MXPA00003339A - Aparato purificador y abastecedor de agua. - Google Patents

Abstract

Un aparato para purificar agua que comprende, en combinacion con una cubierta de soporte y con medios de potencia, una entrada de alimentacion de agua sin purificar y una salida de abastecimiento de agua purificada, un filtro intercambiable (50) que tiene capas de profundidad y medios de membrana microporosa interpuestos entre dicha entrada y dicha salida, medios para conducir el agua a traves deí filtro en un rango de flujo constante, medios para contar el tiempo transcurrido desde la instalacion del filtro, medios para monitorear, con una precision deseada, el volumen de agua que ha fluido a traves del filtro y el flujo constante y, un aparato del control de uso para avisar al usuario cuando los datos adquiridos por dichos medios de conteo y/o monitoreo han alcanzado una concentracion minima correspondiente o cualesquier otras de una pluralidad de aumentos en forma sucesiva, concentraciones minimas predeterminadas; y preferentemente, medios para evitar automaticamente el flujo de ag ua a traves del filtro, cuando los datos adquiridos por dichos medios de conteo y/o monitoreo han alcanzado la concentracion minima correspondiente o la mayor de dicha pluralidad de concentraciones minimas correspondientes.

Description

APARATO PURIFICADOR Y ABASTECEDOR DE AGUA Campo del Invento La presente invención se refiere a un aparato y métodos para purificar el agua que está o que puede estar infectada por microorganismos, haciéndola potable, para abastecer dicha agua purificada particularmente en localidades en donde el suministro de agua es inseguro o poco confiable. En particular, se refiere a medios para hacer que el agua esterilizada sea agua para tomar y, por lo tanto, sea segura para los niños u otras personas que deben ser protegidas aún contra infecciones beningnas. En una forma de la presente invención, el aparato está adaptado en forma integral, para usarse en el hogar y para que pueda ser transportado y desplazado por el usuario fácilmente.

Antecedentes de la Invención En muchas localidades se da el caso de que el suministro de agua no es seguro ni confiable. Puede haber carencia de un sistema de distribución de agua, o, frecuentemente, dicho sistema puede existir pero abastecer agua que no es o que puede no ser segura ni adaptada para ingerirse debido a que está contaminada particularmente por microorganismos. El problema de abastecer agua potable y segura en dichas localidades, sin la adición de químicos que imparten un sabor desagradable al agua e incluyen riesgos, ha captado mucha atención y se han descubierto una gran variedad de soluciones en el arte. Se sabe de un aparato purificador proporcionado con medios de filtración, conectado a un conducto o a un grifo de agua. Por ejemplo, la Patente USP No. 5,338,456, describe un proceso de purificación de agua para la remoción de sólidos disueltos de un tipo tal, que normalmente se encuentran en un suministro de agua municipal o similares, en donde dicho proceso utiliza un extractor de carbonato de tiro forzado, un extractor de gas de agua, una salida de producto, un sensor de nivel de agua y una unidad de osmosis inversa. Sin embargo, estos aparatos son voluminosos y caros y no son adecuados para el uso independiente en el hogar. Además, no pueden ser usados cuando no existe un sistema de abastecimiento de agua centralizado y adecuado. Finalmente, no proporcionan un abastecimiento de agua potable y fresca a cualquier distancia desde los grifos de agua, ya sea en el hogar o en el campo. Además, ninguno de ellos proporciona agua esterilizada. Otro problema que existe con dichos aparatos, es el peligro de contaminación interna creada por el hecho de que, con el paso del tiempo, los filtros del aparato se contaminan mucho con microorganismos que se reproducen y, por lo tanto, estos constituyen un peligro para la salud en lugar de una defensa contra dicha peligro. La contaminación se puede derivar de un número muy pequeño de microrganismos, aún de uno solo, ya que su capacidad de multiplicación es extremadamente alta. La Patente No. JP 05185070 (Kokai No. 5-185070), hace notar que en los purificadores de agua domésticos, el módulo del filtro debe ser reemplazado cuando el agua que ha fluido a través de éste, ha excedido la capacidad de absorción permitible del absorbente que se encuentra dentro del módulo y, que dichos purificadores son conocidos porque se proporcionan con un medidor de vida que tiene la capacidad de mostrar el momento de reemplazo del módulo del filtro. Sin embargo, los aparatos conocidos que se mencionan, son poco confiables ya que miden únicamente el tiempo del flujo de agua y esto no ofrece una indicación confiable, debido a las fluctuación en el rango de flujo del agua. Por lo tanto, dicha aplicación propone un purificador de agua doméstico que comprende una válvula de rango de flujo constante, un sensor para detectar el inicio y detención del flujo de agua y la generación de las señales correspondientes y medios para medir un tiempo de operación integrada basado en dichas señales y mostrando una señal cuando dicho tiempo integrado alcanza un valor de ajuste previo. La válvula de rango de flujo constante, tiene únicamente el propósito de permitir la medición exacta e integrada de dicho tiempo y, hasta que se ha obtenido dicho valor de ajuste previo, el filtro no se cambia sin importar el volumen de agua que ha fluido a través de este, a lo cual no se le ha atribuido un significado independiente. La aplicación muestra varias estructuras de válvulas de rango constante, pero en lo que se refiere al módulo del filtro, este no muestra estructura y, manifiesta que la invención puede utilizar varias estructuras del arte previo, ni describe un aparato completo del arte previo libre de desventajas. El propósito de la presente invención, es proporcionar un aparato para producir agua potable y abastecer agua potable, el cual está libre de las limitaciones y desventajas del aparato del arte previo. Es otro propósito de la presente invención, proporcionar un aparato que sea adaptado para proporcionar agua esterilizada. Es un propósito adicional de la presente invención, proporcionar un aparato que esté integrado, sea compacto y económico. Es todavía un propósito adicional de la presente invención, proporcionar un aparato que pueda ser portátil o no, según se desee, y, si es portátil, que sea fácil de transportar y desplazar de un punto a otro, de manera que pueda ser usado, por ejemplo, dentro del hogar en cualquier habitación o, fuera del hogar tal como en un campamento. Es todavía un propósito adicional de la presente invención, proporcionar un aparato que esté libre del peligro de contaminación interior, en particular, del peligro de la acumulación y multiplicación de microrganismos en el filtro del aparato. Es todavía un propósito adicional de la presente invención, proporcionar un aparato que sea sencillo, fácil de usar y seguro. Es todavía un propósito adicional de la presente invención, proporcionar un aparato en el cual se reduzca al mínimo la proporción de peso y volumen del aparato al peso y volumen de la cantidad de agua que puede ser abastecida por el mismo. Es todavía un propósito adicional de la presente invención, proporcionar un aparato que tiene un filtro que es compacto y barato y que proporcione un gran volumen de agua purificada por unidad de volumen del filtro. Se apreciarán otros propósitos y ventajas de la presente invención, conforme proceda la descripción.

Sumario del Invento El aparato de acuerdo a la presente invención, se caracteriza por que comprende, preferentemente además de una cubierta de soporte y medios de energía, componentes estructurales y componentes intercambiables, comprendiendo los componentes estructurales; 1 - un sujetador de cilindro en el cual puede estar montado un cilindro de presión de gas; 2 - un mecanismo de dosificación de gas, cubierto dentro del sujetador cilindrico; 3 - un sujetador de botella de entrada, para la recepción de una botella de agua sin filtrar; 4 - una base del filtro; 5 - un regulador de flujo, parte de una unidad de filtro o conectado a una salida de la unidad del filtro;. 6 - un sujetador de abastecimiento de agua, para recibir una botella de agua filtrada; 7 - medios de conducción para conectarse sucesivamente junto con el sujetador cilindrico, el sujetador de la botella de entrada, la base del filtro, el regulador de flujo y el sujetador de abastecimiento de agua; y 8 - flujo constante y uso de aparatos de control, y los componentes intercambiables que comprenden: 8 - un cilindro de gas 9 - un depósito de entrada, por ejemplo, una botella de agua para recibir agua sin filtrar; 10 - una unidad de filtro cubierta en la base del filtro; y 11 - un depósito para recolectar el agua filtrada. Los aparatos de control son preferentemente electrónicos y más preferentemente comprenden un CPU, medios para contar el tiempo que transcurre desde el momento inicial predeterminado, más preferentemente el tiempo que transcurre desde la instalación del filtro, medios para medir con una precisión deseada el volumen de agua que ha pasado a través el filtro, medios para producir u mostrar señales visibles que indiquen las condiciones del filtro, tal como se indica mediante la relación entre los conteos de dichos medios de conteo y la lectura de dichos medios de medición y un programa de operación predeterminada y, medios para evitar que el flujo de agua pase a través del filtro cuando dichos conteos han obtenido un valor del umbral predeterminado. Dichos medios para medir volumen son preferentemente distintos a, e independientes de dicho regulador de flujo, el cual no tiene el propósito de ayudar a la medición del volumen de agua (no se excluye por es razón), pero optimiza el funcionamiento del filtro. Más preferentemente, dichos medios de medición de volumen comprenden medios para contar el número de veces que ha sido montada en el aparato la botella de entrada de agua y que ha sido operada en o, presurizada en el aparato. Los cilindros de gas intercambiable contienen un gas bajo presión, normalmente dióxido de carbono. Generalmente la presión de dióxido de carbono, en un cilindro lleno, es de aproximadamente 50 atmósferas. El gas bajo presión que es introducido dentro de la botella de entrada, en cantidades tales que se genera presión dentro de la misma, es considerablemente menor al del cilindro de gas, lo que causa que el agua fluya a través del aparato y, por lo tanto dichas botellas, que generalmente son de plástico, deben ser lo suficientemente resistentes para contener una presión generalmente de 10 atmósferas aproximadamente. El sujetador del cililndro puede ser cualquier sujetador cilindrico que sea adaptado para recibir un cilindro de presión de gas en una máquina de aeración de líquido, preferentemente tal como el que se describe en la Patente EP 0 472 995 B1 , la cual está incorporada en su totalidad como referencia. La máquina de aeración de líquido descrita en dicha Patente EP, tiene un mecanismo de liberación de gas, el cual es controlado directamente por un operador y, puede ser utilizado en un aparato de acuerdo a la presente invención. De manera alternativa, se puede proporcionar una unidad de dosificación, la cual está diseñada para liberar una dosis de gas predeterminada proveniente del cilindro de gas cada vez que se accione una palanca u otro elemento operado en forma manual. En cualquier caso, el sujetador del cilindro tiene una salida de gas y, preferentemente, un pre-filtro de gas está ajustado dentro de dicha salida de gas, para evitar la entrada de cualquier partícula que pueda bloquear los conductos de gas subsecuentes. Este filtro también constituirá una característica de seguridad, debido a que se reducirá el riesgo de que el dióxido de carbono líquido entre al filtro. El sujetador de la botella de entrada de agua, puede estar fijado o pivoteado a la estructura de soporte, en caso de que exista, y tiene medios, tales como una rosca o bayoneta, para asegurar la botella en su lugar. El sujetador de la botella, comprenderá una entrada de gas, una salida de agua y preferentemente, una válvula de expulsión de gas y una válvula de seguridad. Los medios son proporcionados adecuadamente, tal como se explicará más adelante, para contar el número de botellas de agua sin filtrar de volumen estándar, por ejemplo, un litro, el cual está insertado en el aparato, para determinar la cantidad general de agua que ha sido purificada a través de dicho aparato. La salida de agua del sujetador de la botella de entrada de agua, se comunica con la base del filtro, por medio de un tubo o conducto de conexión, y el agua fluye hacia fuera de la botella de entrada de agua o sin filtrar, dentro de dicho tubo o conducto a través de un tubo inclinado que está ajustado dentro de dicha botella. Es preferente que el tubo inclinado sea ajustado conforme su extremo de entrada, con un filtro para evitar la presencia en el agua sin filtrar de cualquier tipo de partículas largas que pudieran entrar al sistema del filtro. La base del filtro, es un soporte para una unidad de filtro intercambiable y, tiene una entrada y una salida y medios para provocar que el agua fluya a través de la unidad del filtro. La presente invención no se limita a cualquier tipo específico de unidad de filtro, pero las unidades que comprenden los elementos de filtro que incluyen, filtro de profundidad y medios de membrana microporosa, son una modalidad preferida que se describirá en la presente invención más adelante. Además, es preferible que un tubo de rayos ultravioleta (UV) de suficiente longitud de onda e intensidad mate los microrganismos y virus que están insertados entre la entrada y la salida de la base del filtro. El agua pasa a través del regulador de flujo para asegurar la constancia del rango de flujo, sin importar la presión que pueda ser ejercida por el gas en el cilindro de gas y, sin importar los posibles cambios en la resistencia hidrodinámica de varios componentes del aparato. El regulador de flujo, puede ser parte del filtro y, en caso contrario, el agua filtrada que sale de la base del filtro, pasa a través de éste. El regulador de flujo puede ser de cualquier tipo conocido. Adicionalmente la presente invención comprende un aparato para purificar el agua, que comprende preferentemente en combinación con una cubierta de soporte y con medios de energía, una entrada de alimentación de agua sin purificar y una salida de abastecimiento de agua purificada, un filtro intercambiable que tiene capas de filtro de profundidad y medios de membrana microporosa, interpuestos entre dicha entrada y dicha salida, medios para conducir el agua a través del filtro en un rango de flujo constante, medios para contar el tiempo que transcurre desde la instalación del filtro, medios para supervisar con una precisión deseada, el volumen de agua que ha fluido a través del filtro y, aparatos de control para avisar al usuario cuando los datos obtenidos por dicho contador y/o por dichos medios de supervisión, han obtenidos valores de umbral correspondientes o cualesquiera de una de una pluralidad de aumentos en forma sucesiva, valores de umbral predeterminados y, preferentemente, medios para evitar automáticamente el flujo de agua a través del filtro, cuando los datos obtenidos por dicho contador y/o por dichos medios de supervisión, han obtenido el valor de umbral correspondiente o la mayor de dicha pluralidad de los valores de umbral correspondientes. Los medios para conducir el agua a través del filtro en un rango de flujo constante, pueden comprender medios para aplicar presión al agua sin purificar y medios para controlar el rango de flujo de agua, sin importar los cambios de dicha presión. La presente invención comprende adicionalmente, un método para purificar agua que comprende: I) proporcionar un primer contenedor para el agua sin purificar, un segundo contenedor para el agua purificada, teniendo ambos contenedores el mismo volumen, y medios de filtración; II) aplicación de presión al agua sin purificar; lll) conducción mediatne dicha presión de un volumen de agua deseado, desde dicho primer hasta dicho segundo contenedor mientras que fluye a través de los medios de filtración, preferentemente a través de los medios de filtro de profundidad y de los medios de membrana microporosa; IV) mantenimiento del rango de flujo de agua en un valor predeterminado constante; V) abastecimiento de dicho volumen de agua purificada deseado; VI) repetición de dichas operaciones cuantas veces se desee; Vil) conteo del tiempo transcurrido desde la instalación de los medios de filtración: VIII) supervisión del volumen de agua que ha fluido a través de los medios de filtración; y IX) cambio de los medios de filtración, cuando, ya sea dicho tiempo o dicho volumen de agua, hayan alcanzado un valor de umbral predeterminado.

Preferentemente el método comprende, que se evite automáticamente el flujo de agua a través de los medios de filtración, cuando ya sea dicho tiempo o dicho volumen de agua han alcanzado un valor de umbral predeterminado. Además preferentemente el método comprende, establecimiento de un programa de operación que incluye por lo menos un par de valores de umbral, uno del tiempo y el otro del volumen de agua, y señalización de la condición del filtro, en forma constante o en intervalos de tiempo predeterminados, para permitir al usuario conocer cuando dicha condición esté situada en el programa de operación. En una modalidad de la presente invención, dicho programa de operación, puede incluir pares diferentes en aumento sucesivamente, de valores de umbral de tiempo y volumen, posiblemente correspondientes a requerimientos de funcionamiento diferentes. Por ejemplo, el par más bajo puede corresponder al requerimiento de que el agua purificada sea absolutamente esterilizada y los pares más latos pueden corresponder al requerimientos de que el agua purificada, mientras no sea absolutamente estéril, sea potable o de uso seguro para otros propósitos.

Breve Descripción de los Dibujos En las figuras: La Figura 1 , es una vista esquemática de sección transversal de un aparato de acuerdo con una modalidad de la presente invención, que no muestra una cubierta de soporte; Las Figuras 2 y 3, muestran a gran escala, en una sección transversal de eje y en una sección horizontal transversal en el plano lll-lll de la Figura 2, una modalidad de la unidad del filtro empleada en el aparato de la Figura 1 , vista en la dirección de las flechas. Las Figuras 4 y 5, muestran en una sección transversal del eje y en dos diferentes fases de operación, una modalidad de una unidad de dosificación y, la Figura 4 es una sección transversal horizontal de un detalle de la Figura 4; Las Figuras de la 6 a la 8, muestran en secciones transversales esquemáticas, en los planos indicados por las letras romanas correspondientes en la Figura 9, un aparato de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura 9, muestra la disposición de los componentes del mismo aparato en una sección transversal horizontal; La Figura 10 es un diagrama de bloque que ilustra el sistema electrónico del aparato; La Figura 11 , muestra gráficamente un diagrama de operación del sistema de la Figura 10; Las Figuras 12 y 13 muestran en forma esquemática, en vista plana y sección transversal vertical, una modalidad de un componente del filtro principal; La Figura 14 es una sección transversal de un elemento de dicho componente, a gran escala; La Figura 15 es una sección transversal de una modalidad del sujetador de la botella de entrada; y La Figura 16 es una vista en perspectiva, esquemática de una modalidad de una unidad de filtro.

Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas La Figura 1 , es una representación esquemática de una modalidad de la presente invención. Los componentes de la máquina no se muestran en su relación de posición real y, no se muestra la cubierta de soporte. Tampoco se muestran los medios de suministro de energía, los cuales son convencionales. En esta modalidad, un cilindro de gas 10 está montado en un sujetador del cilindro, generalmente indicado con el 11. El sujetador del cilindro puede ser de cualquier clase, adaptado a las máquinas de aeración de líquido y puede estar, en particular, tal como se describió en la Patente EP 0 472 995 B1 anteriormente mencionada. Otro sujetador de cilindro, el cual es parte de una modalidad de la presente invención, está ilustrado en forma esquemática en las Figuras 4 y 5. En general, el sujetador de cilindro de gas comprenderá medios, tales como medios de tornillo 12, para colocar el cilindro de gas 10 al mismo y, comprende una válvula del cilindro de gas, a menos que ésta sea parte integral del cilindro de gas. La válvula del cilindro de gas, la cual no se muestra en detalle en la Figura 1 , generalmente está indicada con el 13, y ésta, como por ejemplo el sujetador del cilindro de la Patente EP antes mencionada, comprende una salida de la válvula, un cabezal de la válvula el cual es incitado por los medios elásticos para cerrar dicha salida de la válvula y, un émbolo, indicado en la Figura 1 con el 14, el cual puede ser presionado por medio de una palanca 15 para forzar el cabezal, contra la reacción de los medios elásticos, para abrir la salida y dejar que el gas se escape del cilindro de gas. En el mecanismo esquemáticamente representado en la Figura 1 , el gas continuará escapándose del cilindro de gas, siempre que la palanca 15 sea presionada por el operador. De manera alternativa, una unidad de dosificación puede ser proporcionada para provocar que una cantidad de gas predeterminada, se escape del cilindro de gas cada vez que dicha unidad de dosificación sea accionada. En las Figuras 4 y 5 se muestra una modalidad de dicha unidad de dosificación, en una sección transversal esquemática sobre un plano que pasa a través del eje de la válvula de salida del cilindro de gas. Dicha unidad de dosificación, comprende un depósito de gas 62, el cual está conectado por el conducto 63 al espacio cilindrico, en el cual el émbolo 14 está cubierto. El espacio mencionado, se comunica con el conducto 16', el cual es la entrada del conducto 16. En esta modalidad del aparato se proporciona el émbolo 14, en su extremo más bajo, con una cabeza 64 la cual está formada para sellar la salida de la cámara, cubriendo la válvula de salida de gas, generalmente indicada con el 65. El cabezal de la válvula del cilindro de gas no se muestra, excepto por su punta 66, la cual está en contacto con la cabeza 64 del émbolo 14. El émbolo 14 está proporcionado adicionalmente con dos anillos de sello periférico 67 y 67'. El cilindro en el cual el émbolo 14 está cubierto, se proporciona con cortes 68 y 68' en dos planos, tal como se muestra con mayor detalle en la Figura 4a, la cual es una sección transversal del émbolo 14, a través del plano de cortes 68, pero es idéntico a una sección transversal 14 a través del plano de cortes 68'. En la posición de la Figura 4, la palanca 15 ha sido presionada para liberar el gas. El émbolo 14 ha sido presionado hacia abajo en el cabezal de la válvula del cilindro de gas, por lo tanto al abrir la válvula del cilindro, el anillo sellador 67' no evita el paso del gas, debido a la presencia de los cortes 68' y, el gas se escapa del cilindro y llena el depósito de gas 62 a través del conducto 63.

Cuando se libera la palanca 15, el aparato asume la posición de la Figura 5. El anillo sellador 67' se ha elevado arriba de los cortes 68' y, por lo tanto evita el paso de cualquier gas, proveniente del cilindro de gas, al depósito 62. Sin embargo, normalmente el anillo sellador 68 se ha elevado hasta la palanca de cortes 67, de manera que el gas puede escaparse del depósito 62 a través del conducto 63 y, a través de dichos cortes al conducto 16' y, por consiguiente al conducto 16. De esta forma, la cantidad de gas que ha llenado el depósito 62, es alimentada a la botella de agua cada vez que el émbolo 14 o la palanca 15 son presionados y liberados. El gas que se escapa a través del conducto 16 y en la entrada de dicho conducto, pasa a través de un pre-filtro 17, el cual es una bloque pequeño de material poroso fijado en la salida del sujetador del cilindro y, el cual retiene las partículas indeseables que pueden bloquear los conductos de gas subsecuentes. Este filtro también funcionará como una característica de seguridad, ya que reducirá el riesgo de que el dióxido de carbono líquido, entre a la unidad del filtro principal, tal como se describió anteriormente. En la Figura 15, se muestra a gran escala, una modalidad del sujetador de la botella de entrada de agua. La botella de agua sin filtrar 20, es sujetada en dicho sujetador, generalmente indicado con el 21. El sujetador de la botella de entrada de agua, tiene una entrada 22 para el conducto de gas 16, y puede ser fijada o pivoteada a la estructura de soporte (no se muestra en la Figura 1) y, tiene una rosca o bayoneta 105 para asegurar la botella 20 en su lugar. Si se usa la rosca, deberá ser diferente a la usada para colocar la botella de agua filtrada al sujetador de la botella abastecedora, descrita anteriormente. El sujetador de la botella de entrada de agua 21 , también tiene una salida de agua 23 que conduce al conducto de agua sin filtrar 32. La salida de agua 23 está conectada, en su extremo más bajo, al extremo de salida más alto de un tubo de punta 24. El tubo de punta 24, es proporcionado preferentemente con un filtro 31 en su extremo de entrada, para bloquear la entrada al filtro de la unidad de las partículas más grandes que puedan estar presentes en el agua sin filtrar. Preferentemente, el tubo de punta 24 está separado de la botella 20 y se ajusta dentro de éste, haciendo por lo tanto que su inserción sea más fácil. En una forma preferida de la presente invención, el sujetador 21 también cubre una válvula de expulsión 26 y, una válvula de seguridad 27, las cuales se abren cuando una botella de agua sin filtrar es cargada en el sujetador. Estas válvulas, que se ilustran en la Figura 15 en forma esquemática únicamente, pueden ser de cualquier tipo, por ejemplo, tal como el que se describe en la Patente EP 0 472 995 B1 antes mencionada. Si el sujetador 21 está pivoteado, las válvulas abrirán cuando éste de vueltas hacia fuera, para permitir cargar una botella de agua sin filtrar 20. El sujetador 21 , también cubre un contador 28, de cualquier tipo adecuado, para contar el número de inserciones de botellas y, por consiguiente, ya que cada botella tiene un volumen determinado, cuenta la cantidad de agua que es filtrada. El contador puede ser reajustable en forma manual o automática, cuando la unidad del filtro sea reemplazada. El sujetador 21 , también cubre un sensor de presión 29, el cual es un interruptor de presión, ajustado para pasar una señal eléctrica cuando la presión se eleve arriba de una presión predeterminada, por ejemplo 0.5 bar. Ya que es muy poco probable que la presión del sistema caiga debajo de dicha presión, por ejemplo 5 bar, durante la operación de la máquina, puede suponerse que cada vez que se ha dado dicha señal, la máquina ha sido utilizada una vez y que ha sido filtrada una cantidad de agua correspondiente al volumen de dicha botella, 1 litro. Cada vez que se quita una botella vacía, se descarga cualquier presión restante, y cada vez que una botella nueva llena es montada en el sujetador de botellas, la presión debe ser restablecida, de manera que se cuenten las veces que dicha presión predeterminada, excede la presión de los medios para contar el número de veces que una botella ha sido vaciada y por lo tanto, el número de litros del agua que pasan a través de la máquina. También puede estar incorporada la válvula de retención de vapor 30, en la entrada de gas del sujetador 21 , para asegurar que los sifones de agua regresen de la botella 20 al sujetador del cilindro 11. Cuando el gas bajo presión es introducido en la botella 20, el agua sin filtrar fluye hacia fuera a través de la salida de agua 23 y desde ésta, a través del conducto 32, hasta llegar a una base del filtro, generalmente indicada con el 35. La base del filtro 35, tiene una entrada 36 y una cámara de entrada 37, una cámara de salida 38 y una salida 40. La cámara de entrada 37 y la cámara de salida 38, están separadas por una fuente de rayos UV 42. La base del filtro 35, también está proporcionada con un pared de retención periférica 43, que tiene un anillo externo 44, el cual comprende una brida superior 45. La base del filtro 35, también está proporcionada con conexiones electrónicas a la unidad del filtro, las cuales serán descritas pero no mostradas, así como con medios de suministro de energía, los cuales tampoco se muestran. La unidad del filtro, la cual se ajusta dentro de la base del filtro y, se muestra en forma esquemática en la vista en perspectiva esquemática de la Figura 16 y, en una sección transversal del eje de la Figura 2, generalmente está indicada con el 50. La unidad del filtro está sujetada en conexión con la base 35, mediante un manguito de bayoneta 51 , el cual sujeta el filtro a la base, utilizando la brida alrededor de la apertura del filtro, tal como se observa en la sección transversal de la Figura 3. Tanto la brida 45 como el manguito de la bayoneta 51 , se extienden a lo largo de dos arcos opuestos de 90° cada uno y están interrumpidos en otra parte. Cuando los mencionados arcos de la brida 45 y del manguito 51 están en la misma posición angular, sujetan el filtro a la base. Cuando dichos arcos están relativamente desplazados por 90°, el filtro está desenganchado y puede ser levantado de la base. La unidad del filtro 50, está proporcionada con una cubierta, generalmente indicada con el 52, en la cual está fijado o moldeado un tubo central 53, la entrada inferior de dicho tubo ajusta dentro de un manguito 58 de la base del filtro. El agua fluye desde la cámara de entrada 37 de la base del filtro, alrededor de la lámpara de rayos UV 42, dentro del tubo 53, a través del pre-filtro 54, el cual contiene una pepita impregnada de plata 55, dentro de una cámara superior 57 de la unidad del filtro. Se proporciona una válvula de descarga 56, para liberar el aire atrapado. El componente del filtro principal, en la modalidad que ha sido descrita, está constituido por un número de elementos de filtro 60, montados sobre una placa 61 , tal como se muestra en las Figuras 12 y 13. Cada elemento del filtro, comprende un pre-filtro o filtro de profundidad y una membrana microporosa y, es preferentemente del tipo descrito en una solicitud de Patente Israelí que también está pendiente, expediente No. 4364, de la cual su contenido está incorporado en su totalidad a la presente invención como referencia. En la Figura 14, se muestra una modalidad de dicho elemento del filtro. Este comprende dos capas exteriores del filtro de profundidad o pre-filtro 91 y 91', los cuales están elaborados preferentemente de fibra de vidrio. En el interior de las capas 91 y 91 ', el elemento del filtro comprende capas 92 y 92' de membrana microporosa, que tiene preferentemente un capacidad de retención de microrganismos prácticamente completa (mas del 99%), la cual está soportada por los materiales de soporte 93 y 93' respectivamente. Todas las capas antes mencionadas, están distribuidas en forma simétrica aproximadamente a una red de plástico substancialmente abierta 94, la cual constituye una capa de drenaje para conducir lejos el fluido que pasa a través de las capas antes mencionadas 91-91 ', 92-92' y 93-93'. Las capas profundas del filtro 91-91' y las capas de la membrana microporosa 92-92', son congruentes en la parte superior y están selladas juntas en el 95, por medios adhesivos o por soldadura. También están sellados juntos en las orillas 102. La capa de drenaje 94 y la capas de soporte de material 93-93', no se extienden hasta la parte superior del elemento, sino hasta el sello 95, aunque, en una modalidad de la presente invención en la cual se utiliza la soldadura, las capas 93 y 93' pueden alcanzar el sello de la orilla y estar selladas juntas en forma termoplástica. En las Figuras 12 y 13, descritas anteriormente, las capas del pre-filtro 91-91 ' no alcanzan la parte del fondo del elemento, pero la capas de la membrana microporosa, las capas del material de soporte y las capas del drenaje, sobresalen de éstas hacia el fondo. Las capas del filtro de profundidad 91-91 ', están selladas en el fondo en el 100-100' y lateralmente en el 102 hacia las capas de la membrana microporosa 92-92'. Las capas de soporte 93-93' y la capa de drenaje 94, son más angostas que las otras capas y no forman parte de los sellos 102. Los medios de filtración, en esta modalidad un número de elementos del filtro 60, están montados sobre la placa 61 , tal como se ilustra de manera particular en las Figuras 12 y 13. La placa 61 , preferentemente pero no necesariamente circular, tiene un número de hendiduras 101 , una por cada elemento 60. Un elemento del filtro 60, pasa a través de cada una de dichas hendiduras, de manera que sus orillas 100, están en el mismo nivel que el de la orilla superior de la placa 61. Los elementos del filtro, posteriormente son puestos en la placa 61 , llenando el espacio vacío entre éstos y las orillas interiores de las hendiduras de la placa 61 , con un adhesivo adecuado 103, de manera que no exista una trayectoria de flujo del fluido entre los elementos 60 y la placa 61. El agua pasa desde la cámara 57 a través de varias capas de cada elemento 60, entra desde las capas profundas exteriores 91-91 ' y se extiende desde la capa de drenaje 94 y, alcanza la cámara 59 definida por la placa 61 y por un filtro de carbono 70. Posteriormente, el agua pasa dentro de una segunda cámara 71 , definida por dicho filtro de carbono 70 y, por la placa de retención 72, dirigiendo el agua del filtro dentro de un contador de litros 73 y, alrededor de un aparato de cierre 74 de la placa de sellado 71. Esto asegura que cuando el agua del volumen predeterminado recomendado, ha fluido a través de la unidad del filtro, el aparato de cierre se active y el filtro se vuelva no utilizable. La característica de cierre, también puede ser accionada por una unidad de control central electrónica, para volver el filtro no utilizable después de que un período de tiempo o de que un volumen de agua predeterminado ha pasado a través del filtro o, éste puede ser accionado por medios mecánicos. El contador de tiempo y de litros, puede ser guardado electrónicamente en un pequeño tablero de circuito impreso 75, fijado al filtro y el cual está colocado en el contacto eléctrico, cuando el filtro está fijado en la base. El agua fluye dentro de la cámara 38 de la base del filtro, desde el contador de litros 73, alrededor de la lámpara de rayos UV y en los conductos 40 y, desde ahí dentro de un aparato de control de flujo 76 de cualquier tipo adecuado. El agua filtrada fluye en un rango de flujo constante y controlado, desde el aparato de control de flujo 76, a través del conducto 77 dentro de un sujetador de la botella de abastecimiento 78, la cual tiene una entrada 79 en el extremo de la cual esta preferentemente localizado un bloque poroso impregnado de nitrato de plata 80. El sujetador de la botella de abastecimiento 78, está abierto a la atmósfera para evitar la acumulación de cualquier contrapresión. El agua filtrada, purificada dentro de la botella de abastecimiento 81 , tiene por ejemplo, un volumen, por ejemplo de un litro y en cualquier rango, el mismo volumen que el de la botella del agua sin filtrar. Para ayudar en la inserción del sujetador de la botella de abastecimiento, ésta puede ser pivoteada en la cubierta y en el soporte en la misma forma en que el sujetador de agua sin filtrar está pivoteado. Las Figuras 6 y 8, muestran un aparato completo de acuerdo con una modalidad de la presente invención, , mostrando la cubierta 110, el cilindro de gas 10, la botella de agua sin filtrar 20, la botella de agua filtrada 81 y la unidad del filtro 50. En la Figura 8, la unidad de control está indicada simbólicamente con el 99. La Figura 9 en la sección transversal horizontal esquemática, muestra como los componentes del aparato están dispuestos dentro de la cubierta 110, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, con el objeto de explotar tanto como sea posible, el espacio disponible en una cubierta que tenga una sección transversal rectangular, pero esto será aparente únicamente a manera de ejemplo, ya que tanto la forma como el tamaño de la cubierta y la formación de varias unidades dentro de la cubierta, pueden ser cambiadas de muchas formas para obtener los resultados casi deseables. En esta modalidad, la energía es suministrada por una batería 111 , pero podría ser suministrada desde una línea, posiblemente a través de un convertidor CA/CD. Esta modalidad de la máquina está proporcionada con un sistema de control electrónico central y, una fuente de energía tal como una batería. El sistema de control comprende un CPU y otros componentes, los cuales están montados adecuadamente en un pequeño tablero de circuito impreso dentro del cuerpo de la máquina. Este aparato que identifica cada nuevo filtro sin numerar a través de un número de identificación, recibe señales del interruptor de presión y envía señales a su propia memoria de gas y a la memoria de volumen localizada en la unidad del filtro. En intervalos predeterminados o, cuando es operada la máquina, ésta: agregará una cuenta a las áreas de memoria relevantes, cuando sea operada, comparará su propia memoria de gas con un límite pre-ajustado y mostrará los resultados, preguntará a la memoria del filtro el volumen, tiempo e identificación, y comparará éstos con los límites pre-ajustados y mostrará el resultado, se deshabilitrá la máquina tal como se describió anteriormente, en caso de ser necesario, en particular si se recibe una identificación incorrecta del filtro, si el filtro no está ajustado o, si el filtro está fuera de los parámetros pre-ajustados.

La unidad del filtro, contiene preferentemente una memoria no volátil para almacenar el número de litros filtrados, en números de identificación y un cronómetro operado por una batería que se encuentra en el tablero, para medir el tiempo transcurrido desde el arranque del filtro. El sensor de presión, envía una señal al CPU cada vez que la presión del sistema se eleva arriba de una figura de pre-ajuste. La pantalla está montada en la parte frontal de la máquina y muestra la condición del filtro mediante una serie de LED's. Se proporciona un botón de reajuste para ser utilizado por el operador, después de que se reemplaza un cilindro. El reajuste del filtro es automático, cuando un filtro nuevo es ajustado y se realizan las conexiones electrónicas. La estructura y operación de una modalidad particular de la unidad de control electrónico, que ahora se describirá en la Figura 10, es un diagrama de bloque de dicha unidad, generalmente indicada con el 99. La unidad de control, cuenta el tiempo y el volumen de agua que ha pasado a través de la máquina. La memoria de tiempo (indicada en el diagrama como "pantalla de gas"), controla una primera pantalla la cual tiene tres luces de pantalla, por ejemplo, rojo, ámbar y verde, y están indicados respectivamente en el dibujo con las letras R, A y G, así como un botón de reajuste. La memoria de volumen (indicada en el diagrama como la "vida del filtro"), controla otra pantalla que tiene tres luces de pantalla que tienen los mismos colores y, adicionalmente, una cuarta luz que puede ser por ejemplo, también roja. También está conectado al CPU, un sensor de presión, el cual es un solenoide que opera tal como se manifestó anteriormente. La memoria del CPU, contiene un programa de operación que está gráfica y esquemáticamente ilustrado en la Figura 11 , en donde la abscisa es el tiempo, por ejemplo, en horas y la ordenada es la cuenta de volumen, por ejemplo, en litros. En el diagrama, están definidas tres máximas para la cuenta de volumen y tres máximas para el tiempo, en donde las tres áreas de límite máximo son verde, ámbar y rojo respectivamente. Estos pueden corresponder a tres diferentes requerimientos de operación, La máxima más pequeña puede proporcionar agua estéril, la intermedia agua potable, y la más alta el agua que es segura para otros propósitos. El CPU está programado para comparar el número de identificación del filtro con el número de la máquina. Si el número de identificación del filtro, coincide con el número de la máquina, el filtro está nuevo y es aceptado y, la máquina opera tal como se manifestó anteriormente. Si no coincide, se muestra una señal roja y la máquina es deshabilitada, tal como se manifestó anteriormente. Cuando inicia la operación del aparato, el sensor de presión y el cronómetro son activados. El sensor de presión, envía las señales a través del CPU a la cuenta de volumen de la unidad de control. El cronómetro que se encuentra en la unidad de control, cuenta el tiempo. El CPU comparará, en intervalos ele tiempo predeterminados, por ejemplo, cada hora, la cuenta de volumen y tiempo con el programa memorizado de la Figura 11. Si no han sido excedidos el volumen máximo ni el tiempo máximo más pequeños, la luz verde es activada y el aparato continua operando. Si cualquiera de dichas cuentas de volumen o tiempo es excedida, es activada la luz ámbar correspondiente. Si ya sea la cuenta del volumen máximo intermedio o el tiempo máximo intermedio son excedidos, se activará la luz roja correspondiente. La acción será tomada en caso de que, por ejemplo, el reemplazo del filtro dependa de los requerimientos del usuario. Si la cuenta del volumen máximo mayor o el tiempo máximo mayor son excedidos, se activará la segunda luz roja, indicando una situación de peligro y, la máquina será apagada, energizando un solenoide, el cual mueve un perno dentro de una posición tal que se evite que la palanca, la cual origina la alimentación de gas a la botella de agua sin filtar (15 en las Figuras 4 y 5), sea presionada, por lo que la máquina se vuelve no utilizable. El solenoide, preferentemente es del tipo picaporte y, requiere únicamente de señales de pulso cortas para cambiar su estado. Sin embargo, el CPU, podría ser programado de acuerdo a los requerimientos del usuario, para que el solenoide actúe antes, entonces por ejemplo, cuando una o ambas de las máximas intermedias o aún la máxima más baja ha sido alcanzada, cuando el filtro ha sido cambiado, todas las memorias se reajustan hasta cero.

Claims (38)

R E I V I N D I C A C I Ó N E S Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES:

1. Un aparato para purificar agua, el cual comprende una cubierta de soporte (110), medios de energía (111 ), una alimentación de agua sin purificar (23,32) y una salida de abastecimiento de agua purificada (77,78), un filtro (60) interpuesto entre dicha entrada y dicha salida, medios para conducir el agua a través del filtro, caracterizado además porque, dichos medios de conducción de agua, comprenden medios (76) para asegurar la constancia del rango de flujo, y el aparato comprende adicionalmente, medios (99) para contar el tiempo que pasa desde la instalación del filtro, medios (99) para supervisar el volumen de agua que ha fluido a través del filtro y, aparatos de control de flujo y uso.

2. Una aparato tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque los aparatos de control de flujo y uso, comprenden medios para avisar al usuario cuando los datos obtenidos por dichos medios de conteo y/o monitoreo, han alcanzado un valor de umbral correspondiente o, cualquier otro de una pluralidad de valores e umbral predeterminados, sucesivamente en aumento.

3. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque los aparatos de control de flujo y uso, comprenden medios para evitar automáticamente el flujo de agua a través del filtro cuando los datos adquiridos por dichos medios de conteo y/o monitoreo, han alcanzado un valor de umbral correspondiente o la más alta de una pluralidad de valores de umbral predeterminados sucesivamente en aumento.

4. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque el filtro (60) comprende capas del filtro profundas (91 ,91 ') y, medios de membrana microporosa (92,92').

5. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque la entrada de alimentación de agua sin purificar, está definida en un sujetador de la botella de entrada (21), para recibir una botella de entrada de agua sin filtrar (20); los medios de conducción de agua en un rango de flujo constante, comprenden un sujetador del cilindro (11 ), sobre el cual puede ser montado un cilindro de presión de gas intercambiable (10), un mecanismo para liberar gas (15), cubierto en el sujetador del cilindro, un regulador de flujo (76), y medios de conducción (16,32,77) para conectar sucesivamente juntos el sujetador del cilindro, el sujetador de la botella de entrada, el filtro y el regulador de flujo; y el filtro (60) que comprende una base del filtro (35) y, una unidad de filtro intercambiable (50), cubierta en la base del filtro; comprendiendo adicionalmente el aparato un sujetador de abastecimiento de agua (78) y una botella de abastecimiento de agua (81 ), para abastecer el agua filtrada, conectado a dicho filtro a través de dichos medios de conducción.

6. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque el regulador de flujo (76) es parte de la unidad del filtro.

7. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque el regulador de flujo (76), está conectado a una salida de la unidad del filtro.

8. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque el cilindro de gas intercambiable (10), contiene dióxido de carbono bajo presión.

9. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque la botella de entrada (20) es de la suficiente resistencia para contener una presión de aproximadamente 10 atmósferas.

10. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque el sujetador del cilindro (11 ) es un sujetador del cilindro adaptado para recibir una cilindro de presión de gas en una máquina de aeración de líquido.

11. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque el mecanismo de liberación de gas, es controlado directamente por el operador.

12. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque el mecanismo de liberación de gas es una unidad de dosificación (62), diseñada para liberar, cada vez que es accionada, una dosis de gas predeterminada proveniente del cilindro de gas.

13. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque el sujetador del cilindro tiene una salida de gas (16) y porque un pre-filtro (17) está ajustado dentro de dicha salida de gas.

14. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque el sujetador de la botella de entrada está pivoteado a la estructura de soporte.

15. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque el sujetador de la botella de entrada contiene una entrada de gas (22), una salida de agua (23), una válvula de expulsión de gas (26) y una válvula de seguridad (27).

16. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque comprende medios (28) para contar el número de botellas de agua sin filtrar insertadas en el aparato.

17. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque la base del filtro (35) tiene una entrada (36) y una salida (38) y medios para evitar que el agua fluya a través de la unidad del filtro.

18. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 17, caracterizado además porque un tubo de rayos ultravioleta (UV) (42), es insertado entre la entrada y la salida de la base del filtro.

19. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 3, caracterizado además porque los medios para evitar automáticamente el flujo de agua a través del filtro, comprenden un mecanismo de cierre del filtro.

20. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque se proporciona un pre-filtro (17) fijado a la salida del sujetador del cilindro.

21. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque se proporciona un tubo de punta (24) en la botella de agua de entrada.

22. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 21 , caracterizado además porque el tubo de punta (24) está proporcionado con su extremo de entrada con un filtro (31 ).

23. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque el sujetador de la botella de entrada (21 ) está proporcionado con una válvula de expulsión (26) y con una válvula de seguridad (27).

24. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque el sujetador de la botella de entrada (21 ), está proporcionado con un contador (28), para contar el número de inserciones de botellas.

25. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 5, caracterizado además porque la unidad del filtro (50), comprende un número de elementos de filtro (60), comprendiendo cada uno, medios de filtro profundos (91 ,91') y medios de membrana microporosa (92,92').

26. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 25, caracterizado además porque los elementos del filtro, están montados sobre una placa (61 ) interpuesta entre una cámara superior y una inferior de la unidad del filtro.

27. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque los aparatos control de flujo y uso, son electrónicos.

28. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 22, caracterizado además porque los aparatos de control de flujo y uso, comprenden un CPU, medios para contar el tiempo transcurrido desde u? momento inicial, medios para medir con una exactitud deseada el volumen de agua que ha pasado a través del filtro y, medios para producir y mostrar señales visibles que indican las condiciones del filtro, indicadas por la relación entre los conteos de dichos medios de conteo y la lectura de dichos medios de medición y un programa de operación predeterminado.

29. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 28, caracterizado además porque los aparatos de control de flujo y de uso, comprender) adicionalmente medios para evitar el flujo de agua a través del filtro, cuando los conteos de los medios de conteo hayan alcanzado un valor de umbral predeterminado.

30. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 28, caracterizado además porque el tiempo es contado desde la instalación del filtro.

31. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 28, caracterizado además porque los medios para medir el volumen de agua que ha pasado a través del filtro, son distintos e independientes del regulador de flujo.

32. Un aparato tal y como se describe en la Reivindicación 1 , caracterizado además porque los medios para conducir el agua a través del filtro en un rango de flujo constante, comprenden medios para aplicar presión al agua sin purificar y medios para controlar el rango de flujo de agua, sin importar los cambios de dicha presión.

33. Un método para purificar agua, el cual comprende el abastecimiento de un primer contenedor para el agua sin purificar y de un segundo contenedor para el agua purificada y, la aplicación de presión al agua sin purificar, caracterizado además porque comprende adicionalmente: I) conducción mediante dicha presión, de un volumen unitario predeterminado de agua proveniente de dicho primer a dicho segundo contenedor, mientras que fluye a través de los medios del filtro; II) mantenimiento del rango de flujo de agua en un valor predeterminado constante; III) abastecimiento de dicho volumen unitario de agua purificada; IV) repetición de dichas operaciones, tantas veces como se desee; V) conteo del tiempo que transcurre desde una momento predeterminado; VI) monitoreo del volumen de agua que ha fluido a través de dichos medios del filtro; y Vil) cambio de los medios del filtro, cuando cualquiera de dicho tiempo o dicho volumen de agua, hayan alcanzado un valor de umbral predeterminado.

34. Un método tal y como se describe en la Reivindicación 33, caracterizado además porque comprende la conducción de agua desde dicho primer hasta dicho segundo contenedor de agua, mientras que fluye a través de los medios del filtro profundos y de los medios de membrana microporosa.

35. Un método tal y como se describe en la Reivindicación 33, caracterizado además porque el momento predeterminado es el momento de la instalación de los medios del filtro.

36. Un método tal y como se describe en la Reivindicación 33, caracterizado además porque comprende adicionalmente que se evite automáticamente el flujo de agua a través de los medios del filtro, cuando ya sea el tiempo desde el momento predeterminado o el volumen de agua, han alcanzado un valor de umbral.

37. Un método tal y como se describe en la Reivindicación 33, caracterizado además porque comprende adicionalmente el establecimiento de un programa de operación, el cual incluye por lo menos un par de valores de umbral, uno del tiempo y el otro del volumen de agua y, la señalización de la condición del filtro, en forma constante o en intervalos de tiempo predeterminados, para permitir al usuario conocer donde está situada dicha condición en dicho programa de operación.

38. Un método tal y como se describe en la Reivindicación 37 caracterizado además porque el programa de operación incluye pares de valores de umbral de tiempo y volumen de agua sucesivamente en aumento.