension.
  • a computing unit 400 which comprises a circuit board 401, is located below the flow meter.
  • the circuit board 401 comprises a connection 403, for example for the conductivity measuring cells.
  • the circuit board 401 comprises a battery 402, which can in particular be designed as a button cell.
  • the battery 402 can be used to supply power to the computing unit 400.
  • FIG. 9 is a further perspective view of the area of the flow meter with an upper housing part of the flow meter removed.
  • the flow meter has an input 302 and an output 303. Water flows through the flow meter via input 302 and output 303.
  • a filter head can be provided without a flow meter, which can easily be expanded to include the flow meter by replacing the line piece with the flow meter.
  • the flow meter is designed as a closed module, which can be plugged with its input 302 and output 302 onto the connections (channels 114 and 115) of the filter head.
  • the circuit board has a further electrical connection 404, which is used, for example, to connect the display (101 in FIG. 1).
  • connection line for the display (not shown) can be routed through the housing of the filter head, in particular along the housing side wall.
  • the flow meter 300 comprises a turbine wheel 304 which is arranged as a radial turbine and sits flat in the housing 301.
  • Such a flow meter 300 is compact, provides an exact measurement result and causes only a relatively small flow loss.
  • the turbine wheel 304 can comprise at least one magnet or a ferromagnetic insert (not shown) for generating a measurement signal.
  • the speed of the turbine wheel 304 and thus the flow rate can thus be measured via an inductive sensor.
  • a calibration curve relating to this can be stored in the computing unit.
  • FIG 11 shows the circuit board 401 arranged in the housing extension of the filter head, the flow meter now being removed.
  • the circuit board 401 itself can comprise sensor surfaces 405a, 405b.
  • the sensor surfaces 405a, 405b can, for example, be part of an integrated inductive sensor and thus directly detect the speed of the turbine wheel of the flow meter.
  • Fig. 12 is a cross section of the filter head 1 in the area of the connections (2, 3), this view being shown from below.
  • the central outlet 107 to the filter candle can be seen, around which the inlet, designed as an annular channel 108, extends for water flowing from the filter candle.
  • the actuator 109 for the inlet valve 113 via which the inlet 2 is closed when the filter candle is removed, protrudes into this annular channel 108.
  • the water flowing out of the filter candle flows through the outwardly extending channel 114 into the flow meter 300 and sets the turbine wheel 304 in motion as a function of the flow rate.
  • the axis of the turbine wheel 304 is aligned parallel to the direction of insertion of the filter candle, therefore parallel to the outlet 107 and the inlet 108.
  • the housing which lies flat in this way, facilitates a compact design.
  • the water also flows from the flow meter 300 at approximately the same level via the channel 115 to the outlet 3.
  • the backflow preventer 204 can be seen, which keeps the outlet 3 closed when the filter candle is removed so that no water flows back.
  • FIG. 13 is a further cross section of the filter candle 1, a view now being shown from above.
  • the housing 301 of the flow meter is thus sealingly connected to the channels of the filter head by means of the seals 121 and 122.
  • the housing 301 is placed directly on the circuit board 401.
  • Figure 14 is an axial sectional view of the filter head.
  • the outlet 107 to the filter candle comprises a sleeve 117 with at least one passage 119.
  • the sleeve 117 comprises a seal 118 and, in the connected state, engages in the central tube of the filter candle.
  • the sleeve 117 can be axially displaced via the threaded spindle 116 which can be driven by means of a servomotor (not visible in this view) and which is connected to the display 105 for the bypass.
  • a different number of holes are opened or closed in the downpipe of the filter candle, depending on the axial position of the sleeve 117, or the cross-section of an elongated hole is opened more or less to the side. In this way, the blending ratio can be set.
  • the hose connection 120 can also be seen, to which a hose can be connected in order to drain off outlet water which emerges when the flushing valve is actuated.
  • FIG. 15 schematically shows a filter head 1 which, in this embodiment, does not have its own display device.
  • the filter head 1 can otherwise be designed as the embodiment described above.
  • the filter head 1 has a wireless communication device, for example Bluetooth or Wlan, and can thus set up a data connection with a mobile device 5.
  • a program running on the mobile device 5 can be used to call up data such as degree of hardness, amount of water, etc.
  • the predicted remaining service life of the filter candle can also be displayed.
  • FIG 16 shows an embodiment in which the filter head 1 is connected to an external unit 60 via a cable.
  • the external unit can comprise a display 61 and / or a control panel 62.
  • the cable 63 can, for example, be connected to the processing unit via the cable bushing (111) shown in FIG. 2.
  • display 61 and control panel 62 can correspond to that of the embodiment shown in FIG. 1 with a display on the filter head.
  • connection via the cable 63 has the advantage that the external unit 60 can be attached at a different location.
  • the filter head can be located under the table, for example in the catering industry, whereas the external unit 60 is mounted easily accessible above the table, for example on a wall.
  • FIG. 17 shows a perspective view of a further exemplary embodiment of a filter head 1 in a perspective view.
  • the filter head 1 is, like the filter heads shown above, designed for the insertion of a filter candle and is connected to an existing water pipe on site.
  • the filter head 1 comprises an input 2 and an output 3.
  • input 2 and output 3 are arranged next to one another and run parallel to one another.
  • the filter head 1 is therefore connected from one side. Another embodiment is also conceivable.
  • the filter head 1 comprises an actuating member 105 which is designed to be rotatable in order to set a bypass.
  • the actuating member 105 can only be rotated while the locking member 124 is pressed at the same time.
  • a flow meter is integrated in a connection, in this exemplary embodiment in the outlet 3.
  • connection piece with a conductivity measuring cell to the input 2 and / or output 3, for example a connection piece as shown in FIGS. 4 and 5 (200a, 200b).
  • connection pieces 18 are a cross section of the filter head 1, which runs centrally through the connection pieces, that is to say through inlet 2 and outlet 3.
  • a backflow preventer 127 can be located upstream of the shut-off valve 126. On the outlet side, there is initially a further backflow preventer 128 behind the filter candle in the direction of flow.
  • the outflowing water flows within the pipe section of the outlet 3 via the flow meter 500, the configuration of which is described in more detail below.
  • the integration of the flow meter 500 in a connection piece enables a particularly compact design.
  • 19 is a longitudinal section of the filter head 1, which runs centrally through the outlet 3. It can be seen that the flow meter 500 is seated within the connection designed as a tube.
  • FIG. 20 is a detailed illustration of the area A from FIG. 19.
  • the flow meter 500 comprises an impeller 503 which is mounted in a housing 501 pushed into the pipe section of the outlet 3.
  • the flow meter 500 can be installed particularly easily.
  • the housing 501 can, for example, be locked in the pipe section and / or clamped in by means of a seal 505.
  • the housing 501 comprises a channel 502 which, seen in cross section, tapers to one side of the outlet 3, so that the impeller 503 is flown against from one side.
  • a magnet (not shown) can be integrated into the impeller 503. The speed of the impeller 503 can thus be read out contactlessly from the outside via the connection 125.
  • FIG. 21 is a longitudinally sectioned detailed view of the outlet 3. It can be seen that in the housing 501 the impeller 503 is mounted on the edge side perpendicular to the direction of flow by means of the bearings 504.
  • connection 3 is a cross-sectional detailed view of the connection 3 on the flow side immediately after the impeller 503.
  • the bearings 504 are designed as shafts which are mounted in corresponding round holes in the housing 501.
  • the impeller 503 can be mounted, for example, by first clipping it into the housing 501 and then pushing it into the connection 3 together with the housing.
  • the filter head shown in FIGS. 17 to 22 is designed in particular for communication with an external unit.
  • FIG. 23 is a perspective view of a filter head 1 which is designed for a filter candle which contains a membrane for reverse osmosis (not shown).
  • the then concentrated input water has to be drained off on one side of the concentrate.
  • the water on the concentrate side is discharged via the further outlet 4.
  • the further output 4 is executed centrally in the actuator 125.
  • the filter head corresponds to the exemplary embodiment explained with reference to the drawings in FIGS. 17 to 22.
  • An electrical connection 125 via which the signal from a flow meter can be tapped, is arranged at the output 3.
  • the configuration of the flow meter together with the connection 125 corresponds to the illustration according to FIGS. 20 to 22.
  • the invention made it possible to provide a filter head that is easy to use and adjustable, while at the same time ensuring a more uniform water hardness and a longer service life of the filter candle.

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Abstract

Die Offenbarung betrifft einen Filterkopf mit einem Gehäuse, mit einem Eingang und mindestens einem Ausgang zum Anschluss in eine bauseitige Wasserleitung. In den Filterkopf ist eine Filterkerze mit einem Filterkerzeneingang und mindestens einem Filterkerzenausgang einsetzbar, wobei der Filterkopf Mittel zum Einstellen eines gewünschten Enthärtungsgrades durch Einstellen eines Verschnittverhältnisses aufweist. Der Filterkopf umfasst einen Durchflussmesser und zumindest eine Leitfähigkeitsmesseinrichtung, insbesondere Leitfähigkeitsmesszelle und der Filterkopf weist eine Schnittstelle zur Datenübertragung an eine externe Einheit sowie eine integrierte Recheneinheit auf.

Description

Filterkopf sowie Erweiterungsset für einen Filterkopf
Beschreibung Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Filterkopf für eine Filterkerze zur Wasseraufbereitung. Weiter betrifft die Erfindung ein Erweiterungsset für einen Filterkopf.
Hintergrund der Erfindung
Zur Wasseraufbereitung, insbesondere in Haushalt und Gastronomie, sind in der Praxis Systeme verbreitet, die einen Filterkopf umfassen, in welchen eine Filterkerze einsetzbar ist. Der Filterkopf wird dabei inline in eine bauseitig vorhandene, also unter Druck stehende, Wasserleitung eingebaut.
In diesen Filterkopf wird eine Filterkerze, welche mit einem Medium zur Wasseraufbereitung, welches z.B. ein Ionenaustauschermaterial und Stoffe zur Entfernung von Schadstoffen und Bakterien, wie beispielsweise Aktivkohle, enthält, eingesetzt.
Ein derartiger Filterkopf ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 102017 129 559 Al (BWT AG) bekannt.
Es versteht sich, dass die Filterkerze regelmäßig auszutauschen ist, da sich das Filtermedium, insbesondere das Ionenaustauschermaterial, verbraucht. Ein derartiger Austausch kann zeitbasiert vorgenommen werden, wobei dabei aber nicht berücksichtigt wird, welche Wassermenge mit dem System bereits aufbereitet wurde.
Sinnvoll ist es daher, den Austausch basierend auf der aufbereiteten Wassermenge vorzunehmen. Diese kann beispielsweise über einen in die Leitung eingesetzten Durchflussmesser oder über ein angeschlossenes Gerät mit einem Durchlaufmesser, wie beispielsweise eine Maschine zur Heißgetränkezubereitung, bestimmt werden.
Zumindest bei einem Wasserzähler muss dann aber der Benutzer selbst daran denken, den Zählerstand regelmäßig zu kontrollieren.
Es ist von vorstehend genanntem System weiterhin bekannt, das Maß der Enthärtung entsprechend des Härtegrades des Eingangswassers und der gewünschten Enthärtung einzustellen.
Dies erfolgt bei vorstehend genanntem System dadurch, dass der Filterkopf und/oder die Filterkerze einen einstellbaren Bypass umfasst, über den ein Teilstrom abgezweigt werden kann, der nicht durch das Wasseraufbereitungsmedium geleitet wurde, und der sodann mit dem durch das Wasseraufbereitungsmedium geleiteten Wasser gemischt wird. In der Regel wird der Bypass bei Einbau des Filterkopfes basierend auf dem Härtegrad des Eingangswassers eingestellt.
Es versteht sich aber, dass sich aber der Härtegrad des Eingangswassers ändern kann. Weiter verbraucht sich, wie vorstehend ausgeführt, das Ionenaustauschermaterial.
Grundsätzlich werden über ein Ionenaustauschermaterial, welches insbesondere als schwach saures Ionenaustauscherharz ausgebildet sein kann, Härtebildner, wie Kalzium, gegen andere Ionen, wie beispielsweise Wasserstoff, ersetzt.
Es handelt sich dabei um Gleichgewichtsreaktionen, so dass ein derartiger Austausch unter anderem vom Anteil der Beladung des Ionenaustauschers mit den Austauschionen abhängt. Erstaunlicherweise kann erreicht werden, dass sich über einen langen Zeitraum der Austausch innerhalb eines gewünschten Fensters bewegt. Dennoch kommt es insbesondere gegen Ende der Lebensdauer der Filterkerze zu einem deutlichen Absinken der Enthärtungswirkung. Theoretisch könnte man, um die Lebensdauer der Filterkerze zu verlängern, den über den Bypass geleiteten Teilstrom sukzessive reduzieren, um die nachlassende Enthärtungswirkung zu kompensieren.
Dies ist aber wenig praktikabel und würde, um dies sinnvoll durchführen zu können, zudem ein ständiges Prüfen des Härtegrades des Ausgangswassers erforderlich machen. Problematisch ist weiterhin, dass die Enthärtungswirkung auch im hohen Maße von der Verweilzeit des aufzubereitenden Wassers in der Filterkartusche abhängt. Dies kann dazu führen, dass insbesondere, wenn kontinuierlich eine nur geringe Wassermenge entnommen wird und/oder wenn immer wieder nur über einen kurzen Zeitraum Wasser entnommen wird, die Enthärtung trotz des Bypasses unerwünscht hoch ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile des Standes der Technik zumindest zu reduzieren.
Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, einen Filterkopf bzw. ein System mit einem Filterkopf und einer Filterkerze bereitzustellen, welches komfortabel und einfach einzustellen ist und welches eine gleichmäßige Wasserhärte ermöglicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch einen Filterkopf, ein System mit einem Filterkopf sowie durch ein Erweiterungsset für einen Filterkopf nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind dem Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie den Zeichnungen zu entnehmen. Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen Filterkopf mit einem Gehäuse mit einem Eingang und mindestens einem Ausgang zum Anschluss in eine bauseitige Wasserleitung.
Der Filterkopf ist also ausgebildet, um inline in ein unter Druck stehendes Wasserinstallationssystem eingebaut zu werden. Hierzu umfasst der Filterkopf einen Eingang und einen Ausgang, über den er druckdicht in die Wasserinstallation eingebaut werden kann. In den Filterkopf ist eine Filterkerze mit einem Filterkerzeneingang und mindestens einem Filterkerzenausgang einsetzbar.
Eine derartige Filterkerze kann beispielsweise ein Gewinde aufweisen, über das die Filterkerze mit dem Filterkopf verbunden wird.
Filterkerzeneingang und Filterkerzenausgang können beispielsweise als koaxiale Kanäle ausgebildet sein, insbesondere als ein mittiger Kanal, welcher von mindestens einem Ringkanal umgeben ist.
So kann vom Filterkopf ausgehend das Eingangswasser in die Filterkerze geleitet werden. Dort durchläuft es zumindest ein Medium zur Wasseraufbereitung, z. B. ein Ionenaustauschermaterial, und fließt über den Filterkerzenausgang in den Filterkopf zurück, um sodann über den Ausgang weiter zur Entnahmestelle geleitet zu werden.
Anstelle eines Ionenaustauschermaterials kann die Filterkerze auch eine Membran zur Umkehrosmose umfassen. Für eine derartige Ausführungsform kann der Filterkopf einen weiteren Ausgang zur Abführung des Wassers der Konzentratseite umfassen.
Der Filterkopf umfasst des Weiteren Mittel zum Einstellen eines gewünschten Wasserhärtegrades durch Einstellen einer Verschnittmenge.
Der Filterkopf umfasst also zumindest eine Einrichtung, um das Teil Stromverhältnis eines Bypasses gegenüber einem Teilstrom, welcher vollständig durch das Wasserbehandlungsmedium geleitet wird, einzustellen.
So kann der Filterkopf insbesondere derart ausgebildet sein, dass nur ein Teil des aufzubereitenden Wassers durch die Filterkerze geleitet wird, während der Bypassstrom nicht durch die Filterkerze geleitet wird und so nicht enthärtet wird. Dieses Bypasswasser kann innerhalb des Kopfes mit dem durch die Filterkerze geleiteten Wasser verschnitten werden. Vorzugsweise erfolgt der Verschnitt aber innerhalb der Filterkerze. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Filterkopf ein Stellelement aufweist, welches in die Filterkerze eingreift und über einen Antrieb ein Teilstromverhältnis innerhalb der Filterkerze verändert.
Vom Grundprinzip her ist ein derartiges System beispielsweise als das von der Anmelderin unter der Marke „Bestmax“ vertriebene System bekannt. Dabei wird innerhalb der Filterkerze ein Teil Stromverhältnis durch die axiale Verschiebung einer in die Filterkerze greifenden Hülse geregelt, über die der Bypass sukzessive geöffnet und verschlossen werden kann.
Dies hat den Vorteil, dass auch der Bypassstrom eine Teilstrecke der Filterkerze passiert und beispielsweise zumindest durch ein Schadstoffe entfernendes Material, wie beispielsweise Aktivkohle, geleitet werden kann.
Gemäß der Erfindung umfasst der Filterkopf des Weiteren einen Durchflussmesser.
Über den Durchflussmesser kann der den Filterkopf passierende Volumenstrom gemessen werden.
Weiter kann der Filterkopf zumindest eine Leitfähigkeitsmesseinrichtung umfassen.
Über die Leitfähigkeitsmesseinrichtung kann die Leitfähigkeit des Eingangs und/oder des Ausgangswasser bestimmt werden.
Es ist dem Fachmann bekannt, dass die Leitfähigkeit verwendet werden kann, um auf den Härtegrad des Wassers rückzuschließen. Über die Leitfähigkeit wird zwar in erster Linie die Konzentration der Gesamtionen bestimmt, dennoch kann die Wasserhärte mit guter Annäherung anhand der Leitfähigkeit bestimmt werden, da diese vor allem von der Konzentration der gelösten Kalzium- und Magnesiumionen abhängt.
Die Leitfähigkeitsmesseinrichtung ist insbesondere als Leitfähigkeitsmesszelle ausgebildet, welche zumindest zwei voneinander beabstandete Elektroden umfasst. Über die Elektroden kann der elektrische Widerstand des Wassers bestimmt werden, worüber sich wiederum auf die Wasserhärte rückschließen lässt.
Da der elektrische Widerstand temperaturabhängig ist, umfasst die Leitfähigkeitsmesseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen Temperaturfühler. Über den Temperaturfühler lässt sich die Leitfähigkeit des Eingangs und/oder Ausgangswassers genauer bestimmen.
Der Filterkopf kann des Weiteren eine Schnittstelle zur Datenübertragung an eine externe Einheit umfassen.
Weiter kann der Filterkopf eine integrierte Recheneinheit umfassen.
Über die integrierte Recheneinheit können die Signale des Durchflussmessers sowie ggf. der Leitfähigkeitsmesseinrichtung ausgewertet werden.
So kann die integrierte Recheneinheit beispielsweise die momentane Durchflussmenge, das aufbereitete Wasservolumen seit Austausch der Filterkerze, den Härtegrad des Eingangs und/oder Ausgangswassers berechnen.
Diese Werte können beispielsweise auf einer am Filterkopf vorhandenen Anzeige und/oder auf einer externen Anzeige angezeigt werden. Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung umfasst der Filterkopf ein Display, auf welchem durch die Recheneinheit berechnete Werte darstellbar sind.
Das Display kann insbesondere an einer Seitenwand des Gehäuses des Filterkopfes angeordnet sein.
Da der Filterkopf selbst ein Display umfasst, ist es nicht erforderlich, diesen zum Ablesen der Werte auf dem Display mit einer externen Einheit zu verbinden.
Vorzugsweise verfügt der Filterkopf über eine integrierte Energieversorgung für die Recheneinheit und das Display. So kann ggf. auf einen elektrischen Anschluss des Filterkopfes verzichtet werden.
Als Energieversorgung kann z.B. eine in das Gehäuse einsetzbare Batterie oder ein Akku dienen.
Die Schnittstelle zur Datenübertragung kann einer Programmierung des Filterkopfes über eine externe Einheit dienen, beispielsweise zum Einstellen des gewünschten Härtegrades des Ausgangswassers.
Die gewonnenen Messwerte können zu einer externen Einheit kabelgebunden oder drahtlos weitergeleitet werden.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass der erfindungsgemäße Filterkopf über eine Drahtlos- Schnittstelle, insbesondere Wlan und/oder Bluetooth, mit einem Mobilgerät bidirektional kommunizieren kann.
Auf dem Mobilgerät kann ein Programm installiert sein. Dieses kann beispielsweise Angaben zum Härtegrad des Eingangs- und/oder Ausgangswassers, der momentanen Durchflussmenge, der Gesamtmenge von aufbereitetem Wasser innerhalb eines vorgegebenen und/oder einstellbaren Zeitraums etc. anzeigen.
Insbesondere kann auf dem Mobilgerät auch ein notwendiger Austausch der Filterkerze angezeigt werden.
Vorzugsweise wird die Lebensdauer der Filterkerze anhand der Wassermenge, welche durch das Wasserbehandlungsmedium und/oder insgesamt durch den Filterkopf seit dem letzten Austausch geströmt ist, berechnet.
In die Berechnung kann weiter das Maß der Enthärtung, insbesondere basierend auf der elektrischen Leitfähigkeit von Eingangs- und Ausgangswasser, eingehen.
Weiter kann das Teil Stromverhältnis von durch den Bypass und durch das Wasserbehandlungsmedium geleitetem Wasser in die Berechnung eingehen. So kann insbesondere auf die durch das Wasserbehandlungsmedium geleitete Wassermenge rückgeschlossen werden. Aufgrund der Leitfähigkeitsmessung ist es möglich, die Kapazität z. B. eines Ionenaustauschermaterials besser auszuschöpfen.
Insbesondere bei einer Ausführungsform, bei welcher das Verschnittverhältnis automatisch über die integrierte Recheneinheit einstellbar ist, kann der Filterkopf mit zunehmender Erschöpfung des Ionenaustauschermaterials die Verschnittmenge sukzessive reduzieren, was die Lebensdauer einer Filterkerze erheblich verlängern kann.
Vorzugsweise sind Durchflussmesser, Display und/oder die Schnittstelle zur Datenübertragung an die externe Einheit sowie die integrierte Recheneinheit im Gehäuse des Filterkopfes integriert.
Hierdurch werden keine weiteren mit dem Filterkopf verbundenen Komponenten benötigt. Dennoch ist eine kompakte Ausgestaltung des Filterkopfes möglich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im Eingang und im Ausgang des Filterkopfes jeweils eine Leitfähigkeitsmesszelle angeordnet.
So lässt sich der Grad der Enthärtung und damit das Erschöpfen des Ionenaustauschmaterials genau berechnen.
Die zumindest eine Leitfähigkeitsmesszelle kann in einem mit dem Gehäuse des Filterkopfes verbundenen Anschlussstück angeordnet sein. Insbesondere kann es sich um ein abnehmbares Anschlussstück handeln, über welches sich der Filterkopf unterschiedlichen Rohrdurchmessern und/oder unterschiedlichen Einbausituationen anpassen lässt.
Die Integration der zumindest einen Leitfähigkeitsmesszelle ermöglicht eine kompakte Ausgestaltung, da der den Eingang und Ausgang bildende Kanal als Messzelle genutzt werden kann, insbesondere in welcher sich die beiden Messelektroden gegenüberliegen. Weiter können so die in Bezug auf Ablagerungen, wie Kalkkrusten, empfindlichen Messzellen zusammen mit dem Anschlussstück leicht abgenommen und gereinigt oder ausgetauscht werden.
Die Messzelle kann einen elektrischen Anschluss umfassen, welcher über eine Kabelverbindung mit der integrierten Recheneinheit verbunden ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mittel zum Einstellen eines gewünschten Enthärtungsgrades einen mit der Recheneinheit verbundenen Stellantrieb. Über den Stellantrieb kann automatisiert das Verschnittverhältnis eingestellt werden. So ist ein automatisches Nachjustieren möglich, etwa um die nachlassende Enthärtungswirkung eines Ionenaustauschermaterials während der Lebensdauer der Filterkerze zu kompensieren. Weiter kann der Stellantrieb auch in Abhängigkeit von der Durchflussmenge geregelt werden. So kann zum einen mit sinkendem Volumenstrom die Bypass-Menge erhöht werden. So wird die in diesem Zustand längere Verweilzeit des aufzubereitenden Wassers im Ionenaustauscherbett kompensiert.
Weiter können auf der Recheneinheit auch Messkurven hinterlegt sein. Die Recheneinheit kann so insbesondere die in der Filterkerze vorhandene Wassermenge berücksichtigen, so dass beim Öffnen einer Entnahmestelle die Bypass-Menge zunächst erhöht wird. So kann kompensiert werden, dass das in der Filterkerze stehende Wasser aufgrund seiner langen Verweilzeit deutlich stärker enthärtet ist als das Ausgangswasser im kontinuierlichen Betrieb. Der Stellantrieb kann beispielsweise als motorisch betätigte Gewindespindel ausgebildet sein, über die ein Stellelement zum Regeln des Verschnittverhältnisses bewegt wird.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die zumindest eine Leitfähigkeitsmesszelle, die Schnittstelle zur Datenübertragung an eine externe Einheit und/oder die integrierte Recheneinheit in einem mit dem Grundgehäuse koppelbaren Erweiterungsmodul angeordnet. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, einen Filterkopf, der die Funktionalität einer Übertragung von Daten an externe Einheiten und/oder die der Messung der Enthärtungswirkung nicht besitzt, auf einfache Weise derartig nachzurüsten.
Das koppelbare Erweiterungsmodul kann insbesondere als Gehäusefortsatz ausgebildet sein, welcher mit einem Hauptgehäuse verbindbar ist.
Auch am Filterkopf selbst kann eine Programmierstelle für die Recheneinheit vorhanden sein. Dort lässt sich beispielsweise der Austausch einer Filterkerze und/oder ein gewünschter Härtegrad des Ausgangswassers einprogrammieren.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Filterkopf Mittel zur Erkennung einer Filterkerze. Insbesondere kann der Filterkopf eine RFID-Leseeinrichtung umfassen.
Die Filterkerze ist so identifizierbar. Insbesondere kann so automatisiert erfasst werden, ob eine Filterkerze ausgetauscht wurde und ggf. um was für eine Filterkerze es sich handelt. So kann sich das System z.B. automatisch an Filterkerzen mit unterschiedlichem Filterbett anpassen. So kann es Filterkerzen geben, die z. B. aufgrund einer anderen Beladung des Ionenaustauschermaterials und/oder aufgrund einer anderen Füllmenge mit Ionenaustauschermatrial eine andere Kapazität haben als eine andere Filterkerze.
Das Ionenaustauschermaterial kann z.B. teilweise mit Magnesium beladen sein, um Magnesium an das aufzubereitende Wasser abzugeben. Eine derartige Filterkerze hat gegenüber eine Filterkerze, die nur mit Wasserstoff beladenes Ionenaustauschermaterial umfasst, eine etwas geringere Kapazität.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Filterkopf, insbesondere einen Filterkopf mit einem oder mehreren vorstehend beschriebenen Merkmalen. Der Filterkopf umfasst ein Gehäuse mit einem Eingang und zumindest einem Ausgang zum Anschluss an eine bauseitige Wasserleitung, wobei in den Filterkopf eine Filterkerze mit einem Filterkerzeneingang und zumindest einem Filterkerzenausgang einsetzbar ist.
Der Filterkopf weist des Weiteren Mittel zum Einstellen eines gewünschten Enthärtungsgrades durch Einstellen eines Verschnittverhältnisses entsprechend vorstehend genannter Definition auf. Diese können insbesondere, wie vorstehend beschrieben, ausgestaltet sein.
Gemäß der Erfindung umfasst der Filterkopf zumindest ein Anschlussstück mit einer integrierten Leitfähigkeitsmesszelle.
Das zumindest eine Anschlussstück ist insbesondere vom Filterkopf abnehmbar.
Die Integration zumindest einer Leitfähigkeitsmesszelle im Eingang und/oder Ausgang ermöglicht eine kompakte Ausgestaltung, da, wie vorstehend ausgeführt, sich ein Eingangs oder Ausgangskanal optimal als Messzelle mit gegenüb erstehenden Elektroden verwenden lässt.
Ein abnehmbarer Eingang oder Ausgang, insbesondere ein Anschlussstück zum Anschluss an eine bauseitige Leitung kann zum einen die Nachrüstung eines Filterkopfes mit einer Leitfähigkeitsmesszelle ermöglichen.
Zum anderen kann die Leitfähigkeitszelle leichter ausgetauscht oder gereinigt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Filterkopf, insbesondere einen Filterkopf mit einem oder mehreren vorstehend beschriebenen Merkmalen.
Der Filterkopf umfasst ein Gehäuse mit einem Eingang und zumindest einem Ausgang zum Anschluss an eine bauseitige Wasserleitung, wobei in den Filterkopf eine Filterkerze mit einem Filterkerzeneingang und zumindest einem Filterkerzenausgang einsetzbar ist. Der Filterkopf umfasst des Weiteren Mittel zum Einstellen eines gewünschten Wasserhärtegrades durch Einstellen eines Verschnittverhältnisses.
Gemäß der Erfindung ist im Gehäuse des Filterkopfes ein Durchflussmesser integriert.
Der Durchflussmesser kann insbesondere ein Gehäuse mit einem Eingang und einem Ausgang umfassen, welches in einem Fortsatz des Hauptgehäuses angeordnet ist und welches zwischen einem Ausgang einer Filterkerze und dem Ausgang zum Anschluss in die bauseitige Wasserleitung oder welches zwischen dem Eingang zum Anschluss in die bauseitige Wasserleitung und einem Eingang einer Filterkerze angeschlossen ist.
Strömungsseitig wird also vor oder hinter der Filterkerze innerhalb des Gehäuses des Filterkopfes die Durchflussmenge gemessen. Der Durchflussmesser kann insbesondere in etwa auf Höhe des Eingangs und Ausgangs der Filterkerze angeordnet sein.
So wird eine einfache Integration mit kurzen Leitungslängen ermöglicht.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass ein Hauptgehäuse des Filterkopfes Anschlüsse für das Gehäuse des Durchflussmessers umfasst.
Der Durchflussmesser kann so beispielsweise in einem Gehäusefortsatz angeordnet sein. Insbesondere kann auch der Durchflussmesser Teil eines Erweiterungsmoduls sein.
So kann ein Filterkopf bereitgestellt werden, bei welchem die Anschlüsse für den Durchflussmesser durch eine Leitung, insbesondere durch ein U-förmiges Leitungsstück, miteinander verbunden sind.
Zum Nachrüsten eines Durchflussmessers kann dieses Leitungsstück gegen den Durchflussmesser ausgetauscht werden.
Insbesondere können in einem koppelbaren Gehäusefortsatz der Durchflussmesser und eine integrierte Recheneinheit sowie optional eine Schnittstelle zur Datenübertragung vorhanden sein.
Die integrierte Recheneinheit kann wiederum mit einer Leitfähigkeitsmesszelle elektrisch verbunden werden, welche insbesondere als austauschbares Anschlussstück als Teil eines Erweiterungssets bereitgestellt werden kann.
Der Durchflussmesser kann insbesondere als Turbinenradzähler, insbesondere als Radialzähler, ausgebildet sein.
Die Achse des Turbinenrads ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung parallel zur Einsetzrichtung einer Filterkerze ausgebildet.
Das Turbinenrad ist also in bestimmungsgemäßer Einbauposition vertikal angeordnet und lässt sich so besonders einfach in einem kompakten Gehäuse integrieren.
Derartige Turbinenradwasserzähler erlauben eine genaue Messung in einem breiten Messbereich.
Ein derartiger Turbinenradzähler ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift WO 2019/202134 Al (BWT AG) bekannt.
Über einen derartigen Turbinenradzähler kann beispielsweise über einen induktiven Sensor ein Messsignal erzeugt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Durchflussmesser als ein mit Kanälen des Filterkopfes verbindbares verschlossenes Modul ausgebildet.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Modul auf die Kanäle aufsteckbar ist. Insbesondere kann das Modul zwei parallel angeordnete Anschlüsse aufweisen und so in den Filterkopf eingesteckt werden, insbesondere von der Seite.
Dies erleichtert die Nachrüstbarkeit eines Filterkopfes mit einem Durchflussmesser.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der Durchflussmesser in einen Eingang oder Ausgang des Filterkopfes eingesetzt.
Diese Ausführungsform ermöglicht einen sehr platzsparenden Einbau des Durchflussmessers. Der Durchflussmesser kann insbesondere ein Laufrad, beispielsweise ein Flügelrad umfassen, welches in einem Gehäuse gelagert ist, wobei das Gehäuse in den Eingang oder Ausgang des Filterkopfes eingesteckt ist.
Das Laufrad wird also zusammen mit dem Gehäuse in einen Anschluss des Filterkopfes eingesteckt. Dies ermöglicht eine leichte Montage. Weiter kann der ohnehin vorhandene Raum, welcher in einem als Rohrstück ausgebildeten Anschluss vorhanden ist, genutzt werden, um das Laufrad aufzunehmen.
Bei einer Ausführungsform kann auf dem Eingang oder Ausgang ein Anschluss angeordnet sein, an welchem die Drehzahl des Laufrads und/oder die Durchflussmenge abgreifbar ist. Dieser Anschluss sitzt also außenseitig.
Die Übertragung der Drehzahl des Laufrads an den Anschluss erfolgt vorzugsweise ferromagnetisch. So kann beispielsweise in dem Laufrad ein Magnet angeordnet sein, der beim Drehen des Laufrads an einer entsprechenden Sensorfläche des Anschlusses vorbei streicht.
Auf einen Durchbruch in dem Leitungsstück des Anschlusses oder eine elektrische Durchführung durch den Anschluss kann so verzichtet werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Anschluss keine Recheneinheit, sondern ermöglicht lediglich das Abgreifen des Drehzahlsignals.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Anschluss aber auch eine Elektronik mit einer Recheneinheit umfassen, über die die Durchflussmenge ausgerechnet wird und so bereits am Anschluss ausgelesen werden kann.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein System zur Wasseraufbereitung, welches zumindest einen Filterkopf, wie vorstehend beschrieben, und eine in den Filterkopf eingesetzte Filterkerze umfasst.
Die Filterkerze umfasst zumindest ein Wasserbehandlungsmedium.
Weiter betrifft die Erfindung ein Erweiterungsset für einen Filterkopf, insbesondere für einen Filterkopf mit einem oder mehreren vorstehend beschriebenen Merkmale. Das Erweiterungsset umfasst ein mit einem Eingang und/oder Ausgang des Filterkopfes verbindbares Anschlussstück, wobei das Anschlussstück eine integrierte Leitfähigkeitsmesszelle umfasst.
Das Erweiterungsset kann des Weiteren noch eine Recheneinheit sowie eine Schnittstelle zur Datenübertragung an eine externe Einheit umfassen.
Ein derartiges Elektronikmodul kann insbesondere angeordnet in einem abnehmbaren Gehäusefortsatz sein.
Weiter kann auch ein Durchflussmesser, insbesondere ein vorstehend beschriebener Durchflussmesser, Teil eines derartigen Erweiterungssets sein.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Der Gegenstand der Erfindung soll im Folgenden bezugnehmend auf Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 23 näher erläutert werden.
Fig. 1 und Fig. 2 sind perspektivische Ansichten eines erfindungsgemäßen Filterkopfes.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Filterkerze.
Fig. 4 ist eine weitere perspektivische Ansicht des Filterkopfes.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Anschlussstücks.
Fig. 6 zeigt ein Schnellkupplungsstück, mit dem das Anschlussstück angebracht werden kann. Fig. 7 ist eine radiale Schnittansicht des Anschlussstücks.
Fig. 8 ist eine perspektivische Detailansicht auf den Filterkopf, wobei das Gehäuse des Gehäusefortsatzes abgenommen ist.
Fig. 9 ist eine weitere perspektivische Detailansicht.
Fig. 10 ist eine radiale Schnittansicht des Gehäuses des Durchflussmessers.
Fig. 11 ist eine Ansicht des Filterkopfes im Bereich des Gehäusefortsatzes, wobei der Durchflussmesser ausgebaut ist, so dass die Platine vollständig zu sehen ist.
Fig. 12 und Fig. 13 sind Querschnittsansichten des Filterkopfes.
Fig. 14 ist eine axiale Schnittansicht des Filterkopfes.
Fig. 15 und Fig. 16 zeigen schematisch Ausführungsbeispiele eines Filterkopfes, welcher mit einer externen Einheit koppelbar ist.
Fig. 17 bis Fig. 22 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Filterkopfes, bei welchem ein Durchflussmesser in einem Anschluss des Filterkopfes integriert ist.
Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht.
Fig. 18 ist eine Querschnittsansicht.
Fig. 19 ist ein Längsschnitt.
Fig. 20 ist eine Detaildarstellung des Bereiches A der Fig. 19. Fig. 21 ist ein Längsschnitt und Fig. 22 ein Querschnitt des Anschlussstücks des Filterkopfes. Fig. 23 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Filterkerze als Umkehrosmoseanlage ausgebildet ist.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filterkopfes 1.
Der Filterkopf 1 ist inline in eine bauseitige Wasserleitung einsetzbar und umfasst hierfür einen Eingang 2 sowie einen Ausgang 3.
Eingang 2 und Ausgang 3 sind als abnehmbare Anschlussstücke 200a, 200b ausgebildet.
Die Anschlussstücke 200a, 200b sind winkelförmig ausgebildet, wobei die Anschlüsse gegenüber dem Gehäuse 100 des Filterkopfes 1 in verschiedenen Winkelpositionen anbringbar sind, um eine Anpassung an unterschiedliche Einbausituationen vorzunehmen.
Das Gehäuse 100 des Filterkopfes kann in diesem Ausführungsbeispiel über die Kupplung
103 mit einem wandseitigen Träger (nicht dargestellt) verbunden werden.
Die Anschlussstücke 200a, 200b lassen sich durch Abdrehen eines Schnellkupplungsstücks
104 abnehmen.
Das Gehäuse 100 des Filterkopfes 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel vorne mit einem Display 101 sowie einem Bedienfeld 102 versehen.
Auf dem Display 101 kann beispielsweise die aktuelle Durchflussmenge, das aufbereitete Volumen seit dem letzten Austausch der Filterkerze oder der Härtegrad des Ausgangswassers abgelesen werden.
Über das Bedienfeld 102 können beispielsweise durch mehrmaliges Drücken die verschiedenen Werte angezeigt werden.
Weiter kann das Bedienfeld 102 einen Rücksetzknopf umfassen, über den beispielsweise eine Zähleinrichtung für die Lebensdauer der Filterkerze nach Austausch der Filterkerze zurückgesetzt wird.
Der Filterkopf 1 umfasst in einem Ausführungsbeispiel ein nach oben ragendes Betätigungsorgan 105, über welches das Verschnittverhältnis manuell eingestellt wird, um die gewünschte Enthärtung an den Härtegrad des Eingangswassers anzupassen.
Vorzugsweise wird aber das Verschnittverhältnis automatisiert, beispielsweise über eine motorisch betätigte Gewindespindel eingestellt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann eine entsprechend ausgebildete Anzeige für das Verschnittverhältnis 105 vorhanden sein. Die Anzeige 105 kann ein Fenster 123 umfassen, über das die Einstellung des Verschnittverhältnisses ablesbar ist, indem sich eine entsprechende Skala hinter dem Fenster 123 befindet (siehe auch Fig. 4).
Weiter umfasst der Filterkopf 1 das Betätigungsorgan 106 für ein Spülventil.
Durch Betätigen des Betätigungsorgans 106 wird bei eingebautem Filterkopf 101 ausgangsseitig Wasser über eine beispielsweise als Schlauchstück ausgebildete Leitung ausgeleitet.
Die Betätigung des Spülventils dient vor allem dem Fluten einer neu eingebauten Filterkerze sowie einem anschließenden Durchspülen der Filterkerze, wobei Schwebstoffe ausgeleitet werden und sich die Austauschreaktionen im Ionenaustauschermaterial einspielen können.
Das anfangs so ausgeleitete Wasser wird verworfen.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht auf die Unterseite des Filterkopfes 1.
Der Filterkopf umfasst ein Hauptgehäuse 101a, welches mit einem Gehäusefortsatz 110 gekoppelt ist. Der Gehäusefortsatz 110 ist vorzugsweise als vom Hauptgehäuse 100a abnehmbares Gehäuseteil ausgebildet.
Der Gehäusefortsatz 110 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Kabeldurchführung 111, über die beispielsweise eine externe Einheit, wie eine Anzeige oder Programmiereinrichtung, mit einer in dem Gehäusefortsatz 110 integrierten Recheneinheit gekoppelt werden kann und/oder über die elektrische und elektronische Komponenten des Filterkopfes 1 mit elektrischem Strom versorgt werden können.
An der Unterseite umfasst der Filterkopf 1 ein Innengewinde 112, in das die Filterkerze (siehe Fig. 3) eingeschraubt wird.
Der Filterkopf umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen zentralen Ausgang 107 zur Filterkerze. Der Ausgang 107 zur Filterkerze ist in diesem Ausführungsbeispiel als Hülse mit zumindest einer Durchführung ausgebildet.
Als Eingang 108 für von der Filterkerze kommendes Wasser ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Ringkanal 108 vorgesehen, welcher sich um den Ausgang zur Filterkerze 107 erstreckt.
In diesen Ringkanal 108 ragt ein Stellorgan 109 für ein Sperrventil des Zulaufs.
Mit dem Einschrauben der Filterkerze wird das Stellorgan 109 erst dann zurückgedrückt, wenn die Filterkerze bereits dichtend mit dem Filterkopf 1 verbunden ist.
So wird automatisch die Wasserzufuhr geschlossen, wenn die Filterkerze entfernt wird und wieder geöffnet, wenn die Filterkerze eingesetzt wird.
Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine passende Filterkerze 40.
Die Filterkerze 40 umfasst ein Kopfstück mit einem Außengewinde. Ein zentrales Rohr bildet den Eingang 41 der Filterkerze, um welches sich ein Ringkanal 42 als Ausgang erstreckt.
Über das zentrale Fallrohr des Eingangs 41 kann Wasser in die Filterkerze 40 eingeleitet werden, welches sodann das Filtermedium durchströmt und am Ausgang 42 wieder austritt. Dieses zentrale Rohr kann zumindest eine Öffnung (nicht dargestellt) umfassen. Über die im verbundenen Zustand in dieses Rohr greifende Hülse des Ausgangs (107 in Fig. 1) kann das Verschnittverhältnis eingestellt werden.
Ein Teil des Wassers tritt seitlich aus dem Rohr heraus und durchläuft nicht die komplette Filterstrecke. Vielmehr wird dieses Wasser vorzugsweise nur einer Reinigung, beispielsweise mittels Aktivkohle, unterzogen.
Fig. 4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die Rückseite des Filterkopfes 1.
Der Gehäusefortsatz 110 kann Teil eines Erweiterungssets sein, um den Filterkopf 1 mit der erfindungsgemäßen zusätzlichen Funktionalität zu ergänzen oder kann abgenommen werden, um Komponenten eines Erweiterungssets, insbesondere einen Durchflussmesser und/oder eine Recheneinheit nachzurüsten.
Auch die Anschlussstücke 200a, 200b können ebenfalls Teil eines Erweiterungssets sein.
Die Anschlussstücke 200a, 200b umfassen jeweils einen elektrischen Anschluss 201. Der elektrische Anschluss 201 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Steckverbindung ausgebildet. Eine in dem Gehäusefortsatz 110 angeordnete Elektronik kann über eine Kabelverbindung (nicht dargestellt) mit dem elektrischen Anschluss 201 verbunden sein.
Fig. 5 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Anschlussstück, und zwar das Anschlussstück 200b des Ausgangs.
Das Anschlussstück 200b des Ausgangs des Filterkopfes umfasst einen Rückflussverhinderer 204. Aufgrund des Rückflussverhinderers 204 tritt beim Entfernen der Filterkerze auch kein Wasser aus, dadurch dass die ausgangsseitige Leitung leerläuft.
Das Anschlussstück 200b umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Kragen 206, in welchem im verbundenen Zustand die in Fig. 6 dargestellte Schnellkupplung 104 greift, über die das Anschlussstück 200b auf einfache Weise abgenommen und verbunden werden kann. Das Anschlussstück 200b umfasst eine integrierte Leitfähigkeitsmesszelle 205, welche den elektrischen Anschluss 201 umfasst.
Weiter ist das Anschlussstück 200b als Winkelstück 202 ausgebildet. Ein gerades Anschlussstück ist im Sinne der Erfindung ebenso möglich.
Der Anschluss 203 für eine bauseitige Leitung kann beispielsweise als Gewinde ausgebildet sein. Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht des Anschlussstücks im Bereich der Leitfähigkeitsmesszelle 205.
Die Leitfähigkeitsmesszelle 205 umfasst zwei sich gegenüberliegende Elektroden 207a, 207b, welche in den Kanal 208 ragen, der durch das Anschlussstück gebildet wird.
Weiter umfasst die Leitfähigkeitsmesszelle 205 einen nicht dargestellten Temperaturfühler. Fig. 8 zeigt in einer perspektivischen Detailansicht die Rückseite des Filterkopfes, wobei der Gehäusefortsatz (110 in Fig. 4) abgenommen ist.
Im Gehäusefortsatz integriert ist ein Durchflussmesser 300, welcher das Gehäuse 301 umfasst.
Unterhalb des Durchflussmessers befindet sich eine Recheneinheit 400, welche eine Platine 401 umfasst.
Die Platine 401 umfasst einen Anschluss 403, beispielsweise für die Leitfähigkeitsmesszellen. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Platine 401 eine Batterie 402, welche insbesondere als Knopfzelle ausgebildet sein kann.
Die Batterie 402 kann, wie es bei einer Ausführungsform vorgesehen ist, der Stromversorgung der Recheneinheit 400 dienen.
Weiter ist gemäß einer anderen Ausführungsform möglich, die Recheneinheit über ein Kabel mit Spannung zu versorgen, wobei die Batterie 402 lediglich vorhanden ist, um im Falle einer netzseitigen Spannungsunterbrechung Datenverlust zu vermeiden.
Recheneinheit 400 und Gehäuse 301 des Durchflussmessers 300 sind übereinandergestapelt. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise sowie die Anordnung von Signalverarbeitungskomponenten für den Durchflussmesser 300 direkt auf der Platine 401. Fig. 9 ist eine weitere perspektivische Ansicht des Bereichs des Durchflussmessers, wobei ein oberer Gehäuseteil des Durchflussmessers abgenommen ist.
In dieser Ansicht ist gut zu erkennen, dass der Durchflussmesser einen Eingang 302 und einen Ausgang 303 aufweist. Über Eingang 302 und Ausgang 303 fließt Wasser durch den Durchflussmesser.
Da Eingang 302 und Ausgang 303 parallel zueinander angeordnet sind, kann auf einfache Weise statt des Durchflussmessers ein U-förmiges Leitungsstück mit den entsprechenden Anschlüssen verbunden werden.
So kann ein Filterkopf ohne Durchflussmesser bereitgestellt werden, welcher sich auf einfache Weise um den Durchflussmesser erweitern lässt, indem das Leitungsstück gegen den Durchflussmesser ausgetauscht wird. Der Durchflussmesser ist, als geschlossenes Modul ausgebildet, welche mit sein Eingang 302 und Ausgang 302 auf die Anschlüsse (Kanäle 114 und 115) des Filterkopfes gesteckt werden kann.
Die Platine hat einen weiteren elektrischen Anschluss 404, welcher beispielsweise dem Anschluss des Displays (101 in Fig. 1) dient.
Die Anschlussleitung für das Display (nicht dargestellt) kann durch das Gehäuse des Filterkopfes geführt werden, insbesondere entlang der Gehäuseseitenwand.
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht des Filterkopfes im Bereich des Durchflussmessers 300. Der Durchflussmesser 300 umfasst ein Turbinenrad 304, welches als Radialturbine angeordnet ist und flach in dem Gehäuse 301 sitzt.
Ein derartiger Durchflussmesser 300 ist kompakt ausgebildet, liefert ein exaktes Messergebnis und verursacht nur verhältnismäßig geringen Strömungsverlust.
Weiter kann das Turbinenrad 304 zum Erzeugen eines Messsignals zumindest einen Magnet oder einen ferromagnetischen Einsatz (nicht dargestellt) umfassen.
Über einen induktiven Sensor kann so die Drehzahl des Turbinenrads 304 und damit die Durchflussmenge gemessen werden. Eine diesbezügliche Kalibrierkurve kann in der Recheneinheit gespeichert sein.
Fig. 11 zeigt die im Gehäusefortsatz des Filterkopfes angeordnete Platine 401, wobei nunmehr der Durchflussmesser ausgebaut ist.
Die Platine 401 selbst kann Sensorflächen 405a, 405b umfassen.
Die Sensorflächen 405a, 405b können beispielsweise Teil eines integrierten induktiven Sensors sein und so die Drehzahl des Turbinenrads des Durchflussmessers unmittelbar erfassen.
Fig. 12 ist ein Querschnitt des Filterkopfes 1 im Bereich der Anschlüsse (2,3), wobei diese Ansicht mit Sicht von unten dargestellt ist.
Zu erkennen ist insbesondere der mittige Ausgang 107 zur Filterkerze, um den sich der als Ringkanal 108 ausgebildete Eingang für von der Filterkerze strömendes Wasser erstreckt.
In diesen Ringkanal 108 ragt das Stellorgan 109 für das Eingangsventil 113, über das der Eingang 2 verschlossen wird, wenn die Filterkerze herausgenommen wird.
Das aus der Filterkerze strömende Wasser fließt über den sich nach außen erstreckenden Kanal 114 in den Durchflussmesser 300 und versetzt das Turbinenrad 304 in Abhängigkeit von der Durchflussmenge in Bewegung.
Die Achse des Turbinenrads 304 ist parallel zur Einsetzrichtung der Filterkerze, mithin parallel zum Ausgang 107 und zum Eingang 108 ausgerichtet. Das so flach liegende Gehäuse erleichtert eine kompakte Ausgestaltung.
Vom Durchflussmesser 300 fließt das Wasser ebenfalls auf etwa derselben Ebene über den Kanal 115 zum Ausgang 3.
In der Schnittansicht zu erkennen ist der Rückflussverhinderer 204, welcher den Ausgang 3 beim Entnehmen der Filterkerze verschlossen hält, so dass kein Wasser zurückströmt.
Fig. 13 ist ein weiterer Querschnitt der Filterkerze 1, wobei nunmehr eine Ansicht mit Sicht von oben dargestellt ist.
In dieser Schnittansicht ist gut zu erkennen, dass die Kanäle zu 114 und von 115 dem Turbinenrad 304 sowohl durch das Gehäuse 301 als auch durch die im Hauptgehäuse 100a liegenden Leitungen gebildet werden.
Das Gehäuse 301 des Durchflussmessers ist so mittels der Dichtungen 121 und 122 dichtend mit den Kanälen des Filterkopfes verbunden.
Weiter ist zu erkennen, dass das Gehäuse 301 unmittelbar auf der Platine 401 platziert ist.
Fig. 14 ist eine axiale Schnittansicht des Filterkopfes.
In der Schnittansicht ist zu erkennen, dass der Ausgang 107 zur Filterkerze eine Hülse 117 mit zumindest einem Durchlass 119 umfasst.
Die Hülse 117 umfasst eine Dichtung 118 und greift im verbundenen Zustand in das zentrale Rohr der Filterkerze ein.
Über die mittels eines Stellmotors (in dieser Ansicht nicht zu erkennen) antreibbare Gewindespindel 116, welche mit der Anzeige 105 für den Bypass verbunden ist, kann die Hülse 117 axial verschoben werden.
Je nach Position der Hülse 117 werden so im Fallrohr der Filterkerze in Abhängigkeit von der axialen Position der Hülse 117 unterschiedlich viele Löcher geöffnet oder verschlossen bzw. der Querschnitt eines Langlochs mehr oder weniger zur Seite hin geöffnet. So kann das Verschnittverhältnis eingestellt werden.
Weiter zu erkennen ist der Schlauchanschluss 120, an welchem ein Schlauch angeschlossen werden kann, um Ausgangswasser, welches beim Betätigen des Spülventils austritt, abzuleiten.
Fig. 15 zeigt schematisch einen Filterkopf 1, welcher in dieser Ausführungsform keine eigene Anzeigeeinrichtung umfasst.
Der Filterkopf 1 kann aber ansonsten wie vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet sein.
Der Filterkopf 1 verfügt über eine drahtlose Kommunikationseinrichtung, beispielsweise Bluetooth oder Wlan, und kann so mit einem Mobilgerät 5 eine Datenverbindung aufbauen. Über ein auf dem Mobilgerät 5 laufendes Programm können Daten, wie Härtegrad, Wassermenge etc., abgerufen werden.
Weiter kann die prognostizierte Restlebensdauer der Filterkerze angezeigt werden.
Schließlich ist es möglich, den gewünschten Enthärtungsgrad, welcher über die Leitfähigkeitsmesszellen am Eingang und Ausgang relativ exakt bestimmt werden kann, zu ändern.
Fig. 16 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Filterkopf 1 über ein Kabel mit einer externen Einheit 60 verbunden ist.
Die externe Einheit kann ein Display 61 und/oder ein Bedienfeld 62 umfassen. Das Kabel 63 kann beispielsweise über die in Fig. 2 dargestellte Kabeldurchführung (111) mit der Recheneinheit verbunden sein.
Die Funktionalität von Display 61 und Bedienfeld 62 kann dem der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform mit einem Display am Filterkopf entsprechen.
Die Verbindung über das Kabel 63 hat den Vorteil, dass die externe Einheit 60 an einem anderen Ort angebracht sein kann.
Insbesondere kann sich der Filterkopf, beispielsweise in der Gastronomie, unter Tisch befinden, wohingegen die externe Einheit 60 gut zugänglich über Tisch, beispielsweise an einer Wand, angebracht ist.
Fig. 17 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filterkopfes 1 in einer perspektivischen Ansicht.
Der Filterkopf 1 ist, wie die zuvor dargestellten Filterköpfe, zum Einsetzen einer Filterkerze ausgebildet und wird an einer bauseitig vorhandenen Wasserleitung angeschlossen.
Der Filterkopf 1 umfasst einen Eingang 2 und einen Ausgang 3.
In diesem Ausführungsbeispiel sind Eingang 2 und Ausgang 3 nebeneinander und parallel zueinander verlaufend angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Filterkopf 1 also von einer Seite her angeschlossen. Eine andere Ausgestaltung ist aber ebenfalls denkbar.
Zum Einstellen des Verschnittverhältnisses umfasst der Filterkopf 1 ein Betätigungsorgan 105, welches drehbar ausgestaltet ist, um einen Bypass einzustellen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann das Betätigungsorgan 105 nur unter gleichzeitigem Drücken des Sperrorgans 124 gedreht werden.
Wesentlicher Unterschied gegenüber vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist, dass bei diesem Ausführungsbeispiel ein Durchflussmesser in einem Anschluss, in diesem Ausführungsbeispiel im Ausgang 3, integriert ist. Außenseitig sitzt auf dem Ausgang 3 ein elektrischer Anschluss 125, über den zumindest die Drehzahl eines Laufrads des Durchflussmessers abgegriffen und so an eine externe Einheit weitergeleitet werden kann.
Um den hier dargestellten Filterkopf 1 mit weiteren Funktionalitäten zu versehen, ist es möglich, am Eingang 2 und/oder Ausgang 3 ein Anschlussstück mit einer Leitfähigkeitsmesszelle anzubringen, beispielsweise ein Anschlussstück, wie dieses in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt ist (200a, 200b).
Fig. 18 ist ein Querschnitt des Filterkopfes 1, welcher mittig durch die Anschlussstücke, also durch Eingang 2 und Ausgang 3 verläuft.
Wie bei dem zuvor dargestellten Ausführungsbeispiel ist strömungsseitig nach dem Eingang 2 ein Stellorgan 109 vorhanden, welches vom Kopfstück der Filterkerze betätigt wird und so ein Sperrventil 126 öffnet, wenn die Filterkerze eingesetzt ist.
Strömungsseitig vor dem Sperrventil 126 kann sich ein Rückflussverhinderer 127 befinden. Ausgangsseitig befindet sich in Strömungsrichtung hinter der Filterkerze zunächst ein weiterer Rückflussverhinderer 128.
Das ausströmende Wasser strömt innerhalb des Rohrstücks des Ausgangs 3 über den Durchflussmesser 500, dessen Ausgestaltung im Folgenden detaillierter beschrieben wird.
Die Integration des Durchflussmessers 500 in einem Anschlussstück ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise.
Fig. 19 ist ein Längsschnitt des Filterkopfes 1, welcher mittig durch den Ausgang 3 verläuft. Zu erkennen ist, dass der Durchflussmesser 500 innerhalb des als Rohr ausgebildeten Anschlusses sitzt.
Fig. 20 ist eine Detaildarstellung des Bereiches A aus Fig. 19.
Der Durchflussmesser 500 umfasst ein Flügelrad 503, welches in einem in das Rohrstück des Ausgangs 3 eingeschobenen Gehäuse 501 gelagert ist.
So kann der Durchflussmesser 500 besonders einfach eingebaut werden.
Das Gehäuse 501 kann beispielsweise im Rohrstück verrastet sein und/oder mittels einer Dichtung 505 eingeklemmt sein.
Das Gehäuse 501 umfasst einen Kanal 502, welcher sich im Querschnitt gesehen zu einer Seite des Ausgangs 3 verjüngt, so dass das Flügelrad 503 von einer Seite her angeströmt wird. In dem Flügelrad 503 kann ein Magnet (nicht dargestellt) integriert sein. Die Drehzahl des Flügelrads 503 kann so kontaktlos von der Außenseite her über den Anschluss 125 ausgelesen werden.
Fig. 21 ist eine längsgeschnittene Detailansicht des Ausgangs 3. Zu erkennen ist, dass in dem Gehäuse 501 das Flügelrad 503 randseitig senkrecht zur Strömungsrichtung mittels der Lager 504 gelagert ist.
Fig. 22 ist eine quer geschnittene Detailansicht des Anschlusses 3 strömungsseitig unmittelbar nach dem Flügelrad 503. Die Lager 504 sind als Wellen ausgebildet, welche in korrespondierenden Rundlöchern des Gehäuses 501 gelagert sind.
Das Flügelrad 503 kann beispielsweise montiert werden, indem dieses zunächst in das Gehäuse 501 eingeklipst wird und sodann zusammen mit dem Gehäuse in den Anschluss 3 eingeschoben wird.
Der in Fig. 17 bis Fig. 22 dargestellte Filterkopf ist insbesondere zur Kommunikation mit einer externen Einheit ausgebildet.
Fig. 23 ist eine Perspektive Ansicht eines Filterkopfes 1, der für eine Filterkerze ausgebildet ist, die eine Membran zur Umkehrosmose (nicht dargestellt) enthält.
Statt ein Filterbett zur Enthärtung zu Durchströmen, wird das Eingangswasser an einer Membran vorbeigeleitet.
So muss auf einer Konzentratseite das sodann aufkonzentrierte Eingangswasser abgeführt werden.
Die Abführung des Wassers der Konzentratseite erfolgt über den weiteren Ausgang 4.
Der weitere Ausgang 4 wird bei diesem Ausführungsbeispiel mittig im Stellorgang 125 ausgeführt.
Ansonsten entspricht der Filterkopf dem unter Bezug auf die Zeichnungen Fig. 17 bis Fig. 22 erläutertem Ausführungsbeispiel.
So ist am Ausgang 3 ein elektrischer Anschluss 125 angeordnet, über den das Signal eines Durchflussmesser abgegriffen werden kann.
Die Ausgestaltung des Durchflussmessers nebst Anschluss 125 entspricht der Darstellung gemäß Fig. 20 bis Fig. 22.
Durch die Erfindung konnte ein komfortabel zu bedienender und einstellbarer Filterkopf bereitgestellt werden, wobei gleichzeitig eine gleichmäßigere Wasserhärte und eine längere Lebensdauer der Filterkerze gewährleistet sein kann. Bezugszeichenliste
1 Filterkopf
2 Eingang
3 Ausgang
4 Ausgang Konzentrat
40 Filterkerze
41 Filterkerzeneingang
42 Filterkerzenausgang
43 Außengewinde
5 Mobilgerät
60 externe Einheit
61 Display
62 Bedienfeld
63 Kabel
100 Gehäuse
100a Hauptgehäuse
101 Display
102 Bedienfeld
103 Kupplung
104 Schnellkupplung/Schnellkupplungsstück
105 Betätigungsorgan/ Anzeige Verschnittverhältnis
106 Betätigungsorgan für Spülventil
107 Ausgang zur Filterkerze
108 Eingang für aus der Filterkerze strömendes Wasser
109 Stellorgan für Sperrventil Zulauf
110 Gehäusefortsatz 111 Kab el durchführung 112 Innengewinde
113 Eingangsventil
114 Kanal zum Durchflussmesser
115 Kanal vom Durchflussmesser
116 Gewindespindel
117 Hülse
118 Dichtung 119 Durchlass
120 Schlauchanschluss
121 Dichtung
122 Dichtung
123 Fenster
124 Sperrorgan
125 elektrischer Anschluss
126 Sperrventil
127 Rückflussverhinderer
128 Rückflussverhinderer
200a, b Anschlussstück mit Leitfähigkeitsmesszelle
201 elektrischer Anschluss
202 Winkelstück
203 Anschluss für bauseitige Leitung
204 Rückflussverhinderer
205 Leitfähigkeitsmesszelle
206 Kragen 207a, b Elektronik 208 Kanal
300 Durchflussmesser
301 Gehäuse
302 Eingang
303 Ausgang
304 Turbinenrad
400 Recheneinheit
401 Platine
402 Batterie
403 elektrischer Anschluss
404 elektrischer Anschluss 405a, b Sensorfläche
500 Durchflussmesser
501 Gehäuse
502 Kanal
503 Flügelrad 504 Lager
505 Dichtung

Claims

Anspi
1 Filterkopf mit einem Gehäuse mit einem Eingang und einem Ausgang zum Anschluss in eine bauseitige Wasserleitung, wobei in den Filterkopf eine Filterkerze mit einem Filterkerzeneingang und einem Filterkerzenausgang einsetzbar ist, wobei der Filterkopf Mittel zum Einstellen eines gewünschten Enthärtungsgrades durch Einstellen eines Verschnittverhältnisses aufweist, wobei der Filterkopf einen Durchflussmesser und eine integrierte Recheneinheit umfasst, und wobei der Filterkopf ein Display aufweist, auf welchem durch die Recheneinheit berechnete Werte darstellbar sind.
2. Filterkopf nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der
Filterkopf zumindest eine Leitfähigkeitsmesseinrichtung, insbesondere Leitfähigkeitsmesszelle, umfasst.
3. Filterkopf nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der
Filterkopf eine Schnittstelle zur Datenübertragung an eine externe Einheit aufweist.
4. Filterkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
Durchflussmesser, die Schnittstelle zur Datenübertragung an eine externe Einheit sowie die integrierte Recheneinheit im Gehäuse des Filterkopfes integriert ist.
5. Filterkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im
Eingang und im Ausgang jeweils eine Leitfähigkeitsmesszelle angeordnet ist, und/oder dass die zumindest eine Leitfähigkeitsmesszelle in einem mit dem Gehäuse des Filterkopfes verbundenen Anschlussstück angeordnet ist, insbesondere in einem abnehmbaren Anschlusstück.
6. Filterkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Einstellen eines gewünschten Enthärtungsgrades einen mit der Recheneinheit verbundenen Stellantrieb aufweisen.
7. Filterkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Leitfähigkeitsmesszelle, die Schnittstelle zur Datenübertragung an eine externe Einheit und/oder die integrierte Recheneinheit in einem mit einem Grundgehäuse koppelbaren Erweiterungsmodul angeordnet sind.
8. Filterkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Leitfähigkeitsmesszelle einen Temperatursensor umfasst und/oder dass am Filterkopf und/oder an der externen Einheit eine Programmierschnittstelle für die Recheneinheit vorhanden ist, und/oder dass der Filterkopf Mittel zur Erkennung einer Filterkerze aufweist, insbesondere eine RFID Leseeinrichtung.
9. Filterkopf, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Gehäuse mit einem Eingang und einem Ausgang zum Anschluss in eine bauseitige Wasserleitung, wobei in den Filterkopf eine Filterkerze mit einem Filterkerzeneingang und einem Filterkerzenausgang einsetzbar ist, wobei der Filterkopf Mittel zum Einstellen eines gewünschten Enthärtungsgrades durch Einstellen eines Verschnittverhältnisses aufweist, gekennzeichnet, dass der Filterkopf zumindest ein Anschlussstück mit einer integrierten Leitfähigkeitsmesszelle umfasst.
10. Filterkopf, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Gehäuse mit einem Eingang und zumindest einem Ausgang zum Anschluss in eine bauseitige Wasserleitung, wobei in den Filterkopf eine Filterkerze mit einem Filterkerzeneingang und zumindest einem Filterkerzenausgang einsetzbar ist, wobei der Filterkopf Mittel zum Einstellen eines gewünschten Enthärtungsgrades durch Einstellen eines Verschnittverhältnisses aufweist, gekennzeichnet, dass im Gehäuse des Filterkopfes ein Durchflussmesser integriert ist.
11. Filterkopf nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser ein Gehäuse mit einem Eingang und einem Ausgang umfasst, welches in einem Fortsatz eines Hauptgehäuses angeordnet ist und welches zwischen einem Ausgang einer Filterkerze und dem Ausgang zum Anschluss in die bauseitige Wasserleitung oder zwischen dem Eingang zum Anschluss in die bauseitige Wasserleitung und einem Eingang einer Filterkerze angeschlossen ist.
12. Filterkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser in etwa auf Höhe des Eingangs und Ausgangs der Filterkerze angeordnet ist.
13. Filterkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser als Turbinenrad-Zähler ausgebildet ist, wobei die Achse des Turbinenrads parallel zur Einsetzrichtung einer Filterkerze ausgerichtet ist.
14. Filterkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser als ein mit Kanälen des Filterkopfes verbindbares verschlossenes Modul ausgebildet ist.
15. Filterkopf nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul auf die Kanäle aufsteckbar ist.
16. Filterkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser in einen Eingang oder Ausgang des Filterkopfes eingesetzt ist.
17. Filterkopf nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Eingang oder Ausgang ein Anschluss angeordnet ist, an welchem die Drehzahl des Laufrads und/oder die Durchflussmenge abgreifbar ist.
18. Filterkopf nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser ein Laufrad, insbesondere Flügelrad umfasst, welches in einem Gehäuse gelagert ist, wobei das Gehäuse in den Eingang oder Ausgang des Filterkopfes eingesteckt ist.
19. System zur Wasseraufbereitung, umfassend einen Filterkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, sowie eine in den Filterkopf eingesetzte Filterkerze, die zumindest ein Wasserbehandlungsmedium umfasst.
20. Erweiterungsset für einen Filterkopf, insbesondere einen Filterkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend ein mit einem Eingang und/oder Ausgang des Filterkopfes verbindbares Anschlussstück, wobei das Anschlussstück eine integrierte Leitfähigkeitsmesszelle umfasst.
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