ES2310008T3 - Sistema de caudalimetro que puede ser utilizado con un dispositivo de tratamiento del agua. - Google Patents
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Abstract
Un extremo de un filtro de tubo de enchufe para montarlo en un extremo de un tubo de enchufe (22), el extremo del filtro de tubo de enchufe estando provisto de un dispositivo de tratamiento del agua (20), una abertura de entrada (46) y una abertura de salida (32), y un canal (28) para canalizar el agua que fluye entre las aberturas de entrada y salida (46, 32), el extremo del filtro del tubo de enchufe adicionalmente comprendiendo: - un dispositivo reactivo al flujo (148) colocado en el canal (28) y expuesto al agua; - un elemento de generación de señal (190) colocado sobre el dispositivo reactivo al flujo (148) que causa que dicho dispositivo reactivo al flujo (148) produzca una señal que varía espacialmente con relación al flujo de agua; - un sensor (184) acoplado al dispositivo reactivo al flujo (148) y que responde a la proximidad de la señal que varía espacialmente del dispositivo reactivo al flujo (148), el sensor (184) generando una señal de flujo que corresponde al flujo de agua en el canal (28); - un dispositivo de salida (40) para indicar cuándo se puede utilizar el dispositivo de tratamiento del agua (20); y - un control (186) acoplado para recibir y acumular la señal del flujo y que incluye un primer umbral que representa una función de retraso durante el flujo del agua durante un tiempo o un volumen de flujo previamente determinado al inicio de cada utilización y un segundo umbral que representa la finalización de la utilización, dicho control (186) comparando la señal de flujo acumulado con el primer umbral, el control (186) no accionando el dispositivo de salida (40) cuando la señal de flujo acumulado está por debajo del primer umbral, el dispositivo de salida (40) indicando de ese modo la función de retraso y el control (186) activando el dispositivo de salida (40) cuando la señal de flujo acumulado excede del primer umbral y está por debajo del segundo umbral.
Description
Sistema de caudalímetro que puede ser utilizado
con un dispositivo de tratamiento del agua.
Esta invención se refiere a dispositivos para el
tratamiento del agua y más particularmente se refiere a dispositivos
nuevos y mejorados de supervisión para determinar el estado de un
cartucho de filtro reemplazable en un dispositivo de tratamiento
del agua.
Los tipos de fijaciones de tubo de enchufe de
filtros de agua se han convertido en un producto comercial viable,
posiblemente en razón del hecho de que no requieren cambios en las
instalaciones de cañerías para permitir su utilización en el hogar
o en un entorno similar. Típicamente, los dispositivos de
tratamiento del agua se unen a la salida del tubo de enchufe en el
fregadero de la cocina que incluye válvulas para permitir el flujo
tanto del agua filtrada como sin filtrar, el agua que se va a
filtrar fluyendo a través de un cartucho reemplazable montado sobre
una parte del filtro de agua.
La información con respecto a la condición de un
cartucho de filtro reemplazable en un dispositivo de tratamiento
del agua es útil a fin de conocer cuánto queda de su vida útil.
Típicamente, los elementos de cartucho reemplazables para
dispositivos de tratamiento del agua de fijación en un tubo de
enchufe están calibrados para un número de litros (galones) que
pueden ser tratados, o para una duración del tiempo de utilización
(por ejemplo, un número de meses de servicio). Un cartucho de
filtro típico está calibrado para aproximadamente 760 litros (200
galones) de flujo, o tres meses, cualquiera que sea lo que ocurra
primero. Sin embargo, si el consumidor no puede determinar
fácilmente cuándo han pasado 760 litros (200 galones) a través del
cartucho, o cuando ha transcurrido el tiempo de duración, es muy
difícil reemplazar el cartucho del filtro en el momento adecuado.
Es altamente deseable proporcionar una indicación al usuario de
cuándo el cartucho del filtro es apto para el consumo y una
indicación de cuándo debe ser reemplazado el cartucho del
filtro.
En el documento
US-A-5,060,167 se expone un control
programable electrónico del tratamiento del agua. El control inicia
la secuencia de regeneración o una alarma sobre la base de un tiempo
de predicción programable o de un flujo total a través del
dispositivo de tratamiento del agua o de combinaciones de los
mismos. Esta patente americana no concierne a un extremo
reemplazable de un filtro en tubo de enchufe.
En el documento
EP-A-0 267 701 se expone un aparato
que tiene un flujo accionado por un conmutador para cerrar una
válvula dispuesta en un conducto cuando ha pasado un volumen
previamente establecido de agua a través del conducto.
La patente americana US 5,263,578 concierne a un
indicador de la vida de un filtro provisto de un conmutador
accionado por el flujo. Un indicador visual o acústico es accionado
cuando el filtro necesita ser reemplazado.
En la técnica se echa en falta un filtro de
extremo en tubo de enchufe que tenga características adecuadas y
deseables de supervisión del flujo y del tiempo transcurrido para
alertar al usuario de que el medio del filtro está casi agotado,
requiere sustitución y recuerde al usuario lavar abundantemente el
cartucho del filtro al inicio de cada utilización. Es por estos
defectos de la técnica existente por lo que se desarrolló la
presente invención, como se define en la reivindicación
independiente 1.
En una forma de realización ventajosa un
dispositivo para el tratamiento del agua de fijación por tubo de
enchufe incluye un sistema de caudalímetro totalizador para sumar el
volumen de agua que pasa a través del dispositivo y el tiempo
transcurrido desde que fue instalado el cartucho del filtro y avisar
al usuario tanto de que se aproxima la capacidad máxima del
cartucho del filtro, sobre la base del flujo, como que se han
alcanzado los hitos sobre la base del tiempo. El sistema de
totalización incluye múltiples señales visuales al usuario para
indicar cuándo se puede utilizar el cartucho del filtro, cuándo el
cartucho ha alcanzado aproximadamente el 90% de su capacidad y
cuándo se ha alcanzado el 100% de su capacidad. Funciones
significantes del sistema de caudalímetro de totalización
incluyen:
1. Indicar al usuario que ha sido alcanzada la
capacidad de tratamiento del cartucho del filtro.
2. Indicar al usuario que ha sido alcanzado un
porcentaje previamente determinado de la capacidad total de
tratamiento del cartucho de filtro. Esto sirve como un aviso de la
aproximación del final de la capacidad del cartucho y proporciona
al usuario un tiempo adecuado para comprar un nuevo cartucho de
sustitución.
3. Indicar al usuario que el agua distribuida es
aceptable para consumir por medio de una señal de funcionamiento
uniforme.
4. Recordar al usuario lavar abundantemente el
cartucho del filtro antes de cada utilización.
5. Recordar al usuario lavar abundantemente el
cartucho del filtro en el momento de la instalación de un nuevo
cartucho de sustitución.
Un conmutador sensible a la proximidad del
elemento de generación de la señal causada por el giro del
dispositivo reactivo al flujo que puede estar colocado próximo al
dispositivo reactivo al flujo. El conmutador es capaz de comunicar
señales eléctricas indicativas del movimiento del elemento de
generación de la señal. Un micro control que se puede borrar
provisto de un dispositivo de salida y un umbral del comportamiento
primero y segundo programado en el mismo, está colocado cerca del
dispositivo reactivo al flujo. El micro control está en
comunicación eléctrica con el conmutador para recibir señales
eléctricas desde el conmutador, en el que el conmutador detecta el
giro del dispositivo reactivo al flujo y comunica señales eléctricas
representativas de las características al micro control, el micro
control interpretando las señales como un primer dato del
comportamiento. El micro control estando provisto también de un
contador del tiempo para totalizar el tiempo transcurrido desde que
fue borrado por última vez el micro control, el micro control
interpretando el tiempo transcurrido como un segundo dato del
comportamiento. El micro control compara el primer dato del
comportamiento con respecto al primer umbral del comportamiento y
el segundo dato del comportamiento con respecto al segundo umbral
del comportamiento para determinar si los umbrales de comportamiento
respectivos han sido sobrepasados y cuando son sobrepasados acciona
el dispositivo de salida.
El micro control se utiliza para contar y
almacenar los giros de la turbina, entre sus muchas funciones.
También rastrea la duración del tiempo (tiempo del calendario)
desde que el micro control fue borrado por última vez, lo cual
normalmente ocurre durante la instalación del cartucho del filtro
actual.
En una forma de realización preferida, el micro
control señala un diodo de emisión de luz amarilla (LED) como un
aviso de que se aproxima el final de la vida útil del cartucho del
filtro. En el caso en el que el cartucho del filtro está calibrado
para 760 litros (200 galones), o 90 días, el LED amarillo emite una
señal después de 680 litros (180 galones) de flujo, o
aproximadamente 81 días. En ese momento, el consumidor debe
planificar reemplazar el cartucho, pero tendrá todavía otros 80
litros (20 galones), o aproximadamente 9 días, de capacidad. Una
señal de LED roja después del paso de 760 litros (200 galones), o 90
días, indica al usuario que el cartucho debe ser reemplazado
inmediatamente. Cuando el cartucho está en la parte útil de su vida
antes de las señales amarilla o roja, se proporciona una señal
verde para informar al usuario de que el agua tratada es aceptable
para el consumo.
Ventajas adicionales ofrecidas por el diseño
incluyen medios para recordar continuamente al usuario la necesidad
de lavar con abundancia los cartuchos remplazados en el momento de
la instalación y antes de cada utilización. En el caso de la
instalación de un nuevo cartucho, un cartucho fresco debe sufrir un
lavado abundante inicial de aproximadamente 3,8 litros (un galón)
para eliminar del cartucho el aire atrapado y los finos de carbón
activo. Las burbujas de aire y las partículas de fino en la primera
agua causan que el agua sea un poco turbia y por lo tanto
indeseable. Preferiblemente, esta invención caracteriza medios de
señalización que informan al usuario para que espere durante el
lavado abundante inicial de 3,8 litros (un galón) por medio de la
intermitencia de un LED amarillo de prevención durante la duración
del lavado abundante de 3,8 litros (un galón). Una vez en servicio,
el cartucho es lavado con abundancia por el usuario durante
aproximadamente 0,08 litros (0,025 galones) (lavado abundante por
utilización) al inicio de cada utilización, recordando al usuario la
necesidad de descargar por lo menos un volumen unitario del
cartucho del filtro de agua. Este agua tiende a calentarse por el
asentamiento del dispositivo y es menos sabrosa que el agua recién
filtrada que sigue a continuación. Esta invención caracteriza
medios de señalización que informan al usuario para que espere
durante el lavado abundante por utilización por medio de un retraso
del LED verde positivo durante la duración del lavado abundante por
utilización.
Una apreciación más completa de la presente
invención y de su ámbito se puede obtener a partir de la comprensión
de los dibujos adjuntos, los cuales se resumen brevemente más
adelante en este documento, de la siguiente descripción detallada
de las formas de realización actualmente preferidas de la invención
y de las reivindicaciones adjuntas.
La figura 1 es una vista en perspectiva del
dispositivo de tratamiento del agua que incorpora la presente
invención.
La figura 2 es una vista frontal del dispositivo
de tratamiento del agua que incorpora la presente invención.
La figura 3 es una vista desde arriba del
dispositivo de tratamiento del agua que incorpora la presente
invención.
Las figuras 4A-4C son vistas a
mayor escala del despiece en perspectiva del dispositivo de
tratamiento del agua que incorpora la presente invención.
La figura 5 es una sección tomada a lo largo de
la línea 5-5 de la figura 2.
La figura 6 es una vista en sección figurativa
de la válvula en la posición de derivación.
La figura 7 es una sección tomada a lo largo de
la línea 7-7 de la figura 3.
La figura 8 es una sección tomada a lo largo de
la línea 8-8 de la figura 5.
La figura 9 es una sección tomada a lo largo de
la línea 9-9 de la figura 5.
La figura 10 es una sección parcial figurativa
de las pinzas de la batería como se representa en la figura 8.
La figura 11 es una sección tomada a lo largo de
la línea 11-11 de la figura 10.
La figura 12 es una sección parcial figurativa
similar a la figura 10 en la que la batería ha sido extraída de las
pinzas.
La figura 13 es una vista en perspectiva a mayor
escala de las pinzas de la batería como se representa en la figura
4B.
La figura 14 es un diagrama de bloques funcional
del sistema de caudalímetro.
La figura 15 es un cuadro de flujo que indica el
funcionamiento del sistema de caudalímetro.
La figura 16 es un diagrama esquemático del
sensor del flujo y del micro control del sistema de
caudalímetro.
La figura 17 es una vista en perspectiva a mayor
escala de una forma de realización alternativa de las pinzas de la
batería como se representa en la figura 4B.
La figura 18 es una vista a mayor escala de la
turbina.
La figura 19 es una sección tomada a lo largo de
las líneas 19-19 de la figura 18.
La figura 20 es una sección parcial figurativa a
mayor escala del segundo canal vertical y de la estructura que lo
rodea.
La figura 21 es una sección figurativa del
conjunto del filtro mostrando una forma de realización alternativa
de la turbina, del soporte de la batería y las lentes.
La figura 22 es una vista en perspectiva del
despiece del LED y la lente.
La figura 23 es una vista en perspectiva de la
lente.
La figura 24 es una vista en perspectiva de una
forma de realización alternativa del soporte de la batería en la
posición abierta.
La figura 25 es una vista en perspectiva de una
forma de realización alternativa del soporte de la batería en la
posición cerrada.
La figura 26 es una vista lateral de una forma
de realización alternativa del soporte de la batería.
La figura 27 es una sección tomada a lo largo de
la línea 27-27 de la figura 26.
La figura 28 es una vista en perspectiva del
despiece de una forma de realización alternativa de la turbina.
La figura 29 es una vista en perspectiva del
despiece de una forma de realización alternativa de la turbina.
La figura 30 es una sección tomada a lo largo de
la línea 30-30 de la figura 29.
Las figuras 31-34 son cuadros de
flujo que describen la medición a partir del volumen de la forma de
realización alternativa del sistema de caudalímetro.
Con referencia a las figuras 1, 2 y 3 se
representa un dispositivo para el tratamiento del agua de extremo
en tubo de enchufe 20 el cual incorpora el sistema de caudalímetro
de totalización del tiempo y del caudal de agua de la presente
invención. El dispositivo de tratamiento del agua tiene un filtro
reemplazable el cual está realizado como un cartucho de filtro
mecánico o absorbente para reducir contaminantes indeseables de los
suministros de agua potable. La forma de realización particular del
dispositivo de tratamiento del agua descrito en este documento está
unido al extremo de un tubo de enchufe de un fregadero de cocina 22
y es más conocido típicamente como un filtro de extremo en tubo de
enchufe (EOF End-of-faucet). El
sistema de caudalímetro de totalización suma el volumen del flujo a
través del cartucho del filtro utilizando una turbina giratoria,
así como el tiempo total desde que se borró el sistema de
caudalímetro.
El dispositivo de tratamiento del agua incluye
un cuerpo principal 24 que define una primera trayectoria del flujo
de derivación no filtrado 26 (figura 6) y una segunda trayectoria
del flujo filtrado 28 (figura 7). El cuerpo principal está fijado a
una fuente de agua, tal como por ejemplo un tubo de enchufe 22 y
define una salida de derivación 30 y una salida del filtrado 32. El
sistema de caudalímetro y el cartucho del filtro están colocados en
el cuerpo principal en línea con la segunda trayectoria del flujo
filtrado 28. En el cuerpo principal 24 está incluida una válvula 34
y se puede accionar para controlar el flujo del agua entre las
trayectorias del flujo primera 26 y segunda 28. Cuando se
selecciona la trayectoria del flujo de derivación 26, el agua fluye
desde el tubo de enchufe 22 directamente a la salida de derivación
30 y no fluye a través del cartucho del filtro. Cuando se
selecciona la trayectoria del flujo filtrado 28, el agua fluye desde
el tubo de enchufe 22, al interior del cuerpo principal 24, a
través del cartucho del filtro, a través del sistema de totalización
y a la salida del filtrado 32.
El sistema de caudalímetro 36 de la presente
invención como se representa en las figuras 4B, 5, 8 y 9 recoge los
datos que pertenecen al volumen total del agua que fluye a través
del cartucho del filtro 38 y el tiempo total desde que el sistema
de caudalímetro fue borrado o fue activado por última vez. El
volumen total del agua que fluye a través del sistema de
caudalímetro 36 y el tiempo total desde que el sistema fue activado
por última vez son ambos indicativos de la vida que le queda al
cartucho del filtro reemplazable 38. Este dato del comportamiento o
del estado es acumulado por el sistema de caudalímetro 36 y se emite
como una salida al usuario a través de un dispositivo de salida 40
para indicar al usuario el estado funcional del cartucho del filtro
38. Existen etapas diferentes de información de salida provistas al
usuario por el sistema de caudalímetro, las cuales se describen con
mayor detalle más adelante en este documento.
Con mayor detalle, el dispositivo de tratamiento
de agua está representado en las figuras 1, 2, 3 y
4A-C. El dispositivo de tratamiento del agua
incluye un cuerpo principal 24 provisto de una parte vertical 42 y
una parte que se extiende lateralmente 44 unida al fondo de la parte
vertical. La parte que se extiende lateralmente 44 incluye una
abertura de entrada 46 para recibir agua de la fuente de agua, una
estructura de fijación 48 asociada con la abertura de entrada 46
para conectar el dispositivo de tratamiento del agua 20 a la fuente
de agua, tal como por ejemplo el tubo de enchufe normal 22, una
válvula 34 para dirigir el agua a lo largo de las trayectorias del
flujo primera 26 o segunda 28 y la abertura de la salida de
derivación 30.
La parte vertical 42 del cuerpo principal 24
forma, como se representa mejor en las figuras 7, 8 y 9, una cámara
orientada verticalmente 50 la cual incluye una parte superior 52
para recibir el cartucho del filtro reemplazable 38, una parte
media 54 para recibir el sistema de caudalímetro 36 y una parte del
fondo 56 y la abertura de salida del filtrado 32. Como se
representa en las figuras 1 y 4B, el cuerpo principal 24 está
globalmente formado por una estructura del armazón del alojamiento
58 que tiene una parte que se extiende en vertical 60 y una que se
extiende lateralmente 62, análogas al cuerpo principal 24 y
elementos de recubrimiento exterior, que incluyen la base 64, una
parte inferior 66, un tubo ascendente 68 y una tapa 70. La
estructura del armazón del alojamiento 58 contiene soportes y
posiciones del cartucho del filtro 38 y del sistema de caudalímetro
36 mientras los elementos de recubrimiento exterior 64, 66, 68 y 70
principalmente proporcionan el aspecto estético deseado.
La parte superior de la parte vertical 60 de la
estructura del armazón 58 está roscada exteriormente para recibir
las roscas interiores de la parte superior 70 del recubrimiento del
alojamiento. Una vez la base 64 del recubrimiento del alojamiento
se coloca por debajo de la estructura del armazón 58, la parte
inferior 66 del recubrimiento del alojamiento es deslizada sobre la
estructura del armazón 58 para acoplar la base 64 del recubrimiento
y encerrar la mayor parte de la estructura del armazón 58. La base
64 y la parte inferior 66 del recubrimiento se mantienen juntas en
su sitio mediante un mecanismo de pestillo en chaflán 72. La parte
más elevada 68 del recubrimiento es deslizada entonces sobre la
estructura del armazón 58 para acoplar la parte inferior 66.
Finalmente, la tapa 70 es recibida de forma roscada por la
estructura del armazón 58 para fijar la parte inferior 66 y la
parte más elevada 68 de la estructura del armazón 58.
La estructura de la abertura de entrada 48, la
estructura de la abertura de salida de derivación 30 y la estructura
de la válvula 34 se representan mejor en las figuras
4A-C, 6 y 7. La estructura de la abertura de entrada
48 permite que el dispositivo de tratamiento del agua se una de
forma que se pueda liberar al extremo del tubo de enchufe normal
22. La parte que se extiende lateralmente 62 de la estructura del
armazón 58 y la parte inferior 66 del recubrimiento definen ambas
aberturas para una orientación alineada, las cuales juntas forman
la abertura de entrada 46. La abertura 72 en la parte que se
extiende lateralmente 62 de la estructura del armazón 58 incluye un
collar roscado exteriormente 74 el cual se extiende hacia arriba a
través de la abertura en el recubrimiento. Un casquillo de
suplemento 76 está acoplado herméticamente con una arandela 78 en el
collar 74 a un resalte anular interior formado alrededor de la
abertura en la estructura del armazón 58. El casquillo de
suplemento 76 tiene un reborde que se extiende radialmente hacia
fuera y que termina en una rosca interior en un reborde que se
extiende radialmente hacia dentro. El roscado interior en el
casquillo 76 recibe el roscado exterior en el tubo de enchufe 22
para unir al mismo el dispositivo de tratamiento del agua.
El extremo del tubo de enchufe se junta a tope
contra el reborde que se extiende radialmente interiormente en el
casquillo 76 y está herméticamente cerrado en el mismo con una
arandela 77. Una tuerca de retención roscada interiormente 80
acopla el reborde radial que se extiende hacia fuera en el casquillo
76 y acopla de forma roscada las roscas exteriores del collar 74
para presionar el casquillo 76 y el resto del conjunto juntos de
una manera estanca al agua.
La abertura de salida incluye un conjunto de
pantalla del filtro 84 y una tuerca de retención 86. La tuerca de
retención 86 se une de forma roscada a un collar roscado
exteriormente 88 que se extiende desde la abertura de derivación 30
en la parte que se extiende lateralmente 62 de la estructura del
armazón 58. El collar 88 se extiende hacia abajo a través de la
abertura de salida 90 formada en la parte de la base del
recubrimiento. La tuerca de retención 86 coloca el conjunto de la
arandela y la pantalla del filtro en la abertura de salida de
derivación 30.
La válvula 34 se inserta en un taladro
longitudinal 92 formado en la extensión lateral 62 de la estructura
del armazón 58 y cuando está montada en su interior dirige el agua a
la primera trayectoria del flujo 26 para derivarla del cartucho del
filtro 38, o dirige el agua a la segunda trayectorias del flujo 28 y
a través del cartucho del filtro 38. La válvula 34 incluye un
vástago de forma globalmente tronco cónica 94 que termina en un
mango en T 96. Una parte del recubrimiento exterior 98 se ajusta
sobre el mango en T 96 para acoplar las otras piezas del
recubrimiento exterior. Una ranura anular 100 está formada entre el
mango en T 96 y el vástago 94, creando una sección que tiene un
diámetro reducido.
Dos estructuras de ranuras distintas, cada una
conduciendo a una trayectoria del flujo diferente, están formadas
en el vástago 94. La primera estructura de ranura 102, la cual es
parte de la primera trayectoria del flujo 26, está formada justo
por debajo de la abertura de entrada y a través del ancho del
vástago 94, como se representa en la figura 6. La estructura de la
primera ranura 102 permite que el agua fluya directamente desde la
abertura de entrada 62 a través de la abertura de salida 30. Cuando
la válvula 34 es accionada por la primera trayectoria del flujo, el
mango en T 96 se coloca para que quede enrasado, o en línea, con la
extensión lateral 62 de la estructura del armazón 58, como se
representa en las figuras 1 y 6.
La segunda estructura de ranura 104, la cual es
una parte de la segunda trayectorias del flujo 28, está formada
justo por debajo del la abertura de entrada 46 y a lo largo de la
longitud del vástago 94 para abrir en el taladro 92 formado en la
extensión lateral 62 de la estructura del armazón 58. La segunda
estructura de ranura 104 está al principio de la segunda
trayectoria del flujo, o filtrado, 28, la cual se describe con más
detalle más adelante en este documento. Las dos estructuras de
ranura 102 y 104 están formadas en el vástago 94 desplazadas 90º
entre sí. Cuando la válvula 34 es accionada por la segunda
trayectoria del flujo 28, el mango en T se coloca para que este
transversal a la extensión lateral 62 de la estructura del armazón
58, como se representa en la figura 7.
El vástago 94 está recibido de forma giratoria
en el taladro 92 y se mantiene axialmente en su interior mediante
los bordes del recubrimiento exterior (partes inferior 66 y del
fondo 64) insertado dentro que la ranura anular 100 formada entre
el mango en T 96 y el vástago 94. Juntas de estanqueidad apropiadas
(anillos tóricos) están colocadas sobre el vástago 94 para evitar
que el flujo de agua pase por el vástago o entre las estructuras de
ranura primera 102 y segunda 104.
La segunda trayectoria del flujo, o filtrado, 28
globalmente corre desde la abertura de entrada 46, pasa por la
válvula 34 en la segunda posición, a través de la segunda estructura
de ranura 104 y dentro del taladro formado en una parte que se
extiende lateralmente de la estructura del armazón, como se
representa en la figura 7. A partir de este punto, como se
representa en la figura 7, la segunda trayectoria del flujo continúa
dentro de la base de la parte vertical 60 de la estructura del
armazón 58 y hasta el cartucho del filtro 38. La segunda
trayectoria del flujo continúa desde el cartucho del filtro 38 hacia
abajo, a través del sistema de caudalímetro 36 y fuera del la
abertura de salida del filtrado 32 (figuras 8 y 9).
Con mayor detalle, la segunda trayectoria del
flujo corre a través de diversos componentes diferentes en la
estructura del armazón del alojamiento 58. La segunda trayectoria
del flujo corre desde el taladro 92, a través de un túnel 93
formado por debajo del borde del fondo de la parte vertical 60 de la
estructura del armazón 58, a través de un primer canal orientado
verticalmente 108, hasta la carcasa del caudalímetro 106, como se
representa en la figura 7. El cartucho del filtro está colocado por
encima de la carcasa del caudalímetro 106 y descansa sobre una
pluralidad de soportes 107 que se extienden hacia arriba desde la
carcasa del caudalímetro 106. El puerto de entrada 110 del cartucho
del filtro 38 está en comunicación fluida con la salida 112 del
primer canal orientado vertical 108 formado a través de la carcasa
del caudalímetro 106. La segunda trayectoria del flujo 28 continúa
a través del cartucho del filtro 38 hasta el puerto de salida 114
del cartucho del filtro 38, como se representa en las figuras 8 y
9.
Como se representa en las figuras 8 y 9, el
puerto de salida 114 del cartucho del filtro 38 está en comunicación
fluida con la abertura de entrada 116 del segundo canal vertical
118 formado a través de la carcasa del caudalímetro 106. El sistema
de caudalímetro 36 está parcialmente colocado en el segundo canal
vertical 118, el cual tiene una abertura de salida 120 en
comunicación fluida con la salida del agua filtrada, la abertura de
salida 32 para la segunda trayectoria del flujo 28.
El cartucho del filtro 38 puede estar fabricado
de cualquier tipo de material de filtro que se utiliza normalmente
en este tipo de productos. La trayectoria del flujo a través del
cartucho del filtro 38 no es crucial para el funcionamiento de esta
invención en tanto en cuanto la trayectoria del flujo termine en un
puerto de salida 114 formado en el cartucho del filtro 38. Un tipo
de cartucho de filtro preferido es un bloque de carbono activado
fibroso, fabricado por Fibredyne Corporation de Dover, New
Hampshire. En el cartucho del filtro 38 establecido en esta forma
de realización, el cartucho del filtro incluye un alojamiento
exterior 39 que contiene un elemento de filtro cilíndrico 41.
Existe una cámara anular formada entre la pared exterior 43 del
elemento de filtro 41 y el alojamiento exterior 39. En esta forma
de realización, el agua fluye radialmente a través del cartucho del
filtro 38 hasta un vacío cilíndrico central, en donde el agua cae
bajo la fuerza de la gravedad y la presión del fondo del cartucho
del filtro y fuera del puerto de salida 114, como se representa en
la figura 7.
La carcasa del caudalímetro 106 define una
cavidad interior 122 la cual aloja el sistema de caudalímetro 36 de
la presente invención. La carcasa del caudalímetro 106 forma también
dos patas de la segunda trayectoria del flujo 28: el primer canal
orientado verticalmente 108 para transportar el fluido al puerto de
entrada 110 del cartucho del filtro 38 y el segundo canal orientado
verticalmente 118 para transportar el fluido desde el puerto de
salida 114 del cartucho del filtro 38, pasando por el sistema de
caudalímetro 36, hasta la salida del filtrado 32. Las dos patas de
la segunda trayectoria del flujo están formadas a través de la
cavidad 122 de la carcasa del caudalímetro 106, pero no permite que
el fluido pase dentro de la propia cavidad 122. La carcasa del
caudalímetro 106 acopla la base 124 de la estructura del armazón 58.
La carcasa del caudalímetro 106 tiene una superficie superior 128 y
una pared lateral continúa 130 unida alrededor del perímetro de la
superficie superior 128 y que se extiende hacia abajo. La carcasa
del caudalímetro 106 ajusta en la parte vertical 60 de la
estructura del armazón 58, acoplando la base 124 alrededor de la
circunferencia del borde del fondo 132 de la pared lateral 130. El
cartucho del filtro 38 se asienta sobre la parte superior de la
carcasa del caudalímetro 106.
Como se ve mejor en la figura 7, el primer canal
vertical 108 de la segunda trayectoria del flujo 28 formado a
través de la cavidad 122 está definido por un tubo 134 que se
extiende hacia arriba desde la base 124 para acoplar herméticamente
con una abertura apropiadamente colocada formada en la superficie
superior 128 de la carcasa del caudalímetro 106. La abertura en la
carcasa del caudalímetro 106 está formada en la parte superior de
una sección corta 136 que se extiende hacia arriba y hacia abajo
desde la carcasa del caudalímetro 106. El tubo 134 se inserta
dentro del extremo del fondo de la sección corta 136 y acopla una
junta (tal como un anillo tórico) para formar una conexión estanca.
Un aro interior 138 está insertado dentro de la abertura desde la
parte superior de la sección corta 136 para acoplar una junta (tal
como por ejemplo un anillo tórico) conjuntamente con las paredes
laterales del puerto de entrada 110 del cartucho del filtro 38 para
completar la conexión estanca. El agua fluye de ese modo a través
del túnel 93, a través del tubo 134, pasa por las juntas, a través
del anillo interior 138 y dentro del puerto de entrada 110 del
cartucho del filtro 38.
El segundo canal vertical 118 de la segunda
trayectoria del flujo 28 formado en la carcasa del caudalímetro 106
se extiende a través de la carcasa del caudalímetro 106 en línea con
el puerto de salida 114 del cartucho del filtro 38, como se ve
mejor en las figuras 8 y 9. La abertura de salida 120 está formada
en la base 124 y una abertura correspondiente está formada en la
carcasa del caudalímetro 106. La abertura formada en la carcasa del
caudalímetro 106 está formada en la parte superior de una sección
corta 140 que se extiende hacia arriba y hacia abajo desde la
carcasa del caudalímetro 106. Un anillo interior 139 está insertado
dentro de la abertura desde la parte superior de la sección corta
140 y está formada una junta entre la superficie exterior de la
sección corta 140 y un reborde cilíndrico 142 que se extiende hacia
abajo desde alrededor del puerto de salida 110 del cartucho del
filtro 38, tal como por ejemplo mediante un anillo tórico.
Un alojamiento de la turbina 114 se extiende
hacia arriba alrededor de la abertura de salida 120 en la base 124
y define abrazaderas del eje en forma de V opuestas 146, cada una de
ellas provistas de extremos superiores abiertos para sostener de
forma giratoria los extremos del eje cilíndrico 147 que se extienden
desde la turbina 148 en la misma como se representa en la figura 20
y, como se describe con mayor detalle más adelante en este
documento. Un acondicionador del flujo 150 está colocado entre la
abertura de entrada en la cubierta 126 y la parte superior del
alojamiento de la turbina 144. El acondicionador del flujo 150
incluye una base plana 152 para acoplar el borde superior del
alojamiento de la turbina 144 y un collar que se extiende hacia
arriba 154 para la inserción dentro de la sección 140 que se
extiende hacia abajo desde alrededor de la abertura formada en la
cubierta 126. Está formada una junta (tal como por ejemplo mediante
un anillo tórico) entre el acondicionador del flujo 150 y la
cubierta 126. Una corona 154 se extiende hacia abajo desde la base
plana 152 del acondicionador del flujo 150 para ser recibida justo
en el interior del borde superior del alojamiento de la turbina
144. Dos dientes 156 se extienden hacia abajo desde la corona 154
del acondicionador del flujo 150 y terminan adyacentes a las
abrazaderas del eje 146 cuando el acondicionador del flujo 150 está
acoplado con el alojamiento de la turbina 144. Los dientes 156
retienen la turbina 148 en las abrazaderas del eje 146 y mantienen
la turbina 148 para que no se desalinee. Una abertura oval 158 está
formada en la base plana 152 dentro del collar para dirigir el
flujo de fluido sobre la parte apropiada de la turbina para afectar
al giro. El agua que fluye desde el puerto de salida 114 del
cartucho del filtro 38 fluye entonces a través del aro interior
139, a través de la abertura en la carcasa del caudalímetro 106, a
través del acondicionador del flujo 150, a través del alojamiento
de la turbina 144, pasa por el sistema de caudalímetro 36 y sale por
la abertura de salida 32.
La batería 160 para activar el sistema de
caudalímetro 36 está suspendida en la cavidad 122 de la caja 106
desde la superficie superior 128 de la cubierta 126, como se
representa en las figuras 8, 10 y 12. La batería preferiblemente es
una batería del tipo de reloj de 3 V CR2032 la cual se espera que
funcione durante aproximadamente dos años cuando se incorpora con
el sistema de caudalímetro de la presente invención. Un soporte de
la batería 162 sostiene la batería 160 en una posición
verticalmente orientada a través de una muesca 164 formada en la
cubierta 126 de la caja 106. El soporte de la batería 162 tiene un
elemento superior 166 para formar una junta con la superficie
superior 128 de la cubierta 126, una parte de sujeción 168 para
proporcionar una ubicación para agarrar el soporte 162 para quitar
la batería 160 de la caja 106 y un asiento que pende hacia abajo 170
el cual sostiene verticalmente la batería 160. El asiento 170 tiene
una corona circunferencial para acoplar con seguridad el perímetro
exterior de la batería 160 y tiene lados abiertos para permitir el
contacto con ambos lados de la batería 160.
Un par de pinzas de contacto 172, 174 acoplan
automáticamente la batería 160 a través de los lados abiertos en el
soporte 162 para proporcionar y transportar energía eléctrica al
sistema de caudalímetro 36. Las pinzas de contacto 172, 174 están
colocadas en la caja 106 adyacentes a la posición de la batería 160
de tal modo que cuando se inserta la batería (figura 10), una pinza
172, 174 entra en contacto con cada lado de la batería 160. Cuando
se quita la batería 160, las pinzas 172, 174 se extienden para
entrar en contacto entre sí (figura 12). Cada pinza 172, 174, como
se representa en las figuras 8, 10-13, es una única
longitud de cable y tiene extremos opuestos y un contacto de
resorte en forma de D centralmente formado 176, 178. El contacto de
resorte en forma de D 176, 178 se extiende desde la parte superior
hacia dentro y hacia abajo hasta un extremo libre. El curvado del
cable en la parte superior crea la fuerza de desviación del resorte
para desviar cada contacto de resorte 176, 178 hacia dentro para
acoplar el otro contacto de resorte en ausencia de la batería 160.
La extracción de la batería 160 causa que los contactos de resorte
176, 178 se acoplen entre sí y borran el sistema de caudalímetro
36, como se describe con mayor detalle más adelante en este
documento.
Una forma de realización alternativa de las
pinzas de contacto de la batería 172a y 174a se representan en la
figura 17. Estas pinzas de contacto están formadas de chapa de metal
y básicamente tienen la misma forma y la misma función que las
pinzas de contacto descritas antes 172 y 174. Las pinzas de contacto
172a y 174a se mantienen en su sitio mediante elementos de
fijación, tales como tornillos, los cuales se unen a través de los
extremos de cada una de las pinzas de contacto dentro de la carcasa
del caudalímetro 106.
Como se representa en las figuras 4B, 7, 8 y 9,
la carcasa del caudalímetro 106 incluye también un puerto 180
dentro del cual está insertado el dispositivo de salida 40 (tal como
por ejemplo un LED) del sistema de caudalímetro 36 cuando la
carcasa del caudalímetro 106 está colocada sobre la base 124. El
puerto 180 está colocado cerca de una lente 182 colocada en la
parte de tubo ascendente 68 del recubrimiento. El LED se extiende
fuera del puerto adyacente a la base de la lente. La lente está
insertada para ajustar a través de una abertura 183 formada en la
pared lateral del recubrimiento y una abertura correspondiente en la
parte vertical 60 de la estructura del armazón. La base de la lente
se extiende dentro de la parte vertical de la estructura del
armazón para terminar adyacente a la posición del LED que se
extiende a través del puerto. La lente preferiblemente está
fabricada de resina termoplástica de policarbonato, o bien otro
material que transmita la luz. Cuando el LED es accionado por el
sistema de caudalímetro 36, la luz emitida desde el mismo ilumina la
lente 182. De este modo el usuario puede ver la actuación del
dispositivo de salida 40 para informar al usuario del estado del
comportamiento del elemento del filtro medido por el sistema de
caudalímetro.
El sistema de caudalímetro 36, como se
representa en las figuras 4B, 7, 8 y 9 está contenido en parte en la
cavidad 122 formada en la carcasa del caudalímetro 106,
conjuntamente con la turbina 148 colocada en la corriente del flujo
en el alojamiento de la turbina 144. El sistema de caudalímetro 36
incluye la turbina giratoria colocada en la corriente del flujo, un
sensor 184 y un micro control 186 y un dispositivo de salida 40. El
sensor 184, el micro control 186 y el dispositivo de salida 40 están
todos ellos colocados sobre una tarjeta de circuito 188 que se
ajusta dentro de la caja 106 y están eléctricamente conectados a la
batería 160. El sistema de caudalímetro 36 lleva a cabo dos
funciones básicas de mantenimiento de las grabaciones. Primero, el
sistema de caudalímetro 36 cuenta el tiempo desde el momento en que
el sistema de caudalímetro fue borrado por última vez. El sistema
de caudalímetro 36 se borra quitando y volviendo a insertar la
batería. Cuando la batería 160 se quita del soporte 162, las pinzas
172, 174 se acoplan y borran el microcontrolador 186 y los
contadores usados en el mismo.
Segundo, el sistema de caudalímetro 36 calcula
el flujo total de agua a través del cartucho del filtro 38 mediante
la supervisión del movimiento de la turbina 148. Como se describen
más adelante en este documento, la turbina gira un número de veces
conocido por unidad de volumen de agua que fluye pasando por la
turbina. Ambas de estas funciones son llevadas a cabo
simultáneamente por el sensor 184 y el micro control 186, como se
desee con mayor detalle más adelante en este documento.
La turbina 148, o el dispositivo reactivo al
flujo, está colocada de forma giratoria en el alojamiento de la
turbina 144 y tiene un elemento de generación de señal 190 montado
en el mismo. Preferiblemente, la turbina globalmente es un cilindro
alargado que tiene los álabes de la turbina que se extienden
radialmente 192 formados a lo largo de la longitud del cilindro,
como se representa en las figuras 18 y 19. Un álabe 192 de la
turbina 148 tiene una varilla magnética 190 colocada en su punta,
la varilla extendiéndose a lo largo de la longitud del álabe 192.
Los álabes de la turbina 192 opuestos al que tiene la varilla
magnética 190 están diseñados para tener una masa mayor (una mayor
dimensión del grosor del álabe) a fin de contrarrestar el peso
adicional de la varilla magnética. En particular, la turbina 148
tiene ocho álabes equidistantemente separados y los tres álabes
opuestos al álabe con la varilla magnética colocada en su interior
son más gruesos que los otros álabes. Esta característica es
importante puesto que la turbina gira a una frecuencia relativamente
alta y cualquier desequilibrio en la inercia de giro puede ser
perjudicial para el comportamiento del sistema de caudalímetro 36,
así como para la integridad estructural de la turbina y de las
abrazaderas del eje 146. Existen otros medios de equilibrar la
turbina 148, tales como la colocación de un contrapeso en un álabe
opuesto, o bien en otra ubicación, para obtener la función de
equilibrado deseada.
La turbina 148 está colocada por debajo de la
abertura 158 en el acondicionador del flujo 150. Preferiblemente,
la abertura 158 está sobre una parte exterior de las aletas 192 de
la turbina 148 de forma que el flujo de agua impacta
predominantemente sobre un lado de la turbina 148 para causar que
gire en un sentido únicamente (en el sentido contrario a las agujas
del reloj en la figura 9). La turbina 148 de la forma de realización
actualmente expuesta es aproximadamente de 9,5 mm (3/8 pulgadas) de
largo, 12,7 mm (0,5 pulgadas) de diámetro, con una longitud de las
aletas de aproximadamente 3,1 mm (1/8 de pulgada). Esta turbina 148
gira aproximadamente 5974 veces por 3,7854 litros (un galón) de
agua que fluye a través del segundo canal orientado verticalmente.
El error de giro de la turbina por galón de agua es < 15% y
depende del caudal del fluido. Se contempla que el diseño
específico de la turbina se puede modificar, lo cual cambiará la
relación entre el número de giros y los galones del flujo.
El sensor 184 y el micro control 186 están
formados de componentes eléctricos interconectados sobre una tarjeta
de circuito 188, la cual está colocada en la cavidad 122 formada
por la caja 106 fuera del flujo de agua. El sensor 184, tal como
por ejemplo un conmutador de láminas o un sensor de efecto hall,
está colocado cerca del alojamiento de la turbina 144 y adyacente a
la turbina 148. El sensor está dentro de la cavidad, mientras la
turbina 148 está en el segundo canal orientado verticalmente 118,
con la pared del alojamiento de la turbina 144 colocada entre
ellos. El conjunto de sensor y micro control se mantiene de ese modo
en una condición relativamente seca para hacer mínimo los efectos
perjudiciales del agua sobre el comportamiento del sistema de
caudalímetro 36.
El funcionamiento del sensor 184 y el micro
control 186 se representa en las figuras 14, 15 y 16. La figura 14
es un diagrama de bloques funcional del sensor y el micro control y
muestra un micro control 186 provisto de un contador del flujo 196,
un contador del tiempo 196, un temporizador de dormir/despertar 198,
un módulo edad/totalizador 200 y un módulo de salida 202. El
contador del flujo 194 es sensible al sensor del flujo externo 184
y cuenta el número de giros de la turbina 148 durante el
funcionamiento del dispositivo de tratamiento del agua 20. El
contador del tiempo 196 es sensible al temporizador de
dormir/despertar 198 para contar periódicamente incrementos de
tiempo real. El módulo edad/totalizador 200, sensible al contador
del flujo 194 y al contador del tiempo 196, calcula la cantidad
total de tiempo durante el cual el agua pasa a través del cartucho
del filtro 38 del dispositivo de tratamiento del agua 20, así como
la cantidad total de fluido que ha pasado a través del cartucho del
filtro 38. El módulo de salida 202 se utiliza para controlar el
dispositivo de salida 40 para proporcionar la información apropiada
al usuario como ha sido descrito antes. Los valores del contador
del flujo 194 y del contador del tiempo se mantienen en el micro
control 186 hasta que la batería 160 se extrae y se vuelve a
insertar para borrar el micro control.
El temporizador dormir/despertar 198 somete a un
ciclo de operaciones al control 186 entre un estado de dormido de
baja energía y un estado despierto. En el estado de dormido, el
micro control entra en su modo de funcionamiento de energía más
baja y espera el modo despierto, reduciendo de ese modo el consumo
de energía del micro control a partir batería 160 (esto es, a 3
micro amperios o menos). En el modo despierto, el micro control 186
asume el funcionamiento normal y mide cualquier flujo de agua,
actualiza el contador de tiempo 196 y lleva a cabo diversos
cálculos, descritos más adelante.
El sensor del flujo 184 puede detectar, a través
de la pared del alojamiento de la turbina 144, el movimiento de la
varilla magnética 190 cuando gira, generando de ese modo una señal
indicativa del número y de la frecuencia de los giros de la turbina
148 cuando es accionada por el agua que fluye a través de la segunda
trayectoria del flujo 28. El sensor del flujo 184 envía la señal
que contiene esta información al contador del flujo 194, el cual
graba el flujo total que pasa por la turbina 148 y por lo tanto a
través del cartucho del filtro 38. El sensor del flujo 194 genera y
envía una señal que contiene la información del giro de la turbina
al módulo de edad/totalizador 200, el cual convierte la información
del giro una información del flujo total a través de una relación
conocida del giro con respecto al flujo, conocido como el primer
dato del comportamiento. Esta información se utiliza para diversos
propósitos, incluyendo para la comparación con respecto al dato
umbral respectivo en el control programado.
Simultáneamente al funcionamiento del contador
del flujo 194, el temporizador 198 funciona de acuerdo con el
cuadro del flujo de la figura 15 para controlar el contador del
tiempo 196, el cual rastrea el tiempo transcurrido desde que el
sistema de caudalímetro fue borrado o iniciado (mediante la
extracción y la sustitución de la batería). Este tiempo total
grabado y almacenado por el contador del tiempo 196 se transforma en
una señal, la cual es enviada al módulo de edad/totalizador 200 y
es el segundo dato del comportamiento. El módulo edad/totalizador
200 compara los datos en las señales recibidas del contador del
flujo 194 y del contador del tiempo 196 y determina el estado del
cartucho del filtro 38 con respecto a los requisitos umbrales
previamente programados. Sobre la base del estado del
cartucho
del filtro 38, el dispositivo de salida 40 es accionado correspondientemente para transmitir la información al usuario.
del filtro 38, el dispositivo de salida 40 es accionado correspondientemente para transmitir la información al usuario.
El micro control está programado previamente
para incluir los niveles de los datos umbrales para el tiempo total
transcurrido y el flujo total, desde el momento en que el micro
control ha sido borrado. Pueden existir diversos conjuntos de
requisitos umbrales previamente programados dentro del micro control
para diferentes señales de salida.
Lo siguiente es un ejemplo de diversos conjuntos
de requisitos umbrales. Cuando el cartucho está calibrado para 760
litros (200 galones) o 90 días, el micro control se programa para:
1) accionamiento del dispositivo de salida 40 para destellar el
verde (señal aceptable) cuando el cartucho del filtro 38 está
"usado" menos o igual al 90%, como se determina mediante un
volumen del flujo de (680 litros (180 galones)) o un tiempo (81
días); 2) accionamiento del retraso (señal de retraso) del
dispositivo de salida por 1) por encima de 3 segundos cada vez que
la turbina 148 transita desde el estado de reposo al estado de giro;
3) accionamiento del dispositivo de salida 40 para destellar el
amarillo (señal de limpieza abundante) durante 2 minutos cuando el
sistema de caudalímetro 36 ha sido borrado justo anteriormente y la
turbina 148 transita desde el estado de reposo a un estado de giro;
4) accionamiento del dispositivo de salida 40 para destellar el
amarillo (señal de precaución) cuando el cartucho de filtro ha sido
"utilizado" más del 90% y "utilizado" menos del 100%,
como se determina tanto mediante el volumen del flujo (680 litros
(180+ galones)) o el tiempo (81+ días); y 5) accionamiento del
dispositivo de salida 40 para destellar el rojo (señal de
finalización) cuando el cartucho del filtro 38 ha sido
"utilizado" al 100% o más, como se determina tanto por el
volumen del flujo (760 litros (200 galones)) o el tiempo (90
días).
El micro control está programado previamente de
acuerdo con la información anterior para incluir los requisitos
umbrales apropiados para la comparación con los datos del flujo y
del tiempo para la señal de salida apropiada. Se ha encontrado que
son deseables los requisitos umbrales anteriores a partir de una
perspectiva utilitaria y comercial. Se contempla que se puedan
programar otros requisitos umbrales en el micro control. Por
ejemplo, una alternativa incluye que cuando se ha medido el tiempo
del calendario transcurrido, el micro control puede estar
programado para destellar el amarillo a los 90 días, y el rojo a los
105 días.
El contador del flujo 194 y el contador del
tiempo 196 proporcionan esta información al módulo de
edad/totalizador 200 para compararla con los datos umbrales del
comportamiento apropiados programados en el micro control para
determinar el estado apropiado para el dispositivo de salida 40.
En general, se describe un sistema de
caudalímetro 36 para un dispositivo de tratamiento del agua 20, el
dispositivo estando provisto de una abertura de entrada 46 y una
abertura de salida 32 y una trayectoria del flujo 28 para canalizar
el agua entre las aberturas de entrada 46 y de salida 32. Un
dispositivo reactivo al flujo 148, tal como por ejemplo una turbina
o una rueda de paletas, está colocado en la trayectoria 28 y
expuesto al agua que fluye y un elemento de generación de la señal
190, tal como por ejemplo un elemento magnético, está colocado en
el dispositivo reactivo al flujo 148. Un sensor 184 o conmutador,
tal como un conmutador de láminas, está colocado próximo al
dispositivo reactivo al flujo 148 y es sensible a la proximidad del
elemento de generación de la señal 190. El sensor 184 es capaz de
comunicar señales eléctricas indicativas del movimiento del
elemento que genera la señal 190.
El micro control que se puede borrar tiene por
lo menos un umbral del comportamiento programado en su interior. El
umbral del comportamiento puede ser el flujo total o el tiempo total
permitido para el cartucho del flujo 38 en el dispositivo de
tratamiento del agua particular 20. El micro control 186 está en
comunicación eléctrica con el sensor 184 para recibir señales
eléctricas del sensor 184. El sensor 184 es capaz de detectar las
características del dispositivo reactivo al flujo 148 y comunica
señales eléctricas representativas de estas características al
micro control 186. El micro control 186 interpreta las señales como
un primer datos del comportamiento, el micro control también está
provisto de un contador del tiempo 196 para totalizar o contar el
tiempo transcurrido desde del micro control fue borrado por última
vez. El micro control interpreta el tiempo transcurrido como un
segundo dato que el comportamiento y el micro control compara el
primer dato del comportamiento y el segundo dato del comportamiento
con respecto a los umbrales del comportamiento respectivos para
determinar si el umbral del comportamiento ha sido sobrepasado
tanto por el primer dato como por el segundo dato del
comportamiento. Si el dato del umbral respectivo ha sido
sobrepasado, el micro control 186 acciona el dispositivo de salida
40 para visualizar al usuario el estado del cartucho del filtro en
el dispositivo de tratamiento del agua 20.
En una forma de realización adicional, existe un
conjunto de umbrales del comportamiento primero y segundo (90% del
tiempo y límites del flujo) y un conjunto de umbrales del
comportamiento tercero y cuarto (100% del tiempo y límites el
flujo) programados dentro del micro control 186, cada conjunto
teniendo sus propias señales de salida respectivas. El micro
control compara el primer dato del comportamiento (flujo) y el
segundo dato del comportamiento (tiempo) con respecto al conjunto
de los umbrales del comportamiento primero y segundo y con respecto
al conjunto de los umbrales del comportamiento tercero y cuarto para
determinar qué conjunto de umbrales han sido sobrepasados. Si
cualquiera de los umbrales del comportamiento ha sido sobrepasado
tanto por el primero como por el segundo dato del comportamiento,
el micro control acciona el dispositivo de salida 40 para
visualizar la señal de salida correspondiente.
La figura 15 es un cuadro de flujo del
funcionamiento del micro control 186 en el control y la secuencia
del funcionamiento del sistema de caudalímetro 36 como se
representa en el diagrama de bloques funcional de la figura 14. El
procedimiento empieza con la operación de iniciar el borrado o
despierto 204 y se desplaza a la operación de decisión ¿despierto o
borrado? 206. Si el estado aquí es borrado, entonces se desplaza a
la operación de iniciar las variables 208 y lleva a cabo la
operación dormir durante 1 segundo 210. La operación dormir durante
1 segundo 210 forma un bucle hacia atrás a la operación de iniciar
el borrado o despierto 204.
Si se está en la decisión ¿despierto o borrado?
206 y el estado es despierto, entonces se desplaza a la operación
de actualizar el contador del tiempo 212 (la cual inicia la tasa del
tiempo desde el último borrado del medidor). Entonces se desplaza a
verificación del sensor del flujo 214. Si no existe flujo en la
decisión del flujo 216, entonces se desplaza a la operación dormir
durante 1 segundo 218, la cual se puede interrumpir y forma bucle
hacia atrás a la operación de iniciar el borrado o despierto 204. En
otras palabras, si no existe flujo, entonces simplemente actualiza
el contador para rastrear el tiempo acumulado. Cualquier decisión
por parte del micro control 186 sobre la base de este dato se
basará en el tiempo durante el cual el dispositivo ha estado
activo. En otras palabras, si no existe flujo, entonces el micro
control 186 utilizará el tiempo transcurrido para comparar los
umbrales y accionar el dispositivo de salida 40 de acuerdo con ello,
tal como por ejemplo la próxima vez que exista flujo. El
dispositivo de salida preferiblemente es capaz de actuar únicamente
cuando la turbina está girando.
Si se está en la verificación del sensor del
flujo 214 y existe flujo en la decisión del flujo 216 como está
indicado por el giro de la turbina, tal como es detectado por el
sensor (por ejemplo, el conmutador de láminas), entonces se
desplaza a la operación de calcular el color y el LED de luz 220. A
continuación, se lleva a cabo la operación de la verificación del
flujo durante 0,1 segundo 222 y después se lleva a cabo la operación
de desconexión del LED 224 (haciendo que el LED funcione
intermitentemente durante la utilización). La operación de la
verificación del flujo durante 0,1 segundo 226 se lleva entonces a
cabo otra vez y se forma un bucle 9 veces 228 punto en el cual, una
vez realizado, se lleva a cabo la operación de actualizar el
contador del tiempo 230. Se llega entonces la decisión del flujo
232 y si no existe flujo, se lleva a cabo la operación de dormir
durante 1 segundo 234, la cual si se interrumpe vuelve de vuelta a
la operación de iniciar el borrado o despierto 204. Si existe
flujo, entonces forma bucle de vuelta a la operación de calcular el
color y el LED de luz 220 y se empieza esta pata del cuadro de
flujo otra vez.
La figura 16 es un diagrama del circuito que
ilustra una forma de realización de los componentes eléctricos del
sistema de caudalímetro. El micro control 100 tiene una entrada del
oscilador (OSC 1), una entrada de borrado maestro (MCLR) la cual
borra el procesador y clavijas de entrada/salida que se pueden
configurar representadas como IO1, IO2, IO3 y IO4. Un micro control
de 8 bits modelo PIC16C54 de la empresa Microchip puede ser
utilizado para el micro control 186.
Como ha sido descrito antes en este documento,
la batería 160 establece el suministro de energía al procesador 186
cuando está colocado a través de las pinzas de contacto 172. Un
condensador de filtrado normal está colocado en paralelo con la
batería 160 para hacer mínimas las fluctuaciones en el suministro
del voltaje. La entrada del oscilador OSC1 del micro control 186 es
desviada con una resistencia y un condensador para establecer un
ciclo de reloj conocido y fiable el cual se utiliza para derivar la
base del tiempo a partir de la cual se realizan los cálculos dentro
del micro control 186.
El micro control 186 se puede volver a borrar
cuando la clavija del borrado maestro MCLR (baja activa) se
establece baja. Como ha sido descrito antes, las pinzas de contacto
172, 174 están cargadas por resorte de tal modo que cuando se quita
la batería 162, las pinzas de contacto conectan la clavija del
borrado maestro MCLR a tierra, borrando de ese
modo el procesador y los valores almacenados en su interior, pero no los datos umbrales almacenados en el mismo.
modo el procesador y los valores almacenados en su interior, pero no los datos umbrales almacenados en el mismo.
El sensor 184 (conmutador) el cual se cierra en
respuesta al elemento magnético 190, está conectado a dos clavijas
de entrada/salida bidireccionales que se pueden configurar IO1 y
IO2. En una forma de realización de la invención, la clavija IO2
está configurada como una clavija de entrada y la clavija IO1 está
configurada como una clavija de salida. Cuando el micro control 186
busca determinar si el conmutador 184 está abierto o cerrado, una
señal alta lógica se coloca en la clavija IO1 y el nivel lógico
presente en la clavija IO2 es leído por el micro control 186. Si el
nivel lógico en la clavija IO2 es bajo, entonces el conmutador 184
se cierra; por el contrario, si el nivel lógico de la clavija IO2 es
alto, el conmutador 184 se abre puesto que la clavija IO1 es una
clavija de entrada/salida que se puede volver a configurar, la
salida de nivel lógico alto en la clavija IO1 es liderada por el
micro control cuando el micro control no está leyendo el estado del
conmutador 184. De esta manera, la cantidad de energía consumida
cuando se lee el conmutador 184 es reducida.
Las clavijas de entrada/salida IO3 y IO4 están
ambas configuradas como clavijas de salida para accionar el
dispositivo de salida 40, tal como el LED 236. El LED 236 puede
consistir en una combinación de LED para proporcionar señales de
salida, o colores, apropiadas como sea necesario.
Mientras la figura 16 muestra un micro control
186 y los circuitos asociados para implantar las operaciones y las
funciones descritas en este documento, se comprenderá que otros
micro controles, microprocesadores, controles, procesadores, la
lógica descrita, los contadores en tiempo real o bien otros
dispositivos de montaje electrónico y los circuitos asociados
equivalentes también se podrán utilizar sin por ello salirse del
ámbito de la presente invención.
En funcionamiento, con el dispositivo de
tratamiento del agua 40 unido al extremo de un tubo de enchufe 22,
el sistema de caudalímetro 36 se borra o se inicia extrayendo y
volviendo a insertar la batería 160. Esto se logra sujetando la
parte de agarre 168 de soporte 162 y extrayendo el soporte de la
muesca 164 en la parte superior de la caja 106. Cuando se ha
quitado la batería 160, los contactos de resorte 176, 178 se tocan
entre sí y reajustan el sistema totalizador a una condición
inicial.
Una vez la batería 160 se vuelve a insertar (o
sustituir con una nueva batería), el sistema de caudalímetro 36
inicia dos funciones de contador para el funcionamiento simultáneo
en el sistema de caudalímetro: 1) el contador del flujo total y 2)
el contador del tiempo. El contador del flujo total es accionado por
la cantidad de agua que pasa por la turbina 148, determinando el
número de giros de la turbina 148. El número de giros de la turbina
es detectado por el sensor 184 y es acumulado y convertido en el
sistema de caudalímetro 36 en litros o galones totales. El contador
del tiempo empezará una vez que se haya vuelto a insertar la batería
con el tiempo transcurrido desde la reinserción siendo almacenado y
acumulado en el sistema de caudalímetro 36.
El sistema de caudalímetro 36 está programado
para emitir ciertas señales de salida a través del dispositivo de
salida 40 dependiendo del estado del flujo total o del tiempo total
medido. El sistema de forma beneficiosa alerta al usuario sobre el
estado del comportamiento del cartucho del filtro en el conjunto del
filtro para proporcionar información sobre cuándo cambiar el
cartucho del filtro, o cuándo planificar la compra de un nuevo
cartucho del filtro para reemplazar un cartucho del filtro existente
que se agotará pronto.
En la forma de realización descrita en este
documento, el sistema de caudalímetro preferiblemente puede
proporcionar la siguiente información:
1. Activar una primera señal (por ejemplo un
destello verde) a través del dispositivo de salida 40 cuando el
cartucho del filtro 38 está dentro de los límites del flujo y del
tiempo (esto es, menos de los umbrales del 90% del flujo o de
utilización);
2. Activar una segunda señal (por ejemplo un
destello amarillo) a través del dispositivo de salida 40 cuando se
ha utilizado el 90% del flujo total del cartucho del filtro 38 o
cuando ha transcurrido el 90% del tiempo total, cualquiera que sea
lo que ocurra primero;
3. Activar una tercera señal (por ejemplo un
destello rojo) a través del dispositivo de salida 40 cuando se ha
utilizado el 100% del flujo total del cartucho del filtro 38 o
cuando ha transcurrido el 100% del tiempo total, cualquiera que sea
lo que ocurra primero;
4. Retrasar la activación de toda las señales a
través del dispositivo de entrada 40 durante un tiempo previamente
determinado (por ejemplo durante 3 segundos) cuando el cartucho del
filtro 38 está dentro de los límites de flujo y de tiempo al inicio
de cada utilización;
5. Activar una cuarta señal (por ejemplo un
destello amarillo) a través del dispositivo de salida 40 cuando el
cartucho del filtro 38 es nuevo para indicar un período de lavado
abundante.
Una forma de realización alternativa de la lente
500 la cual transfiere la señal de la luz desde el LED 502 se
representa en las figuras 21, 22 y 23. El sistema de caudalímetro de
la figura 21 es similar en estructura y en funcionamiento al
sistema de caudalímetro expuesto antes en este documento. La carcasa
del caudalímetro 504, como se representa en la figura 21, incluye
un puerto 506 dentro del cual se inserta el dispositivo de salida
502 (tal como por ejemplo un LED) del sistema de caudalímetro cuando
la carcasa del caudalímetro 504 se coloca sobre la base de 507. El
puerto 506 está colocado cerca de la lente 500. El LED 502 se
extiende fuera del puerto adyacente a la base de la lente 500. La
lente 500 está insertada para ajustar a través de una abertura 508
formada en la parte vertical de la estructura del armazón 510 y una
abertura correspondiente 512 en la pared del recubrimiento 514.
Cuando se conecta el LED la señal de luz es transmitida a través de
la lente 500.
La base 516 de la lente 500 define un bloque
rectangular provisto de una hendidura 518 para recibir el extremo
superior 520 del LED 502. Cuando está montado, la parte superior 518
del LED se inserta dentro de la hendidura 518 y se acopla o casi se
acopla a la parte superior de la hendidura 518. La lente 500 es
completamente transparente y tiene una parte media 522 que define
un lado superior en ángulo 524 el cual se conecta al lado posterior
de una protección curvada 526, como se representa en la figura 22.
Una protrusión exterior curvada 528 se extiende desde el lado
frontal 530 de la protección curvada 526, como se representa en la
figura 23. Cuando está montado, el lado frontal 530 de la
protección 526 se acopla en la superficie interior del recubrimiento
514 y la protrusión exterior 528 ajusta apretadamente en la
abertura 512. La protrusión exterior 528 tiene sustancialmente el
mismo grosor que la pared del recubrimiento 514 y tiene la misma
curvatura para crear un aspecto de acabado enrasado con el exterior
del recubrimiento. La protrusión exterior 528 es la parte de salida
de la lente 500.
La lente 500 preferiblemente está fabricada de
una resina termoplástica de policarbonato, SAN (estireno
acrilonitrilo), o bien otro material trasmisor de la luz. Cuando el
LED 502 es accionado por el sistema de caudalímetro, la luz emitida
desde el LED brilla hacia arriba desde la parte superior 520 del LED
dentro de la parte media 522. Cuando la luz entra en contacto con
el lado superior en ángulo 524 de la parte media 522, se refleja
directamente hacia la protrusión exterior 528. La parte superior 520
del LED 502 forma sustancialmente ángulos rectos con la parte de
salida de la lente 500 y la parte superior en ángulo 524 de la parte
media 522 forma un ángulo sustancialmente de 45º tanto con la parte
superior 520 del LED como con la parte de salida. Por lo tanto, la
parte superior en ángulo 524 actúa como un espejo y refleja la luz
emitida desde la parte superior del LED 502 directamente fuera de
la protrusión exterior 528. La lente 500 por transmite eficazmente
la luz desde el LED 502 para iluminar brillantemente la lente
500.
Una forma de realización alternativa del soporte
de la batería 550 se representa en las figuras 24, 25 y 26. Está
colocado en el sistema de caudalímetro y permite el contacto de las
pinzas de contacto de la batería 172a y 174a, como se representa en
las figuras 21 y 27. En soporte de la batería 550 sostiene la
batería 552 en una posición verticalmente orientada a través de la
muesca 554 formada en la cubierta de la carcasa del caudalímetro
504, de forma idéntica al soporte de batería descrito anteriormente.
El soporte de la batería 550 cubre la batería de una manera estanca
excepto por dos muescas 556 y 558 requeridas para permitir el
contacto mediante las pinzas de contacto. El soporte de la batería
550 tiene un elemento superior 560 para que forme una junta con la
superficie superior de la cubierta 504, una parte de agarre 562 para
proporcionar una ubicación para agarrar el soporte 550 para quitar
la batería 552 de la carcasa del caudalímetro 504, y un asiento que
pende hacia abajo 564 el cual sostiene verticalmente la batería. El
asiento tiene una corona circunferencial 566 para acoplar fijamente
la periferia exterior de la batería 552 y una pared lateral fija 568
y una pared lateral articulada 570. La pared lateral fija 568
define una muesca 558 para permitir el contacto entre el contacto
de la batería 174a y la batería 552. La pared lateral articulada 570
define también una muesca 556 para permitir el contacto entre el
contacto de la batería 172a y la batería 552. La pared lateral
articulada 570 se puede mover entre una posición abierta,
representada en la figura 24 y una posición cerrada, representada
en las figuras 25 y 26. La pared lateral articulada 570 está fijada
al fondo 572 del asiento mediante dos grapas flexibles 574. La
pared articulada 570 preferiblemente tiene forma circular para
acoplarse de forma hermética con la abertura circular en el
asiento. La pared lateral articulada 574 se cierra a presión cuando
se acopla con el asiento y fija la batería 552 en el asiento 564 de
una manera relativamente estanca. Cuando está colocada en el
asiento 564, la batería está protegida de la humedad en toda la
ubicación excepto por las muescas 556, 558 formadas en las paredes
laterales 568, 570. Una arista que se extiende hacia fuera 576 está
formada alrededor de la superficie exterior del soporte de la
batería justo por debajo del elemento superior, para acoplar las
paredes laterales de la muesca 554 dentro de la cual está colocado
el soporte de la batería 550 para una fijación de ajuste a
fricción, pero que se pueda liberar, y estanca.
Las figuras 28, 29 y 30 muestran una forma de
realización alternativa de la turbina 580. La turbina 580 funciona
sustancialmente de forma similar a la turbina descrita antes en este
documento. La turbina, o dispositivo reactivo al flujo, está
colocada de forma giratoria en el alojamiento de la turbina y tiene
un elemento de generación de la señal 582 montado en la misma.
Preferiblemente, la turbina 580 es globalmente un cilindro alargado
provisto de álabes de la turbina que se extienden radialmente 584
formados a lo largo de la longitud del cilindro, como se representa
en la figura 29. Un álabe 586 de la turbina tiene forma cilíndrica y
forma una cavidad cilíndrica 588 en su interior para sostener una
varilla magnética cilíndrica 582, la varilla extendiéndose a lo
largo de la longitud del álabe 586. El álabe de la turbina 590
opuesto al álabe 586 que tiene la varilla magnética 582 es
idénticamente cilíndrico y define también una cavidad cilíndrica 592
para sostener un contrapeso cilíndrico 594. El contrapeso 594 y el
elemento magnético 582 son sustancialmente idénticos en peso. Los
álabes cilíndricos opuestos 586, 590 que encierran las varillas
cilíndricas 582 y 594 están equilibrados para permitir un giro
estable de la turbina 580 alrededor de su eje. El contrapeso y la
varilla magnética están totalmente encapsulados en sus respectivos
álabes de la turbina.
En particular, la turbina 580 tiene ocho álabes
584. Un par de álabes opuestos 596, 598 son de perfil rectangular.
Los álabes 600, 602 adyacentes a los álabes rectangulares 596, 598
incluyen una parte bulbosa 608 cerca de la base del álabe y que se
extiende a lo largo de la longitud del álabe. Los otros dos álabes
son los álabes cilíndricos opuestos 586, 590 descritos antes en
este documento.
La turbina 580 tiene extensiones del eje 610,
612 que sobresalen desde cada extremo definiendo un eje de giro. La
turbina 580 define dos mitades 614, 616 perpendiculares al eje de
giro. La separación de las mitades del eje 614, 616 permite que el
contrapeso 594 y la varilla cilíndrica magnética 582 sean insertados
dentro de las cavidades cilíndricas formadas en sus respectivos
álabes. El contrapeso y la varilla magnética ajustan ambos
apretadamente para minimizar o eliminar cualquier movimiento durante
el giro de la turbina. Una vez el contrapeso y la varilla magnética
han sido colocados en una mitad de su respectivo álabe, la otra
mitad se coloca sobre la varilla y se acoplan las dos mitades. Una
cara interior de cada mitad de la turbina define un taladro de
posicionamiento 618, 620 y un pasador de posicionamiento 620, 624
para orientar apropiadamente cada mitad con respecto a la otra y
para ayudar a fijar juntas las mitades. Las mitades de la turbina
están permanentemente unidas juntas mediante un epoxi sellante, un
adhesivo o soldadura por ultrasonidos. El contrapeso y la varilla
magnética están protegidos por lo tanto de la exposición a la
humedad durante la utilización.
Una turbina equilibrada es importante puesto que
la turbina 580 gira a una frecuencia relativamente alta y cualquier
desequilibrio en la inercia de giro puede resultar perjudicial para
el comportamiento del sistema de caudalímetro, así como para la
integridad estructural de la turbina y de las abrazaderas del
eje.
La turbina está colocada en el conjunto de
caudalímetro y funciona en el conjunto de caudalímetro,
sustancialmente de forma idéntica a la turbina anteriormente
descrita. Una mejora, sin embargo, es que la varilla magnética se
puede fabricar más grande y por lo tanto tener un campo magnético
más fuerte para utilizarlo en el accionamiento del conjunto de
caudalímetro.
Una forma de realización alternativa para
controlar el funcionamiento del sistema de caudalímetro incluye
mediciones volumétricas para determinar el lavado abundante inicial
y el lavado abundante para cada utilización subsiguiente del
sistema de filtro. En el lavado abundante inicial, el cual ocurre
únicamente después de que el sistema de caudalímetro se haya
borrado quitando y reemplazando la batería (desconectando y
volviendo a conectar el suministro de energía), el filtro es lavado
abundantemente con aproximadamente 3,8 litros (un galón) de agua.
Éste es considerado el lavado abundante de alto volumen. El lavado
abundante "por utilización" ocurre cada vez que se utiliza el
filtro y se lava abundantemente el filtro con 0,01 litros (0,025
galones) de agua (una unidad). Éste se considera el lavado
abundante de bajo volumen. Con cada uno de los lavados abundantes
de alto volumen y de bajo volumen, el volumen está supervisado por
el sistema de caudalímetro que convierte los giros de la turbina en
volumen conociendo los giros por unidad de volumen de la turbina.
Por lo tanto, si el caudal de agua a través del filtro es bajo, los
lavados abundantes de alto volumen y de bajo volumen duran más que
si el caudal de agua a través de filtro es relativamente elevado.
Esto permite una medición más precisa de las funciones deseadas del
lavado abundante que simplemente la medición del tiempo.
La figura 31 es un cuadro de flujo del
funcionamiento del micro control 186 en el control y la secuencia
del funcionamiento del sistema de caudalímetro como se representa
en el diagrama de bloques funcional de la figura 14. El diagrama de
bloques funcional de la figura 14 se aplica al sistema alternativo
representado en las figuras 31-34. El procedimiento
empieza con la operación 204 de iniciar el borrado o despierto 650 y
se desplaza a la operación de decisión ¿despierto o borrado? 652.
Si el estado aquí es borrado, entonces se desplaza a la operación
de iniciar las variables 654 y lleva a cabo la operación de
establecer el indicador para un lavado abundante de alto volumen
656, como se describen más adelante con respecto a la figura 32.
Entonces se lleva a cabo la operación 658 de dormir durante 1
segundo. La operación de dormir durante 1 segundo forma un bucle
hacia atrás a la operación de iniciar el borrado o despierto
650.
Si se está en la decisión ¿despierto o borrado?
652 y el estado es despierto, entonces se desplaza a la operación
de actualizar el contador del tiempo 660 (la cual inicia la tasa del
tiempo transcurrido desde el último borrado del medidor). Entonces
se desplaza al retraso de 0,1 segundos mientras se cuentan los
impulsos 602. Si no existe flujo en la decisión del flujo 664,
entonces se desplaza a la operación dormir durante 1 segundo 666,
la cual se puede interrumpir y forma bucle hacia atrás a la
operación de iniciar el borrado o despierto 650. En otras palabras,
si no existe flujo, entonces simplemente actualiza el contador para
rastrear el tiempo acumulado. Cualquier decisión por parte del
micro control 186 sobre la base de este dato se basará en el tiempo
durante el cual el dispositivo ha estado activo. En otras palabras,
si no existe flujo, entonces el micro control 186 utilizará el
tiempo transcurrido para comparar los umbrales y accionar el
dispositivo de salida 40 de acuerdo con ello, tal como por ejemplo
la próxima vez que exista flujo. El dispositivo de salida
preferiblemente es capaz de actuar únicamente cuando la turbina
está girando.
Si se está en el bloque 662 y existe flujo en la
decisión del flujo 664 como está indicado por el giro de la turbina
tal como es detectado por el sensor (por ejemplo, el conmutador de
láminas), entonces se desplaza a la operación de retraso del LED
para una operación de lavado abundante de bajo volumen 668, como se
describe con respecto a la figura 33. Después de que el lavado de
bajo volumen haya sido llevado a cabo, como se describe más
adelante en este documento, entonces se desplaza a la operación de
calcular el color y el LED de luz 670. A continuación, se lleva a
cabo la operación del retraso de 0,1 segundos mientras se cuentan
los impulsos 672 y entonces se lleva a cabo la operación de
desconexión del LED 674 (causando que el LED funcione
intermitentemente durante la utilización). La operación de retraso
0,1 segundos mientras se cuentan los impulsos 676 se lleva a cabo
entonces otra vez y se forma bucle 13 veces 678 punto en el cual,
una vez realizado, se lleva a cabo la operación de actualizar el
contador del tiempo 680. Se llega entonces a la decisión del flujo
682 y si no existe flujo, se lleva a cabo la operación de dormir
durante 1 segundo 684, la cual si se interrumpe vuelve de vuelta a
la operación inicial de iniciar el borrado o despierto 650. Si
existe flujo, entonces forma bucle de vuelta a la operación de
calcular el color y el LED de luz 670 y se empieza esta pata del
cuadro de flujo otra vez.
El procedimiento de lavado abundante de alto
volumen se representa en la figura 32. El procedimiento empieza en
657 a partir de la operación de establecer el indicador para un
lavado abundante de alto volumen 656 en la figura 31 y entonces se
desplaza a la operación de establecer el indicador de 3,8 litros (un
galón) totalizados 686. Esta operación establece un registro con el
valor umbral del lavado de alto volumen con respecto al cual se
mide el volumen del flujo durante la operación de lavado abundante
de alto volumen. A partir de aquí se desplaza a la operación del
retraso de 0,1 segundos mientras se cuentan los impulsos 688, la
cual se describe en la figura 34. Esta operación cuenta el número
de giros de la turbina e incrementa el contador de litros
(galones), el cual eficazmente convierte los giros de la turbina en
el volumen total. Entonces se desplaza a verificar el indicador de
3,8 litros (un galón) totalizados 690 para comparar el volumen del
flujo con respecto al valor umbral. En la decisión de si ha sido
borrado el indicador 692, si es que sí, entonces vuelve al retraso
del LED 694 en la figura 31. Si es que no, entonces forma bucle
hacia atrás al retraso de 0,1 segundos mientras se cuentan los
impulsos 688 y empieza esta sección del cuadro de flujo otra vez.
Básicamente, el cuadro de flujo de la figura 32 mide el volumen de
agua que fluye a través del filtro contando los giros (impulsos) de
la turbina y los convierte después en flujo. Mientras diferentes
turbinas tienen factores de conversión distintos, el diseño de
turbina preferida tiene aproximadamente 149 impulsos (o giros) por
0,1 litros (0,025 galones) o aproximadamente 5974 giros por 3,7854
litros (un galón).
El procedimiento de lavado abundante de bajo
volumen se representa en la figura 33. El procedimiento empieza a
partir del retraso del LED para la operación de lavado abundante de
bajo volumen 668 de la figura 31 y se desplaza a la decisión ¿es
cierto el indicador de lavado de alto volumen? 695. Si es que sí,
entonces vuelve al paso 657 en la figura 32. Si es que no, entonces
se desplaza a iniciar el registro del volumen de lavado abundante
696, el cual establece un registro con el valor umbral del lavado
abundante de bajo volumen con respecto al cuál se mide el volumen
del flujo durante la operación de lavado abundante de bajo volumen.
A partir de aquí, el procedimiento se desplaza a la operación de
almacenar el valor totalizado en el registro 698. Esta operación
almacena el volumen total del flujo a través del filtro como se ha
medido por última vez en un registro para un uso subsiguiente.
Entonces se desplaza a la operación del retraso de 0,1 segundos
mientras se cuentan los impulsos 700, la cual se describe con
respecto a la figura 34. Esta operación cuenta el número de giros
de la turbina y transforma los giros de la turbina en el total.
Entonces se desplaza a la decisión de detección de los impulsos en
el retraso de 0,1 segundos. Si es que no, se desplaza entonces a la
operación de dormir 704. Desde el estado de dormido el proceso
empieza otra vez en despertar/borrar 650 en la figura 31. Si es que
sí, entonces se desplaza a la operación de sustraer el volumen del
totalizador del valor almacenado 706, el cual en efecto sustrae el
volumen al principio del paso (volumen total del flujo a través del
filtro hasta ahora) del volumen incrementalmente más elevado que
haya fluido a través del filtro durante la operación del retraso de
0,1 segundos mientras se cuentan los impulsos 700 para obtener el
flujo del volumen neto. Otra vez, el flujo se mide convirtiendo los
giros (impulsos) de la turbina en flujo conociendo el número de
giros por unidad de volumen de flujo. Entonces se desplaza a
sustraer el resultado del registro del volumen del lavado abundante
708. Esta operación sustrae el flujo del volumen neto del volumen
deseado para ser lavado abundantemente a través del filtro (tal
como por ejemplo 0,01 litros (0,025 galones)). Entonces se desplaza
al bloque de decisión ¿es negativo el volumen de lavado abundante?
710, el cual determina si se ha llegado al umbral de lavado de
volumen bajo deseado. Si es que no, vuelve a almacenar el valor del
totalizador en el registro 698 y lleva a cabo otra vez esta sección
del cuadro de flujo. Si es que sí, entonces se va a retorno a
realizar la rutina del LED 712 y vuelve a la operación de calcular
el color y el LED de luz de la figura 31.
La operación del retraso de 0,1 segundos
mientras se cuentan los impulsos se describe con referencia al
cuadro de flujo de la figura 34. El procedimiento empieza en la
operación de iniciar el contador del oscilador interno 714, el cual
rastrea el tiempo transcurrido del intervalo de 0,1 segundos.
Entonces se desplaza al bloque de decisión ¿está el contador a 0?
716. Si es que sí, se desplaza a volver a la operación de llamar la
rutina 718. Si es que no, entonces se desplaza al bloque de
decisión ¿está cerrado el conmutador de láminas? 720. Si es que no,
entonces forma bucle hacia atrás al bloque de decisión ¿está el
contador a 0? 716 para empezar a partir de ahí. Si es que sí,
entonces se desplaza al bloque de decisión ¿está el contador a 0?
722. Si es que sí, entonces se desplaza a volver a la operación de
llamar la rutina 724. Si es que no, entonces se desplaza al bloque
de decisión ¿está abierto el conmutador de láminas? 726. Si es que
no, entonces forma bucle de vuelta al bloque de decisión anterior
¿está el contador a 0? 722 para empezar ahí otra vez. Esta serie de
pasos supervisa el conmutador de láminas para detectar la
oscilación del conmutador de láminas en respuesta al movimiento del
elemento magnético en la turbina. Si es que sí, entonces se desplaza
a sustraer uno del totalizador 728. El totalizador tiene el número
total de impulsos (o giros) por unidad de volumen establecido en su
interior, a partir del cual se sustrae el número de impulsos
detectados y se restablece como el totalizador. En este caso, el
número de impulsos para 3,7854 litros (un galón) se registra como el
valor totalizado inicial (5974 giros).
Entonces se desplaza a la decisión ¿está el
totalizador a 0? 730. Si es que no, entonces forma bucle hacia
atrás justo antes del primer bloque de decisión ¿está el contador a
0? 716 para empezar esta sección del cuadro de flujo sobre los
impulsos contados (o giros) hasta que el totalizador es 0. Si el
totalizador es 0, entonces se desplaza a la operación de
restablecer el totalizador al factor K 732. El factor K es el número
de impulsos (o giros de la turbina) el cual convierte al total
deseado de unidades del volumen deseadas. Por ejemplo 3,8 litros
(un galón). Entonces se desplaza a la operación de añadir uno al
contador de litros (galones) 734. Esta operación mantiene el
rastreo sobre una base de litro a litro (galón a galón) (o cualquier
otra unidad de volumen deseada programada dentro del
microprocesador 186) para mantener el rastreo del volumen total que
haya pasado a través del filtro, para utilizarlo en la comparación
con respecto a los valores umbrales. Entonces se desplaza a borrar
el indicador de litros (galones) 736 el cual se utiliza para
supervisar el lavado abundante de alto volumen.
El sistema de caudalímetro está programado para
emitir de salida ciertas señales a través del dispositivo de salida
dependiendo del estado del flujo total o del tiempo total tal como
han sido medidos. El sistema de forma beneficiosa alerta al usuario
sobre el estado del comportamiento del cartucho del filtro en el
conjunto del filtro para proporcionar información sobre cuándo
cambiar el cartucho del filtro, o cuándo planificar la compra de un
nuevo cartucho del filtro para reemplazar un cartucho del filtro
existente que se agotará pronto.
En la forma de realización descrita en este
documento, el sistema de caudalímetro preferiblemente puede
proporcionar la siguiente información:
1. Activar una primera señal (por ejemplo un
destello verde) a través del dispositivo de salida 40 cuando el
cartucho del filtro 38 está dentro de los límites del flujo y del
tiempo (esto es, menos de los umbrales del 90% del flujo o de
utilización);
2. Activar una segunda señal (por ejemplo un
destello amarillo) a través del dispositivo de salida 40 cuando se
ha utilizado el 90% del flujo total del cartucho del filtro 38 o
cuando ha transcurrido el 90% del tiempo total, cualquiera que sea
lo que ocurra primero;
3. Activar una tercera señal (por ejemplo un
destello rojo) a través del dispositivo de salida 40 cuando se ha
utilizado el 100% del flujo total del cartucho del filtro 38 o
cuando ha transcurrido el 100% del tiempo total, cualquiera que sea
lo que ocurra primero;
4. Retrasar la activación de todas las señales a
través del dispositivo de salida 40 para un volumen del flujo
previamente determinado (por ejemplo para 0,1 litros (0,25
galones))cuando el cartucho del filtro 38 está dentro de los
límites de flujo y de tiempo al inicio de cada utilización;
5. Activar una quinta señal (por ejemplo un
destello amarillo) a través del dispositivo de salida cuando el
cartucho del filtro 38 es nuevo para indicar un período de lavado
abundante.
Las formas de realización actualmente preferidas
de la presente invención y muchas de sus mejoras han sido descritas
con un grado de particularidad. Se debe entender que esta
descripción ha sido realizada a título de ejemplo y que la
invención está definida por el ámbito de las siguientes
reivindicaciones.
Claims (13)
1. Un extremo de un filtro de tubo de enchufe
para montarlo en un extremo de un tubo de enchufe (22), el extremo
del filtro de tubo de enchufe estando provisto de un dispositivo de
tratamiento del agua (20), una abertura de entrada (46) y una
abertura de salida (32), y un canal (28) para canalizar el agua que
fluye entre las aberturas de entrada y salida (46, 32), el extremo
del filtro del tubo de enchufe adicionalmente comprendiendo:
- un dispositivo reactivo al flujo (148)
colocado en el canal (28) y expuesto al agua;
- un elemento de generación de señal (190)
colocado sobre el dispositivo reactivo al flujo (148) que causa que
dicho dispositivo reactivo al flujo (148) produzca una señal que
varía espacialmente con relación al flujo de agua;
- un sensor (184) acoplado al dispositivo
reactivo al flujo (148) y que responde a la proximidad de la señal
que varía espacialmente del dispositivo reactivo al flujo (148), el
sensor (184) generando una señal de flujo que corresponde al flujo
de agua en el canal (28);
- un dispositivo de salida (40) para indicar
cuándo se puede utilizar el dispositivo de tratamiento del agua
(20); y
- un control (186) acoplado para recibir y
acumular la señal del flujo y que incluye un primer umbral que
representa una función de retraso durante el flujo del agua durante
un tiempo o un volumen de flujo previamente determinado al inicio
de cada utilización y un segundo umbral que representa la
finalización de la utilización, dicho control (186) comparando la
señal de flujo acumulado con el primer umbral, el control (186) no
accionando el dispositivo de salida (40) cuando la señal de flujo
acumulado está por debajo del primer umbral, el dispositivo de
salida (40) indicando de ese modo la función de retraso y el control
(186) activando el dispositivo de salida (40) cuando la señal de
flujo acumulado excede del primer umbral y está por debajo del
segundo umbral.
2. El extremo de un filtro de tubo de enchufe
como se define en la reivindicación 1 en el que dicho segundo
umbral representa un período de tiempo.
3. El extremo de un filtro de tubo de enchufe
como se define en la reivindicación 1 en el que dicho segundo
umbral representa un volumen del flujo.
4. El extremo de un filtro de tubo de enchufe
como se define en la reivindicación 1 en el que dicho primer umbral
corresponde al número total de litros (galones) que han pasado a
través de dicho canal (28).
5. El extremo de un filtro de tubo de enchufe
como se define en la reivindicación 1 en el que el dispositivo
reactivo al flujo (148) es una turbina (148) que puede girar
alrededor de un eje y que tiene una pluralidad de álabes (192).
6. El extremo de un filtro de tubo de enchufe
como se define en la reivindicación 1 en el que el elemento de
generación de la señal (190) es un imán.
7. El extremo de un filtro de tubo de enchufe
como se define en la reivindicación 1 en el que el elemento de
generación de la señal (190) produce un campo magnético.
8. El extremo de un filtro de tubo de enchufe
como se define en la reivindicación 1 en el que:
- el dispositivo reactivo al flujo (148) es una
turbina (148) que puede girar alrededor de un eje y que tiene una
pluralidad de álabes (192) equidistantemente separados alrededor de
la turbina (148), cada álabe estando provisto de un extremo
distante; y
- un elemento magnético (190) colocado en el
extremo distante de uno de los álabes (192) y en el que por lo
menos un álabe opuesto al álabe que contiene el elemento (192) está
agrandado.
9. El extremo de un filtro de tubo de enchufe
como se define en la reivindicación 1 en el que el sensor (184) es
un conmutador de láminas.
10. El extremo de un filtro de tubo de enchufe
como se define en la reivindicación 1 en el que el sensor (184) es
un sensor de efecto hall.
11. El extremo de un filtro de tubo de enchufe
como se define en la reivindicación 5 en el que dicho sensor (184)
no está expuesto al agua que fluye.
12. El extremo de un filtro de tubo de enchufe
como se define en la reivindicación 1 en el que:
- dicho control (186) incluye un tercer umbral
que representa un período de utilización con precaución; y
- dicho control (186) activa dicho dispositivo
de salida (40) cuando la señal del flujo excede de dicho tercer
umbral.
13. El extremo de un filtro de tubo de enchufe
como se define en la reivindicación 12 en el que:
- dicho control (186) incluye un cuarto umbral
que representa la finalización de la utilización; y
- dicho control (186) activa dicho dispositivo
de salida (40) cuando la señal del flujo excede de dicho cuarto
umbral.
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