ES2273114T3 - Metodo para determinacion de las condiciones de agotamiento de un cartucho de filtro para jarras filtrantes con cartucho sustituible y jarra que funciona de conformidad con dicho metodo. - Google Patents
Metodo para determinacion de las condiciones de agotamiento de un cartucho de filtro para jarras filtrantes con cartucho sustituible y jarra que funciona de conformidad con dicho metodo. Download PDFInfo
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Abstract
Método para la determinación de las condiciones de agotamiento de un cartucho de filtro para jarras filtrantes (1) con un cartucho sustituible (8), en el cual se prevé una determinación inicial de la impedancia del agua que se va a filtrar para calcular, consecuentemente, un parámetro importante para la determinación del tiempo de vida útil del cartucho (8) de filtro.
Description
Método para la determinación de las condiciones
de agotamiento de un cartucho de filtro para jarras filtrantes con
cartucho sustituible y jarra que funciona de conformidad con dicho
método.
El objeto de la presente invención es un método
para determinar las condiciones de agotamiento de un cartucho de
filtro para jarras filtrantes con cartucho sustituible y una jarra
que funciona de conformidad con tal método.
Las jarras con filtro que incluyen un sistema de
determinación de las condiciones de agotamiento de un cartucho de
filtro son conocidas, por ejemplo, por el documento US 5.900.138 del
mismo solicitante.
En jarras con filtro, el problema de advertir al
usuario de la necesidad de reemplazar el cartucho una vez que está
agotado es muy común. Típicamente, el agotamiento del cartucho se
vigila mediante el uso de dos parámetros, el número de ciclos de
filtrado realizados desde la activación inicial y/o el tiempo
transcurrido desde dicha activación. Está claro que el material de
filtro contenido en el cartucho pierde progresivamente su capacidad
de purificar agua con el uso y el paso del tiempo.
Incluso si estos dos factores representan
parámetros eficaces para evaluar las condiciones de eficacia del
cartucho de filtro, la indicación basada solamente en estos factores
puede resultar insatisfactoria. Hay, de hecho, un tercer factor
importante para el cálculo de la vida útil del cartucho: la calidad
del agua a filtrar y la concentración de agentes contaminantes que
contiene.
La capacidad de filtrado del cartucho no varía
solamente según la cantidad de agua tratada, sino, también, según
su calidad.
Las jarras con filtro disponibles hasta la fecha
incluyen un sistema contador de los ciclos de filtrado realizados
desde la activación inicial del cartucho, identificados, por
ejemplo, según la cuenta del número de accesos al primer depósito
que ha de contener el agua que se va a filtrar. En algunos casos
hay, también, un sistema contador auxiliar que cuenta el tiempo
transcurrido desde la activación inicial del cartucho, comparándolo
con un límite de tiempo de la vida útil del cartucho, para calcular
el agotamiento del cartucho cuando se da uno de los dos casos
(agotamiento del tiempo transcurrido desde la primera activación -
cómputo del agua filtrada).
Actualmente no se conocen jarras capaces de
calcular el agotamiento del cartucho según la calidad del agua
tratada.
Un objetivo principal de la invención es
proporcionar un método para la determinación de las condiciones de
agotamiento de un cartucho de filtro para jarras filtrantes con un
cartucho sustituible, en el cual la condición de agotamiento se
establezca de manera exacta y fiable.
Otro objetivo de la invención es proporcionar
una jarra con filtro con cartucho sustituible que funciona de
conformidad con tal método y, al mismo tiempo, construida de manera
sencilla y funcional.
Otro objetivo del invento es proporcionar una
jarra que, en un único dispositivo, incorpore todos los indicadores
deseados para una determinación precisa de las condiciones de
agotamiento del cartucho.
Estos objetivos, y más, que serán descritos con
mayor detalle más adelante en este documento, se alcanzan a partir
de una jarra hecha de conformidad con las reivindicaciones
adjuntas.
Las características y las ventajas de la
invención se exponen en la descripción detallada de algunos ejemplos
ilustrativos de activación, ofrecidos solamente como ejemplos
indicativos y no restrictivos, en los dibujos adjuntos, en los
cuales:
la figura 1 es una vista esquemática, en sección
transversal, de una jarra con filtro según la invención;
la figura 2 es una vista en planta, esquemática,
desde arriba, de la jarra de la figura 1 en sección parcial;
la figura 3 es una vista esquemática, en sección
transversal, de un segundo ejemplo de jarra según la invención;
la figura 4 es una vista esquemática, en sección
transversal, a escala agrandada, de un detalle de la jarra de la
figura 3;
las figuras 5 y 6 son vistas esquemáticas, en
sección transversal, de dos realizaciones diferentes de la
invención.
En los dibujos, la figura 1 muestra, en su
conjunto, una jarra con filtro que incluye un recipiente 2 con un
asa 3 y un pico 4 de vertido en el lado opuesto. El recipiente 2
contiene una caja 5 de alimentación extraíble en la cual está
definido el primer depósito 6, destinado a contener el agua a
filtrar, cuyo fondo tiene un conducto 7 de descarga, abierto,
destinado a retener un cartucho 8 de filtro, de tipo sustituible. El
recipiente 2 tiene, también, un segundo depósito 10 para contener
el agua filtrada.
El recipiente 2 está cerrado con una tapa
retirable 11 que puede dotarse de una parte superior 12 abierta
(figuras 3 y 4) para llenar el primer depósito 6.
El procedimiento de tratamiento del agua se
lleva a cabo introduciendo el agua a ser filtrada en el primer
depósito, antes de quitar la tapa 11, es decir, antes de la apertura
de la puerta 12, de modo que el agua pasa por el conducto 7 a
través del lecho de filtro que está situado en el cartucho 8 y pasa
hacia el segundo depósito.
Para establecer el tiempo de vida útil del
cartucho 8, una vez transcurrido el cual, el cartucho debe
considerarse agotado y, por lo tanto, debe ser substituido por un
cartucho nuevo, el primer depósito incluye una medidor de
impedancia del agua a filtrar conectado, operativamente, con medios
de cálculo de las condiciones de agotamiento del cartucho. El
medidor de impedancia está designado, de manera general, mediante 15
y los medios de cálculo están designados, de manera general,
mediante 16.
El medidor de impedancia incluye, al menos, dos
electrodos 17, 18 que están previstos en el primer depósito 6, y
entre los cuales se puede cerrar un circuito eléctrico en presencia
del agua a filtrar. Es preferible que la medición se realice con
corriente continua, generada por un pequeño acumulador 19, y, por lo
tanto, la impedancia medida es igual a la resistencia eléctrica del
agua a filtrar. Al igual que para medir la conductividad del agua a
filtrar, cuyo valor está correlacionado con la concentración de
iones y, por tanto, afecta al tiempo de vida útil del cartucho 8 de
filtro, los electrodos 17, 18 también se utilizan como medios
contadores para identificar el número de veces que se llena el
primer depósito y la cantidad consiguiente de agua ya filtrada.
Para hacerlo, es preferible que se tomen medidas para evitar que la
mera agitación de la jarra 1 pueda originar una señal de cómputo
como consecuencia de la inmersión temporal de los dos electrodos y
el subsiguiente cierre del circuito eléctrico entre ellos.
Una solución inicial (figura 1) se encuentra en
la posición del electrodo 17 cerca del fondo del primer depósito 6,
mientras el electrodo 18 está situado cerca de la tapa 11. Por otro
lado, además de los dos electrodos de medida 17, 18, también están
previstos dos electrodos 21 de habilitación, con la tarea de
identificar, al mismo tiempo que los electrodos de medida, su
estado de inmersión en el agua a filtrar y, por lo tanto, confirmar
que la inmersión de los electrodos 17, 18 no ha sido provocada
accidentalmente por el movimiento de la jarra.
Se ofrece una alternativa (figuras 3 y 4) en la
que los dos electrodos 17, 18 están montados sobre la tapa y se
extienden en un conducto de llenado 32 que fleva al depósito 6 en el
punto 33 de abertura. Los electrodos 17, 18 están contenidos,
preferiblemente, al menos parcialmente, en una cámara 34 cuyo fondo
contiene pasos 35 creados adecuadamente, en términos de dimensión,
para medir el tiempo de vaciado de la cámara 34 comparado con un
período de tiempo mínimo predefinido. Esto evita que meras
inmersiones accidentales temporales de los electrodos, debidas a
movimientos de la jarra, puedan generar cálculos falsos.
El resultado se consigue mediante la definición
de un período mínimo de tiempo de inmersión de los electrodos que
excede un límite de tiempo establecido, de modo que la señal
generada sea recibida como efectiva por los medios contadores 16.
Sólo como ejemplo, considerando que la dimensión de los pasos 35 es
tal que el agua contenida en la cámara 34 fluye en un tiempo x1 de
30 segundos, y que la cámara de llenado completa y el depósito 6 se
llenan en un período mínimo de tiempo x2 de 10 segundos, el tiempo
mínimo de contacto entre el agua y los electrodos 17, 18 está
definido por x1+x2 = 40 segundos. Por lo tanto, se puede definir un
límite para los medios de cálculo, de manera que solamente se
consideren las señales de cierre del circuito que excedan o sean
iguales a un período de 40 segundos. Las señales que duren menos de
40 segundos serán ignoradas.
Los electrodos 17, 18, 21 derivan de un circuito
20 alimentado por el acumulador 19, e incluyen medios contadores 22
para contar los ciclos de llenado de dicho primer depósito y,
además, incluyen un visualizador 23 susceptible de destacar
información importante de los ciclos de filtrado llevados a cabo y/o
el tiempo de vida útil residual del cartucho 8.
El circuito 20 incluye temporizadores 24 para
medir el tiempo que ha pasado desde el uso inicial del cartucho y
para calcular el tiempo restante hasta su agotamiento, y medios de
señal 25, tales como una alarma visual de LED y/o un zumbador u
otro tipo de señal sonora, para informar al usuario del agotamiento
del cartucho de filtro.
Los medios 17, 18, 21 identifican el cierre del
circuito 20 durante cada nuevo llenado del primer depósito 6 y, al
mismo tiempo, se evitan las falsas indicaciones de cierre del
circuito 20 consecuencia de una inmersión accidental de los
electrodos 17, 18, 21.
Como alternativa, o en añadidura, a los medios
indicados más arriba, el circuito 20 incluye un temporizador 26
activado en cada cierre del circuito 20 para excluir el conteo si la
duración del cierre ya mencionado es inferior al valor límite
predefinido.
El temporizador 26, por lo tanto, actúa como
dispositivo de reclusión de señales susceptible de aceptar la
identificación, solamente si éste tiene una duración superior al
límite de tiempo predefinido. Entre los electrodos de medida 17, 18
está, también, prevista la instalación de un par de paneles estancos
destinados a crear un paso laberíntico que evite el cierre
accidental del circuito en ausencia de un llenado efectivo del
primer depósito 6.
Las señales medidas por los electrodos 17, 18,
21, los medios contadores 22 y los temporizadores 24, 26 son
alimentadas a una entrada de un microprocesador 30 que, sobre la
base de un programa residente, elabora datos importantes sobre el
tiempo de vida útil del cartucho según el tiempo transcurrido desde
su primera activación y la cantidad de agua tratada, identificada
en términos de cierres, considerados importantes por el circuito
entre los electrodos, y por la concentración iónica de
contaminantes, identificada en términos de conductividad del agua
que está siendo tratada. Los datos importantes calculados de esta
manera se visualizan, preferiblemente, en términos de "cuenta
atrás", en el visualizador 23 que indica el número de ciclos
restantes hasta el agotamiento del cartucho 8.
La figura 5 ilustra otro ejemplo de esta
presente invención. Los detalles similares están marcados usando
los mismos números de referencia que en las figuras anteriores.
El ejemplo de la figura 5 es bastante útil para
tomar en consideración, en el cálculo del agotamiento del cartucho
8, rellenos parciales del primer depósito 6.
En éste, hay numerosos electrodos 51 situados a
distintas alturas en una cámara 54 de compensación definida dentro
del primer depósito 6 mediante un panel estanco 52. El panel estanco
52 incluye, cerca de su fondo, una abertura 53 calibrada con el
objeto de reducir al mínimo las variaciones de nivel en la cámara de
compensación debidas a las oscilaciones de la jarra, típicamente,
cuando se la inclina para verter.
Los electrodos 51 de nivel están asociados a un
electrodo 50 de referencia, situado, también, en el fondo de la
cámara de compensación.
Los electrodos 50, 51 están asociados con ramas
correspondientes del circuito de medida de impedancia para cerrar
la rama correspondiente una vez que se ha alcanzado el nivel
correspondiente de agua en el depósito.
Aunque los electrodos 51 con la cámara de
compensación relativa estén representados en el depósito superior 6
de la jarra en la figura 5, tales electrodos también pueden estar
situados, además o como alternativa, junto al segundo depósito 10,
de manera alternativa a la configuración descrita arriba. Esta
segunda solución técnica está ilustrada en la figura 5 mediante
línea de puntos. Los números de referencia específicos están
indicados con un exponente.
Cuando los electrodos 50' y 51' están montados
exclusivamente en el depósito para contener el agua filtrada, la
lectura del medidor de impedancia proporciona un valor importante de
la calidad del agua filtrada, sugiriendo la sustitución de los
cartuchos cuando dicha calidad cae por debajo de valores
aceptables.
Cuando los electrodos 50', 51', o al menos uno
de ellos, (así como el electrodo 50 o 50’ de referencia), están
montados en ambos depósitos, la lectura del medidor de impedancia
proporciona un valor importante de la relación entre la calidad del
agua que se va a filtrar y la del agua filtrada. Dicho valor es, por
lo tanto, un índice directo de la eficacia residual del cartucho
cuando se realiza la medida, y destaca la capacidad del cartucho
para seguir realizando otros filtrados o la necesidad de
sustituirlo.
Otro ejemplo se describe haciendo referencia a
la figura 6, en la que, en la cámara 34, además de los electrodos
17, 18, está previsto un sensor de temperatura del agua que se va a
filtrar, indicado con 60.
Dicho sensor puede estar situado,
alternativamente, en el depósito inferior 10, siempre que la
temperatura del agua que se va a filtrar no se vea sometida a
variaciones apreciables.
La temperatura medida es enviada a los medios 16
de cálculo y se utiliza para corregir el cálculo de las condiciones
de agotamiento del cartucho según la temperatura medida. De hecho, a
medida que la temperatura aumenta, se espera un aumento
correspondiente en la medida de la conductividad eléctrica debido a
una variación de la concentración iónica en toda la solución.
La invención descrita de esta manera contiene
numerosas ventajas, en comparación con las especificaciones
técnicas indicadas. Incluyen:
- mayor simplicidad en términos de construcción,
ya que no incluye en absoluto piezas móviles;
- mayor control del tiempo de vida útil del
cartucho de filtro, que se puede utilizar completamente, pero que
es capaz de garantizar, siempre, un nivel eficaz del filtrado del
agua tratada;
- menor coste de la jarra, ya que la solución
adoptada, con el mismo nivel de control de la eficacia de filtrado,
se puede hacer con una ventaja económica enorme.
Claims (24)
1. Método para la determinación de las
condiciones de agotamiento de un cartucho de filtro para jarras
filtrantes (1) con un cartucho sustituible (8), en el cual se prevé
una determinación inicial de la impedancia del agua que se va a
filtrar para calcular, consecuentemente, un parámetro importante
para la determinación del tiempo de vida útil del cartucho (8) de
filtro.
2. Método según la reivindicación 1, en el cual
dicha determinación de impedancia se realiza en el agua
filtrada.
3. Método según la reivindicación 1 o 2, en el
cual se elige, al menos, una segunda determinación entre la
identificación de la cantidad de agua tratada y la identificación
del tiempo transcurrido desde la primera activación del
cartucho.
4. Método según la reivindicación 1 o 3, en el
cual, al menos, una de dichas primera y segunda identificaciones se
realiza usando electrodos (17, 18) susceptibles de ser sumergidos en
un primer depósito (6) de agua a filtrar.
5. Método según una o más de las
reivindicaciones anteriores, en el cual la identificación de
impedancia se realiza con corriente continua, identificando una
medida de conductividad eléctrica del agua a ser tratada.
6. Método según una o más de las
reivindicaciones anteriores, en el que se prevé la identificación de
la temperatura del agua filtrada para corregir dicho parámetro
importante según la identificación de temperatura.
7. Método según una o más de las
reivindicaciones anteriores, en el cual dicha identificación de
impedancia se realiza en el agua filtrada y en el agua a filtrar,
calculándose dicho parámetro importante para la determinación del
tiempo de vida útil del cartucho de filtro según ambos valores de
impedancia citados.
8. Una jarra filtrante (1) con cartucho
sustituible (8), que incluye un primer depósito (6) para el agua a
filtrar, un conducto de flujo (7) proveniente de dicho primer
depósito (6) y un cartucho (8) de filtro situado en dicho conducto
de flujo (7) para depurar el agua que se desplaza desde dicho primer
depósito (6) hacia un segundo depósito (10) para el agua filtrada,
caracterizada por el hecho de que incluye, en dicho primer
depósito (6), un circuito de medida de la impedancia del agua a
filtrar conectado operativamente con medios de cálculo de las
condiciones de agotamiento del cartucho.
9. Una jarra filtrante (1) según la
reivindicación 8, en la cual dicho medidor de impedancia incluye, al
menos, dos electrodos (17, 18) en dicho primer depósito (6) entre
los cuales se cierra un circuito eléctrico (20) en presencia de
agua en dicho primer depósito (6).
10. Una jarra filtrante (1) según la
reivindicación 8 o 9, en la cual dicho circuito (20) incluye medios
contadores (22) para contar los ciclos de llenado de dicho primer
depósito (6).
11. Una jarra filtrante (1) según la
reivindicación 8, 9 o 10, en la cual dichos electrodos (17, 18)
están aplicados en dicha tapa (11).
12. Una jarra filtrante (1) según la
reivindicación 11, en la cual dichos electrodos (17, 18) están
aplicados en un conducto de llenado (32) del primer depósito
(6).
13. Una jarra filtrante (1) según la
reivindicación 12, en la cual dichos electrodos (17, 18) están
aplicados en correspondencia con una cámara (34) de dicho conducto,
susceptible de vaciarse en un período de tiempo mínimo
predefinido.
14. Una jarra filtrante (1) según la
reivindicación 13, en la cual dicha cámara (34) incluye pasos (35)
calibrados.
15. Una jarra filtrante (1) según una o más de
las reivindicaciones 8 a 14, en la cual dicho circuito (20) incluye
temporizadores (24) para medir el tiempo transcurrido desde el
primer uso del cartucho (8), y para calcular el tiempo restante
hasta su agotamiento.
16. Una jarra filtrante (1) según la
reivindicación 15, en la cual dichos temporizadores (24) dependen de
dichos electrodos (17, 18).
17. Una jarra filtrante (1) según una o más de
las reivindicaciones 8 a 16, en la cual dicho circuito (20) incluye
medios de señal (23) para indicar el agotamiento del cartucho (8) de
filtro.
18. Una jarra filtrante (1) según una o más de
las reivindicaciones 8 a 17, que incluye medios de identificación
(17, 18, 21) para identificar el cierre del circuito cada vez que se
llena el primer depósito (6) y, al mismo tiempo, para excluir la
identificación del cierre del circuito (20) en el caso de una
inmersión accidental de dichos electrodos (17, 18).
19. Una jarra filtrante (1) según la
reivindicación 18, en la cual dichos medios de identificación (17,
18, 19) incluyen un dispositivo (26) de excludión de señales
susceptible de aceptar la identificación solamente si se excede el
límite de tiempo predefinido.
20. Una jarra filtrante (1) según una o más de
las reivindicaciones 8 a 19, en la cual dichos medios de
identificación incluyen electrodos de habilitación (21) situados en
dicho depósito.
21. Una jarra filtrante (1) según una o más de
las reivindicaciones 8 a 20, en la cual dicho circuito eléctrico
(20) contiene un circuito de corriente continua predispuesto para
identificar la conductividad eléctrica del agua a tratar.
22. Una jarra (1) con filtrado según una o más
de las reivindicaciones 8 a 21, en la cual dicho circuito medidor
de impedancia está asociado con uno y/u otro de dichos
depósitos.
23. Una jarra (1) con filtrado según una o más
de las reivindicaciones 9 a 22, que incluye una pluralidad de
electrodos (51, 50, 51', 50') situados en uno y/u otro depósitos (6,
10), a distintas alturas que se corresponden con ramas del circuito
de medida de impedancia que está asociado a dichos electrodos, para
cerrar el circuito en la rama correspondiente una vez que se haya
alcanzado el nivel correspondiente de agua en el depósito respectivo
(6, 10).
24. Una jarra (1) con filtrado según la
reivindicación 23, en la cual dichas ramas del circuito de medida
están asociadas con los medios de cálculo para sumar el total de la
cantidad de agua tratada en un tiempo de vida útil eficaz del
cartucho (8), y para establecer, consecuentemente, las condiciones
de agotamiento.
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