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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Systeme und Verfahren
zur Wasserreinigung und insbesondere auf Steuersysteme, die verwendet
werden, um eine Volumenmenge an Wasser, die von dem System ausgegeben
wird, abzufühlen
und zu steuern.
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Wasserreinigungssysteme
werden verwendet, um hochwertiges analysenreines Wasser für verschiedene
Anwendungen zu liefern, einschließlich des Gebiets von wissenschaftlichen
Prüfungen
und Analysen. Viele dieser Anwendungen erfordern, dass der gesamte
organische Kohlenstoffgehalt des Wassers in der Größenordnung
von 10 Teilen pro Milliarde oder weniger nach ASTM beträgt. Wasser
des Typs I hat die größte Reinheit
und wird für
Hochleistungsflüssigchromatographie,
Atomabsorptions-Spektrometrie,
Gewebekultur, etc. verwendet. Wasser des Typs II ist weniger rein
und kann für
hämatologische,
serologische und mikrobiologische Verfahren verwendet werden. Wasser
des Typs III eignet sich für
allgemeine qualitative Laboranalysen wie zum Beispiel Harnuntersuchungen,
Parasitologie und histologische Verfahren. Zwei frühere Systeme zum
Reinigen von Wasser werden in den US-Patenten 5,397,468 und 5,399,263
offenbart.
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Systeme
zum Ausgeben von gereinigtem Wasser, die derzeit Wasser automatisch
gesteuert ausgeben, verwenden dabei eine zeitgesteuerte Ausgabetechnik.
Dies geschieht, indem man ein Magnetventil elektronisch steuert
und für
einen vom Benutzer programmierten Zeitraum offen hält. Diesen
Zeitraum legt der Benutzer auf Basis der Wassermenge fest, die das
System ausgeben soll. Der Benutzer bestimmt ein Verhältnis zwischen
der Ausgabezeit und dem Durchsatz für das jeweilige System und
dessen Betriebsbedingungen. Ein anderes Verfahren zum Steuern der
ausgegebenen Menge an gereinigtem Wasser beruht auf dem manuellen Öffnen eines
Ventils während
die Systempumpe abgeschaltet ist. Die Betätigung eines Schalters in dem
Ventil setzt die Pumpe in Gang, wenn das Ventil geöffnet ist.
Die Pumpe bleibt für
einen vom Benutzer programmierten Zeitraum eingeschaltet. Wenn die
Zeit abgelaufen ist, wird die Pumpe von dem Steuersystem ausgeschaltet.
Das manuelle Ventil bleibt geöffnet,
bis der Benutzer zu dem System zurückkehrt, um dieses Ventil zu schließen. Ein
erheblicher Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass das manuelle
Ventil für
einige Zeit geöffnet
bleiben mag, bis der Benutzer zurückkehrt, um es zu schließen. Der
Hauptgrund für
die Verwendung dieses Verfahrens ist, dass es eine Vorgehensweise
bietet, Wasser in ein größeres Gefäß auszugeben,
ohne ein entfernt befindliches Betätigungsventil für einen
langen Zeitraum geöffnet
zu halten, und ohne dass das Wasser aus dem Gefäß herausläuft. Ein weiterer Nachteil
von beiden dieser früheren
Verfahren hängt
mit der Genauigkeit des ausgegebenen Volumens zusammen, wenn man
sich auf ein vom Benutzer definiertes Verhältnis zwischen der Ausgabezeit
und dem ausgegebenen Volumen verlässt. Wenn der vom Benutzer
eingegebene Zeitwert zu lang ist, kann das Gefäß, das befüllt wird, überlaufen. Allgemein muss der
Benutzer, wenn der Zeitwert falsch ist, weil er entweder zu lang
oder zu kurz ist, die ausgegebene Wassermenge manuell korrigieren,
indem er Wasser aus dem Gefäß entfernt
oder das Gefäß manuell
bis zu der erforderlichen Menge auffüllt. Dies vereitelt natürlich das
Ziel, eine automatische Ausgabesteuerung zu haben. Ferner wird das
Verhältnis
zwischen dem ausgegebenen Volumen und der Ausgabezeit zwischen den
jeweiligen Systemen in Abhängigkeit
von dem Druck am Systemeinlass, der Spannung an jeder zu dem System
gehörenden
Pumpe, dem Zustand der Filter und Membrane, und anderen Faktoren
variieren.
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Angesichts
dieser und anderer Probleme im Stand der Technik wäre es wünschenswert,
ein Wasserreinigungssystem bereitzustellen, das auf genaue und automatische
Weise das Volumen des von dem System ausgegebenen Wassers abfühlt und
vorzugsweise steuert.
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US 5895565 offenbart ein
integriertes Wasseraufbereitungssteuersystem, das einen Durchflusssensor beinhalten
kann, um einer Steuereinheit zu ermöglichen, die Wassermenge zu
verfolgen, die durch einen Filter geht, und somit den Rückwaschprozess
des Filters zu initiieren.
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US 5817231 betrifft einen
münzbetriebenen
Verkaufsautomaten zum Ausgeben von gereinigtem Wasser. Das Wasserausgabesystem
hat einen Tank, eine Ausgabe- und Rezirkulationspumpe, Durchflussmesser und
Ausgabedüsen.
Das Wasserausgabesystem beinhaltet ein Tastenfeld, das einem Benutzer
erlaubt, eine Wassermenge auszuwählen,
die von dem System ausgegeben werden soll. Der Rezirkulationszyklus
in dem Wasserausgabesystem erfolgt zu zeitlich gesteuerten Intervallen,
zum Beispiel alle sechs Stunden für etwa 18 Minuten.
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Die
vorliegende Erfindung bietet ein Wasserreinigungssystem zum Reinigen
von Wasser, umfassend einen rezirkulierenden Wasserströmungskreislauf,
der einen rezirkulierenden Wasserströmungspfad mit einem Einlass
und einem Auslass aufweist, eine Pumpe zum Bewegen von Wasser durch
den rezirkulierenden Wasserströmungspfad,
eine Wasserreinigungsvorrichtung in dem Wasserströmungspfad,
wobei die genannte Wasserreinigungsvorrichtung wenigstens ein Innenvolumen
hat, ein in dem Innenvolumen befindliches Reinigungsmedium, ein
Durchflussregelungssystem mit einer Eingabevorrichtung, die so konfiguriert
ist, dass ein Benutzer ein gewünschtes,
während
eines Ausgabezyklus aus dem Auslass des Wasserströmungspfads
auszugebendes Wasservolumen eingeben kann, einen Fühler, der
ein Signal erzeugt, das zum Bestimmen eines während eines Ausgabezyklus aus
dem Auslass ausgegebenen Wasservolumens verwendet wird, einen elektronischen
Durchflussregler, der mit der Eingabevorrichtung und dem Fühler gekoppelt
ist und einen auf das Signal ansprechenden Output hat, und eine
Durchflussregelungsvorrichtung, die von dem elektronischen Durchflussregler
gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Durchflussregler
die Durchflussregelungsvorrichtung so steuert, dass sie selektiv
gereinigtes Wasser durch den Auslass des Wasserströmungspfads
ausgibt und/oder Wasser durch den Wasserströmungspfad rezirkuliert, und
die Durchflussregelungsvorrichtung steuert, dass sie die Abgabe
von gereinigtem Wasser aus dem Auslass des Wasserströmungspfads
unterbricht und automatisch Wasser durch den Wasserströmungspfad
rezirkuliert, wenn im Laufe eines Ausgabezyklus das gewünschte Volumen
an gereinigtem Wasser aus dem Auslass des Wasserströmungspfads
ausgegeben wurde.
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Es
können
Mittel zum Anzeigen des Volumens des aus dem Auslass ausgegebenen
Wassers vorgesehen sein. Der Fühler
kann einen Durchflusssensor oder zum Beispiel einen Zeitgeber umfassen.
Der Durchflusssensor kann dem Einlass vorgelagert oder dem Einlass
nachgelagert oder an einer beliebigen anderen geeigneten Stelle
im Wasserströmungspfad
angekoppelt sein. Die vorgelagerte Position wird bevorzugt, so dass
jegliche Kontaminate von dem Sensor ausgefiltert oder von der Reinigungsvorrichtung
gereinigt werden. Wenn der Fühler
ein Zeitgeber ist, ist der Zeitgeber mit einer Verweistabelle in
dem Regler verknüpft,
die Zeitwerte hat, die verwendbar sind, um eine Zeitspanne zu bestimmen.
Alternativ kann der Regler einen Algorithmus beinhalten, der in
Verbindung mit dem Zeitgeber verwendet wird, um das gewünschte Volumen
an gereinigtem Wasser aus dem Auslass auszugeben. Ferner kann das
System eine Alarmierungsvorrichtung beinhalten, die so konfiguriert
ist, dass sie den Benutzer darauf aufmerksam macht, wenn das gewünschte Volumen an
gereinigtem Wasser aus dem Auslass ausgegeben wurde.
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Es
folgt nun eine Beschreibung der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels,
wobei nur auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Wasserreinigungssystems gemäß den Grundsätzen der vorliegenden
Erfindung ist;
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2 ein
Blockdiagramm eines Durchflussregelungssystems zur Verwendung in
dem Wasserreinigungssystem von 1 ist;
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2A eine
diagrammatische Darstellung des Durchflussregelungssystems von 2 ist;
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3 ein
Software-Datenflussplan von dem "PROGRAMM
AUTOMATISCHE AUSGABE" ist,
das von dem Durchflussregelungssystem der vorliegenden Erfindung
ausgeführt
wird;
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4 ein
Software-Datenflussplan von dem "PROGRAMM
GESAMTES AUSGEGEBENES VOLUMEN" ist,
das von dem Durchflussregelungssystem der vorliegenden Erfindung
ausgeführt
wird;
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5 ein
Software-Datenflussplan von dem "PROGRAMM
KALIBRIERUNG" ist,
das von dem Durchflussregelungssystem der vorliegenden Erfindung
ausgeführt
wird; und
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6 ein
Software-Datenflussplan von dem "PROGRAMM
SYSTEMTEST" ist,
das von dem Durchflussregelungssystem der vorliegenden Erfindung
ausgeführt
wird.
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Wenn
man die Zeichnungen betrachtet, und zwar insbesondere 1,
so sieht man ein Wasserreinigungssystem 10 zum Ausgeben
eines gesteuerten Volumens an gereinigtem Wasser, wie es von einem
Benutzer gewünscht
wird. Das Wasserreinigungssystem 10 beinhaltet einen Flüssigkeitskreislauf
oder Wasserströmungspfad 12 mit
einem Wassereinlass 14, der mit einer (nicht dargestellten)
Wasserquelle verbunden ist, und einem Wasserauslass 16 zur
Ausgabe des gesteuerten Volumens an Wasser, das von dem System gereinigt
wurde. Wie es nachstehend noch detaillierter beschrieben wird, ist
der Flüssigkeitskreislauf 12 vorzugsweise
so ausgeführt,
dass das Volumen an Wasser, das in den Einlass 14 einströmt, dem
Volumen an gereinigtem Wasser entspricht, das an dem Auslass 16 ausgegeben
wird. Wenn an dem Auslass 16 kein gereinigtes Wasser ausgegeben
wird, ist der Flüssigkeitskreislauf 12 vorzugsweise
so ausgelegt, dass er das Wasser durch den Kreislauf 12 rezirkuliert.
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Des
Weiteren ist in 1 zu sehen, dass Wasser durch
ein Rückschlagventil 18,
ein Durchflussregelungssystem 20 und einen Druckregler 22 in
den Einlass 14 des Flüssigkeitskreislaufes 12 einströmt. Wie
es nachstehend noch detaillierter beschrieben wird, soll das Durchflussregelungssystem 20 einem
Benutzer erlauben, ein gewünschtes
Wasservolumen einzugeben, das an dem Auslass 16 ausgegeben
werden soll, sowie das von dem Wasserreinigungssystem 10 ausgegebene
Wasservolumen zu bestimmen. Eine Benutzeroberfläche 24 einschließlich einer
Benutzereingabevorrichtung 26 (2) und einem
Benutzerdisplay 28 (2) ist mit
dem Durchflussregelungssystem 20 gekoppelt, um Bedienereingaben
zu empfangen sowie dem Benutzer eine Informationsanzeige zu bieten.
Der Druckregler 22 dient dazu, den Druck im Innern des
Flüssigkeitskreislaufes 12 auf
einen vorherbestimmten Wert zu beschränken oder zu regeln, zum Beispiel
auf 15 psi (103,42 kPa). Eine Pumpe 30 ist in den Flüssigkeitskreislauf 12 geschaltet,
um das darin befindliche Wasser durch den Kreislauf 12 zirkulieren
zu lassen. Die Pumpe 30 hat vorzugsweise wenigstens zwei
Betriebsgeschwindigkeiten, so dass die Pumpe 30, wenn kein
gereinigtes Wasser von dem System 10 ausgegeben wird, so
eingestellt wird, dass sie mit einer vorherbestimmten "Rezirkulationsgeschwindigkeit" läuft. Die
Geschwindigkeit der Pumpe 30 wird vorzugsweise auf eine
vorherbestimmte "volle
Geschwindigkeit" erhöht, wenn
gereinigtes Wasser durch den Auslass 16 oder durch eine
optionale Fernausgabepistole 32 ausgegeben wird, die an
den Flüssigkeitskreislauf 12 angeschlossen
ist, wie es nachstehend detailliert beschrieben wird. Alternativ
kann die Pumpe 30 auch nur eine einzige Betriebsgeschwindigkeit
haben.
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Wie
in 1 dargestellt, beinhaltet das Wasserreinigungssystem 10 eine
Wasserreinigungsvorrichtung 34 mit einem Einlass und einem
Auslass, die in den Flüssigkeitskreislauf 12 geschaltet
sind und mit wenigstens einem Innenvolumen der Vorrichtung 34 in
Flüssigkeitsverbindung
stehen. In der US-amerikanischen Patentanmeldung 09/520529 ist die
Wasserreinigungsvorrichtung 34 vollständiger offenbart.
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Kurz
gesagt, umfasst die Wasserreinigungsvorrichtung 34 eine
Filteranordnung 36 einschließlich einer Vielzahl von identisch
konstruierten Kartuschen 38a–d, die miteinander und mit
dem Einlass und dem Auslass der Wasserreinigungsvorrichtung 34 in
Flüssigkeitsverbindung
gekoppelt sind. Während
des Betriebs wird das Wasser, das in dem Flüssigkeitskreislauf 12 zirkuliert
oder durch ihn hindurchströmt,
wie in 1 schematisch dargestellt durch die Filteranordnung 36 oder
die Kartuschen 38a–d
geleitet. Das gereinigte Wasser, das aus der Kartusche 38d austritt,
strömt
zu einem Desinfektionsanschluss 40, der benutzt werden
kann, um je nach den Erfordernissen der jeweiligen Anwendung regelmäßig ein
Desinfektionsmittel in den Flüssigkeitskreislauf 12 einzuspeisen.
Es ist eine Brücke 42 vorgesehen,
um die Fernausgabepistole 32 wie nachstehend detailliert beschrieben
optional mit dem Flüssigkeitskreislauf 12 zu
verbinden.
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Beim
Verlassen der Filteranordnung 36 gelangt das gereinigte
Wasser in einen Ausgabeverteiler 44, der in dem Flüssigkeitskreislauf 12 angeschlossen
ist. Der Ausgabeverteiler 44 enthält ein erstes, normalerweise
geschlossenes Magnetventil 46, das mit dem Durchflussregelungssystem 20 gekoppelt
ist. Das normalerweise geschlossene Magnetventil 46 kann
wahlweise von dem Benutzer geöffnet
werden, um Wasser durch einen Endfilter 48 und durch den
Wasserauslass 16 zu leiten. Wenn kein gereinigtes Wasser
ausgegeben wird, ist ein normalerweise geöffnetes Magnetventil 50 vorgesehen,
um das Wasser auf rezirkulierende Weise durch ein Rückschlagventil 52 und
zurück
zum Anfang des Flüssigkeitskreislaufes 12 zu
leiten, um von der Pumpe 30 kontinuierlich rezirkuliert
zu werden. Das Rückschlagventil 52 verhindert
den Rückfluss
von dem Einlass 14 und sorgt ferner für den nötigen Gegendruck für ein (nicht
dargestelltes) manuelles Ventil, das mit der optionalen Fernausgabepistole 32 verbunden
ist.
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Das
Durchflussregelungssystem 20 ist ein wichtiges Merkmal,
und eine Ausführungsform
von ihm ist in 2 dargestellt. Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Durchflussregelungssystem 20 einen
flügelartigen
Durchflusssensor 54, der mit einem Durchflussregler 56 des
Durchflussregelungssystems 20 gekoppelt ist. Der Durchflusssensor 54 funktioniert
derart, dass er ein Signal erzeugt, das von dem Durchflussregler 56 verwendet
wird, um ein von dem Wasserauslass 16 ausgegebenes Wasservolumen
zu bestimmen. Der Durchflussregler 56 liefert einen Ausgang,
der von dem Signal gesteuert ist, das von dem Durchflusssensor 54 erzeugt
wird, um das von dem Wasserauslass 16 ausgegebene Wasservolumen
anzugeben.
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Das
Durchflussregelungssystem 20 soll einem Benutzer erlauben,
ein gewünschtes
Wasservolumen einzugeben, das an dem Auslass 16 ausgegeben
werden soll, und ferner das von dem Wasserreinigungssystem 10 ausgegebene
Wasservolumen zu bestimmen. Die Benutzereingabevorrichtung 26 der
Benutzeroberfläche 24 (1)
ist vorzugsweise in der Form eines (nicht dargestellten) Bedienfelds,
das dem Benutzer erlaubt, einfach das gewünschte Volumen an gereinigtem
Wasser einzugeben, das durch den Auslass 16 ausgegeben
werden soll. Das Benutzerdisplay 28 der Benutzeroberfläche 24 (1)
ist vorzugsweise in der Form eines LCD oder eines ähnlichen
Displays, das eine bedienerlesbare Anzeige des Volumens an von dem
Wasserreinigungssystem 10 ausgegebenem oder auszugebendem
gereinigtem Wasser hat. Eine optionale Alarmierungsvorrichtung 58 kann
mit dem Durchflussregler 56 verbunden sein, um dem Benutzer
einen optischen und/oder akustischen Hinweis zu liefern, wenn das
gewünschte
Volumen an gereinigtem Wasser ausgegeben wurde.
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Wie
in 2 dargestellt, beinhaltet der Durchflusssensor 54 einen
Impulsgenerator 60, der derart funktioniert, dass er in
Erwiderung auf ein vorherbestimmtes Wasservolumen, das durch den
Auslass 16 ausgegeben wird, eine vorherbestimmte Anzahl
von Impulsen erzeugt, zum Beispiel 6.900 Impulse für jeden
Liter an gereinigtem Wasser, der durch den Auslass 16 ausgegeben
wird. Der Durchflussregler 56 beinhaltet einen Impulszähler 62,
einen Gesamtimpulszähler 64 und
einen Speicher 66, die mit einem Mikrocontroller 68 gekoppelt
sind, um das Volumen an gereinigtem Wasser, das durch den Auslass 16 ausgegeben
wird, zu überwachen
und zu regeln. Selbstverständlich
können
der Durchfusssensor 54 und der Durchflussregler 56,
obwohl sie hier als separate Komponenten dargestellt sind, auch
zu einer einzigen Vorrichtung kombiniert werden.
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Im
Folgenden wird der Betrieb des Wasserreinigungssystems 10,
einschließlich
des Durchflusssensors 54 und des Durchflussreglers 56,
in Zusammenhang mit dem Überwachen
und dem Regeln des Volumens an gereinigtem Wasser, das durch den
Auslass 16 ausgegeben wird, beschrieben.
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Der
Durchflussregler 56 funktioniert derart, dass er die Softwareprogramme
der 3–6 ausführt, um
die folgenden Funktionen zu erfüllen:
1) automatische Ausgabe eines vorherbestimmten Wasservolumens, das
einem gewünschten
Wasservolumen entspricht, das von dem Benutzer durch die Benutzereingabevorrichtung 26 in
den Durchflussregler 56 eingegeben wird; 2) Überwachung
des Volumens und des Gesamtvolumens an gereinigtem Wasser, das von
dem Wasserreinigungssystem 10 ausgegeben wird; 3) Kalibrierung
des Wasserreinigungssystems 10, um automatisch das gewünschte,
vom Benutzer eingegebene Wasservolumen auszugeben; und 4) Durchführung eines
Systemtests, um das Vorhandensein der Fernausgabepistole 32 oder einer
undichten Stelle in dem System 10 festzustellen. Dem Fachmann
wird klar sein, dass sich die Software in dem Speicher 66 des
Durchflussreglers 56 und/oder auf Band, auf Festplatie
oder auf Diskette befinden kann, die mit dem Durchflussregler 56 verbunden
sind, auch wenn der Ort der Software nicht auf den Durchflussregler 56 beschränkt ist,
wie der Durchschnittsfachmann erkennen wird.
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Mit
Bezug auf 3 wird nun das "PROGRAMM AUTOMATISCHE
AUSGABE" 70 beschrieben.
Der Zweck dieses Programms ist in erster Linie, einem Benutzer zu
erlauben, ein gewünschtes
Wasservolumen einzugeben, das von dem Wasserreinigungssystem 10 ausgegeben
werden soll, und das System 10 so zu steuern, dass es das
gewünschte,
von dem Benutzer eingegebene Wasservolumen ausgibt. Ein weiterer Zweck
dieses Programms ist, eine benutzerlesbare Anzeige des Volumens
an verbleibendem, durch den Auslass 16 auszugebendem Wasser
zu bieten. In Schritt 72 empfängt der Durchflussregler 56 durch
die Benutzereingabevorrichtung 26 das von dem Benutzer
gewünschte,
durch den Auslass 16 auszugebende Wasservolumen. In Schritt 74 berechnet
der Durchflussregler 56 eine Impulszahl, die dem gewünschten
Wasservolumen entspricht, und gibt die berechnete Impulszahl in
den Speicher 66 ein. Wenn der Benutzer zum Beispiel möchte, dass
ein Liter an gereinigtem Wasser durch den Auslass 16 ausgegeben
wird, gibt der Durchflussregler einen Impulszahlwert von 6.900 in
den Speicher 66 ein. In Schritt 76 wird bestimmt,
ob der Benutzer die "Ausgabetaste" gedrückt hat,
um die automatische Ausgabe des gewünschten Volumens an gereinigtem
Wasser zu initiieren. Wenn die "Ausgabetaste" gedrückt wurde,
setzt der Durchflussregler 56 den Impulszähler 62 in Schritt 78 auf
null zurück
und stellt die Pumpe 30 so ein, dass sie in Schritt 80 mit "voller Geschwindigkeit" läuft. In
Schritt 82 öffnet
der Durchflussregler 56 das normalerweise geschlossene
Magnetventil 46, das mit dem Ausgabeverteiler 44 verbunden
ist, um durch den Wasserauslass 16 gereinigtes Wasser auszugeben.
Während
an dem Auslass 16 Wasser ausgegeben wird, erzeugt der Durchflusssensor 54 durch
den Impulsgenerator 60 Impulse, die dem Wasservolumen entsprechen,
das ausgegeben wird. In Schritt 84 zählt der Impulszähler 62 des
Durchflussreglers 56 die von dem Impulsgenerator 60 des
Durchflusssensors 54 erzeugten Impulse. In Schritt 86 wird
entschieden, ob die von dem Impulsgenerator 60 erzeugte
Impulszahl gleich der in den Speicher 66 eingegebenen Impulszahl
ist. Wenn nicht, fährt
der Impulszähler 62 fort,
die von dem Impulsgenerator 60 erzeugten Impulse zu zählen. Wenn
jedoch die erzeugte Impulszahl gleich der in den Speicher 66 eingegebenen
Impulszahl ist, schließt
der Durchflussregler 56 in Schritt 88 das Magnetventil 46,
um die Wasserabgabe durch den Auslass 16 zu stoppen, und
setzt die Pumpe 30 in Schritt 90 auf ihre "Rezirkulationsgeschwindigkeit" zurück.
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Immer
noch mit Bezug auf 3 zieht der Durchflussregler 56,
während
der Impulszähler 62 die
von dem Impulsgenerator 60 erzeugten Impulse zählt, die
aktuelle Impulszahl von der in den Speicher 66 eingegebenen
Impulszahl ab und konvertiert den Rest der Impulszahl in ein Volumen
an verbleibendem, auszugebendem Wasser, wie in Schritt 92 angegeben.
Der Durchflussregler 56 liefert auf dem Benutzerdisplay 28 eine Anzeige
des Volumens an verbleibendem, auszugebendem Wasser, wie in Schritt 94 angegeben.
Dem Durchschnittsfachmann wird klar sein, auch ohne dass dies dargestellt
ist, dass der Durchflussregler 56 die aktuelle Impulszahl
in ein Wasservolumen konvertieren könnte, das tatsächlich ausgegeben
wird, und diese Information sowohl dem Benutzer als auch auf dem
Benutzerdisplay 28 anzeigen könnte. Wenn das gewünschte Volumen
an gereinigtem Wasser ausgegeben wurde, betätigt der Durchflussregler 56 die
Alarmierungsvorrichtung 58, um den Benutzer darauf aufmerksam
zu machen, dass der Ausgabezyklus abgeschlossen ist. Es versteht sich
von selbst, dass das "PROGRAMM
AUTOMATISCHE AUSGABE" 70 dem
Benutzer erlaubt, einfach ein gewünschtes Volumen an Wasser einzugeben,
das ausgegeben werden soll, und danach genau kontrolliert, ob das
ausgegebene Wasservolumen dem gewünschten, vom Benutzer eingegebenen
Volumen entspricht.
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Im
Folgenden wird mit Bezug auf 4 das "PROGRAMM GESAMTES
AUSGEGEBENES VOLUMEN" 95 beschrieben.
Der Zweck dieses Programms ist, das Gesamtvolumen an gereinigtem,
von dem Wasserreinigungssystem 10 ausgegebenem Wasser zu überwachen
und diese Informationen dem Benutzer für verschiedene Service-, Abrechnungs-,
Garantie- und Nutzungsartzwecken zur Verfügung zu stellen. In Schritt 96 wird
insbesondere ein Volumen an gereinigtem Wasser durch den Auslass 16 ausgegeben.
In Schritt 98 erzeugt der mit dem Durchflusssensor 54 verbundene
Impulsgenerator 60 eine Reihe von Impulsen, die von dem
Impulszähler 62 sowie
von dem Gesamtimpulszähler 64 des
Durchflussreglers 56 gezählt werden. In Schritt 100 speichert
und akkumuliert der Gesamtimpulszähler 64 die von dem
Impulsgenerator 60 erzeugten Impulse über mehrere Ausgabevorgänge des
Wasserreinigungssystems 10. In Schritt 102 konvertiert
der Durchflussregler 56 die akkumulierten, von dem Gesamtimpulszähler 64 gezählten Impulse
in ein Gesamtvolumen an gereinigtem Wasser, das von dem Wasserreinigungssystem 10 ausgegeben
wird. Wie unter 104 angegeben, kann diese Information als
Serviceinformation verwendet werden, um den Benutzer darüber zu informieren,
wenn das System 10 eine Inspektion oder eine Wartung benötigt. Die
Inspektion bzw. die Wartung kann zum Beispiel das Auswechseln der
Filteranordnung 36 oder das Einspeisen eines Desinfektionsmittels durch
den Desinfektionsanschluss 40 in den Flüssigkeitskreislauf 12 beinhalten.
Wie unter 106 angegeben, kann das Gesamtvolumen an von
dem Wasserreinigungssystem 10 ausgegebenem Wasser auch
für Abrechnungsinformationen
verwendet werden, so dass dem Benutzer exakt das Volumen an gereinigtem
Wasser in Rechnung gestellt wird, das von dem System 10 ausgegeben
wurde. Wie unter 108 angegeben, können diese Informationen auch
für Garantieinformationen
oder, wie unter 110 angegeben, für Nutzungsartinformationen verwendet
werden, wie zum Beispiel das Gesamtvolumen an Wasser, das über einen
vorherbestimmten Zeitraum durch ein bestimmtes Wasserreinigungssystem 10 ausgegeben
wurde.
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Mit
Bezug auf 5 wird nun das "PROGRAMM KALIBRIERUNG" 112 beschrieben.
Der Zweck dieses Programms ist, das Wasserreinigungssystem 10 so
zu kalibrieren, dass es an dem Auslass 16 akkurat das gewünschte Volumen
an gereinigtem Wasser ausgibt. In Schritt 114 wird ermittelt,
ob der Durchflussregler 56 so eingestellt wurde, dass er
in einem "Kalibrierungsmodus" läuft. Wenn
ja, wird in Schritt 116 ermittelt, ob der Benutzer die "Ausgabetaste" gedrückt hat.
Wenn der Benutzer die "Ausgabetaste" gedrückt hat,
gibt der Durchflussregler 56 ein vorherbestimmtes Volumen
an gereinigtem Wasser aus, das einer vorherbestimmten Impulszahl
entspricht. In Schritt 118 zum Beispiel, wenn der Durchflussregler 56 so
eingestellt ist, dass er im "Kalibrierungsmodus" läuft und
die "Ausgabetaste" gedrückt wurde,
kann der Durchflussregler 56 so programmiert werden, dass
er einen Liter an gereinigtem Wasser ausgibt, was einer Impulszahl
von 6.900 entspricht. Wie unter 120 angegeben, misst der
Benutzer das tatsächliche
Volumen an ausgegebenem Wasser und gibt diesen Wert in Schritt 122 durch
die Benutzereingabevorrichtung 26 in den Durchflussregler 56 ein.
In Schritt 124 berechnet der Durchflussregler 56 einen
Fehler, welcher der Differenz zwischen dem vorherbestimmten Volumen
an Wasser, das im "Kalibrierungsmodus" ausgegeben werden
soll, und dem tatsächlich
am Auslass 16 ausgegebenem Wasser entspricht. Anschließend inkrementiert
bzw. dekrementiert der Durchflussregler 56 in Schritt 126 die
vorherbestimmte Impulszahl, um das vorherbestimmte Volumen an Wasser
zu erhalten, das ausgegeben werden sollte, wenn die "Ausgabetaste" gedrückt wird
und der Durchflussregler 56 so eingestellt ist, dass er
im "Kalibrierungsmodus" läuft. Durch
das "PROGRAMM KALIBRIERUNG" 112 kann
zum Beispiel bestimmt werden, dass ein Liter an ausgegebenem gereinigtem
Wasser tatsächlich
einer Impulszahl von 6.985 entspricht anstelle von 6.900. Wenn man
die Impulszahl so kalibriert, dass sie dem tatsächlichen Volumen an ausgegebenem
Wasser entspricht, sollten alle nachfolgenden automatischen Ausgabezyklen
sehr genau sein.
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Mit
Bezug auf 6 wird nun das "PROGRAMM SYSTEMTEST" 128 beschrieben.
Der Zweck dieses Programms ist, entweder den Anschluss der Fernausgabepistole 32 an
den Flüssigkeitskreislauf 12 oder
eine undichte Stelle im System 10 zu ermitteln. In Schritt 130 wird
ermittelt, ob die "Ausgabetaste" gedrückt wurde. Wenn
ja, wird die Steuerung wie vorstehend beschrieben dem "PROGRAMM AUTOMATISCHE
AUSGABE" 70 übergeben.
Wenn nicht, wird in Schritt 132 ermittelt, ob von dem Impulszähler 62,
der mit dem Durchflussregler 66 verbunden ist, ein Impuls
erkannt wurde. Wenn in Schritt 132 ein Impuls erkannt wird,
zählt der
Impulszähler 62 in
Schritt 134 den Impuls. In Schritt 136 bestimmt
der Durchflussregler 56, ob die Impulszahl des Impulszählers 62 größer ist
als eine vorherbestimmte in dem Speicher 66 gespeicherte
Impulszahl. Wenn die Impulszahl die vorherbestimmte in dem Speicher 66 gespeicherte
Impulszahl übersteigt,
wird in Schritt 138 ermittelt, ob die Fernausgabepistole 32 vorhanden
ist. Diese Information kann durch eine Abfrage des Benutzers geliefert
werden, um zu prüfen,
ob die Fernausgabepistole 32 an den Flüssigkeitskreislauf 12 angeschlossen ist
oder nicht. Wenn der Benutzer in Schritt 138 angibt, dass
die Fernausgabepistole 32 nicht vorhanden ist, schließt der Durchflussregler 56 in
Schritt 140 die Pumpe 30 und kann ferner bewirken,
dass das Wasserreinigungssystem 10 in Schritt 142 von
der (nicht dargestellten) Wasserquelle getrennt wird. Anschließend kann der
Durchflussregler 56 dem Benutzer auf dem Benutzerdisplay 28 eine
Warnanzeige anzeigen, um den Benutzer darauf hinzuweisen, dass er
das System 10 in Schritt 144 auf eine undichte
Stelle untersuchen soll.
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Wenn
in Schritt 138 ermittelt wurde, dass die Fernausgabepistole 32 an
den Flüssigkeitskreislauf 12 angeschlossen
ist, stellt der Durchflussregler 56 die Pumpe 30 in
Schritt 146 auf "volle
Geschwindigkeit".
In Schritt 148 wird ermittelt, ob von dem Impulszähler 62 ein
Impuls erkannt wurde, was anzeigt, dass durch die Fernausgabepistole 32 gereinigtes
Wasser ausgegeben wird. Wenn in Schritt 148 kein Impuls
erkannt wird, was anzeigt, dass das (nicht dargestellte) Ventil
der Fernausgabepistole 32 geschlossen wurde, setzt der Durchflussregler 56 die
Pumpe 30 zurück,
so dass sie in Schritt 150 wieder mit ihrer "Rezirkulationsgeschwindigkeit" läuft.
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In
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
von 2 ist zwar ein flügelartiger Durchflusssensor 54 dargestellt,
aber selbstverständlich
sind auch andere Fühler
möglich.
Der Fühler
kann zum Beispiel einen Spannungs- oder Stromausgang haben anstelle
eines Impulsausgangs, wie er vorstehend detailliert beschrieben wurde.
Des Weiteren versteht es sich von selbst, dass der Durchflusssensor,
auch wenn hier detailliert ein flügelartiger Durchflusssensor
beschrieben wurde, einen Ultraschall-, Schaufelrad- oder ähnlichen
Durchflusssensor umfassen kann, der dem Durchschnittsfachmann wohl
bekannt ist. Zusätzlich
und wie in 2A dargestellt kann der Fühler einen
Zeitgeber und eine Verweistabelle 152 oder einen Zeitgeber
und einen Algorithmus 154 enthalten, die mit dem Durchflussregler 56 verbunden
sind. Der Benutzer kann zum Beispiel, wie in 2A unter 158 dargestellt,
ein gewünschtes
Volumen an gereinigtem Wasser eingeben, das durch die Benutzereingabevorrichtung 26 von
dem System 10 ausgegeben werden soll. Im Falle dass der
Fühler
einen Zeitgeber und eine Verweistabelle 152 umfasst, enthält der Durchflussregler 56 eine
Verweistabelle, die ein gewünschtes,
von dem Benutzer eingegebenes Volumen an gereinigtem Wasser mit
einer Ausgabezeit in Beziehung setzt, die dem Öffnen des normalerweise geschlossenen
Magnetventils 46 entspricht. in diesem Ausführungsbeispiel
wird die Benutzereingabe des gewünschten
Volumens an gereinigtem Wasser, das von dem System 10 ausgegeben
werden soll, von dem Fühler 152 in
einen Zeitwert zum Öffnen
des normalerweise geschlossenen Magnetventils 46 konvertiert.
Auf dieses Weise gibt das Wasserreinigungssystem 10 ein
gewünschtes,
von dem Benutzer eingegebenes Volumen an gereinigtem Wasser ab,
wie unter 160 angegeben.
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Alternativ
konvertiert der Durchflussregler 56, wenn der Fühler ein
Zeitgeber und ein Algorithmus ist, die Benutzereingabe des gewünschten
Volumens an gereinigtem Wasser, das ausgegeben werden soll, in einen
Zeitwert zum Öffnen
des normalerweise geschlossenen Magnetventils 46. Der Zeitwert
wird in dem Algorithmus berechnet, indem an das gewünschte,
von dem Benutzer eingegebene Volumen an gereinigtem Wasser durch
den bekannten Durchsatz des Systems 10 teilt.
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Für den Durchschnittsfachmann
versteht es sich von selbst, dass das Durchflussregelungssystem 20, auch
wenn es hier als dem Einlass zu der Wasserreinigungsvorrichtung 34 vorgelagert
positioniert beschrieben wurde, alternativ dem Auslass der Wasserreinigungsvorrichtung 34 nachgelagert
positioniert sein kann.
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