MXPA02003334A - Sistema de tratamiento de agua en instalacion con liberacion de agua de control de temperatura y metodo. - Google Patents
Sistema de tratamiento de agua en instalacion con liberacion de agua de control de temperatura y metodo.Info
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Abstract
Un metodo de tratamiento de agua utiliza un cartucho desechable, removible, que tiene una estructura de malla interna. Un calentador desechable calienta agua alimentada al cartucho. Los solidos precipitados se recogen sobre la superficie de malla siempre y cuando la temperatura y los tiempos de residencia se mantengan apropiadamente. El calor rompe la dureza de bicarbonato del agua, depositando de esta manera carbonatos sobre la superficie de malla y los metales pesados se codepositaran debido al cambio resultante en el pH, El cartucho tiene un espacio de cabeza para recoger los gases atrapados tales como los compuestos organicos volatiles, cloro y aire, La esterilidad del agua se logra calentando el agua durante un periodo de tiempo apropiado. La turbidez se elimina dentro del cartucho debido a la sedimentacion inducida por la baja velocidad de fluido controlada por un controlador y por un filtro proporcionado en la salida del cartucho, El filtro quedara bloqueado cuando la dureza de bicarbonato se lleva forzando a un usuario a reemplazar un cartucho gastado, La economia de calor y una corriente de salida de agua tratada fria se aseguran mediante el uso de un intercambiador termico, El agua se alimenta desde el cartucho, a traves de un interenfriador y el intercambiador termico a un tanque de almacenamiento, El agua en el tanque se almacenamiento se mantiene fuera de contacto con el aire mediante una. barrera movible. Eventualmente, el agua se alimenta desde el tanque de almacenamiento a un surtidor y se puede utilizar subsecuentemente en un surtidor de bebida mezclada posteriormente, Una presentacion visual indica el estado del sistema de tratamiento de agua y un sistema de control de liberacion de agua libera el agua tratada del sistema de tratamiento de agua solamente despues de que el agua en el sistema alcanza una temperatura seleccionada y el vapor se libera del sistema de manera que el agua liberada sea potable.
Description
SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA EN INSTALACIÓN CON LIBERACIÓN DE AGUA DE CONTROL DE TEMPERATURA Y MÉTODO
Campo de la Invención La presente invención se relaciona con un sistema de tratamiento de agua y método para utilizarse en un surtidor de bebidas de mezclado posterior.
Antecedentes de la Invención En algunas ubicaciones, la esterilidad de agua es un asunto de salud, y restringe el uso en máquinas de preparación de bebida en instalación (generalmente denominado como equipo de "mezclado posterior"). Cuando el agua se va a utilizar en preparación de bebida, la dureza excesiva de bicarbonato es indeseable, puesto que reduce la acidez de la bebida y afecta el sabor. Los volátiles en agua, tales como orgánicos y cloro también tienen un efecto sobre su sabor. Los orgánicos particularmente hologenados ( trihalometanos, generalmente descritos como THMs) han dado lugar recientemente a intereses de consumidor y restricción de regulación. La materia suspendida y turbidez reduce la calidad de agua tanto cuando se consume sola, como al mezclarse para producir una bebida. Finalmente, en ciertas ubicaciones, los consumidores también han mostrado interés respecto al
contenido de metal pesado de agua, y esto también ha sido el objeto de legislación en algunos países. El aire disuelto en agua cruda, aún cuando no en sí un aspecto de calidad de agua, puede reducir la efectividad de carbonación en el equipo de mezclado posterior, y dificulta el surtido debido a la espumación. Un medio para desaerear el agua es ventajoso para dicho equipo Se observa que la desaereación de agua siempre se lleva a cabo antes de la carbonación en plantas de embotellado y enlatado. Por lo tanto, un método sencillo para remoción de contaminación microbiana, dureza de bicarbonato, compuestos orgánicos volátiles (VOCs) - particularmente THMs - así como cloro y metales pesas en casa o tienda, es importante para llenar ciertos intereses de consumidor, que elevan la calidad del agua para beber en algunas ubicaciones, y mejorar el sabor de bebidas preparadas en instalación en ciertas distribuidoras Adicionalmente, la desaereación de agua el altamente deseable para salidas de mezclado posterior, y puede conducir a espuma reducir al subir y mejor calidad de bebida. Sin embargo, los sistemas de tratamiento de agua en instalación deben llenar los siguientes criterios: - Bajo costo de equipo original: - Alta confiabilidad en ausencia de supervisión
I^^^A,^.,.^-t t-ft ^rr^ técnica o controles; Todos los criterios de calidad arriba mencionados (es decir esterilidad, dureza de bicarbonato, cloro, THMs/VOCs, turbidez, metales pesados y deseablemente, desaereación); - Operación sencilla, conveniente, segura por personas no calificadas (es decir, en casa o en tienda); - Bajo costo de mantenimiento y operación; y - Utilización baja de espacio. Los sistemas actualmente disponibles para uso en casa y/o en tiende no llenan todos los criterios de calidad y otros. Estos sistemas incluyen sistemas de filtración de carbón. Estos sistemas solamente se dirigen a cloro y VOCs/THMs , pero los orgánicos se remueven de manera efectiva solamente cuando el filtro se mantiene regularmente. Cuando el mantenimiento es bajo, estos dispositivos en realidad actúan como contaminadores biológicos. De esta manera, los sistemas de filtración de carbón pueden ocasionar problemas en una área mientras que se dirigen de manera inadecuada a otras áreas. Otro sistema convencional utiliza osmosis de reversa . Este sistema se dirige a la dureza de bicarbonato, metales pesados y contaminantes microbiológicos solamente. Los sistemas de osmosis de reversa requieren de mantenimiento significativo.
Además, VOCs/THMs no se tratan y estos junto con cloro, en realidad pueden dañar la membrana osmótica de reversa y reducir su efectividad. También se conocen los sistemas de intercambio de iones simples. Estos sistemas normalmente se dirigen sólo a dureza de bicarbonato o, si son más complicados, el contenido total de metal y sal de agua. Sin embargo, estos sistemas necesitan mantenimiento regular tal como la regeneración de la resma de intercambio de iones. Si este mantenimiento no se lleva a cabo, estos sistemas en realidad pueden producir agua tratada de peor calidad que el agua no tratada. El cloro está no tratado y puede dañar las resinas de intercambio de iones en estos sistemas. Además, VOCs/THMs están sin tratar y los contaminantes microbiológicos no solamente están sin tratar sino que en realidad pueden incrementarse significativamente debido al desarrollo microbiológico en la resina. La filtración sencilla se ha utilizado cuando la turbidez es un interés de calidad de agua. Esta filtración dirige este criterio solamente, y puede aumentar la contaminación microbiológica si no se mantiene regularmente. Los sistemas de esterilización de agua que utilizan productos químicos se conocen. Estos sistemas
se dirigen solamente al criterio de contaminante microbiológico y necesitan mantenimiento cuidadoso para asegurar que los productos químicos no puedan pasar hacia el agua tratada. Ninguno de estos sistemas convencionales arriba mencionados se mantienen fácilmente por el usuario no experto Además, todos estos sistemas tienen penas significativas si el usuario falla en llevar a cabo el mantenimiento apropiado. Aún cuando ninguno de los sistemas arriba mencionados llenan el juego completo de criterios de calidad discutidos, todos pero los más sencillos y menos seguros son costosos tanto de comprar como de mantener. La Patente de E.U.A. 4,844,796 a Plester enseña los principios de tratamiento con calor de agua. Este sistema, sin embargo, incluye filtración con carbón y arena en una primera sección de cartucho y filtración adicional y un tamiz de carbón activado en una segunda sección de cartucho. Se desea evitar esta filtración y expandir el criterio de calidad de tratamiento de agua.
COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Consecuentemente, un objeto primario de la presente invención es proporcionar un método mejorado para tratar todo el criterio de calidad de agua
JáJfftj***4fÍ?*"fc"'-"^-»^««-t8... y..^ i-üBl ^a., mencionado (es decir, contaminación microbiológica, dureza de bicarbonato, VOCs/THMs, cloro, turbidez y metales pesados). Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un método que es sencillo, barato, compacto, involucra mantenimiento bajo y no experto y no tiene riesgo de calidad de agua si el usuario no mantiene apropiadamente el sistema. A este respecto, un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un método en donde el usuario es forzado a tomar pasos para mantener el sistema . Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un método en donde el aparato permanece caliente hasta que el tratamiento se completa para de esta manera evitar la recontammación microbiológica . Estos objetos también se llenan mediante un método para tratar agua para utilizarse en un surtidor de bebida de mezclado posterior que comprende el paso de proporcionar un alojamiento que tiene un colector, una entrada, una salida y un espacio de cabeza. El alojamiento define una cámara de tratamiento de agua y recibe agua a través de la entrada. El método comprende además los pasos de calentar el agua en la cámara de tratamiento de agua durante un período de tiempo
predeterminado para romper la dureza de bicarbonato en el agua y proporcionar un recolector en el que los precipitados del agua se pueden depositar. Los gases desatrapados del agua se recogen en el espacio de cabeza del alojamiento y se liberan del alojamiento, y el agua de la salida se recibe en un tanque de almacenamiento. El método comprende además el paso de mantener el agua almacenada en el tanque de almacenamiento fuera de contacto con aire u otros gases en un espacio de cabeza del tanque de almacenamiento proporcionando una cámara de agua abatible que incluye una barrera hermética movible que hace contacto con el agua en el tanque de almacenamiento y capaz de seguir los cambios de volumen de agua en la cámara de agua. Además, estos objetos se llenan mediante un método para tratar agua para utilizarse en un surtidor de bebida de mezclado posterior que comprende los pasos de introducir agua hacia un alojamiento, el alojamiento teniendo un recolector y un espacio de cabeza y calentar el agua en el alojamiento para romper la dureza de bicarbonato en el agua. Los carbonatos se depositan en el recolector y los metales pesados se codepositan en el recolector debido al cambio en el pH del agua, El método comprende además los pasos de recoger los gases desatrapados del agua en el espacio de cabeza del
alojamiento y que mantiene el agua en el alojamiento durante un período de tiempo predeterminado. El agua se callenta durante cuando menos el período de tiempo predeterminado. El agua luego se suministra del alojamiento a un tanque de almacenamiento y el agua almacenada en el tanque de almacenamiento se mantiene fuera de contacto con aire u otros gases en un espacio de cabeza del tanque de almacenamiento proporcionando una cámara de agua abatible que incluye una barrera hermética movible que hace contacto con el agua en el tanque de almacenamiento y capaz de seguir los cambios de volumen de agua en la cámara de agua. Un método para satisfacer estos y otros objetos comprende además el paso de introducir agua hacia un alojamiento o cartucho, el alojamiento teniendo un colector y un filtro El filtro tiene una vida útil más corta que el colector. El agua se mueve a través del alojamiento con el agua fluyendo primero a través del colector y luego a través del filtro. El método incluye además el paso de calentar el agua en el alojamiento para romper la dureza de bicarbonato en el agua, depositando de eta manera carbonatos en el colector. El carbonato gradualmente reduce el funcionamiento apropiado del colector. Una condición del filtro que cambia como una función del depósito de los bicarbonatos sobre el mismo
que eventualmente bloquearán el flujo de agua a través del filtro se supervisa. El colector se bloqueará sólo parcialmente cuando el filtro se bloque completamente de modo que el agua pudiera fluir a través del colector pero el flujo de agua a través del colector se impide mediante el bloqueo del filtro Este filtro bloquead, por lo tanto, señalará la necesidad de mantenimiento del colector . De conformidad con otra modalidad de esta invención, un sistema para tratar agua comprende un calentador sumergible en agua dispuesto en un alojamiento junto con un colector de precipitado sólido. Más particularmente, el sistema comprende un alojamiento que define una cámara de tratamiento de agua y que tiene una entrada de agua para recibir agua no tratada y una salida de agua para descargar agua tratada, el calentador sumergible en agua, y el colector. El calentador sumergible en agua está dispuesto en el alojamiento de manera que el calentador está en contacto directo con el agua en el alojamiento y el calentador calienta el agua suficientemente para convertir las impurezas disueltas en el agua no tratada en precipitados sólidos y gases. El colector se dispone en el alojamiento para recoger los precipitados sólidos depositados del agua. Los calentadores sumergibles en agua apropiados incluyendo un
**" > ****"=» i.^^^¿^^^rny,m^^lkMr^*, ? calentador eléctrico. Deseablemente, el alojamiento, el colector, y el calentador forman una unidad desechable que se puede desacoplar del sistema y reemplazar. Esta invención también abarca un método para tratar agua que comprende alimentar agua no tratada hacia una cámara de tratamiento de agua definida por un alojamiento a través de una entrada de agua en el alojamiento, calentar el agua no tratada alimentada hacia la cámara de tratamiento de agua con un calentador sumergible en agua dispuesto en el alojamiento, recoger los precipitados sólidos depositados del agua hacia un colector dispuesto en el alojamiento, y descargar el agua tratada desde el alojamiento a través de una salida de agua en el alojamiento. Esta invención también abarca una modalidad en donde el filtro de pulido del tratamiento de agua y sistema es un filtro de lana de poliéster. El filtro de lana de poliéster es relativamente económico y funciona bien De conformidad con todavía otro aspecto de esta invención, se proporciona un sistema para tratar agua que comprende un alojamiento que define una cámara de tratamiento de agua y que tiene una entrada de agua para agua no tratada recibida y una salida de agua para descargar agua tratada, un calentador para calentar el
agua en el alojamiento suficientemente para convertir las impurezas disueltas en el agua no tratada en precipitados sólidos y gases, un colector dispuesto en el alojamiento para recoger los precipitados sólidos, un enfriador de agua para recibir el agua tratada de la salida de agua de alojamiento, y un ventilador para forzar al aire a que pase el enfriador de aguar para enfriar más el agua tratada en el enfriador de agua Más particularmente, el sistema para tratar agua comprende además una salida de gas para descargar los gases del alojamiento y un condensador para recibir los gases descargados de la salida de gas. El ventilador está en posición para forzar aire más allá del condensador para enfriar los gases en el condensador Esta invención también abarca el método correspondiente en donde el aire es forzado más allá del enfriador de agua en un método de tratamiento de agua para enfriar el agua tratada en el enfriador de agua De conformidad con todavía otro aspecto de esta invención, se proporciona un sistema para tratar agua que comprende una presentación visual para indicar un estado del sistema Deseablemente, la presentación visual comprende una pluralidad de luces para indicar el estado del sistema y es capaz de indicar una pluralidad de estados posibles del sistema. Los estados incluyen el
*-y¿s,yíí.*?,i?*áí. ií,?!ií ...«¿.¿..a. toirf i&éÉi i nivel de agua en el alojamiento, el nivel de agua en el depósito, el nivel de bloqueo de precipitado en el filtro fino del sistema, el estado de descarga de agua, el estado de enfriamiento del sistema, y el estado de energía del sistema. Más particularmente, la presentación visual de esta invención indica cuando el agua en el alojamiento está por debajo de un nivel predeterminado, cuando el agua en el alojamiento está por encima de un nivel predeterminado, cuando el agua en el depósito está debajo de un nivel predeterminado, cuando el alojamiento descarga agua tratada, y cuando el agua en el alojamiento está debajo de una temperatura predeterminada. De conformidad con todavía otro aspecto de esta invención, un sistema para tratar agua se proporciona que comprende un sistema de control para liberar agua tratada a través de una salida de agua. El sistema de tratamiento de agua incluye un alojamiento que define una cámara de tratamiento de agua y que tiene una entrada de agua para recibir agua no tratada y una salida de agua para descargar agua tratada, un calentador para calentar el agua suficientemente para convertir las impurezas disuelta en el agua no tratada en precipitados sólidos y gases, una salida de gas para descargar el gas del alojamiento, un colector dispuesto en el alojamiento para
i i-¿á¡ recoger los precipitados sólidos depositados del agua, y el sistema de control que libera agua tratada a través de la salida de agua en respuesta a la temperatura de agua en el alojamiento que alcanza una primera temperatura seleccionada y la temperatura de gases descargados a través de la salida de gas que alcanza una segunda temperatura seleccionada Más particularmente, este sistema de tratamiento de agua comprende un primer dispositivo de medición de temperatura para medir la temperatura del agua en el alojamiento y un segundo dispositivo de medición de temperatura para medir la temperatura de los gases descargados del alojamiento La primera y segunda temperaturas se seleccionan de manera de indicar que el agua que se va a descargar desde el alojamiento se ha tratado suficientemente para remover las impurezas disueltas en el agua. En otras palabras, la primera y segunda temperaturas indica que el agua tratada sea potable. Apropiadamente, este sistema para tratar agua comprende una válvula y el sistema de control abre la válvula y libera agua tratada a través de la salida de agua cuando la primera y segunda temperaturas seleccionadas se alcanzan. El dispositivo de medición de segunda temperatura se dispone de manera de indicar la temperatura de los gases descargados del alojamiento.
Apropiadamente, el dispositivo de medición de segunda temperatura se puede disponer adyacente a un conducto de descarga de gas que recibe gases descargados a través de la salida de gas. La temperatura del conducto de descarga de gas indica la temperatura de los gases descargados del alojamiento a través del conducto de descarga de gas. Un dispositivo de medición de segunda temperatura particularmente apropiado es una sonda de temperatura de bimetal . Asimismo, esta invención también abarca un método para tratar agua que comprende alimentar agua no tratada hacia la cámara de tratamiento de agua definida por un alojamiento a través de una entrada de agua en el alojamiento, calentar el agua no tratada alimentada hacia la cámara de tratamiento de agua suficientemente para convertir las impurezas disueltas en el agua no tratada en precipitados sólidos y gases, recoger los precipitados sólidos depositados del agua hacia un colector dispuesto en el alojamiento, y descargar agua tratada del alojamiento a través de una salida de agua en el alojamiento en respuesta a la temperatura del agua en el alojamiento que alcanza una primera temperatura seleccionada y la temperatura de los gases descargados a través de la salida de gas que alcanza una segunda temperatura seleccionada. Este método de tratar agua es
H^jlj^ £^^g H^^j^^m¡| útil para asegurar que el agua tratada liberada del sistema de tratamiento de aguase ha tratado adecuadamente y es potable. Este método reduce la probabilidad de que el agua no potable se esté descargando a través de la salida de agua tratada. El alcance completo de aplicabilidad de la presente invención se hará evidente a partir de la descripción detallada proporcionada a continuación. Sin embargo, debe quedar entendido que la descripción detallada y los ejemplos específicos, mientras que indican modalidades preferidas de la invención, se proporcionan por vía de ilustración solamente, puesto que varios cambios y modificaciones dentro del espíritu y alcance de la invención se harán evidentes a aquellos experimentados en el ramo a partir de esta descripción detallada .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención quedará más completamente entendida a partir de la descripción detallada proporcionada a continuación y los dibujos que se acompañan que se proporcionan por vía de ilustración solamente, y de esta manera, no son limitativos de la presente invención, y en donde: La Figura 1 muestra el aparato básico utilizado con el método de la presente invención; La Figura 2 muestra una disposición alternativa para el tanque de almacenamiento de agua de producto de la presente invención; La Figura 3 muestra un sistema de control alternativo que utiliza calentamiento eléctrico; La Figura 4 muestra un sistema de calentamiento de gas alternativo de la presente invención; La Figura 5 muestra una vista en perspectiva, a escala reducida, de un cartucho utilizado en la presente invención , La Figura 6 es una vista en perspectiva de un sistema de tratamiento de agua alternativo hecho de conformidad con una modalidad de esta invención; La Figura 7 es un diagrama de la presentación visual y sistema de control del sistema de tratamiento de agua ilustrado en la Figura 6; y La Figura 8 es una vista esquemática parcial de otro sistema de tratamiento de agua alternativo hecho de conformidad con una modalidad de esta invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Haciendo referencia con detalle a los dibujos y con referencia particular a la Figura 1, se muestra el aparato de la presente invención. Este aparato incluye un alojamiento removible/desechable o cartucho 1 que tiene una estructura 2 de malla y una válvula 3 de flotación. El interior del cartucho 1 forma una cámara de tratamiento de agua. La estructura 2 de malla puede ser de metal o plástico. La estructura 7 de malla actúa como un medio colector a través de la cual el agua fluye como se describirá más adelante. Se pueden proporcionar desviadores 4 opcionales en la estructura 2 de malla en el cartucho 1 Estos desviadores 4 o tabiques de desviación guían el agua a lo largo de una trayectoria tortuosa desde un extremo del cartucho 1 a otro como se indica mediante las flechas. Los tabiques 4 de desviación pueden ser de metal o plástico y asegurarán la buena distribución, el evitar el cortocircuito y la buena sedimentación de partículas. En la Figura 5, la configuración toroidal del cartucho 1 se puede ver. En otras palabras, el cartucho 1 tiene una configuración cilindrica con una cavidad 5 longitudinal. Esta cavidad 5 se muestra como terminando dentro del cartucho 1, pero esta cavidad 5 podría extenderse completamente a través del cartucho 1 Como lo muestra la Figura 1, el cartucho 1 se calienta mediante un calentador 6 interno o un manto 6a de calentamiento externo (como se indica en líneas puntadas) El calentador 6 interno se inserta hacia la
cavidad 5 centralmente colocada. Mientras que el cartucho es desechable, el calentador 6 interno o el manto ßa de calentamiento actúa como un medio de calentamiento permanente. El cartucho 1 es insertable en o hacia cualquiera de estos calentadores y es fácilmente removible del mismo. Se contempla que solamente un calentador 6 o 6a se utilizará, sin embargo, ambos calentadores se pueden utilizar, si es necesario. El manto 6a de calentamiento externo puede rodear todo el cartucho 1 generalmente cilindrico o solamente una parte de este cartucho. Desde luego, otras disposiciones de calentamiento deben ser fácilmente evidentes a aquellos experimentados en el ramo. Las tuberías internas se disponen dentro del cartucho 1. Estas tuberías incluyen el tubo 7 de entrada que conduce el agua no tratada entrante a la base del cartucho 1. Un tubo 8 de salida que conduce el agua tratada desde la parte superior del cartucho 1. Estos tubos 7 y 8 pueden considerarse respectivamente como una entrada de agua y una salida de agua a la cámara de tratamiento de agua en el cartucho 1. El cartucho 1 está colocado dentro del aparato mediante una cabeza 9 removible. El cartucho 1 se puede atornillar hacia la cabeza 9 o fijarse a la misma mediante cualquier otro medio apropiado. Esta cabeza 9 y cartucho
1 meramente necesitan estar conectados de manera que el agua no se fugará del cartucho 1. Los empaques apropiados o juntas tóricas se pueden utilizar para asegurar un sello hermético entre la cabeza 9 y el cartucho 1, si así se desea. La cabeza 9 contiene una tubería de agua de entrada/salida y una ventilación 10 para los gases como se explicará más adelante. La ventilación 10 puede ser sencillamente una tubería que se extiende desde el interior del cartucho 1. El cartucho 1 es fácilmente removible de un manto 41 aislante Este manto 41 se puede abrir fácilmente para proporcionar acceso para cargar el cartucho 1 La cabeza 9 es removible del cartucho 1. La cabeza 9 se puede extraer del mango 41 con el cartucho 1 o alternativamente, se puede separar del cartucho 1 y permanecer dentro del manto 41. Los acoplamientos apropiados (tales como acoplamientos de liberación rápida) se proporcionan para las tuberías 7, 8 y ventilación 10 de manera que estos elementos se pueden conectar fácilmente o desconectar a la estructura de tubería existente dentro del cartucho 1. Alternativamente, estas tuberías 7, 8 y ventilación 10 pueden sencillamente insertarse hacia el cartucho 1 cuando la cabeza 9 se coloca en el manto 41. Uno
dÁ?,??»Áj, .^^^*~-^^..^^^,?í.^^¿M.,:á k Áí experimentado en el ramo debe apreciar muchas disposiciones diferentes mediante las cuales el cartucho 1 se puede insertar fácilmente hacia y remover del manto 41. El agua cruda no tratada indicada por el número 15 entra al sistema a través de la principal 52 de agua. Esta agua pasa a través de la válvula 54 y un control 16 de flujo mecánico. La válvula 54 se puede omitir y el medio 16 de control puede actuar como el único control de entrada entre el principal 52 de agua y el cartucho 1. El elemento 16 de control controla el flujo de agua a través del cartucho 1. El medio de control o el control 16 de flujo controlará la velocidad del agua a través del cartucho 1 de modo que el agua permanecerá en el cartucho durante un período de tiempo predeterminado, usualmente 1-60 minutos. El agua en el tubo 7 de entrada recorre a través de un intercambiador 18 térmico. El agua cruda 15 se calienta mediante el agua tratada saliente indicada por el número 19. Esto reducirá la temperatura del agua 20 de producto cerca de la temperatura del agua cruda entrante 15. El agua 21 cruda calentada entrará al cartucho 1 y se conducirá a la base del cartucho mediante la tubería 7 de entrada. Esta agua se elevará luego a
...... -LLLL,.,.. í,^^^^^~^^.-^ ^^?yí?¡r?Í.-.ii SS-?í^á través del cartucho 1 que se está calentando mediante el calentador 6 interno o el mango 6a de calentamiento externo. El agua se elevará al nivel de la válvula 3 de flotación y se conducirá fuera del cartucho 1 mediante la tubería 8 de salida. Los gases desatrapados dentro del cartucho 1 consiste principalmente de cualquier VOCs/THMs, aire y cloro se disuelven en el agua cruda así como dióxido de carbono formados durante la descomposición inducida por calor de bicarbonato. En particular, los volátiles se eliminarán debido a la elevación en temperatura y reducción inherente en la solubilidad del agua. Estos volátiles también se removerán mediante el efecto de depuración del aire disuelto y el dióxido de carbono naciente generado por la interrupción de la dureza de bicarbonato . Los gases se recogen en el espacio 11 de cabeza del cartucho 1 y se liberan periódicamente junto con vapor mediante la válvula 3 de flotación. Estos gases luego se ventilan a través de la ventilación 10. Los sólidos contenidos en el agua cruda 15, o formados por la descomposición de bicarbonatos, o metales pesados cuya solubilidad se ha reducido, se depositan en la estructura 2 de malla del cartucho 1 Los bicarbonatos, metales pesados y cualesquiera otros precipitados del agua se
I ísM pueden considerar como ciertos sólidos precipitados que se recogen mediante la estructura de malla 2 (elemento colector) . En particular, los sólidos precipitados se recogen sobre la superficie de la estructura 2 de malla, siempre y cuando los criterios del proceso (temperatura y tiempo de residencia) se mantienen apropiadamente El calor del calentador 6 interno o manto 6a de calentamiento romperá la dureza de bicarbonato, depositando carbonatos sobre la estructura 2 de malla. Consecuentemente, el cartucho 1 es una cámara de reacción en la que el bicarbonato se elimina de la solución en el agua mediante descomposición térmica, que cambia el bicarbonato en carbonato y dióxido de carbono. El carbonato es insoluble y se deposita como una "piel" dura (sedimento adherente) en la estructura 2 de malla y otras superficies calientes dentro del cartucho 1 desechable. Como se explicará más adelante, estos depósitos eventualmente reducen la capacidad interna del cartucho 1 a un punto más allá a la que la descomposición térmica ya no puede completarse debido al espacio reducido en el cartucho resulta en una reducción en el tiempo de tratamiento disponible para el agua en el cartucho. En otras palabras, los carbonatos y metales pesados se codepositan y llenan gradualmente el cartucho 1 reduciendo su espacio hueco y reduciendo de esta manera el tiempo de residencia del agua en el cartucho. Los metales pesados se codepositan con los carbonatos debido al cambio resultante en pH del agua. A medida que se reduce el tiempo de residencia, así también el tiempo disponible para que ocurra la precipitación. En algún punto, cuando los depósitos han alcanzado un cierto nivel y el hueco dentro del cartucho se ha reducido hasta un cierto grado, ya no hay suficiente espacio en el cartucho 1 para lograr el tiempo de residencia mínimo necesario para completar el proceso de precipitación. Entonces el agua con sólidos disueltos precipitables entrarán a un filtro 22 de anillo de pulido. Este filtro 22 de anillo se describirá con mayor detalle abajo. Como se expone en lo que antecede, el cartucho 1 tiene una superficie de gas/líquido interna libre en el espacio 11 de cabeza en donde los volátiles se recogen y descargan mediante el dispositivo 3 de válvula operado internamente. Los volátiles (VOCs/THMs y cloro) se remueven debido a la elevación en temperatura y reducción inherente en solubilidad y también por el efecto de depuración de aire disuelto y de dióxido de carbono naciente generado por la interrupción de la dureza de bicarbonato. La esterilidad de agua se logra calentando el agua durante un período de tiempo apropiado. La
turbidez se elimina dentro del cartucho 1 debido a la sedimentación inducida por la velocidad de fluido baja controlada por el medio de control 16 y por la malla de filtración fina o filtro 22. El filtro 22 de anillo es un medio de filtro. El agua en la parte superior del cartucho se conduce a través de este filtro 22 de anillo que actúa como un filtro de pulido. La lana de algodón, arena fina y/o granulos de plástico o material similar se pueden utilizar para el filtro 22. Cualquier material apropiado para filtración de profundidad, fina, se puede utilizar para el filtro 22 de anillo. El filtro 22 inicialmente tendrá una función de remover o pulir la carga diminuta de sólidos en forma sólida (es decir, no disuelta). El filtro 22 se dispone para estar en contacto con el calentador 6 interno o alternativamente, el manto 6a de calentamiento El agua que sale del filtro 22 eventualmente entrará al tubo 8 de salida y saldrá del cartucho 1. El bicarbonato que escapa de la estructura 2 de malla (debido a descomposición inadecuada en el cartucho 1) se depositará en el filtro 22. Hasta que el agua con sólidos disueltos precipitables entra al filtro 22 de anillo, este filtro por lo general solamente remueve manchas impares de sólido que escapa. En otras palabras.
la carga de sólidos disueltos normalmente no debe alcanzar al filtro 22, puesto que estos sólidos disueltos deben depositarse en la estructura 2 de malla; sin embargo, cuando el hueco dentro de la estructura 2 de malla se reduce y el cartucho 1 se agota, los sólidos disueltos precipitables se cargarán al filtro 22 de anillo. Puesto que el filtro 22 de anillo hace contacto con el calentador 6 interno y/o el manto 6a de calentamiento, se calentará y la precipitación no
10 completada continuará o se complementará en el filtro 22. La carga de sólidos disueltos normalmente pasaría a través del filtro 22 y no lo afectará. Debido a que el filtro 22 de anillo se calienta, sin embargo, se induce una reacción posterior y la precipitación no completada
15 continuará o se completará. Debido a que el filtro 22 tiene poros diminutos comparados con la estructura 2 de malla, el filtro 22 se llena y boquea muy rápidamente debido a la carga. Estos depósitos señalarán la necesidad de cambiar el cartucho
:> n 1. Estos bicarbonatos se descompondrán y bloquearán el filtro 22 de anillo, haciendo al cartucho inu ilizable. El usuario se verá forzado entonces a intercambiar el cartucho por uno fresco. E agua continuaría pasando a través de la 5 estructura 2 de malla excepto que el filtro 22 bloqueado
impide dicho flujo. En otras palabras, si el filtro 22 no estuviera presente, el agua continuaría fluyendo a través de la estructura 2 de malla y saldrá del filtro. Mientras que ocurriría alguna purificación del agua, el agua que sale del cartucho 1 no estaría tratada adecuadamente Debido a que el filtro 22 está presente, el flujo de agua terminará cuando este filtro queda bloqueado debido a los bicarbonatos que se están cargando La condición del filtro 22 cambiará como una función del depósito de bicarbonatos en el mismo. Esta condición del filtro 22 se puede supervisar. Cuando el filtro 22 es eventualmente bloqueado, el usuario, por lo tanto, señalará automáticamente la necesidad de mantenimiento de la estructura 2 de malla (medio colector) Cuando el filtro 22 se bloque, el cartucho 1 se gasta básicamente y la salida de cartucho se bloquea. El usuario, por lo tanto, será forzado a reemplazar el cartucho 1. La esterilidad del agua se logra con el presente aparato calentando el agua durante un período de tiempo apropiado bajo el control del medio 16 de control. La turbidez se elimina del agua dentro del cartucho 1 debido a la sedimentación inducida por la velocidad de fluido baja y por el filtro 22 provisto en la salida del cartucho .
El agua 19 tratada que sale pasa hacia un enfriador 25 de aire. Este enfriador 25 de aire tiene una construcción de tipo de aleta convencional para enfriamiento con aire. La temperatura del agua tratada 19 se reduce en de 5SC a 30aC. Esto asegura que el agua 19 tratada saliente ya no tiene una temperatura que pueda ocasionar la descomposición de bicarbonato y la deposición de sólido dentro del intercambiador 18 térmico Esta descomposición de bicarbonato y la deposición de sólido podría hacer inoperante al intercambiador 18 térmico. Asimismo, el enfriador 25 de aire asegurará que el agua cruda entrante no se puede calentar dentro del intercambiador 18 térmico a una temperatura que induciría la precipitación prematura de sólidos disueltos en el agua cruda entrante, y de esta manera, conducir al bloqueo final dentro del intercambiador térmico. El agua 21 cruda calentada que sale del intercambiador 18 térmico tiene una temperatura que es de 5SC a 30SC inferior que la temperatura de operación del cartucho 1. Esta agua alcanzará rápidamente la temperatura de operación correcta al entrar al cartucho 1 La corriente de salida de agua tratada fría se asegura con el presente aparato y método. El intercambiador térmico también ayuda a la economía de
calor de modo que se obtiene un sistema térmicamente eficiente. Asimismo, reduciendo la temperatura del agua tratada, el sobrecalentamiento del surtidor aguas abajo que tiene refrigeración integrada se puede evitar. La temperatura de operación en el cartucho 1 está en la escala de 90SC a 115SC, pero puede ser significativamente superior cuando el agua contiene una proporción elevada de bicarbonatos de sodio o potasio. La temperatura se mantiene tan baja como sea práctico, dentro de las necesidades de la calidad de tratamiento. Esto permitirá al sistema operar a una presión baja y reducir al mínimo el consumo de energía. De preferencia, el agua se alimentará mediante presión desde conducto principal 52 de agua sin la necesidad de una bomba de alimentación de agua. Desde luego, dicha bomba se podría utilizar. El tiempo de residencia del agua en el cartucho 1 se controla mediante el elemento 16 de control y el diseño del volumen libre del cartucho 1. Si se utiliza una bomba de agua, el medio 16 de control puede ocasionar que esta bomba suministre agua al cartucho cuando sea apropiado. Los tiempos de residencia de agua dentro del cartucho 1 son del orden de 1-60 minutos como se anota arriba. El agua 20 de producto entra al tanque 26 de almacenamiento desde el intercambiador 18 térmico. Un
L*--A*»AA*^ cojín 27 de aire se proporciona dentro del tanque 26 de almacenamiento. Los gases del espacio de cabeza tales como aire se encuentran en este cojín 27. Este cojín de aire está separado del agua 28 almacenada mediante una barrera 29 hermética movible. La barrera 29 hace contacto con el agua en la cámara 56 de agua y sigue los cambios en el volumen de agua. Esta barrera 29 por lo tanto, mantendrá al agua en el tanque de almacenamiento fuera de contacto con los gases de espacio de cabeza. Un espacio de cabeza gaseoso no se permitirá que se forme arriba y en contacto con el agua La barrera 29 permitir el almacenamiento de agua sin recontaminación del agua con la atmósfera Esta barrera 29 movible puede ser una membrana flexible, una plataforma flotante o la superficie del agua en el tanque 26 o cualquier otra estructura apropiada Si se utiliza una membrana flexible como la barrera 29, se puede hacer de plástico, caucho o cualquier material apropiado. El cojín 27 de aire está atrapado en el espacio de cabeza del tanque 26 de almacenamiento. La presión del cojín 27 de aire, por lo tanto, aumenta a medida que se incrementa la cantidad de agua 28 almacenada. En instalaciones muy pequeñas, en donde se desea la simplificación de control, los controles abajo descritos se pueden simplificar permitiendo que la presión del cojín 27 de aire detenga el flujo de agua una vez que esta presión ha alcanzado el equilibrio con la presión del conducto principal de agua. En esta disposición, el flujo se reiniciaría automáticamente cuando el agua 28 almacenada se retira y la presión del cojín 27 de aire baja. En tal caso, el cartucho 1 debe ser de tamaño excesivo en capacidad para tratar con la condición de inicio en frío. Alternativamente, como se muestra en la Figura 2, en lugar de un cojín 27 de aire, la barrera 29 puede mover un accionador 30. Este accionador 30 puede ser una plataforma verticalmente movible dentro del tanque 26 de almacenamiento. Al alcanzar una cierta altura, el accionador 30 disparará el interruptor 31 de nivel. El interruptor 31 de nivel es parte del sistema de control del aparato abajo descrito. Cuando es necesario operar con el cartucho 1 teniendo una temperatura superior a 100SC, se puede proporcionar una contrapresión en el cartucho 1 mediante una válvula 32 de liberación de resorte convencional, sencilla. El propósito de la barrera 29 es permitir el almacenamiento de agua sin recontaminación del agua como se anota arriba. El agua está fuera de contacto con el medio ambiente. El aire dentro del tanque de
Í.A AÍA_ "*"*>*•">«-jEft.»--- &b 6ti^Á*ü+r* ¿? tí*i Aaflfr...A ^Ai¿a.£,.^.fei»^¿ almacenamiento (tal como el cojín 27 de aire 9 se mantiene fuera de contacto con el agua 28 almacenada. La barrera también puede impedir la formación de un espacio de cabeza gaseoso en contacto con el agua en la cámara 56. El propósito del tanque 26 de almacenamiento es permitir que el tamaño del cartucho 1 y sus calentadores (6 y 6a) sea mínimo y compacto, no necesitan llenar requisitos previamente trazados. Un propósito del cojín 27 de aire es proporcionar una contrapresión en el cartucho 1. Esto permitirá temperaturas de operación en el cartucho por encima de 100SC de manera similar a la válvula 32 de liberación de resorte. En el caso de calentamiento eléctrico como se muestra en la Figura 1, los calentadores 6 o 6a se pueden dimensionar para proporcionar generación de calor fija que consiste del calor sensible requerido, más una pequeña cantidad de evaporación, más pérdidas de calor. La válvula 35 de detención operada por solenoide está colocada en la cabeza 9 removible. Esta válvula 35 de detención está cerrada siempre que el cartucho 1 está debajo de la temperatura correcta del tratamiento de agua. En dicha condición no se generará vapor en su espacio de cabeza. Este vapor se detecta mediante el interruptor 36 térmico colocado inmediatamente después de
ttial-t.il.LáJLÍ.;Ít i-^t^J la cabeza 9. Cuando el interruptor 36 térmico detecta vapor, la válvula 35 de detención se abre para permitir que el agua tratada fluya desde el cartucho 1. Cuando el tanque
26 de almacenamiento está lleno, el cojín 27 de aire alcanza la presión máxima. Esto se puede detectar mediante el interruptor 37 de presión o interruptor 31 de nivel. Cualquier interruptor puede cerrar la válvula 35 de detención y desconectar el calentador 6 o 6a. A medida que el agua 28 almacenada se retira del tanque 26 de almacenamiento, la presión en el cojín
27 de aire baja. El calentador 6 o 6a se conectará luego. Sin embargo, la válvula 35 de detención no se abre inmediatamente. Esta válvula 35 se mantiene cerrada mediante el interruptor 36 térmico hasta que se genera vapor y se establece la temperatura de tratamiento correcta Los gases efluentes conducidos en la tubería 10 de la Figura 1 contienen principalmente vapor. Estos gases se condensan en un tubo 39 helicoidal con aletas El condensado se recoge en la bandeja 40 de escurrimiento. En la modalidad mostrada en la Figura 2, el cojín 27 de aire se reemplaza por un accionador 30 y el interruptor 31 de nivel realiza todas las funciones descritas para el interruptor 37 de presión. Volviendo ahora a la Figura 3, un sistema de termostato sencillo de conexión/desconexión se puede utilizar. Debido a que muchos de los elementos en la modalidad de la Figura 3 son los mismos que aquellos en la Figura 1, su descripción se omitirá ahora. El sistema de termostato de conexión/desconexión de la Figura 3 se utiliza cuando la capacidad térmica del calentador 6 o 6a es suficientemente baja para permitir buen control de temperatura. En este caso, el interruptor 36 térmico está colocado dentro del espacio 11 de cabeza del cartucho 1. Este interruptor 36 térmico conectará y desconectará el calentador 6 o 6a mediante un interruptor 38 eléctrico. La Figura 1 indica un surtidor 50 conectado al agua 28 almacenada en el tanque 26 de almacenamiento. Debe observarse que el agua fluye directamente del cartucho 1 al tanque 26 de almacenamiento y luego a este surtidor 50 sin necesidad de tratamiento adicional. En particular, no existe tratamiento químico del agua después de que sale del cartucho 1. Además, no se añaden productos químicos al cartucho para tratar el agua en el mismo. La filtración de carbón/arena convencional se evita en el presente aparato mientras que se llenan criterios de calidad de tratamiento de agua incrementados El surtidor 50 indicado en la Figura 1 se
muestra solamente como un diagrama de bloque. Debe ser evidente a uno de experiencia ordinaria en el ramo que se pueden incorporar diversas disposiciones de surtido en dicho surtidor. El agua tratada liberada de este surtidor 50 se puede utilizar en un surtidor de bebida de mezclado posterior. De hecho, los usuarios domésticos o en tiendas pueden conectar el agua del tanque 26 de almacenamiento y bebería como agua tratada sin que el agua vaya al surtidor 50. Esta agua tratada, por lo tanto, se podría utilizar para propósitos domésticos de bebida o cocina. Volviendo ahora a la Figura 4, se muestra una disposición de calentamiento alternativa. Debido a que muchos de los elementos de la modalidad de la Figura 4 son los mismos que aquellos de la Figura 1, su descripción se omitirá ahora. El calentamiento de gas se utiliza en esta modalidad de la Figura 4 en lugar del calentador 6 interno. Un manto 6a de calentamiento externo puede utilizarse o no dependiendo de los requisitos de calentamiento del aparato. El cartucho 1 y la cabeza 9 tienen una chimenea 44 interna en la modalidad de la figura 4. El interruptor 36 térmico está clocado en el espacio 11 de cabeza del cartucho 1. Este interruptor 36 térmico conectará y desconectará la válvula 45 de gas. La flama
de gas luego se encenderá mediante la bujía 46 y el encendido será controlado de una manera convencional para asegurar la operación segura. El suministro de gas para la flama se puede proporcionar mediante un cilindro 47 de gas. El cilindro 47 de gas está colocado debajo de la chimenea 44 interna. El cilindro 47 de gas y la válvula 45 de gas son parte del medio calentador de la modalidad de la Figura 4 La disposición de la Figura 4 es fácilmente portátil y se puede utilizar en muchas aplicaciones diferentes Por ejemplo, esta disposición se puede usar en ferias, días de campo u otras ubicaciones en donde la energía eléctrica no es fácilmente disponible. Si se proporciona también un manto 6a de calentamiento externo, esta modalidad de la Figura 4 también se puede usar fácilmente cuando la energía eléctrica está disponible y no se desea calentamiento con gas Aparte del aparato de tratamiento de agua de la presente invención, se proporciona un método de tratamiento de agua. En este método de tratamiento de agua, el agua se introduce hacia el cartucho 1 y se hace pasar a través de la estructura 2 de malla. El agua se calienta mediante ya sea el calentador 6 interno, o por el mango 6a de calentamiento externo o mediante una flama de un cilindro 47 de gas. Este calentamiento ocasionará
..'.. »S»JL.a»,,í,Jja..4.a«Ma-„-L .. * .^í¿??Jl. A~?lAlí. ?*a?Jaaaallt?l?k»É *»'-- -*«"»»*"*-*»- la interrupción de dureza de bicarbonato del agua. Un colector o estructura 2 de malla se proporciona sobre la que el bicarbonato y otros precipitados se pueden depositar. Los gases desatrapados del agua se recogen en el espacio 11 de cabeza. El tanque 26 de almacenamiento se proporciona para recibir el agua de la salida del cartucho 1 Esta agua se mantiene fuera de contacto con el aire u otros gases en un espacio de cabeza del tanque 26 de almacenamiento proporcionando una cámara 56 de agua abatible que incluye la barrera 29 hermética. Esta barrera 29 hace contacto con el agua en el tanque 26 de almacenamiento y sigue los cambios en el volumen de agua en la cámara 56 de agua. El método de la invención incluye además los pasos de introducir agua hacia el alojamiento o cartucho 1. Un colector o estructura 2 de malla y el espacio 11 de cabeza se proporcionan en el alojamiento. El agua se calienta ya sea mediante el calentador 6 interno, mediante el mango 6a de calentamiento externo o mediante una flama del cilindro 47 de gas. Este calentamiento ocasionará la interrupción de los bicarbonatos en el agua que se depositarán sobre la estructura de malla o colector 2. Los metales pesados se codepositarán en esta estructura 2 de malla debido al cambio resultante en pH del agua. Los gases desatrapados del agua se recogen en
el espacio 11 de cabeza El agua se mantiene en el cartucho 1 durante un período de tiempo predeterminado El agua se calienta durante cuando menos este período de tiempo predeterminado, usualmente 10-60 minutos. El agua entonces se suministrará del alojamiento o cartucho 1 directamente al tanque 26 de almacenamiento. El agua en el tanque 26 de almacenamiento se mantiene fuera de contacto con el aire u otros gases en el espacio de cabeza del tanque 26 mediante la barrera 29 Esta barrera 29 está en contacto con el agua y sigue los cambios de volumen de agua en la cámara 56 de agua del tanque 26. El agua en el tanque 26 de almacenamiento se puede descargar a través del surtidor 50. No existe tratamiento químico del agua desde el cartucho 1 o el tanque 26 de almacenamiento y el surtidor 50. El tratamiento de calidad de agua se completa substanclalmente cuando el agua sale del cartucho 1. Aparte de los métodos arriba descritos, la presente invención también proporciona un método para tratar agua para utilizarse en un surtidor de bebida de mezclado posterior en donde la capacidad del sistema de tratar el agua se puede supervisar. En este método, el agua también se introduce hacia el alojamiento o cartucho 1 El agua se moverá a través del alojamiento fluyendo
ÍJLJ.ABA*.I&-**>">-~- *^¿" * * primero a través del colector o estructura 2 de malla y luego a través del filtro 22. El filtro 22 tiene una vida útil más corta que el colector. El calentador 6 interno, el manto 6 de calentamiento externo o la flama del cilindro 47 de gas calentará el agua dentro del alojamiento o cartucho 1. La dureza de bicarbonato del agua se romperá y los carbonatos se depositarán sobre el colector o estructura 2 de malla, reduciendo gradualmente de esta manera su funcionamiento apropiado. Una condición del filtro 22 cambiará como una función del depósito de los bicarbonatos en la estructura 2 de malla de modo que el filtro 22 supervisará la condición del filtro. El filtro 22 quedará completamente bloqueado antes que la estructura 2 de malla para de esta manera detener el flujo de agua Este filtro 22 bloqueado, por lo tanto, señalará la necesidad de mantenimiento del colector o estructura 2 de malla. Debido a que el flujo de agua terminará, un usuario será forzado a reemplazar un cartucho 1 gastado Un sistema 110 de tratamiento de agua alternativo de conformidad con otra modalidad de la presente invención se ilustra en la Figura 6. La estructura y operación de este sistema 110 de tratamiento de agua alternativo es similar al sistema ilustrado en la Figura 1, pero también es diferente en muchos aspectos
como se explicará abajo. Por lo general, el sistema 110 de tratamiento de agua alternativo comprende un envolvente 112, un cartucho 1144 de tratamiento de agua desechable y reemplazable, un cartucho 116 de intercambio térmico, un interenfriador 118, un condensador 120, y un depósito 121 de agua tratada. El envolvente 112 es deseablemente de construcción fuerte tal como acero inoxidable, plástico, madera u otros tipos de metal, y tiene una abertura 122 de acceso que se puede sellar mediante una puerta 124. El envolvente 112 está dividido en un compartimento 126 de tratamiento de agua y un compartimento 128 de enfriamiento mediante un panel 130 vertical. Las ventilaciones 132 en la parte superior e inferior del compartimento 128 de enfriamiento permite el flujo de aire de enfriamiento a través del compartimento de enfriamiento El cartucho 114 de tratamiento de agua desechable es similar en operación y estructura al cartucho 1 ilustrado en la Figura 2 y descrito en lo que antecede, sin embargo, existen algunas diferencias. El cartucho 114 de tratamiento de agua mostrado en la Figura 6 comprende un alojamiento 133 que incluye un cilindro metálico o bote 134 que se fija separablemente a una cabeza 136 circular fijada a un panel 138 de montaje en
JláÁÁyÚyÁiAy J. iikíy »¡*lfe*«*»kS«I el envolvente 112. El panel 138 de montaje se extiende entre el panel 130 vertical y una pared lateral del envolvente. Una entrada 140 de agua no tratada se extiende a través de la cabeza 136 del alojamiento 133 de cartucho y hacia la cámara 137 de tratamiento de agua. La entrada 140 de agua no tratada descarga agua no tratada hacia el extremo inferior del alojamiento 133 de cartucho. Una salida 42 de agua tratada se extiende desde dentro de la cámara 137 de tratamiento de agua a través de la cabeza 136 del alojamiento 133 de cartucho. Un calentador 144 eléctrico sumergible en agua se dispone en el alojamiento 133 de cartucho cerca del extremo inferior del alojamiento. Los contactos 146 eléctricos se extienden a través del cilindro 134 de metal del alojamiento 133 para conexión a una fuente de energía eléctrica. El calentador 144 está dispuesto en el alojamiento para contacto directo con agua en el alojamiento y es desechable junto con el resto del cartucho 114. Como con las modalidades descritas en lo que antecede, el calentador 144 es operable para calentar agua en la cámara 137 de tratamiento de agua del cartucho 114 suficientemente para convertir las impurezas disueltas en el agua no tratada en precipitados sólidos o gases . Un colector 148 que comprende una malla de
acero o plástico está dispuesto en el alojamiento 133 de cartucho entre el calentador 144 y la cabeza 136. Como con las modalidades anteriores, el colector recoge cuando menos una porción de los precipitados sólidos depositados del agua durante el tratamiento del agua. Un filtro 150 de pulido se dispone en el alojamiento 133 de cartucho sobre el colector 148 y, como en las modalidades anteriores descritas en la presente, recoge las porciones relativamente finas de los precipitados depositados del agua durante el tratamiento. El filtro 150 de pulido puede comprender una variedad de materiales como se describió con respecto a la modalidad anterior, pero de preferencia comprende lana de poliéster. Como en la modalidad anterior, el filtro 150 de pulido de este sistema 110 de tratamiento de agua tiene una vida útil más corta que el colector 148. La entrada 140 de agua no tratada descarga agua no tratada debajo del colector 148 y la salida 142 de agua tratada recoge el agua tratada por encima del filtro 150 de pulido de manera que el agua descargada por la entrada de agua no tratada debe fluir primero a través del colector y luego a través del filtro de pulido. El filtro 150 de pulido, que tiene una estructura porosa fina, queda bloqueado con precipitados antes de que el colector 148 quede bloqueado. Como se explicará con mayor detalle más adelante, este bloqueo indica que el cartucho 114 se debe reemplazar . La válvula 152 de salida de gas en la cabeza 136 del alojamiento 133 de cartucho descarga periódicamente gases del espacio 154 de cabeza del cartucho 114 a través de una salida 153 de gas. Como con la modalidad anteriormente descrita, estos gases incluyen vapor, dióxido de carbono, y otras impurezas liberadas del agua durante el tratamiento. El sensor 156 de nivel de agua inferior está dispuesto en el alojamiento 133 de cartucho de tratamiento de agua por encima del filtro 150 de pulido y un sensor 158 de nivel de agua superior se dispone en el alojamiento de cartucho de tratamiento de agua por encima del sensor de nivel inferior. Como se explicará adicionalmente más adelante, estos sensores 156 y 158 de nivel de agua indican el nivel de agua en el cartucho 114 de tratamiento de agua e indican el grado de bloqueo del filtro 150 de pulido. Un dispositivo 160 de medición de temperatura, tal como un termopar, también se dispone en la cámara 137 de tratamiento de agua del alojamiento 133 de cartucho para medir la temperatura del agua en la cámara de tratamiento de agua. Un detector de vapor 162 tal como un interruptor térmico se dispone en la salida 153 de gas
para detectar la generación de vapor por el cartucho 114 de tratamiento de agua. El cartucho 116 de intercambio térmico se dispone en el compartimento 126 de tratamiento de agua del envolvente adyacente al cartucho 114 de tratamiento de agua y comprende un alojamiento 164 que incluye un cilindro de metal o bote 165 y una cabeza 166. El cilindro 165 se fija separablemente a la cabeza 166. El cartucho 116 de intercambio térmico también incluye un tubo 1768 helicoidal para recibir agua tratada del cartucho 114 de tratamiento de agua. El tubo 168 helicoidal se extiende entre la entrada 170 de agua tratada que se extiende a través de la cabeza 166 del alojamiento 164 y una salida 172 de agua tratada, que se extiende a través de la cabeza 166 del alojamiento dentro de una entrada 174 de agua no tratada. El agua no tratada entra al alojamiento 164 de cartucho de intercambio térmico a través de la entrada 174 de agua no tratada en la cabeza 166. La entrada 174 de agua no tratada descarga el agua no tratada cerca del fondo del alojamiento 164 de cartucho de intercambio térmico. Una salida 176 de agua no tratada también se extiende a través de la cabeza 166 del alojamiento 164 de cartucho de intercambio térmico y se conecta con la entrada 140 de agua no tratada del cartucho 114 de tratamiento de agua.
Í?,Á.?.?.y.tuáMiAtL. mea.*.. Bt-fc- iiilfa¡^¿i^j>^.»^«^^a^^,J?hAa>A El mterenfriador 118 está dispuesto en el compartimiento 128 de enfriamiento del envolvente 112 e incluye un tubo 178 helicoidal conectado a la salida 142 de agua de tratamiento del cartucho 114 de tratamiento de agua a través del conducto 180. Un ventilador 182 dispuesto en el compartimento 128 de enfriamiento fuerza el flujo de aire a través del compartimento 128 de enfriamiento entre las ventilaciones 132 en el envolvente 112 El condensador 120 también está dispuesto en el compartimento 128 de enfriamiento del envolvente 112 y comprende tubería 184 que se extiende desde la salida 153 de gas en el cartucho 114 de tratamiento de agua a una salida 186 en el envolvente 112 El agua no tratada cruda se introduce hacia el sistema 110 de tratamiento de agua a través del conducto 188 principal de agua que conduce a la entrada 174 de agua no tratada del cartucho 116 de intercambio térmico. El agua tratada enfriada del cartucho 116 de intercambio térmico se descarga a través del depósito 121 a través de un conducto 196 de salida. El depósito 121 comprende un alojamiento 198 y una bolsa 200 de plástico dispuesta en el alojamiento para recibir el agua tratada Como con las modalidades anteriores, la bolsa 200 de plástico protege el agua tratada de la recontaminación biológica Un sensor 202 de nivel está dispuesto en el alojamiento 198 de depósito y detecta el nivel de agua tratada en el depósito 121. El diagrama en la Figura 7 ilustra una presentación visual 208 para indicar el estado del sistema 110 de tratamiento de agua. Un tablero 210 de control de computadora supervisa los diversos detectores y dispositivos de medición en el sistema 110 de tratamiento de agua y, basado en los datos de los detectores y dispositivos de medición, ordena una presentación visual del estado del sistema a través de tres luces o LEDS 212, 214, y 216. Aún cuando cualquier número de luces y colores se pueden utilizar para presentar el estado del sistema 110 de tratamiento de agua, esta modalidad tiene tres luces, una verde, una amarilla y una roja. Cada luz es capaz de emitir una luz constante o una luz parpadeante El funcionamiento del sistema 110 de tratamiento de agua y la presentación 208 visual se describen a continuación. El agua no tratada cruda entra al sistema 110 de tratamiento de agua a través del conducto 188 principal de agua y se descarga a través de la entrada 174 de agua no tratada del cartucho 116 de intercambio térmico hacia el alojamiento 164 del cartucho- de intercambio térmico cerca del fondo del alojamiento de
cartucho de intercambio térmico El agua no tratada se calienta en el intercambiador térmico de una temperatura de alrededor de 25SC a aproximadamente 80aC. El agua no tratada calentada se descarga del cartucho 116 de intercambio térmico a través de la salida 176 de agua no tratada que se conecta a la entrada 140 de agua no tratada del cartucho 114 de tratamiento de agua. El agua no tratada calentada se descarga hacia el alojamiento 133 de cartucho de tratamiento de agua debajo del colector 148 de malla de acero en el alojamiento de cartucho de tratamiento de agua. El calentador 144 en la cámara 137 de tratamiento de agua callenta el agua no tratada a una temperatura de aproximadamente 115SC. El agua fluye lentamente hacia arriba a la parte superior del cartucho 114 de tratamiento de agua a través del colector 148 y el filtro 150 de pulido El tiempo de residencia mínimo de agua en el cartucho 114 de tratamiento de agua es aproximadamente seis minutos. Como se explicó con la modalidad anterior, el calentamiento de agua ocasiona que precipitados tales como carbonatos y metales pesados se depositen sobre las superficies calientes del cartucho de tratamiento de agua. Las partículas más gruesas, más pesadas tienden a sedimentarse en el fondo del alojamiento 133 de cartucho y las partículas más finas se recogen en el colector 148
?ájiy¿*iu*?¡ia*¡.? y el filtro 150 de pulido Además, a medida que el agua en el cartucho 114 de tratamiento de agua se calienta, los gases atrapados se liberan del agua hacia el espacio 154 de cabeza del cartucho y se forma vapor en el espacio de cabeza del cartucho Como en la modalidad previamente descrita cuando la temperatura del agua en el cartucho 114 de tratamiento de agua alcanza 115SC y el interruptor 162 térmico detecta vapor en la salida 152 de gas, una válvula en la salida de gas se abre y libera el vapor y otros gases al condensador 120 Los gases en el condensador 120, tal como vapor, se enfrían en el condensador mediante el flujo de aire forzado en el compartimento 128 de enfriamiento creado por el ventilador 182 Los condensados se descargan hacia una bandeja de escurpmiento (no mostrada) o directamente al drenaje El agua tratada se descarga del alojamiento 133 de cartucho de tratamiento de agua a través de la salida 142 de agua tratada y se alimenta al interenfriador 118 El agua tratada se enfría en el mterenfpador 118 mediante el aire forzado producido por el ventilador 182 en el compartimento 128 de enfriamiento de una temperatura de alrededor de 115eC a aproximadamente 80SC El ínterenfpador 118 descarga el agua tratada hacia el tubo 168 helicoidal del cartucho 116 de intercambio
- 4¡
térmico a través de la entrada 170 de agua tratada. El agua tratada recorre a través del interior del tubo 168 helicoidal y se enfría de una temperatura de alrededor de 809C a aproximadamente 25aC mediante el agua no tratada que fluye en contra desde el conducto 188 principal de agua . El agua tratada enfriada luego se descarga del cartucho 116 de intercambio térmico a través de la salida 172 de agua tratada y se conduce al depósito 121. El agua tratada se mantiene en la bolsa 200 de depósito hasta que el agua tratada se surte, tal como para uso al hacer bebidas de fuente El propósito del interenfriador 118 es enfriar el agua tratada a una temperatura suficientemente baja de manera de no ocasionar dureza en el agua no tratada que pasa a través del intercambiador térmico para precipitarse y formar escama en el cartucho 116 de intercambio térmico y los conductos que alimentan el agua no tratada desde el cartucho 116 de intercambio térmico al cartucho 114 de tratamiento de agua La presentación visual 208 es capaz de indicar una pluralidad de estados del sistema 110 de tratamiento de agua durante la operación del agua y servicio del sistema de tratamiento de agua Cuando la energía al sistema 110 de tratamiento de agua se conecta con un interruptor 220 de conexión/desconexión, la luz 212 verde de la presentación 208 visual se enciende y emite una luz constante A medida que el cartucho 114 de tratamiento de agua empieza a llenarse con agua, la luz amarilla 214 se enciende y emite una luz amarilla constante hasta que el cartucho 114 de tratamiento de agua tiene suficiente agua para cubrir el sensor 156 de nivel de agua inferior El tablero 210 de control, basado en el dato del sensor 156 de nivel de agua inferior en el cartucho 114 de tratamiento de agua, desconecta la luz 214 amarillo constante cuando el sensor de nivel de agua inferior se cubre con agua . El tablero 210 de control también supervisa el sensor 202 de nivel de agua en el depósito 121 y hasta que el depósito tiene suficiente agua para cubrir el sensor de nivel de agua en el depósito, el tablero de control ocasiona que centelle la luz 214 amarilla. Una vez que el tablero 210 de control detecta que el sensor de nivel de agua en el depósito se cubre en agua, el tablero de control desconecta la luz 214 amarilla centelleante . El tablero 210 de control supervisa el dato de temperatura del termopar 160 en el cartucho 114 de tratamiento de agua y el interruptor 162 térmico en la salida 153 de gas y cuando la temperatura del agua en el
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cartucho de tratamiento de agua alcanza 1159C y se detecta vapor en la salida de gas, el tablero de control dirige la válvula de salida de agua tratada a descargar agua tratada al depósito 121 y ocasiona que la luz 212 verde de la presentación visual 208 centellee. Cuando la válvula de salida de agua tratada se cierra y cesa la generación de agua, el tablero de controla ordena a la luz 212 verde emitir una luz constante que indica que la energía del sistema de tratamiento de agua está conectada . El tablero 210 de control supervisa datos de los sensores 156 y 158 de nivel de agua inferior y superior en el cartucho 114 de tratamiento de agua y calcula el tiempo requerido para que el agua se eleve del sensor de nivel inferior al sensor de nivel superior. El tiempo requerido para que el agua se eleve indica el grado de bloqueo del filtro 150 de pulido. El tablero 210 de control compara el tiempo requerido para que el agua se eleve entre los sensores 156 y 158 de nivel de agua inferior y superior y lo compara con un tiempo predeterminado que indica un grado de bloqueo del filtro 150 de pulido y proporciona una indicación visual del grado de bloqueo. Por ejemplo, cuando el tiempo requerido para que el agua se eleva indica que el filtro 150 de pulido está 90% bloqueado, el tablero 210 de
í.yyy -.. -" -"-'-rtltÍÜráf«ÍÉÍÜ ..¡aauti^»» control ocasiona que la luz 216 roja de la presentación visual centellee. Además, cuando el tablero 210 de control detecta que el tiempo requerido para que el agua se eleve indica que el filtro 150 de pulido está completamente bloqueado, el tablero de control ocasiona que la luz 216 ro a emita una luz roja constante y desconecta el sistema de tratamiento de agua. Al reconocer de la presentación visual que el cartucho 114 de tratamiento de agua está bloqueado, el operario puede activar un modo de enfriamiento con un interruptor 222 que conecta el flujo de agua no tratada a través del sistema, pero no conecta el calentador 144. El agua fría entonces circula a través del sistema de tratamiento de agua y reduce la temperatura del sistema de tratamiento de agua. El tablero 210 de control supervisa el interruptor 222 de enfriamiento y cuando se detecta el modo de enfriamiento, el tablero de control centellea todas las tres luces 212, 214, y 216, en secuencia El tablero 210 de control continúa supervisando la temperatura del agua en el cartucho 114 de tratamiento de agua y, cuando la temperatura baja por debajo de un número predeterminado, tal como 502C, el tablero de control ocasiona que todas las tres luces 212, 214, y 216 de la presentación visual centelleen simultáneamente para indicar que la temperatura del
sistema 110 de tratamiento de agua es suficientemente baja para que el operario abra la puerta 124 del envolvente 112. Además, al detectar que la temperatura del agua en el cartucho 114 de tratamiento de agua ha bajado por debajo de la temperatura predeterminada, el tablero de control libera un mecanismo 224 de sujeción automático que impide que el operario abra la puerta 124 del envolvente 112 durante el funcionamiento del sistema de tratamiento de agua. Una modalidad alternativa de esta invención se ilustra en la Figura 8. Esta modalidad 110' tiene los mismos componentes que la modalidad 110 previamente descrita ilustrada en la Figura 6, pero también incluye un dispositivo 230 medidor de temperatura en contacto con la tubería 184 detrás o corriente abajo de la válvula 152 de salida de gas En la Figura 8, los componentes correspondientes a la modalidad ilustrada en la Figura 6 tienen los mismos números de referencia. El dispositivo 230 medidor de temperatura es apropiadamente una sonda de temperatura de bimetal en contacto directo con la tubería 184 de salida de gas. Este dispositivo 230 de medición de temperatura mide la temperatura de la tubería 184 e indica cuando el vapor se está liberando del cartucho 114 de tratamiento de agua a través de la válvula 152 de salida de gas, que es apropiadamente una válvula de peso
muerto . Como se ilustra en la Figura 7, el tablero 210 de control supervisa el dato de temperatura de la sonda 230 de temperatura de bimetal. Cuando la temperatura de agua en el cartucho 114 de tratamiento de agua, como se mide mediante el termopar 160, alcanza una temperatura seleccionada, tal como aproximadamente 115aC, y la temperatura de la tubería 184 de salida de gas, como se mide por la sonda 230 de temperatura de bimetal, alcanza una segunda temperatura seleccionada, tal como aproximadamente 70 a 80SC, el tablero de control ocasiona que la válvula de salida de agua tratada descargue agua tratada al depósito 121 La temperatura seleccionada que debe alcanzar la sonda 230 de temperatura de bimetal para que el tablero 210 de control señale a la válvula de salida de agua tratada que descargue agua tratada se ajusta de manera de indicar que el vapor se está liberando a través de la válvula 152 de peso muerto desde el cartucho de tratamiento de agua. La producción de vapor en el cartucho 114 de tratamiento de agua y su liberación del cartucho, junto con el agua dentro del cartucho de tratamiento de agua que alcanza una temperatura suficiente para esterilizar agua en el cartucho de tratamiento y ocasionar que las impurezas disueltas se conviertan en precipitados sólidos y gases
liberados, indica que el agua tratada dentro del cartucho de tratamiento de agua se ha tratado adecuadamente y es potable . Aún cuando la sonda 230 de temperatura de bimetal se ilustra como estando en contacto con el exterior de la tubería 184 de salida de gas, este dispositivo de medición de temperatura también se podría disponer dentro de la tubería o aún corriente arriba de la válvula 152 de salida de gas. El propósito del dispositivo 230 de medición de temperatura es indicar que el vapor se está liberando del cartucho 114 de tratamiento de agua. El aparato y método de la presente invención requieren poco control, son sencillos de mantener y operar y son relativamente económicos En particular, el cartucho 1 desechable es relativamente sencillo y los contenidos no desechables del aparato requieren poco mantenimiento. Por lo tanto, el aparato puede tratar económicamente agua sin involucrar gastos elevados de capital . El presente aparato y método reducen la dureza de agua y proporcionan agua estéril mientras que eliminan muchas impurezas del agua. Un método sencillo para remoción en casa o en tienda de contaminantes microbiológicos, dureza de bicarbonato, VOCs/THMs, cloro,
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metales pesados y desaereación de agua se proporciona. Se obtiene confiabilidad elevada en ausencia de supervisión técnica o controles Este aparato y método son sencillos, convenientes y se pueden operar de manera segura por personal no calificado Además, este aparato y método requieren solamente de espacio limitado, reduciendo adicionalmente de esta manera el costo total Habiendo descrito de esta manera la invención, será evidente que la misma se puede variar en muchas formas Estas variaciones no deben considerarse como una salida del espíritu y alcance de la invención, y todas estas modificaciones como serían evidentes a uno experimentado en el ramo se pretende que queden incluidas dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.
Claims (1)
1.- Un sistema para tratar agua que comprende- un alojamiento que define una cámara de tratamiento de agua y que tiene una entrada de agua para recibir agua no tratada y una salida de agua para descargar agua tratada, un calentador para calentar el agua suficientemente para convertir las impurezas disueltas en el agua no tratada en precipitados sólidos y gases; una salida de gas para descargar los gases del alojamiento ; un colector dispuesto en el alojamiento para recoger los precipitados sólidos depositados del agua; un sistema de control para liberar agua tratada a través de la salida de agua en respuesta a la temperatura del agua en el alojamiento que alcanza una primera temperatura seleccionada y la temperatura de los gases descargados a través de la salida de gas que alcanza una segunda temperatura seleccionada 2 - Un sistema para tratar agua de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además un primer dispositivo de medición de temperatura para medir la temperatura del agua en el alojamiento y un segundo dispositivo de medición de temperatura para medir la temperatura de los gases descargados del alojamiento. 3.- Un sistema para tratar agua de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además una válvula, el sistema de control operable para abrir la válvula y liberar agua tratada a través de la salida de agua . 4.- Un sistema para tratar agua de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además un conducto de descarga de gas para recibir los gases descargados a través de la salida de gas y, en donde el segundo dispositivo de medición de temperatura está dispuesto adyacente al conducto de descarga de gas. 5.- Un sistema para tratar agua de conformidad con la reivindicación 1, en donde el segundo dispositivo de medición de temperatura es una sonda de temperatura de bimetal . 6.- Un método para tratar agua que comprende: alimentar agua no tratada hacia una cámara de tratamiento de agua definida por un alojamiento a través de una entrada de agua en el alojamiento; calentar el agua no tratada alimentada hacia la cámara de tratamiento de agua suficientemente para convertir las impurezas disueltas en el agua no tratada en precipitados sólidos y gases; recoger los precipitados sólidos depositados del agua hacia un colector dispuesto en el alojamiento; Y descargar el agua tratada del alojamiento a través de una salida de agua en el alojamiento en respuesta a la temperatura del agua en el alojamiento que alcanza una primera temperatura seleccionada y la temperatura de los gases descargados a través de la salida de gas que alcanza una segunda temperatura seleccionada , A A,1 i,4ftÍ-¡-.- .a¿-,.¿.-v- i...y^?et?^ ?táldk^ RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un método de tratamiento de agua utiliza un cartucho desechable, removible, que tiene una estructura de malla interna Un calentador desechable calienta agua alimentada al cartucho. Los sólidos precipitados se recogen sobre la superficie de malla siempre y cuando la temperatura y los tiempos de residencia se mantengan apropiadamente. El calor rompe la dureza de bicarbonato del agua, depositando de esta manera carbonatos sobre la superficie de malla y los metales pesados se codepositarán debido al cambio resultante en el pH . El cartucho tiene un espacio de cabeza para recoger los gases atrapados tales como los compuestos orgánicos volátiles, cloro y aire. La esterilidad del agua se logra calentando el agua durante un período de tiempo apropiado La turbidez se elimina dentro del cartucho debido a la sedimentación inducida por la baja velocidad de fluido controlada por un controlador y por un filtro proporcionado en la salida del cartucho. El filtro quedará bloqueado cuando la dureza de bicarbonato se lleva forzando a un usuario a reemplazar un cartucho gastado La economía de calor y una corriente de salida de agua tratada fría se aseguran mediante el uso de un intercambiador térmico. El agua se alimenta desde el cartucho, a través de un interenfriador y el intercambiador térmico a un tanque de almacenamiento. El agua en el tanque se almacenamiento se mantiene fuera de contacto con el aire mediante una barrera movible. Eventualmente, el agua se alimenta desde el tanque de almacenamiento a un surtidor y se puede utilizar subsecuentemente en un surtidor de bebida mezclada posteriormente Una presentación visual indica el estado del sistema de tratamiento de agua y un sistema de control de liberación de agua libera el agua tratada del sistema de tratamiento de agua solamente después de que el agua en el sistema alcanza una temperatura seleccionada y el vapor se libera del sistema de manera que el agua liberada sea potable Í itt-É-^-í-Í-^í
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