MXPA06009207A - Cierre de cartucho para tratamiento de agua. - Google Patents

Abstract

Un cierre puede incluir un motor para movilizar desde la primera posicion a la segunda y una cubierta que contenga el motor. El cierre tambien puede tener una valvula. El motor puede incluir un material muy hinchable con el agua. La cubierta puede incluir al menos un puerto de flujo. El motor puede expandirse de la primera posicion a la segunda posicion despues de un plazo de tiempo predeterminado cuando esta en contacto con agua. El puerto de flujo queda al menos considerablemente bloqueado directa o indirectamente por el motor cuando este esta en la segunda posicion. El motor puede utilizarse en un cartucho para el tratamiento de agua y/o puede utilizarse para indicar el estado de la vida util del cartucho para el tratamiento de agua.

Description

CIERRE DE CARTUCHO PARA TRATAMIENTO DE AGUA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere al campo de cartuchos para el tratamiento de agua y, más específicamente, al campo de cartuchos para el tratamiento de agua que comprenden un cierre para detener el flujo de agua a través del cartucho para el tratamiento de agua.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El agua puede contener diversos tipos de contaminantes incluyendo, p. ej. partículas, sustancias químicas y organismos microbiológicos tales como bacterias, virus, y protozoarios. En muchos circunstancias, es necesario reducir la concentración de estos contaminantes o eliminarlos por completo del agua antes de su potabilización. La calidad del agua varía ampliamente en todo el mundo. Por lo general, en Estados Unidos y otros países desarrollados las municipalidades están a cargo del tratamiento de agua potable. Durante dicho tratamiento los contaminantes tales como sólidos en suspensión, materia orgánica, metales pesados, cloro, bacterias, virus y protozoarios se eliminan del agua antes de transportarla a los hogares de los consumidores. Sin embargo, la eliminación de los contaminantes puede resultar incompleta como consecuencia del mal funcionamiento del equipo o de averías en la infraestructura y de otros problemas relacionados con las instalaciones para el tratamiento de agua. Muchos países en desarrollo no cuentan con instalaciones para el tratamiento de agua. Por consiguiente, las consecuencias producidas por la exposición al agua contaminada pueden ser letales, ya que muchos países en desarrollo tienen una densidad de población cada vez mayor, fuentes de agua cada vez más escasas y falta de instalaciones para el tratamiento del agua. Es común que las fuentes de agua potable estén muy próximas a lugares de desechos animales y humanos, por lo que la contaminación microbiológica es un problema sanitario importante. Como resultado de la contaminación microbiológica transportada por el agua, se estima que 6 millones de personas mueren cada año, la mitad de las cuales son niños menores de 5 años. En el año de 1987, la Environmental Protection Agency (EPA) (Agencia de Protección Ambiental de los EE.UU.), introdujo la "Guide Standard and Protocol for Testing Microbiological Water Purifiers" (Guía de normas y protocolos para evaluación de purificadores microbiológicos de agua). Esta guía estándar y protocolo establece las pautas y requisitos con respecto al rendimiento de los sistemas de tratamiento de agua potable, diseñados para reducir los contaminantes específicos relacionados con la salud en los sistemas de suministro de agua públicos o privados. Los requisitos establecen que el efluente de un sistema de tratamiento de agua exhiba el 99.99 % (o, en forma equivalente, 4 log) de eliminación de virus, el 99.9999 % (o, en forma equivalente, 6 log) de eliminación de bacteria y el 99.9 % (o, en forma equivalente, 3 log) de la eliminación de protozoarios (quistes) en un ensayo. La guía estándar y protocolo de la EPA, al igual que otras normas de prueba de la Fundación Nacional de Saneamiento (en la presente "NSF") para la eliminación de productos químicos y partículas (p. ej. cloro, compuestos orgánicos volátiles, trihalometanos, turbiedad, etc.), requieren la evaluación de la capacidad nominal de los cartuchos para el tratamiento de agua, (p. ej. 379 L (100 gal)) o levemente superior (p. ej. 454 L (120 gal)), en base a la presencia de indicadores de elementos vivos. Por lo general, el rendimiento de un cartucho para el tratamiento de agua se reduce cuando el uso supera su capacidad máxima a tal punto que los productos químicos y los microorganismos pueden filtrarse al agua del efluente a través de los cartuchos para el tratamiento de agua. Para proteger a los usuarios de los daños que estos cartuchos para el tratamiento del agua pudieran ocasionar, por lo general, los fabricantes de dichos cartuchos proveen instrucciones precisas para que el usuario deseche los cartuchos para el tratamiento de agua al cabo de un plazo de tiempo o capacidad determinada. Sin embargo, de acuerdo con las prácticas habituales de los consumidores, dichas instrucciones se ignoran o pierden y el cartucho para el tratamiento de agua se utiliza más allá del plazo de tiempo o capacidad máxima. De este modo, existe la necesidad de suministrar a los usuarios cartuchos para el tratamiento de agua que, al cabo de un plazo de tiempo predeterminado, logren al menos prácticamente detener el flujo de agua, garantizado de este modo la satisfacción del usuario y asegurando su seguridad y bienestar. Además, como consecuencia de las preocupaciones con respecto a la salud mencionadas anteriormente en relación con el agua contaminada, especialmente en los países en vías de desarrollo, permanece el deseo de suministrar un cartucho para el tratamiento de agua que logre al menos detener esencialmente el flujo de agua una vez que el agua contaminada supere el caudal del flujo previsto para dicho cartucho. Es decir, a partir del momento en que el agua contaminada supera el caudal de flujo previsto por primera vez a través del cartucho para el tratamiento de agua, permanece el deseo de disminuir esencialmente dicho flujo de agua al cabo de un plazo de tiempo predeterminado relativamente corto.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un cartucho para el tratamiento de agua puede estar compuesto de una entrada para recibir agua en el cartucho para el tratamiento de agua, de una salida para la salida de agua de dicho cartucho, un material para el tratamiento de agua para tratar el agua y de un cierre para disminuir, al menos prácticamente, el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de la misma. Dicho cierre puede incluir un motor. Al menos, una porción del motor puede expandirse al entrar en contacto con el agua, de modo que el cierre detenga esencialmente el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua al cabo de cierto plazo de tiempo o como resultado de una expansión directa o indirecta del motor. La detención del flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua puede ser irreversible.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 muestra una vista en despiece en perspectiva del cartucho para el tratamiento de agua que comprende un cierre. La Figura 2 muestra una vista lateral elevada del cartucho para el tratamiento de agua de la Figura 1. La Figura 3 muestra una vista en despiece en perspectiva del cierre de la Figura 1. La Figura 4 muestra una vista lateral transversal del cartucho para el tratamiento de agua de la Figura 1 tomada a lo largo de la línea A - del mismo. La Figura 5 muestra una vista lateral transversal de una modalidad alternativa del cierre del cartucho para el tratamiento de agua de la Figura 4. La Figura 6 muestra una vista lateral transversal de una modalidad alternativa del cierre del cartucho para el tratamiento de agua de la Figura 4. La Figura 7 muestra una vista lateral transversal del cartucho para el tratamiento de agua de la Figura 4 en la que el cierre está orientado de modo que bloquea el puerto de flujo. La Figura 8-A muestra un gráfico en el que se ilustra el cambio del % del peso y de la longitud de un motor MH 1657 de alrededor de 0.635 mm (%") de diámetro por 2.54 cm (1"), en donde todos sus lados están expuestos al agua desionizada a temperatura ambiente (en la presente "DI") (es decir, a un aumento ilimitado). La Figura 8-B muestra un gráfico que representa el cambio del % del peso y longitud de un motor MH 1657 de alrededor de 0.635 mm (%") de diámetro por 2.54 cm (1"), en donde sólo la superficie superior de dicho motor está en contacto con agua a temperatura ambiente DI, y cuyo movimiento se limita esencialmente a una sola dirección (es decir, a un aumento limitado). La Figura 9 muestra un gráfico que ilustra el avance transitorio de las válvulas como consecuencia de la absorción y del aumento del agua del motor, descrito en los Ejemplos 1 y 2-2. La Figura 10 muestra un gráfico en el que se ilustra el cambio del % del peso y de la longitud de los motores MH 1657 con limitaciones en agua a una temperatura de 23 °C (73 °F) y de pH de 4, 7 y 10. La Figura 11 -A muestra un gráfico que ilustra el avance transitorio de las válvulas como consecuencia de la absorción y aumento del agua del motor MH 1657 con limitación a una temperatura entre 23 °C (73 °F) y 29 °C (85 °F). La Figura 11-B muestra un gráfico que ilustra el cambio del % del peso para motores MH 1657 ilimitado en aguas a una temperatura de 3 °C (38 °F), 23 °C (73 °F), y 40 °C (104 °F). La Figura 12 muestra un gráfico que ilustra el cambio del % del peso y de la longitud de motores MH 1657 ilimitado en aguas a temperatura ambiente y con presiones de 0 Pa (0 psig) a 379 kPa (55 psig).

La Figura 13-A muestra una vista lateral transversal de una modalidad alternativa del cierre del cartucho para el tratamiento de agua de la Figura 4. La Figura 13-B muestra una vista lateral transversal de una modalidad alternativa para el cierre del cartucho para el tratamiento de agua de la Figura 4. La Figura 14-A muestra una vista transversal de una modalidad alternativa de la porción superior de la carcasa de la Figura 4, en donde la parte superior está compuesta de un segundo cierre en el que el cartucho para el tratamiento de agua no se acopla a una porción del dispositivo para el tratamiento de agua. La Figura 14-B muestra una vista transversal del cartucho para el tratamiento de agua de la Figura 14-A, en donde el segundo cierre está orientado de modo que bloquea el puerto de flujo y en donde el cartucho para el tratamiento de agua se acopla a una porción del dispositivo para el tratamiento de agua. La Figura 15 muestra una vista lateral transversal de una modalidad alternativa de la porción superior de la carcasa de la Figura 4, en donde la porción superior comprende una modalidad alternativa del cierre y un segundo cierre de la Figura 14-A, en el que el cartucho para el tratamiento de agua no está acoplado a una porción del dispositivo para el tratamiento de agua.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Como se utiliza en la presente, la frase "material hinchable con agua" se refiere a un material que presenta un cambio en la longitud de equilibrio de al menos el 5 % en al menos una dirección sobre la saturación con agua DI a una temperatura de 25 °C y a una presión atmosférica normal. Entre los ejemplos de materiales muy hinchables en agua se incluyen, pero sin limitarse a, los polímeros solubles en agua, polímeros reticulados solubles en agua, hidrogeles, copolímeros, arcillas (p. ej. bentonita), y madera. Los ejemplos de polímeros de agua soluble incluyen, pero no se limitan a, poliéteres (p. ej. poli(óxido de etileno) y poli(etilenglicol)), poliiminas (p. ej. poli(etilo imina)), polímeros acrílicos (p. ej. poli(ácido acrílico) y sus sales, poli(ácido metacrílico) y sus sales y poliacrilamida), celulósico/as (p. ej. hidroxialquilcelulosa, hidroxialquilo alquilo celulosa y carboximetilcelulosa), polímeros vinilos (poli(alcohol vinílico), poli(vinilamina) y poli(vinilpirrolidona)), gomas y resinas naturales (goma xantana y goma guar) y almidones y almidones modificados. Los ejemplos de hidrogeles incluyen, pero no se limitan a, poli(hidroxietilmetacrilato), poli(monometacrílato de etilenglicol), reticulado poli(ácido acrílico), sales potásicas o sódicas de poli(ácido acrílico) reticulado, sal potásica de poli(ácido acrílico-co-acrilamida), sal sódica de reticulado poli(ácido acrílico-/n/erfo-poli(óxido de etileno), poli(2-hidroxietilmetacrilato), poli(2-hidroxipropilo metracrilato), sal sódica de poli(isobutileno-co-ácido maleico), etc.) reticulado, y superabsorbedor (p. ej. óxido de polietileno reticulado). Los ejemplos de copolímeros incluyen, pero no se limitan a, copolímeros en bloque (p. ej. copolímero de bloque poliéter-poliamida, copolímeros aleatorios y copolímeros injertados. Como se utiliza en la presente, la frase "material hinchable en agua" se refiere a un material que presenta un cambio en la longitud del equilibrio entre aproximadamente 0.5 % y aproximadamente 5 % en al menos una dirección, con la saturación del agua DI a 25 °C y a una presión atmosférica normal. Los ejemplos de materiales dilatables con el agua, incluyen pero no se limitan a, ciertas poliamidas, policaprolactama, nailon 6-6 y nailon 4-6. Como se utiliza en la presente, la frase "material no hinchable en agua" se refiere a un material que presenta un cambio en la longitud del equilibrio inferior al 0.5 % en cualquier dirección con la saturación del agua DI a 25 °C y a una presión atmosférica normal. Los ejemplos de materiales no dilatables con agua incluyen, pero no se limitan a, poliolefinas (p. ej. polietileno y polipropileno), estirénicos (p. ej. poliestireno, acrilonitrilo butadieno estireno - ABS), poliéster y policarbonato. Como se utiliza en la presente, el término "MV 1074" se refiere a copolímeros en bloque de polilarolactama y poli(etilenglicol) Pebax® MV 1074 de ATOFINA Chemicals, Inc., 2000 Market Street, Philadelphia, PA, 19103-3222, EE.UU. comercializados en el mercado. Como es utiliza en la presente, el término "MH 1657" se refiere a copolímeros en bloque de policaprolactama y poli(etilenglicol) Pebax® MH 1657 de ATOFINA Chemicals, Inc., 2000 Market Street, Philadelphia, PA, 19103-3222, EE.UU. comercializados en el mercado. Como es utiliza en la presente, el término "MV 3000" se refiere a copolímeros en bloque de poliamida y poliéter Pebax® MV 3000 de ATOFINA Chemicals, Inc., 2000 Market Street, Philadelphia, PA, 19103-3222, EE.UU. comercializados en el mercado. Como se utiliza en la presente, la frase "material muy permeable al agua" se refiere a un material que posee una velocidad de transmisión de vapor de humedad (MVTR, por sus siglas en inglés) superior a 600 g µm/m2 día con una humedad relativa (RH, por sus siglas en inglés) del 90 % y a 38 °C. Los ejemplos de materiales muy permeables al agua incluyen, pero no se limitan a, poliamidas, copolímeros en bloque de poliamidas y poliéteres, celulósico/as, poliestireno, policarbonato, cerámicas porosas, metales porosos y polímeros porosos. En la presente, la MVTR se mide según la norma ASTM F 1249-90. Como se utiliza en la presente, la frase "material permeable al agua" se refiere a un material que posee una MVTR de entre aproximadamente 75 g µm/m2-día y aproximadamente 600 g µm/m2-día a una RH del 90 % y a 38 °C. Los ejemplos de materiales permeables al agua incluyen, sin limitarse al, polietileno, polipropileno, copolímeros de olefina polar tales como el acetato de etilenvinilo (en la presente, "EVA"), etileno-ácido acrílico (en la presente, "EAA"), etileno-ácido metacrílico (en la presente, "EMA"), etileno-alcohol vinílico (en la presente, "EVOH").

Como se utiliza en la presente, la frase "material impermeable al agua" se refiere a un material que posee una MTVR inferior a los 75 g µm/m2-día a una RH del 90 % RH y a 38 °C. Los ejemplos de materiales impermeables al agua incluyen, pero no se limitan a, cloruro de polivinilideno (en la presente, "PVDC"), cerámicas no porosas, metales no porosos y polímeros metalizados. Como se utiliza en la presente, la frase "aumento" se refiere al cambio transitorio de la geometría de un material al absorber agua. Si el material está limitado, dicho aumento se produce esencialmente en una dirección, luego el aumento se cuantifica a través de la longitud medida en la dirección del aumento en varios momentos. Si el material no está limitado de tal manera que el aumento pueda producirse en cualquier dirección, entonces el aumento se cuantifica a través de la longitud medida a lo largo de la dirección de la longitud inicial máxima en varios momentos. Como se utiliza en la presente, la frase "longitud de equilibrio" se refiere a la geometría final de un material que ha absorbido su cantidad de agua de equilibrio y también se cuantifica con una longitud similar a la definición de "aumento". Tal como se ilustra en la Figura 1 , una modalidad de la presente invención puede ser un cartucho para el tratamiento de agua 10 que incluya una carcasa 20, una entrada 22 para recibir el agua en el cartucho para el tratamiento de agua 10, una salida 24 para la salida del agua desde el cartucho para el tratamiento de agua 10, un material para el tratamiento de agua 26 para tratar agua, y material para el tratamiento previo 28 para tratar el agua y evitar la obstrucción del material para el tratamiento de agua 26 y un cierre 30 para al menos impedir esencialmente que el flujo de agua pase a través del cartucho para el tratamiento de agua. La carcasa 20 puede ser cilindrica, sin embargo, puede tener varias formas y tamaños. La carcasa puede incluir una porción superior 21 y una inferior 23. La carcasa 20 puede fabricarse con uno o una variedad de materiales incluyendo, pero sin limitarse a, uno o una combinación de plásticos, metales y aleaciones de éstos, fibra de vidrio, etc. La carcasa 20 puede formar un compartimento bien definido que retiene el material para el tratamiento de agua 26 (no se ilustra). Alternativamente, la carcasa podría simplemente cubrir al menos una de las porciones finales del material para el tratamiento de agua 26 (no se ilustra). Además, una o más nervaduras 22 pueden sostener una porción de la carcasa 20 que forma la entrada 22 o la salida 24. La entrada 22 puede estar compuesta de una gran variedad de aberturas (definidas por las nervaduras 34) en las que la porción superior de la carcasa 20 se une con la porción principal de dicha carcasa 20. La entrada 22 puede ubicarse en el primer extremo del cartucho para el tratamiento de agua 10 (ver también la Figura 2). Por otro lado, la entrada puede ser una abertura única ubicada en un extremo del cartucho para el tratamiento de agua 10, o una porción del material para el tratamiento de agua 26 expuesto (p. ej. una porción expuesta de un bloque de carbón) (no se ilustra). Es decir, el agua puede ingresar al cartucho para el tratamiento de agua 10 a través de la porción expuesta del material para el tratamiento de agua 26.

Opcionalmente, la entrada 22 puede colocarse en el costado o en el segundo extremo del cartucho para el tratamiento de agua 10. La salida 24 puede ser una abertura circular, concéntrica con el eje longitudinal del cartucho para el tratamiento de agua 10. La entrada 22 y la salida 24 pueden ser de diferentes tamaños y estar orientadas de tal manera que mejor cumpla con la aplicación. Por lo tanto, la entrada 22 y la salida 24 pueden orientarse en la misma proximidad (p. ej. pueden compartir la misma abertura), cerca (p. ej. que compartan la misma superficie o extremo) o alejadas una de la otra (p. ej. en los extremos opuestos). El material para el tratamiento de agua 26 puede incluirse dentro de la carcasa 20. El material para el tratamiento de agua 26 puede tener una región del núcleo 36. Como se utiliza en la presente, "región del núcleo" se refiere al orificio formado dentro del material para el tratamiento de agua 26. La región del núcleo 36 puede ser concéntrica con el eje longitudinal del cartucho para el tratamiento de agua 10. La región del núcleo 36 puede extenderse continuamente desde el primer extremo hacia el segundo extremo del material para el tratamiento de agua 26 o puede extenderse solamente parcialmente al material para el tratamiento de agua 26. Pueden encontrarse ejemplos de material para el tratamiento de agua 26 en las Patentes de los Estados Unidos núms. 2,167,225, 2,335,458, 4,172,796, 4,493,772, 4,764,274, 4,025,438, 4,094,779, 5,679,248, 6,274,041 , 6,337,015, y las solicitudes de patente de los EE.UU. Aplicaciones núms. 10/464,209, 10/464,210, 09/935,810, 09/935,962, 09/628,632, 09/832,581 , 09/832,580, 09/736,749, 09/574,456, 09/564,919 y 09/347,223, p. ej. el material para el tratamiento de agua 26 puede incluir, pero no se limita a, una o más combinaciones de carbón (p. ej. carbón activado, tal como un tubo de carbón poroso o un bloque de carbón poroso o carbón en polvo o partículas sintetizadas con un aglutinante termoplástico o similar), material de intercambio de ¡ones (p. ej. en la forma de glóbulos de resina, membranas de filtración planas, estructuras de filtración fibrosa, etc.), partículas de zeolita o partículas de zeolita modificadas (p. ej. cargado con plata), polietileno o fusionados por soplado de carga modificada o tramas de micro-fibra de vidrio, alúmina, óxidos metálicos, tierra de diatomeas, tierra de diatomeas catiónicamente modificadas, carbón activado catiónicamente modificado, etc. El material de tratamiento previo 28 puede utilizarse para evitar que el material para el tratamiento de agua 26 se obstruya, protegiendo el material de tratamiento 26, a los finos atrapados, etc. El material de tratamiento previo 28 puede ser en forma de lienzo, que puede ser plisado o no y estar envuelto en una o más capas alrededor del material para el tratamiento de agua 26. El material de tratamiento previo 28 puede incluir, pero sin limitarse a, una o más combinaciones de membranas porosas, lienzos de tela no tejidos, lienzos de tela tejida, lienzos de espuma de celda abierta, carbón, (de acuerdo con el material para tratamiento 26 previamente mencionado), papeles de fibra de vidrio sin tratamiento, papeles celulósicos y de fibra de vidrio tratados, tramas incluyendo nanofibras, membranas porosas catiónicamente modificadas, tramas, incluyendo nanofibras catiónicamente modificadas, etc.

Tal como se ilustra en la Figura 3, el cierre 30 puede incluir una cubierta 40, un motor 42 y una válvula 44. El cierre 30 puede actuar como un medio para al menos detener en forma práctica e irreversible el flujo de agua a través del cartucho para el tratamiento de agua 10. El cierre 30 puede utilizarse en varios cartuchos para el tratamiento de agua incluyendo, pero sin limitarse a, aquellos descritos en las patentes de Estados Unidos núms. 5,525,214, 6,241 ,103 y las solicitudes de los Estados Unidos núms. 10/423,157, 10/424,200 y 10/665,984. El cierre 30 puede utilizarse interna o externamente con un cartucho para el tratamiento de agua 10. Por otro lado, el cierre 30 no puede formar parte del cartucho para el tratamiento de agua 10, pero puede formar parte interna o externa de su dispositivo para el tratamiento de agua, de tal manera que el cierre 30 esté en contacto con el flujo de agua que ingresa, sale o fluye a través del dispositivo para el tratamiento de agua. El cierre 30 puede utilizarse en varios cartuchos y/o dispositivos para el tratamiento de agua, incluyendo, pero sin limitarse a, aquellos descritos en las patentes de los Estados Unidos núms. 5,527,451 y 5,928,504, y las solicitudes de los Estados Unidos núms. 10/643,669 y 10/665,948. La cubierta 40 puede ser tubular y estar fija a la región del núcleo 36 con pegamento (o por montaje por fricción, soldadura, etc.). La carcasa 40 puede alinear al menos una porción de la región del núcleo 36. La cubierta 40 puede ser de, pero sin limitarse a, una combinación de plásticos, metales, cerámicas y aleaciones de éstos. La cubierta 40 puede estar compuesta de uno o una combinación de materiales muy permeables al agua, permeables al agµa o impermeables a la misma. En caso de que se utilicen materiales impermeables al agua, posiblemente ésta pueda ingresar al motor 42 proveniente de zonas que no estén cubiertas por la carcasa 40. Dicha carcasa puede estar construida de tal manera que tenga una rigidez física considerable y que el aumento del motor 42 esté limitado por la cubierta 40 en todas las direcciones menos una. De ese modo, la cubierta 40 puede construirse con materiales inherentemente rígidos tales como el polipropileno, policarbonato, metal, cerámicas, etc. La cubierta 40 puede tener el grosor suficiente como para limitar el aumento del motor 42. En el caso de que se utilicen materiales permeables al agua en la cubierta 40, el grosor de dicha carcasa puede evitar que gran cantidad de agua ingrese al motor 42 a través de la cubierta 40 y sólo el agua procedente del área que no esté cubierta por dicha carcasa podrá ingresar al motor 42. En dichos casos, se dice que la cubierta 40 es esencialmente impermeable al agua. La cubierta 40 puede tener uno o más puertos de flujo 46 en la porción lateral de tal manera que el agua pueda fluir desde el material para el tratamiento de agua 26 a través del puerto de flujo 46, luego a la cubierta 40 y posteriormente por la salida 24 del cartucho para el tratamiento de agua 10. El puerto de flujo 46 puede tener diferentes tamaños o formas (incluyendo circular, rectangular, ovalada, etc.). Por otro lado, la porción interna de la región del núcleo 36 puede funcionar como la cubierta 40. El motor 42 puede ser un bloquecillo sólido de material de diferentes formas (p. ej. cilindrica, redonda, elíptica, cónica, etc.). Por otro lado, el motor 42 puede ser un polvo, perlas, etc. El motor 42 también puede ser un orificio (p. ej. un tubo). El motor 42 puede estar parcialmente fuera de una carcasa (es decir al menos un lado, cara o superficie continua de un motor 42 puede estar expuesto al agua que ingresa a la cubierta 40) dentro de la cubierta 40 de modo tal que sólo una porción del motor 42 esté expuesta al agua que ingresa a dicha cubierta 40 y de tal manera que aumente su tamaño o se hinche en una sola dirección. Aunque un motor 42 que no esté dentro de una carcasa (es decir libre) puede alcanzar la longitud final (o esencialmente final) en horas, un motor que está parcialmente dentro de una carcasa (es decir limitado) no puede alcanzar la longitud final (o esencialmente final) al cabo de varios meses. La longitud final del motor 42 alcanzada bajo presión puede ser mayor que la longitud final del motor 42 alcanzada sin estar sometida a la presión. Existen dos factores que pueden contribuir al período de aumento extendido en condiciones de limitación. En primer lugar, la zona expuesta al agua es relativamente pequeña comparada con la superficie total del motor 42, y segundo, aumenta el trazado de la difusión del agua a través del motor 42. La exposición parcial del motor 42 puede lograrse colocando el motor 42 ceñidamente dentro de la cubierta 40 (en donde el motor 42 tiene la forma general de la cubierta 40), o recubriendo todo el motor 42 excepto una porción con un material que sea muy permeable al agua, permeable al agua o impermeable al agua, de acuerdo con los atributos deseados.

El motor 42 puede fabricarse con un sólo material hinchable en agua y con un solo material muy hinchable en agua. Por otro lado, el motor 42 también puede fabricarse con, pero sin limitarse a, un material hinchable en agua o con un material muy hinchable en agua en combinación con otros materiales que pueden incluir, materiales no dilatables con agua, materiales impermeables al agua, materiales permeables al agua y materiales muy permeables al agua (p. ej. el motor 42, Figura 4). El motor 42 también puede fabricarse combinando las combinaciones antes mencionadas en una o más capas (p. ej. el motor 142 que incluye una primera capa muy permeable al agua o permeable al agua 143 y una segunda capa muy hinchable en agua 145, Figura 5). Por ejemplo se puede utilizar una capa de material para enfundar total o parcialmente una capa de otro material (p. ej. el motor 242 que incluye una primera capa muy permeable al agua o permeable al agua 243 y una segunda capa muy hinchable en agua 245, Figura 6). El material de revestimiento 243 puede ser una piel elástica y muy permeable o permeable al agua realizada en uno de los siguientes, pero sin limitarse a, uno o a una combinación de copolímeros de olefina polar tales como un acetato de etilenvinilo (EVA), etileno-ácido acrílico (EAA), etileno-ácido metacrílico (EMA), etileno-alcohol vinílico (EVOH), poliamidas, poliéteres, copolímeros de poliamida y poliéter, celulósico/as, poliacrilato reticulado, etc., mientras que el material de revestimiento 245 puede ser, pero sin limitarse a, uno o una combinación de materiales hinchables con agua o muy hinchables con agua. El material de revestimiento 243 también puede ser, pero sin limitarse a, un material impermeable al agua hecho de una o una combinación de poliolefinas y estírenos. La válvula 44 puede ser un tubo hueco montado de manera que se puede deslizar dentro de la cubierta 40 y en contacto físico con el motor 42. La válvula 44 puede estar conectada físicamente al motor 42 o separada del mismo. La válvula 44 puede montarse dentro de la cubierta 40 de modo que pueda bloquear el flujo de agua a través del puerto de flujo 46. El bloqueo del flujo de agua que pasa a través del puerto de flujo 46 puede lograrse de diversas formas, incluso acortando la válvula 44 para que se ajuste firmemente dentro de la cubierta 40 y/o colocando anillos tóricos 48 alrededor de la válvula 44 y así en el momento en el que se detiene el flujo, los anillos tóricos pueden ubicarse en cualquiera de los lados del puerto de flujo 46 (ver Figura 7). La válvula 44 puede fabricarse con, pero sin limitarse a, una o una combinación de plásticos, metal, cerámicas o aleaciones de las mismas. A continuación se describirá una posible trayectoria de flujo (Las Figuras 4 y 7 pueden contribuir a una mejor comprensión de la siguiente descripción de la trayectoria del flujo). El agua puede ingresar al cartucho para el tratamiento de agua 10 a través de la entrada 22, fluir en forma radial a través del material de tratamiento previo 28 y del material de tratamiento para el agua 26, ingresar y llenar la cubierta 40 a través del puerto de flujo 46, fluir a través de la porción hueca de la válvula 44, entrar en contacto con el motor 42 (se puede considerar que el motor 42 está inicialmente en una primera posición), y así el motor 42 aumenta hacia el puerto de flujo 46 durante un plazo de tiempo predeterminado (debido a la difusión y posiblemente a la convección del agua a través de al menos una porción del motor 42). Luego el agua puede salir de la cubierta 40 a través de la salida 24. Antes de detener el agua a través del cartucho para el tratamiento de agua 10, el agua puede continuar fluyendo hacia la cubierta 40 a través del flujo del puerto 46. A medida que el motor 42 se expande, es posible que físicamente entre en contacto y mueva la válvula 44 de modo que la misma se deslice dentro de la cubierta 40 y bloquee el puerto de flujo 46 (en este punto, puede considerarse que el motor 42 está en una segunda posición), deteniendo considerable o completamente el flujo de agua que pasa a través del cartucho del tratamiento para el agua 10 ya que el agua no puede pasar a través de la válvula 44, especialmente a través de los anillos tóricos 48 de la válvula 44. El cierre 30 puede activarse después del uso inicial. Es posible que se requiera que un volumen de al menos 1 mL esté esencialmente en constante contacto con el motor 42 para activar y mantener en movimiento el cierre 30 hasta que el motor 42 bloquee el puerto de flujo 46 con la válvula 44, deteniendo el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua 10. Después de un plazo de tiempo sin exposición al agua (después de alrededor de 2 días, 20 días, 40 días, 100 días, 200 días o 300 días), o menos del 100 % de humedad relativa en el aire, el motor 42 podrá comenzar a encogerse. Sin embargo, en circunstancias en las que la válvula 44 haya bloqueado el puerto de flujo 46 y la válvula 44 no esté conectada ai motor 42, la válvula 44 podrá permanecer en el lugar bloqueando el flujo de puerto 46. De este modo, si un usuario aparta sus cartuchos para el tratamiento de agua 10 después del bloqueo inicial del puerto de flujo 46 y se le proporciona tiempo y potencia suficiente para evacuar el agua en contacto con el motor 42, dicho motor podrá encogerse y retirase (en la presente, "desecado" o "desecar"), de la válvula 44, dejando al puerto de flujo 46 bloqueado con la válvula. Sin embargo, si el "desecado" se produce antes de que la válvula 44 bloquee el puerto de flujo 46, el plazo de tiempo requerido para bloquear el puerto de flujo 46 podría aumentar a través del "desecado" del motor 42, que puede encogerse a una posición por debajo de la válvula 44. Luego el motor 42 debería aumentar su tamaño a la posición original antes de que la válvula 44 pueda adelantar para bloquear el puerto de flujo 46. Este efecto puede minimizarse utilizando un motor 42 compuesto de un material deformable en forma permanente (p. ej. cierto copolímero en bloque de poliéter y poliamida, como un copolímero en bloque de policaprolactama y poli(etilenglicol)) que irreversiblemente ceda después de cierta deformación provocada por la hinchazón producida por el agua. Después de producido cierto aumento y debido a la restricción del aumento en una dirección, posiblemente el motor 42 se deforme adecuadamente en la dirección del aumento. Por ello, con el desecado, el motor 42 puede encogerse en todas direcciones y especialmente en diámetro. Cuando el usuario intenta volver a utilizar el cartucho para el tratamiento de agua 10, el motor 42 se humedecerá con el agua y nuevamente volverá a aumentar su tamaño. Sin embargo, la tasa de aumento puede ser considerablemente más rápida que la anterior debido a la mayor área superficial expuesta como resultado de la contracción del diámetro del motor 42. Dicho motor 42 puede recuperar rápidamente su longitud previa al "desecado" de modo que el plazo de tiempo requerido para bloquear el puerto de flujo 46 no se retrase considerablemente. De hecho, el usuario podría prolongar la vida útil del cartucho para el tratamiento de agua 10 "desecando" dicho cartucho en cualquier momento. Los efectos del "desecado" también pueden minimizarse o eliminarse orientando una válvula o diafragma (no se ilustra) de manera que garantice el contacto directo del agua con el motor 42. p. ej. puede colocarse una válvula o diafragma unidireccional en la parte superior de la cubierta 40 de modo que la presión del agua operativa a través del cartucho para el tratamiento de agua 10 pueda moverse a través de dicha válvula o diafragma unidireccional pero que el agua que permanece en la cubierta 40 cuando el cartucho para el tratamiento de agua 10 se desconecte del dispositivo para el tratamiento de agua o cuando dicho dispositivo no está en funcionamiento, no pueda moverse a través de la válvula o diafragma unidireccional. De este modo, siempre que se realice la carga inicial de la cubierta 40 del cartucho para el tratamiento de agua 10 cierta cantidad de agua permanecerá, independientemente de su orientación. Es posible que para garantizar la seguridad del usuario y/o cumplir con la normativa gubernamental resulte conveniente detener el agua de manera consistente y predecible dentro de un cartucho para el tratamiento de agua 10 de escala residencial. Por ejemplo es posible que resulte conveniente detener el flujo de agua que pasa a través dei cartucho para el tratamiento de agua 10 después de un plazo de tiempo predeterminado, incluyendo, pero sin limitarse a, después de alrededor de 20, 40, 60, 90, 200, 300, 365, 400 o de 720 días a partir del momento del uso inicial del cartucho para el tratamiento de agua 10 (es decir, después de la primera vez que se carga con agua el cartucho para el tratamiento de agua 10). Sin embargo, varios factores pueden influir en el aumento del motor 42 y, como consecuencia de ello, en la consistencia y predecibilidad general para detener el flujo de agua a través del cartucho para el tratamiento de agua 10, incluyendo, pero sin limitarse a, la composición y configuración geométrica del motor 42 y de la cubierta 40, el pH, la temperatura, la presión del agua y a las burbujas de aire de la interface entre el motor 42 y la válvula 44. La composición y la configuración geométrica del motor 42 y de la cubierta 40 pueden determinar de modo fundamental el aumento de tamaño del motor 42 y el movimiento de la válvula 44. En general, los materiales del motor 42 que provocan un movimiento considerable de la válvula 44 tienden a aumentar de tamaño rápidamente comparado con los materiales con menor aumento de tamaño. Para utilizar los materiales del motor 42 con mayor aumento de tamaño, su cinética puede controlarse a través de la geometría. Para utilizar materiales hinchables con el agua y especialmente aquellos muy hinchables con el agua en esta aplicación, la geometría puede diseñarse de modo que un área superficial limitada esté expuesta al agua y de modo que el paso de la difusión haya aumentado en gran medida. Tal como se ilustra en la Figura 8-A, en forma de ejemplo y no como una limitación, un motor 42 con bloquecillo sólido de 0.635 cm (%") de diámetro por aproximadamente de 2.54 cm (1") de longitud (miembro cilindrico) copolímero en bloque de policaprolactama y poli(etilenglicol) del de MH 1657, logra una absorción del agua de equilibrio de alrededor del 90 % y un aumento de equilibrio de alrededor del 90 % después de un plazo de tiempo de aproximadamente un día. Sorprendentemente, tal como se ilustra en la Figura 8, el mismo bloquecillo sólido del MH 1657 colocado dentro de un cilindro de polipropileno rígido (geometría considerablemente impermeable al agua) con el mismo diámetro interno de 0.635 mm ( ") pero de mayor longitud, produce un mayor aumento a un ritmo mucho más lento debido a la restricción del área de contacto del agua y de la unidireccionalidad del aumento. Para que el plazo de tiempo para detener considerablemente el flujo de agua sea consistente, el aumento del motor 42 debe mantenerse relativamente independiente de factores ambientales que se produzcan en las áreas de uso del consumidor. Los factores ambientales pueden incluir, pero no limitarse a, el pH, la temperatura y la presión del agua suministrada. El hinchamiento (cambio del volumen debido a la absorción de agua) puede variar de conformidad con el material del motor 42 seleccionado y de acuerdo con los factores ambientales. Las características transitorias de absorción del agua pueden verse afectadas por la combinación de la solubilidad del agua y por el coeficiente de difusión de la misma. El flujo de agua inicial (la velocidad del agua que ingresa al motor 42 por área de unidad normal al área superficial expuesta del motor 42) es aproximadamente proporcional a la permeabilidad del agua, que es el producto de la solubilidad del agua y del coeficiente de difusión de la misma.

Si los factores ambientales influyen en la respuesta de hinchazón, la solubilidad del agua y/o en el coeficiente de difusión del agua, se puede alterar el aumento del motor 42 y el plazo de tiempo para la detención. Además, el motor no debe tener una absorción de agua ni un aumento significativos antes de la instalación en el dispositivo de filtración, por ejemplo en el proceso de fabricación, envío y almacenamiento. En otras palabras, no debe haber absorbido una cantidad significativa de agua del entorno ambiental que produzca una hinchazón tal que afecte la longitud inicial y la vida útil del cierre. Por lo general, el pH del agua residencial puede variar entre 4 y 10. Es posible que estas variaciones del pH del agua influyan en la respuesta de hinchamiento, en la solubilidad del agua y/o en el coeficiente de efusión del agua del motor 42. Inesperadamente, se observa que ciertos copolímero en bloque de poliamida y poliéter tienen un aumento relativamente independiente de las variaciones del pH habitualmente observadas en aplicaciones residenciales (ver, p. ej. la Figura 10 de aumento ilimitado). Independientemente de los efectos del aumento, el pH del agua también puede afectar la estabilidad mecánica del motor 42. Si el motor 42 tiene problemas de estabilidad, entonces podrán incluirse configuraciones alternativas para evitar dichos problemas. Estas configuraciones alternativas incluyen una barrera móvil, muy permeable al agua o permeable al agua (o capa) que permite el paso del agua pero no del pH relacionado que influye en los iones. Además, la inclusión de una barrera de aire (no se ilustra) en la interface entre el motor 42 y el agua puede proteger al motor 42 de las variaciones extremas del pH. El agua puede ingresar al motor 42 a través de la difusión o convección por medio de la barrera de aire. En las aplicaciones residenciales típicas, la temperatura del agua de suministro puede ser muy variable. Sin embargo, una vez que el agua alcanza el punto de filtración, la variación de la temperatura es menos extrema y puede aproximarse por las temperaturas extremas observadas en los hogares de los consumidores. Un hogar común puede tener temperaturas que oscilan entre los 18 °C (65 °F) y los 32 °C (90 °F). Se espera que las variaciones de la temperatura en este rango afecten la respuesta de hinchamiento, la solubilidad del agua y/o la difusividad del motor 42. Con respecto a la mayoría de los materiales, a medida que aumenta la temperatura, también aumenta la solubilidad y difusividad del agua. Como consecuencia de esta combinación, se espera que el aumento esté muy influenciado aún por pequeñas variaciones de la temperatura. Sorpresivamente, se observa que ciertos copolímeros en bloque de poliamida y poliéter presentan un aumento relativamente independiente a las pequeñas variaciones de temperatura (aproximadamente -11 °C (12 °F) en este caso en particular) (ver, p. ej. la Figura 11 -A para el aumento limitado dentro de una cubierta y la Figura 11-B para el aumento ilimitado). Como puede observarse, ciertos copolímero en bloque de poliamida y poliéter poseen la característica poco usual de la disminución de la solubilidad del agua con el aumento de la temperatura (ver p. ej. la Figura 11-B para el aumento ilimitado), que posee la tendencia a acodar parcialmente el aumento de la difusividad en el agua con el aumento de temperatura. Por ello, los materiales con una menor solubilidad del agua a mayor temperatura pueden resultar útiles para- esta aplicación. Estos tipos de materiales hacen que la temperatura tenga un menor impacto en el aumento debido a la desviación de la solubilidad y difusividad. Los materiales de este tipo incluyen, pero no se limitan a, ciertos copolímeros en bloque de poliéter y poliamida tales como copolímeros en bloque de policaprolactama y poli(etilenglicol). Las presiones típicas del agua residencial pueden variar entre 14 kPa (2 psi) y 827 kPa (120 psi). Una mayor presión puede aumentar la solubilidad del agua en el motor, y así afectar la cinética de la difusión. La difusividad y la respuesta a la dilatación también pueden alterarse debido al efecto que tiene la presión en la densidad del material. Ciertos copolímeros en bloque de poliamida y poliéter pueden producir un aumento que es relativamente independíente de las variaciones de presión en un rango de cero a 379 kPa (55 psig) (las temperaturas más altas no se prueban) (ver por ejemplo la Figura 12 para aumento ilimitado). En los entornos habituales de fabricación, envío y almacenamiento, la humedad relativa del aire ambiente puede variar mucho. El embalaje del cierre 30 puede diseñarse para reducir la exposición a los extremos de humedad. No obstante, la sensibilidad del material del motor 42 a la humedad puede afectar la vida útil del cierre. Sorpresivamente, se observa que ciertos copolímeros en bloque de poliamida y poliéter no absorben grandes cantidades de agua y que no se hinchan significativamente cuando están expuestos a ambientes con humedad relativa considerablemente inferior al 100 % (o contacto directo con agua líquida). Por ejemplo a una temperatura de alrededor de 23 °C (73 °F) y una humedad relativa de alrededor del 50 %, un bloquecillo sólido MH 1657 limitado (0.635 cm (14") de diámetro por 2.54 cm (1") de longitud dentro de una cubierta rígida de polipropileno 40 similar a la descripción de la Figura 8-B) absorbió alrededor de 4 % de agua que resultó en un aumento de alrededor de 0.0254 cm (0.01") o del 1 % después de un período de 290 días. Las burbujas de aire de la interface del motor 42/válvula 44 pueden ocasionar problemas con la reproducción del aumento. Si hay burbujas de aire, puede reducirse la velocidad del aumento debido a la difusión/convección lenta del agua a través de la fase gas. Si no hay burbujas de aire, la tasa de aumento puede ser mucho más alta. Por ello, la liberación o no-liberación consistente de la burbuja de aire puede ser importante para el aumento previsible y la detención uniforme del agua a través del cartucho para el tratamiento de agua 10. Si permanece el deseo de liberar la burbuja en forma uniforme, entonces se pueden incluir diversos mecanismos para dicha liberación. Tal como se ¡lustra en las Figuras 4-7 a modo de ejemplo, un orificio de evacuación 50 ubicado en la interface entre el motor 42 y la válvula 44 puede permitir que el aire salga a medida que se llena el cartucho para el tratamiento de agua 10. Otras maneras de lograr el efecto deseado puede incluir el uso de materiales de absorción por capilaridad dentro de la válvula 44, la inclusión de líquidos solubles en agua/no volátiles (a temperatura y presión ambiente) (tal como la glicerina, que no provoca un hinchamiento apreciable del motor 42) para evitar que no haya aire inicialmente, etc. Si se desea que la burbuja de aire permanezca, podrá hacerse un orifico (no se ilustra) en el centro de la válvula 44 lo suficientemente pequeño como para evitar que el aire se escape. Otro enfoque podría ser utilizar una válvula sólida en oposición a la válvula 44 que tiene huecos de aire. En este caso, el agua podría llegar al motor 42 a través de una válvula muy permeable al agua o permeable al agua o de una cubierta 40 muy permeable al agua o permeable al agua o de una cubierta 40 con áreas abiertas que expongan el motor 42 al agua, ya sea dentro o fuera de dicha cubierta 40. En lugar de utilizar una combinación entre un motor 42 y una válvula 44, en donde el bloqueo del puerto de flujo 46 es el resultado indirecto del aumento del motor 42 (p. ej. en donde el motor 42 moviliza la válvula 44 a una posición de bloqueo de un puerto de flujo 46 o salida 24, bloqueando indirectamente el puerto de flujo 46 y la salida 24), el motor 42 puede también funcionar como la válvula 44, en donde el bloqueo del puerto de flujo 46 o el sellado de la salida 24 es el resultado directo del aumento del motor 42 (es decir en donde el puerto de flujo 46 o la salida 24 está directamente bloqueada físicamente por el motor 42). Esto puede lograrse utilizando un motor 42 que tenga forma de cilindro, de manera que el agua que ingrese a través del material para el tratamiento de agua 26, esté en contacto con el motor 42 y dicho motor se expanda y selle el puerto de flujo 46. Este enfoque posiblemente no evite que el usuario proteja la vida útil del cartucho para el tratamiento de agua 10 "desecando" dicho motor 42. Sin embargo, el desecado puede minimizarse creando un ambiente en el que para quitar totalmente el agua en contacto con el motor 42 se requiera un esfuerzo considerable y por ello no sea práctico. El flujo a través del cartucho para el tratamiento de agua 10 puede detenerse como resultado del bloqueo de la salida 24 en lugar del bloqueo de uno o más puertos de flujo 46. p. ej. la salida 24 puede estar directamente boqueada por el motor 42. Por otro lado, la válvula 44 puede utilizarse para bloquear la salida 24 del mismo modo que la válvula 44 puede utilizarse para bloquear el puerto de flujo 46 (anteriormente explicado). Por otro lado, tal como se ilustra en las Figuras 13-A y 13-B, puede utilizarse una válvula 144 que se adelanta a una posición que bloquee la salida 24 en parte por el motor 42 y en parte por el flujo de agua a través de la cubierta 40. La válvula 144 puede estar compuesta de un reborde 148. La válvula 44 puede estar en contacto físico con el motor 42. A medida que aumenta el tamaño del motor 42, puede adelantar la válvula 144. Cuando la válvula avanza al puerto de flujo 46 de modo que el reborde 148 está en la corriente principal que fluye a través de la cubierta 40, la válvula 144 puede adelantarse por la presión del agua que se genera detrás de dicho reborde 148, de modo que la válvula 144 avanza a una posición en la que bloquea la salida 24. De este modo, mientras que la válvula 144 puede ser adelantada primero por el motor 42, finalmente puede ser adelantada a una posición de bloqueo de la salida 24 por el agua que fluye a través de la cubierta 40, provocando una detención casi instantánea del agua a través del cartucho para el tratamiento de agua 10. La intervención del montaje por rozamiento y/o presión del agua podría ser la que mantenga la válvula 144 en una posición de bloqueo de la salida. Permanece el deseo de detener en forma uniforme y predecible el flujo de agua dentro de un cartucho para el tratamiento de agua 10 de escala residencial durante un periodo corto después de que se haya superado el paso del flujo de agua previsto a través del cartucho para el tratamiento de agua 10 y/o del dispositivo de tratamiento de agua. Por ejemplo sería deseable al menos detener el flujo de agua considerablemente a través del cartucho para el tratamiento de agua 10 después de un plazo de tiempo predeterminado, incluyendo, pero sin limitarse, a alrededor de 1 minuto, después de 5 minutos, 10 min, 30 min, 1 h, 2 h, 10 h, 12 h, 1 día, 2 días, 3 días, 4 días, 5 días, 7 días, 10 días, 12 días, o después de 15 días a partir de que se supere inicialmente el paso de flujo previsto a través y/o alrededor del cartucho para el tratamiento de agua 10. Tal como se ilustra en las Figuras 14-A, 14-B y 15, un cartucho para el tratamiento de agua 10 puede interconectarse con un dispositivo para el tratamiento de agua (ilustrado en parte) de modo que un primer tubo 60 y uno segundo 62 del cartucho para el tratamiento de agua 10 pueda interactuar a modo de sello con un primer revestimiento 70 y un segundo 72 del dispositivo para el tratamiento de agua (véase, por ejemplo, la patente de los Estados Unidos, aplicación núm. 10/665,948). El primer y segundo revestimiento 70 y 72 puede tener anillos tóricos 73 y 75, respectivamente, alrededor de los mismos.

El paso del flujo (ver Fig. 14-B) de agua previsto a través del dispositivo para el tratamiento de agua y del cartucho para el tratamiento de agua 10 puede incluir agua contaminada alrededor del segundo tubo 62 y del segundo revestimiento 72, que luego fluye al cartucho para el tratamiento de agua 10 a través de la entrada 22, luego el agua puede fluir radialmente a través de un material con tratamiento previo 28 y del material para el tratamiento de agua 26, y finalmente puede salir de la cubierta 40 a través de la salida 24. El primer tubo 60 y el segundo 62 que interactúan a modo de sello con el primer revestimiento 70 y el segundo 72 puede funcionar como una doble barrera alrededor de la salida 24 de modo que toda el agua contaminada que pase la posición del segundo tubo 62 y el segundo revestimiento 72 será bloqueada por la posición sellante del primer tubo 60 y del primer revestimiento 70. Sin embargo, una vez que se produce la primera grieta es posible que se requiera detener el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de la misma 10 inmediatamente o dentro de un plazo de tiempo razonable, antes de que el agua contaminada pueda fisurar también la interface entre el primer tubo 60 y el primer revestimiento 70. Tal como se ilustra en las Figuras 14-A y 14-B, un segundo cierre 130 (ensamblado en la porción superior 121 del revestimiento 120) puede utilizarse para al menos .detener considerablemente el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua 10 después de que un plazo de tiempo predeterminado considerablemente corto posterior a la ruptura del paso del flujo previsto a través del cartucho para el tratamiento de agua 10. En este caso, la fisura puede ser de alrededor de 0.1 mL, 0.2 mL, 0.3 mL, 0.4 mL, 0.5 mL, 0.6 mL, 0.7 mL, 0.8 mL, 0.9 mL, 1 mL, 1.5 mL, 2 mL, 2.5 mL, 3 mL, o alrededor de 5 mL de agua que se filtre por la posición sellante del segundo tubo 62 y el segundo revestimiento 72 o a través de la posición sellante del primer tubo 60 y del primer revestimiento 70. El segundo cierre 130 puede contener un segundo motor 342 formado por material muy hinchable con agua y una segunda válvula 244, p. ej. una vez que se produce una fisura del agua contaminada a través del segundo tubo 62 y el segundo revestimiento 72, el segundo motor 342 puede expandirse o dilatarse con el contacto con el agua (a través del puerto de flujo 246), de modo que una segunda válvula 244 pueda empujarse a una posición que bloquee la salida 24. De este modo, cuando se produce el paso de flujo previsto, el cierre 30 puede funcionar al menos para detener considerablemente el flujo de agua a través del cartucho para el tratamiento de agua 10, sin embargo, cuando se produce una fisura, el segundo cierre 130 puede funcionar para al menos detener considerablemente el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua 10. Tal como se ilustra en la Figura 15, es posible que permanezca el deseo de combinar cierres (p. ej. un cierre 30 y un segundo 130 ubicado en la porción superior 221 del revestimiento 220) de modo que el motor 442 esté compuesto de una primera capa 443 y una segunda 445, en donde el agua esté en contacto directo y se difunda/circule a través de la primera capa 443, haciendo que se dilate o expanda, cuando el paso del flujo previsto ocurra (a través de puestos de flujo 146), en donde la segunda capa 445 también está íntimamente en contacto con el agua cuando se produce la fisura entre la ¡nterface del segundo tubo 62 y la del segundo revestimiento 72 (a través del el flujo de puerto 246). El contacto directo no incluye la exposición de una segunda capa 445 al agua a través de la difusión/convección por medio de la primera capa 443. Por ejemplo cuando la primera capa 443 está en contacto directo con agua, el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua 10 puede detenerse después de un primer plazo, más prolongado, predeterminado incluyendo, pero sin limitarse a, después de 20, 40, 60, 90 días y después de 200, 300, 365 días y después de 400 días o de 720 días a partir del momento del uso inicial del cartucho para el tratamiento de agua 10. Sin embargo, cuando la segunda capa 445 está en contacto directo con agua, el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua 10 puede detenerse después de un segundo plazo, más corto, predeterminado incluyendo, pero sin limitarse, después de 1 , 5, 10, 31 minutos, 1 , 2, 10, 12 horas, 1 , 2, 3, 4, 5, 7, 10, 12 días o después de 15 días a partir de la fisura inicial del paso del flujo previsto a través o alrededor del cartucho para el tratamiento de agua 10. Es previsible que se utilicen otras modalidades que aplican el concepto de al menos detener considerablemente el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua 10 después del primer plazo de tiempo predeterminado cuando se produce un paso de flujo de agua previsto a través del dispositivo para el tratamiento del agua o del cartucho 10 y, al menos, detener considerablemente el flujo de agua a través del cartucho para el tratamiento de agua después de un segundo plazo de tiempo predeterminado cuando se produce el paso de flujo no previsto (es decir un escape) de agua a través del dispositivo para el tratamiento de agua o cartucho 10. El primer plazo de tiempo predeterminado puede relacionarse con las limitaciones del material para el tratamiento de agua 26, mientras que el segundo plazo de tiempo predeterminado puede relacionarse con la integridad del dispositivo y/o el cartucho 10 para el tratamiento del agua, o la integridad de la interface de sellado ubicado entre los mismos. Además de detener el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua 10, el motor 42 o la válvula 44 pueden utilizarse como un botón para mover un brazo, completar un circuito, etc. para comunicar al usuario del cartucho para el tratamiento de agua sobre el estado aproximado de la vida útil del cartucho para el tratamiento de agua 10 (no se ilustra). Por otro lado, el motor 42 o la válvula 44 pueden hacerse visibles para comunicar al usuario del cartucho para el tratamiento del agua 10 acerca del estado aproximado de la vida útil del cartucho para el tratamiento de agua (no se ilustra). El motor 42 o la válvula 44 pueden hacerse visibles a través de una cubierta 40 transparente y/o de una ventana transparente en el dispositivo para el tratamiento del agua en el que se está utilizando el cartucho para el tratamiento de agua 10. El motor 42 y/o la válvula 44 pueden utilizarse solamente para, o los medios para, indicar el estado aproximado de la vida útil de un cartucho para el tratamiento de agua, en donde el motor 42 y/o la válvula 44 no se utilizan para detener el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua 10. Al respecto, el motor 42 y/o la válvula 42 pueden utilizarse como un "indicador de humedad" o un "temporizador de humedad". . Como se utiliza en la presente, la absorción de agua se mide gravimétricamente con una balanza analítica estándar con una precisión de cuatro decimales. El agua de la superficie libre (agua no absorbida dentro del material que se va a medir) se quita con una toalla de papel. La masa inicial (definida como la primera masa exhibida por la balanza una vez que la inercia del material se anula) se registra para garantizar que el agua no tuvo el tiempo suficiente para difundirse en la superficie y evaporarse. Se asume que la masa inicial del material es constante con el cambio de tiempo y que la masa se produce solamente por el ingreso de agua. Este método no toma en cuenta la pequeña cantidad de materiales solubles en agua presentes en la materia prima que podrían haber dejado y alterado la materia prima y el calculo total de la fracción de humedad. El % de Cambio de peso se calcula como 100 x {(masa de la muestra en el momento actual - masa de la muestra en el tiempo cero)/(Masa de la muestra en el tiempo cero)}. Como se utiliza en la presente, el cambio de la longitud en la dirección de interés de un material con respecto al tiempo se mide con un dispositivo perfilómetro óptico calibrado Omis II fabricado por Ram Optical Instrumentation, 1791 Deere Ave., Irvine, CA, 92606. El aumento de los materiales independientes se mide seleccionando dos puntos de los extremos del material en la dirección de interés, en la parte superior de la superficie y monitoreando la distancia de la separación a través del tiempo. En el caso de materiales limitados, el cambio de la longitud en la dirección axial se mide con la ayuda de un tubo de una longitud uniforme. El tubo se inserta en el extremo abierto del material limitado hasta que toma contacto con la superficie superior del motor o de la válvula. Los puntos del material se seleccionan, uno de la parte superior de la superficie del material limitado y uno de la parte superior de la superficie de la tubería. La distancia de la separación entre los dos puntos del material se mide en varios momentos. La longitud inicial del motor se determina antes de su instalación en el material limitado a través del método descrito anteriormente. En el caso de materiales independientes, el % de Cambio en el peso se calcula como 100 x {(la distancia entre los puntos del material en el momento actual - distancia entre los materiales en el tiempo cero)/(Distancia entre los puntos del material en el tiempo cero)}. En el caso de materiales limitados, el % del Cambio del longitud se calcula como 100 x {(Distancia entre los puntos materiales en el momento actual -Distancia entre los puntos materiales en el tiempo cero)/(Longitud inicial del material)}. En el caso de materiales limitados, el aumento se calcula como la (Distancia entre puntos materiales en el momento actual - la distancia entre puntos materiales en el tiempo cero). A continuación se describen ejemplos de la invención. Estos ejemplos son sólo para ilustrar y las invenciones descritas en la presente no se restringen a dichos ejemplos.

EJEMPLO 1 Cartucho para el tratamiento de agua que incluye un cierre Una cubierta de polipropileno, con un diámetro interior y exterior de alrededor de 0.635 cm (1/4") y 0.95 cm (3/8"), respectivamente se instala en un bloque de carbón de flujo radial (para tratar el agua) con un diámetro externo de 5.08 cm (2") y uno interno de 1.59 cm (5/8"), respectivamente, (que conforman la región del núcleo). El bloque de carbón se remata en ambos extremos. El bloque de carbón tiene un longitud de alrededor de 7.62 cm (3"). La cubierta se extiende desde la parte superior del bloque de carbón a aproximadamente 1.9 cm (3/4") de la parte inferior de dicho bloque de carbón. La cubierta tiene un puerto de flujo circular de alrededor de 0.16 cm (1/16") de diámetro cerca del extremo junto a una salida. Acerca de un motor de 1 g fabricado con MH 1657, como un bloquecillo cilindrico sólido con un diámetro externo de alrededor de 0.635 cm (1/4") se instala por rozamiento en la porción inferior de la carcasa. El motor MH 1657 tiene una longitud aproximada de 2 cm (7/8"). Una válvula de un polietileno de alta densidad (HDPE, por sus siglas en inglés) y con la forma de tubo con un diámetro interno y externo de alrededor de 0.32 cm (1/8") y alrededor de 0.635 cm (1/4"), respectivamente, se monta de manera que se pueda deslizar en la cubierta y se apoya sobre el motor y a aproximadamente 0.99 cm (25/64") debajo del puerto de flujo. La válvula tiene una longitud de aproximadamente 1 cm (13/32"). Se colocan dos anillos tóricos NSF61 de caucho nitrilo (de Hydr-O-Seal, 20382 Hermán Circle, Lake Forest, CA, 92630) y lubricado (con Dow Corning® #976V Grasa de alto vacío, un lubricante con base de silicona) en la válvula y separados por una distancia de aproximadamente 0.71 cm (9/32"). Durante el llenado y secado inicial del bloque de carbón, el agua llena el cartucho para el tratamiento de agua de abajo hacia arriba. El agua fluye radialmente a través del bloque de carbón. Primero ingresa en un orificio de evacuación de aire ubicado en la interface del motor MH 1657 /válvula. La acción ascendente del agua evacúa totalmente el aire del montaje, que establece un contacto directo con el motor MH 1657. Después de unos días, el motor MH 1657 se dilata lo suficiente como para cubrir el orificio de evacuación de aire que permite que el agua ingrese sólo a través del puerto de flujo. El agua pasa a través y hacia afuera de la cubierta y sale por la salida. El motor continúa dilatándose y moviliza la válvula hasta que ésta bloquea el puerto de flujo y así evita el paso de agua adicional a la cubierta. El cierre está diseñado de modo que el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua se detenga al menos considerablemente después de la dilatación del motor y la válvula avanza alrededor de 0.99 cm (25/64"), lo que se produce después de alrededor de 60 días (ver Fig. 9).

EJEMPLOS 2-1, 2-2 y 2-3 Cartuchos para el tratamiento de agua que comprenden un cierre. Los Ejemplos 2-1 , 2-2 y 2-3 concuerdan con el Ejemplo 1 , excepto como se señala en el Cuadro 1.

Cuadro 1 Además, las instrucciones o información que se entrega al usuario, a través de una descripción y/o ilustraciones, respecto del uso de un cartucho para el tratamiento de agua 10 que comprende un cierre 30 puede proporcionar beneficios que incluye la detención del flujo de agua a través de dicho cartucho para el tratamiento de agua 10 después de un plazo de tiempo predeterminado y/o indicando el estado de la vida útil del mismo. Además, esta información puede incluir una reivindicación de superioridad sobre otros cartuchos para el tratamiento de agua. Por lo tanto, el uso de los envoltorios asociados con la información puede utilizarse para comunicar al consumidor, a través de una descripción de ilustraciones, que el uso de la invención lo ayudará a garantizar la integridad del rendimiento del cartucho para el tratamiento de agua 10. La información podrá incluir publicidad en todos los medios de comunicación habituales así como en instrucciones y/o iconos en el envoltorio del cartucho para el tratamiento del agua 10 o en dicho cartucho mismo, con el fin de informar al consumidor.

Todos los documentos mencionados en la presente quedan incorporados como referencia. La mención de cualquier documento no deberá interpretarse como una admisión de que el mismo constituye una industria anterior con respecto a la presente invención. Si bien se han ilustrado y descrito modalidades específicas de la presente invención, las personas con conocimiento en la industria reconocerán que pueden realizarse otros cambios y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Se ha pretendido, por consiguiente, abarcar en las reivindicaciones anexas todos los cambios y modificaciones dentro del alcance de la invención.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un cartucho para el tratamiento de agua; el cartucho comprende: (a) Una entrada para recibir agua en el cartucho para el tratamiento de agua; (b) una salida para la salida de agua de un cartucho para el tratamiento de agua; (c) un material para el tratamiento de agua para tratar el agua, y (d) un cierre para detener al menos considerablemente el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua; el cierre se caracteriza porque comprende un motor; caracterizado porque al menos una porción del motor se expande con la exposición al agua, de modo que el cierre detiene al menos considerablemente el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua después de un plazo de tiempo predeterminado como resultado directo o indirecto de la dilatación del motor.

2. El cartucho para el tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque después de una exposición al agua inicial y sostenida, la expansión del motor es continua hasta que el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua es considerablemente detenido, y de preferencia el motor detiene irreversiblemente el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua.

3. El cartucho para el tratamiento del agua de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque la expansión del motor es el resultado de la difusión del agua a través de al menos una porción del motor.

4. El cartucho para el tratamiento de agua de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado además porque el cierre además comprende una cubierta; caracterizado además porque el motor está parcialmente cubierto por la cubierta de modo que la expansión del motor se produce considerablemente en una dirección.

5. El cartucho para el tratamiento de agua de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado además porque el motor se selecciona del grupo que comprende un material altamente hinchable por la acción del agua, un material hinchable por la acción del agua, un material no hinchable por la acción del agua, un material impermeable al agua, un material altamente permeable al agua, un material permeable al agua, y mezclas de éstos; de preferencia el motor se selecciona del grupo que comprende polímeros solubles en agua, polímeros reticulados solubles en agua, hidrogeles, copolímeros, arcillas, madera, y mezclas de éstos, y con mayor preferencia el motor se selecciona del grupo que comprende poliamidas, poliéteres, copolímeros de poliamidas y poliéteres, celulósicos, gomas y resinas naturales, y mezclas de éstos.

6. El cartucho para el tratamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado además porque el cierre además comprende una válvula, y caracterizado además porque la expansión del motor adelanta la válvula de modo que la válvula detiene al menos considerablemente el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua.

7. El cartucho para el tratamiento de agua de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque el cierre además comprende una cubierta que comprende al menos un puerto de flujo; caracterizado además porque el motor adelanta la válvula hasta que esta última bloquea el puerto de flujo de modo que la válvula detiene al menos considerablemente el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamiento de agua.

8. El cartucho para el tratamiento de agua de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado además porque la cantidad de tiempo predeterminada es de 1 mes a 1 año, de preferencia de 2 a 6 meses.

9. Un método que incluye los pasos de: a) Introducir agua que será potabilizada en un cartucho para el tratamiento de agua; el cartucho comprende una entrada, una salida y un cierre; el cierre comprende un motor; y b) el tratamiento del agua para su potabilización con el cartucho para el tratamiento de agua hasta que el flujo de agua que pasa a través del cartucho para el tratamientos de agua quede detenido al menos considerablemente.

10. Un cierre que tiene: a) Un motor para movilizarse de una primera a una segunda posición; el motor comprende un material muy hinchable con agua; y b) una cubierta para contener el motor; la cubierta incluye al menos un puerto de flujo; caracterizado porque el motor se expande desde esa primera posición a la segunda después de un plazo de tiempo predeterminado cuando está en contacto con el agua; el puerto de flujo queda considerablemente bloqueado directa o indirectamente por el motor cuando éste está en la segunda posición.