控制阀组件.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201280064624.9

申请日:

2012.10.29

公开号:

CN104185608A

公开日:

2014.12.03

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C02F 1/469申请日:20121029|||公开

IPC分类号:

C02F1/469

主分类号:

C02F1/469

申请人:

滨特尔民用水处理有限责任公司

发明人:

D·J·埃弗贝克; G·S·埃里斯

地址:

美国威斯康星

优先权:

2011.10.27 US 13/283,158

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038

代理人:

刘志强

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内容摘要

本发明的实施例提供一种控制阀组件和在混合位置操作的方法,在所述混合位置处供应流体和经处理的流体组合成混合流体,所述混合流体从控制阀组件被引导以建立多端口混合。控制阀组件可调节以适应经处理的流体的波动需求。

权利要求书

1.  一种控制阀组件,所述控制阀组件能够与提供供应流体的进入点、流体处理装置以及使用点流体连通,所述流体处理装置限定用于接收所述供应流体的处理入口端口和用于供应经处理的流体的处理出口端口,所述控制阀组件包括:
阀体,所述阀体包括:
供应端口,所述供应端口与所述进入点流体连通以将来自所进入点的所述供应流体引导到所述阀体;
出口端口,所述出口端口与所述处理入口端口流体连通以将所述阀体的所述供应流体引导到所述流体处理装置;
入口端口,所述入口端口与所述处理出口端口流体连通以将来自所述流体处理装置的所述经处理的流体引导到所述阀体;以及
服务端口,所述服务端口与所述使用点流体连通以所述供应流体和所述经处理的流体中的至少一种从所述阀体的引导到所述使用点;以及
阀,所述阀安置在所述阀体内并且可移动到混合位置,在所述混合位置处所述供应流体和所述经处理的流体都被引导通过所述服务端口,使得包括所述供应流体和所述经处理的流体的混合流体从所述阀体被引导到所述使用点。

2.
  根据权利要求1所述的控制阀组件,还包括以下中的至少一个:
供应传感器,所述供应传感器邻近所述供应端口安置在所述阀体中以感测所述供应流体的供应参数;以及
服务传感器,所述服务传感器邻近所述服务端口安置在所述阀体中以感测所述经处理的流体和所述混合流体中的至少一种的服务参数。

3.
  根据权利要求2所述的控制阀组件,其中:
所述供应传感器包括供应温度传感器、供应流量传感器、供应压力传感器、供应电导率传感器和供应pH传感器中的至少一种;并且
所述服务传感器包括服务温度传感器、服务流量传感器、服务压力传感器、服务电导率传感器和服务pH传感器中的至少一种。

4.
  根据权利要求1所述的控制阀组件,其中:
所述阀体包括阀室;并且
所述阀包括:安置在所述阀室中的筒罩;可滑动地安置在所述筒罩中以沿着活塞轴线平移的活塞;以及联接到所述活塞并且从所述阀室延伸的杆。

5.
  根据权利要求4所述的控制阀组件,其还包括电机,所述电机与所述杆接合以沿着所述活塞轴线将所述活塞平移到所述混合位置。

6.
  根据权利要求1所述的控制阀组件,其中:
所述阀包括圆柱形活塞,所述圆柱形活塞沿着活塞轴线延伸并且限定基端和末端之间的外表面;并且
所述外表面限定减小部分,所述减小部分相对于所述外表面的相邻直径具有减小的直径。

7.
  根据权利要求1所述的控制阀组件,其中:
所述阀包括活塞,所述活塞沿着活塞轴线在基端和末端之间延伸;以及
所述基端包括多个弹性臂;以及
还包括:杆,所述杆限定阀端和驱动端,所述阀端由所述弹性臂俘获,并且所述驱动端从所述阀体延伸;以及联接到所述杆的所述驱动端的纵向驱动齿轮。

8.
  根据权利要求1所述的控制阀组件,其中驱动齿轮联接到所述阀,使得所述驱动齿轮相对于所述阀体的运动在所述阀体内平移所述阀。

9.
  根据权利要求8所述的控制阀组件,其中:
所述驱动齿轮的所述运动包括所述驱动齿轮的平移;以及
所述阀由所述驱动齿轮的平移由所述驱动齿轮的轴向端面和所述阀体的止挡表面之间的接合限制。

10.
  根据权利要求1所述的控制阀组件,其中所述阀可移动到旁路位置,在所述旁路位置所述供应流体从所述供应端口被引导到所述服务端口并且被禁止流动到所述处理入口端口中。

11.
  一种控制阀组件,所述控制阀组件能够与提供供应流体的进入点、流体处理装置以及使用点流体连通,所述流体处理装置限定用于接收所述供应流体的处理入口端口和用于供应经处理的流体的处理出口端口,所述控制阀组件包括:
阀体,所述阀体包括与所述进入点流体连通的供应端口、与所述处理入口端口流体连通的出口端口、与所述处理出口端口流体连通的入口端口以及与所述使用点流体连通的服务端口;
歧管,所述歧管限定于所述阀体内并且与所述供应端口、所述出口端口、所述入口端口和所述服务端口流体连通;
阀室,所述阀室限定于所述阀体内;以及
阀,所述阀可移动地安置在所述阀室内并且与所述歧管交叉;
所述歧管包括将来自所述供应端口的所述供应流体引导到所述出口端口和所述阀室的供应通道、将来自所述入口端口的所述经处理的流体引导到所述阀室的处理通道、以及将所述供应流体和所述经处理的流体中的至少一种从所述阀室引导到所述服务端口的服务通道;以及
所述阀可移动到混合位置,在所述混合位置处混合流体被引导通过所述服务通道并且包括引导通过所述供应通道的供应流体和引导通过所述处理通道的经处理的水。

12.
  根据权利要求11所述的控制阀组件,其还包括以下中的至少一个:
供应电导率传感器,所述供应电导率传感器邻近所述供应通道安置在所述阀体中以感测所述供应流体的供应电导率;
服务电导率传感器,所述服务电导率传感器邻近所述服务通道安 置在所述阀体中以感测所述经处理的流体和所述混合流体中的至少一种的服务电导率;
供应压力传感器,所述供应压力传感器邻近所述供应通道安置在所述阀体中以感测所述供应流体的供应压力;以及
服务压力传感器,所述服务压力传感器邻近所述服务通道安置在所述阀体中以感测所述经处理的流体和所述混合流体中的至少一种的服务压力。

13.
  根据权利要求11所述的控制阀组件,其还包括:
电机;并且
其中所述阀包括安置在所述阀室中的筒罩、可滑动地安置在所述筒罩中以沿着活塞轴线平移的活塞、以及联接到所述活塞并且从所述阀室延伸的杆;并且
其中所述电机将所述杆和所述活塞沿着所述活塞轴线平移到所述混合位置。

14.
  根据权利要求11所述的控制阀组件,其中所述阀可移动到关闭位置,在所述关闭位置处所述供应流体被禁止通过所述供应通道流动到所述阀室中。

15.
  根据权利要求11所述的控制阀组件,其中所述阀可移动到服务位置,在所述服务位置处所述供应流体通过所述供应通道流动到所述出口端口并且被禁止流动到所述阀室中,并且所述经处理的流体通过所述处理通道和所述服务通道流动到所述服务端口。

16.
  根据权利要求11所述的控制阀组件,其中所述阀可移动到排放位置,在所述排放位置处所述供应流体通过所述供应通道流动到所述出口端口并且被禁止流动到所述阀室中,排放流体从所述入口端口流动到所述阀室并且通过建立所述阀室和排放端口之间的流体连通的排放通道。

17.
  根据权利要求11所述的控制阀组件,其中所述流体处理装置是电容去离子化装置。

18.
  一种电化学去离子化系统,所述电化学去离子化系统包括在 进入点和使用点之间的电化学去离子化装置,所述系统包括:
阀体,所述阀体联接到所述电化学去离子化装置;以及
阀,所述阀可动地定位在所述阀体的内部,所述阀具有第一位置,在所述第一位置处来自所述电化学去离子化装置的经处理的流体被供应到所述使用点,并且未处理的流体同时从所述进入点供应到所述使用点以便混合未处理的流体和经处理的流体。

19.
  根据权利要求18所述的系统,其中所述阀包括第二位置,在所述第二位置处来自所述进入点的未处理的流体被供应到所述电化学去离子化装置。

20.
  根据权利要求19所述的系统,其中所述阀包括第三位置,在所述第三位置处来自所述电化学去离子化装置的经处理的流体被供应到所述使用点。

21.
  根据权利要求20所述的系统,其中所述阀由于在所述使用点处的流体的增加需求而移动到所述第一位置。

22.
  根据权利要求21所述的系统,其中所述阀包括第四位置,在所述第四位置处所述电化学去离子化装置被旁通绕过,并且未处理的流体从所述进入点供应到所述使用点。

23.
  根据权利要求22所述的系统,其中所述阀由于线路能量损失而移动到所述第四位置。

24.
  根据权利要求18所述的系统,其中所述阀体包括与所述进入点流体连通的供应端口和与所述使用点流体连通的服务端口。

25.
  根据权利要求24所述的系统,其中所述阀体包括将未处理的水从所述供应端口供应到所述电化学去离子化装置的出口端口和将经处理的水从所述电化学去离子化装置供应到所述使用点的输入端口。

26.
  根据权利要求18所述的系统,其中所述电化学去离子化装置是具有流过式电容器的电容去离子化装置。

27.
  一种处理流体并且将流体从进入点提供到使用点的方法,所述方法包括:
当阀体处于第一位置时并且当在使用点处需求增加时,将经处理的流体通过所述阀体从电化学去离子化装置供应到所述使用点,并且同时将未处理的流体通过所述阀体从所述进入点供应到所述使用点以便混合未处理的流体和经处理的流体。

28.
  根据权利要求27所述的方法,其还包括当所述阀体处于第二位置时,将未处理的流体通过所述阀体从所述进入点供应到所述电化学去离子化装置。

29.
  根据权利要求28所述的方法,其还包括当所述阀体处于第三位置时,将来自所述电化学去离子化装置的经处理的流体通过所述阀体供应到所述使用点。

30.
  根据权利要求29所述的方法,其还包括当所述阀体处于第四位置时,旁通绕过所述电化学去离子化装置使得未处理的流体从所述进入点供应到所述使用点。

31.
  根据权利要求30所述的方法,其还包括由于线路能量损失而旁通绕过所述电化学去离子化装置。

32.
  根据权利要求27所述的方法,其还包括用包括流过式电容器的电容去离子化装置处理来自所述进入点的流体。

说明书

控制阀组件
背景技术
阀在多种多样的应用中使用以大体上控制和/或引导流体的流动。在一个示例性应用中,阀用于控制水流动通过安装在住宅和/或商业设施中的水处理系统。这些水处理系统例如包括水处理装置,例如提取和/或替换供应水中的有害成分的滤水器和净水器。
通常被称为电容去离子化装置的一种类型的水处理装置可以用于从供水去除带电杂质、例如离子。在电容去离子化装置中,水流通过包括成对的极化电极板的一个或多个流过式电容器。为了从通过电极板之间的供水去除杂质,在电极板之间建立电压电位,导致供水中的许多杂质被吸引并且(至少暂时)保持在电极板中的一个上,同时相对净化的水从电容器流动。
在使用期间当从供水提取的杂质越来越饱和电极板时,电极板的效率和能力降低。为了再生流过式电容器的能力,流过式电容器可以被设置成通过去除电压电位或通过暂时施加与在净化期间建立的电压电位极性相反的电压电位而排出被俘获杂质。在排出期间,携带杂质的废水典型地被路由到排放管线。
一般而言,来自电容去离子化装置的经处理的水的最大流量由可用于处理供水的物理表面面积限制。换句话说,为了增加经处理的水的实时流量,电容去离子化装置的物理尺寸必须增加(例如,具有附加的或更大的流过式电容器)或者储存容器(例如,液压气动箱)必须被包含以储存经处理的水供以后使用。两种方法都低效、庞大并且增加总系统的成本。其它类型的水处理系统遭受类似的缺陷,原因在于最终能力或生产量被限制并且与总系统的尺寸相关。
发明内容
至少考虑到以上情况,需要一种包含改进的设计理念的控制阀组件,其可以适应强加于水处理系统的波动需求。
一种控制阀组件包括阀体,所述控制阀组件能够与提供供应流体的进入点、限定用于接收所述供应流体的处理入口端口和用于供应经处理的流体的处理出口端口的流体处理装置以及使用点流体连通。所述阀体包括与所述进入点流体连通以将来自所述进入点的所述供应流体引导到所述阀体的供应端口;与所述处理入口端口流体连通以将来自所述阀体的所述供应流体引导到所述流体处理装置的出口端口;与所述处理出口端口流体连通以将来自所述流体处理装置的所述经处理的流体引导到所述阀体的入口端口;以及与所述使用点流体连通以将来自所述阀体的所述供应流体和所述经处理的流体中的至少一种引导到所述使用点的服务端口。阀安置在所述阀体内并且可移动到混合位置,在所述混合位置处所述供应流体和所述经处理的流体都被引导通过所述服务端口,使得包括所述供应流体和所述经处理的流体的混合流体从所述阀体被引导到所述使用点。
附图说明
图1是联接到示例性水处理装置的示例性控制阀组件的等轴视图。
图2是示例性控制阀组件的仰视等轴视图。
图3是示例性控制阀组件的仰视平面图。
图4是示例性控制阀组件的端视平面图。
图5是示例性控制阀组件的左侧平面图。
图6是示例性控制阀组件的右侧平面图。
图7是示例性控制阀组件的俯视平面、部分截面图。
图8是示例性控制阀组件的部分分解、等轴视图,示出示例性压力传感器和示例性电导率传感器。
图9是示例性控制阀组件的部分分解、等轴视图,示出示例性止回阀和示例性流量计。
图10是示例性控制阀组件的示例性齿轮系的部分等轴视图。
图11是示例性控制阀组件的一部分的等轴视图。
图12是沿着图11中所示的线12-12的截面图,示出在示例性阀室中的示例性控制阀组件的部分。
图13A是图11和12中所示的示例性活塞的平面图。
图13B-13E是替代示例性活塞的部分平面图。
图14是沿着图4中所示的线14-14的截面图,示出处于关闭位置的示例性控制阀组件。
图15是沿着图4中所示的线15-15的截面图,示出处于图14中所示的关闭位置的示例性控制阀组件。
图16是截面图,示出处于服务位置的示例性控制阀组件。
图17是截面图,示出处于图16中所示的服务位置的示例性控制阀组件。
图18是截面图,示出处于混合位置的示例性控制阀组件。
图19是截面图,示出处于图18中所示的混合位置的示例性控制阀组件。
图20是截面图,示出处于排放位置的示例性控制阀组件。
图21是截面图,示出处于图20中所示的排放位置的示例性控制阀组件。
图22是由图21中所示的圆圈22-22界定的图21的部分的详图。
图23是替代示例性控制阀组件的等轴视图。
图24是替代示例性控制阀组件的沿着图23中所示的线24-24的部分截面图。
图25是处于关闭位置的替代示例性控制阀组件的部分截面图。
图26是处于服务位置的替代示例性控制阀组件的部分截面图。
图27是处于混合位置的替代示例性控制阀组件的部分截面图。
图28是处于旁路位置的替代示例性控制阀组件的部分截面图。
图29是处于排放位置的替代示例性控制阀组件的部分截面图。
图30是示例性流体处理系统的示意图。
图31是示例性控制阀组件的示意图。
图32是流程图,示出示例性控制阀组件的操作。
图33是替代电机配置的部分横截面图。
图34是包括示例性控制阀组件的示例性电容去离子化装置的部分截面图。
具体实施方式
在详细地解释本发明的任何实施例之前,应当理解本发明在其应用上不限于在以下描述中叙述或在以下图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明能够具有其它实施例并且能够以各种方式实施或实现。而且,应当理解本文中使用的措辞和术语是为了描述并且不应当被视为限制。“包括”、“包含”或“具有”及其变型在本文中的使用表示包含在其后列出的项及其等效物以及附加项。除非另外指出或限制,术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变型在广义上使用并且包含直接和间接安装、连接、支撑和联接。此外,“连接”和“联接”不被限制到物理或机械连接或联接。
提出以下论述以使本领域的技术人员能够制造和使用本发明的实施例。本领域的技术人员将显而易见对所示实施例的各种修改,并且本文中的一般原理可以应用于其它实施例和应用而不脱离本发明的实施例。因此,本发明的实施例不旨在被限制到所示的实施例,而是被给予与本文中公开的原理和特征一致的最宽范围。应当参考图阅读以下详细描述,其中不同图中的相似元件具有相似的附图标记。不必按比例的图描绘选定实施例并且不旨在限制本发明的实施例的范围。熟练技术人员将认识到本文中提供的例子具有许多有用的替代并且属于本发明的实施例的范围内。
在流体处理装置的背景下描述具有多端口混合的控制阀组件(“控制阀组件10”)的一个实施例。以电容去离子化装置12的形式显示并且描述流体处理装置。然而,本文中所述的实施例可以被包含到其它合适类型的流体处理装置、例如电去离子化装置、连续电去 离子化装置、电渗析装置、包括流过式电容器的电容去离子化装置、炭过滤器装置、反渗透装置或软水器装置(例如,包括树脂床)中。在一个实施例中,电去离子化装置执行一种方法,所述方法使用电活性介质和电位来影响液体内的离子运动。电去离子化装置可以包括介质,所述介质具有永久或暂时电荷并且在有或没有电活性膜(例如,半透离子交换或双极膜)的情况下被操作以导致电化学反应。连续电去离子化装置包含一种方法,所述方法典型地包括交变电活性半透阴离子和阳离子交换膜。流体在膜之间流动并且直流电场被供应以将离子吸引到相应电极。可以包括电极隔室以将反应产物与其它流动隔室分离。一般而言,本发明的实施例可以被包含到易受经处理的水的波动需求影响的流体处理系统中。
图1示出与电容去离子化装置12流体连通的控制阀组件10。控制阀组件10配置成响应波动流体需求控制供应流体和经处理的水流动通过控制阀组件。电容去离子化装置12包括容纳各种水处理部件(例如,流过式电容器)的容器14。容器14渐缩到上颈部16,所述上颈部限定外圆形处理入口端口18和在处理入口端口18的径向内侧嵌套的内圆形处理出口端口20。替代地,各种其它流体处理装置可以配置成与控制阀组件10流体连通,并且控制阀组件10的结构可以被修改以建立特定应用流体连通。
图2和3示出控制阀组件10通过轴环22联接到上颈部16。轴环22尺寸确定成接收容器14的上颈部16并且通过开口锁环24联接到上颈部16的环形唇边。锁环24具有从开口锁环24的外带28径向向内延伸的圆周间隔突出部26。当安置时,突出部26延伸穿过通过轴环22形成的对准矩形槽口29并且接合上颈部16的环形唇边,因此禁止从电容去离子化装置12去除控制阀组件10。一个或多个密封件可以布置在上颈部16和轴环22之间以防止联接处的非期望流体泄漏。
将控制阀组件10联接到电容去离子化装置12将控制阀组件10的相应端口放置成与处理入口端口18和处理出口端口20流体连通, 因此建立用于流体连通的通道。如图2和3中所示,控制阀组件10包括内管32,所述内管与由轴环22限定的外管34同轴地对准。当控制阀组件10安置在上颈部16上时,内管32与处理出口端口20流体连通,并且外管34类似地与处理入口端口18流体连通。内管32用处理出口端口20密封,使得禁止从控制阀组件10流动到电容去离子化装置12中的供应流体与流出电容去离子化装置12的经处理的流体混合。流动路径被限定为从控制阀组件10的外管34、进入处理入口端口18、通过电容去离子化装置12、离开处理出口端口20并且进入控制阀组件10的内管32。
轴环22、外管34和内管32从控制阀组件10的阀体38延伸。如图3中所示,阀体38限定都提供流体连通到阀室44中的出口端口40和入口端口42(也如图12和14-21中所示)。此外,出口端口40也建立与外管34和相应处理入口端口18的流体连通;类似地,入口端口42建立与内管32和相应处理出口端口20的流体连通。因此,在一个操作模式中,处理入口端口18将接收来自控制阀组件10的供应流体。供应流体可以流动通过电容去离子化装置12的平衡以被处理。经处理的流体然后可以通过处理出口端口20流出电容去离子化装置12回到控制阀组件10中。
控制阀组件10可以与提供供应流体的进入点(例如,民用或商用水源、例如井、压力箱、市政连接、上游流体处理装置等)和接收从控制阀组件10流动的流体的使用点(例如,民用或商用水务、例如热水器、饮用水龙头、下游流体处理装置等)流体连通。如图4、7、14、16、18和20中所示,控制阀组件10的阀体38限定供应端口46和服务端口48,所述端口提供控制阀组件10和相应的进入点和使用点之间的流体连通。在一些实施例中,阀体38可以例如由黄铜、不锈钢、塑料或复合材料制造,并且例如通过铸造、机械加工或模制被构造。
图4-8示出手动旁路主体50,所述手动旁路主体联接到控制阀组件10并且连接到供应管路和服务管路。手动旁路主体50为大体H形 并且限定圆柱形外部供应端口52和圆柱形外部服务端口54,所述端口配置成相应地与供应管路和服务管路联接。外部供应端口52限定供应室56,并且外部服务端口54限定类似的服务室58。旁路室60在供应室56和服务室58之间延伸,使得当相应地定向供应阀62和服务阀64时流体可以被引导通过旁路室60。
供应阀62可旋转地安置在供应室56内,使得供应阀62可以在流过位置(在图7中显示)和转向位置之间旋转九十度。当供应阀62处于流过位置时,允许流体穿过供应室56并且进入控制阀组件10的供应端口46;在转向位置,流体由供应阀62禁止流动到供应端口46中并且改为重新引导到旁路室60中。类似地,服务阀64可旋转地安置在服务室58内使得服务阀64可以在流过位置(在图7中显示)和转向位置之间旋转九十度。当服务阀64处于流过位置时,允许流体从控制阀组件10的服务端口54穿过服务室58;在转向位置,流体由服务阀64禁止从服务端口54流动,但是旁路室60内的流体被引导到服务室58中。供应室56也限定辅助端口66(显示为由帽68覆盖),所述辅助端口可以与辅助装置(例如,排放装置)流体连通地连接。
手动旁路主体50还包括通过U形夹子74、76联接到阀体38的圆柱形供应管70和圆柱形服务管72。供应管70在供应端口46上滑动,并且服务管72在服务端口48上滑动,然后相应的U形夹子74、76通过手动旁路主体50插入开口78中以安置在形成于阀体38中的一系列圆柱形开口80中。U形夹子74、76、手动旁路主体50和阀体38之间的接合限制手动旁路主体50。
手动旁路主体50可以例如由黄铜、不锈钢、塑料或复合材料制造,并且例如可以通过铸造、机械加工或模制被构造。在其它实施例中,手动旁路主体50(和/或它的功能)可以与阀体38整合。
控制阀组件10也包括一系列传感器,所述传感器定位在阀体38内以监测流动进入、通过和/或离开控制阀组件10的流体的各种性质。其它传感器可以包含在总流体处理系统中以监测系统的附加性质,例如环境温度和经处理的水储存容器内的流体水平或压力。传感器监测 操作的方面并且将指示操作的参数传给控制器(例如,计算机、可编程逻辑控制器、微控制器等)。在一些实施例中,控制器可以响应并且考虑那些被感测参数控制控制阀组件10的操作,如下面更详细地所述。在一个实施例中,控制器可以监测传感器以便获得指示流体需求已经或将可能超过流体处理装置的实时流动能力的参数。控制器可以操作控制阀组件10以将控制阀组件10移动到某个位置,使得满足流体需求,尽管具有部分处理(或混合)的流体。许多其它控制逻辑可以被实现或适应于特定应用,包括流体处理装置和包含到总流体处理系统中的其它装置的规范。
如图8中所示,供应压力传感器86、服务压力传感器88、供应电导率传感器82和服务电导率传感器84安置在形成于阀体38中的相应传感器端口94、96、90、92中。传感器端口94、96、90、92延伸到限定于阀体38内的歧管98的期望位置中,并且下面更详细地论述与传感器相关的控制逻辑。供应电导率传感器82和服务电导率传感器84通过单独的多叉夹子100、102联接到相应的端口90、92。具体地,每个多叉夹子100、102包括插入槽口108、110中的弹性臂104、106,所述槽口形成于从阀体38延伸的相应端口轴环112、114中。当多叉夹子100、102滑动到与槽口108、110接合时,弹性臂104、106围绕供应电导率传感器82和服务电导率传感器84的相应主体116、118挠曲直到弓形表面120、122与主体116、118中的圆周凹槽124、126一致。每个多叉夹子100、102也包括中心开口叉128、130,所述中心开口叉安置在形成于相应的端口轴环112、114中的中心槽口132、134中。
类似地,供应压力传感器86和服务压力传感器88联接到由阀体38形成的相应端口轴环136、138。每个端口轴环136、138限定一对压铆螺母柱140、142,所述一对压铆螺母柱140、142限定U形夹子148、150插入其中的相应圆柱形开口144、146。U形夹子148、150包括相对臂152、154,所述相对臂延伸到形成于供应压力传感器86和服务压力传感器88的主体160、162中的圆周凹槽156、158中。
为了清楚起见未在图8中显示通信连接,然而,供应压力传感器86、服务压力传感器88、供应电导率传感器82和服务电导率传感器84可以与控制器通信(例如,有线、无线、单向、双向等),使得代表性参数由每个传感器提供给控制器。供应压力传感器86和服务压力传感器88可以是由德国Rietheim-Weilheim的Marquardt制造的的零件号2066,并且供应电导率传感器82和服务电导率传感器84可以是具有适应特定应用要求的规范的任何合适的电导率传感器。
图7和9示出包含到控制阀组件10中的附加传感器和流量控制装置(为了清楚起见在图9中已去除手动旁路主体50)。流量计164安置在供应端口46内并且包括外壳体166,所述外壳体容纳一系列导叶168和可旋转叶片环170。流量计164可以是由威斯康星州密尔沃基市的Pentair Residential Filtration有限责任公司制造的零件号GL3027839。阀体38限定捡拾器固定在其中的安装件172;捡拾器可以与控制器通信以将指示供应流体的流动的参数传到供应端口46中(例如,有流动或无流动、流量等)。止回阀174安置在服务端口48内以禁止通过服务端口48回流到控制阀组件10的歧管98中。止回阀174可以是由康涅狄格州沃特伯里市的Neoperl公司制造的零件号NV25-25M。当手动旁路主体50固定到阀体38时手动旁路主体50将流量计164和止回阀174俘获在相应的供应端口46和相应的服务端口48内,如上所述并且如图7中所示。
执行预定逻辑的控制器可以配置成调节控制阀组件10的操作以改变流体如何流动(或禁止流动)通过阀体38的歧管98。在控制阀组件10中,呈电动机176(例如,具有与控制器通信的磁霍耳效应捡拾器的直流电动机)的形式的电机被包含以最终调节通过控制阀组件10的可用流动通道。电动机176可以是直流电机、交流电机、步进电机等,例如由Global制造的零件号GLBDC-1227-01。
如图2和10中所示,电动机176和齿轮系178安装到阀体38,使得在一些实施例中,电动机176的旋转运动导致阀180的平移。阀180安置在阀体38内,与歧管98交叉以改变或调节控制阀组件10的 操作。阀体38形成具有一系列紧固件腔孔184的圆柱形安装凸缘182。大体矩形安装板186用若干紧固件188固定到安装凸缘182,并且盖190定位在齿轮系178上并且通过附加紧固件192固定到安装板186。盖190防护齿轮系178并且提供用于电动机176的安装位置。如图2和8中所示,盖190形成具有弹性臂196的圆柱形容座194,所述弹性臂从盖190延伸以将电动机176俘获到盖190。弹性臂196限定在安装期间凸轮作用于电动机176的斜末端198和当完全安置在圆柱形容座194中时接合电动机176的端面202、因此俘获电动机176的底切200。安装板186和盖190可以例如由黄铜、不锈钢、塑料或复合材料制造,并且例如可以通过铸造、机械加工或模制被构造。
图10示出齿轮系178,其中盖190被去除。电动机176包括可旋转地固定到电动机176的输出轴的驱动电机齿轮204。驱动电机齿轮204包括与第一堆叠传动齿轮208啮合的齿206。第一堆叠传动齿轮208包括邻近内齿轮212的外齿轮210,所述内齿轮固定到外齿轮210,使得驱动电机齿轮204的齿206定位成与外齿轮210啮合。第一堆叠传动齿轮208可旋转地固定到从安装板186延伸的第一心轴压铆螺母柱214。以类似方式,由第二心轴压铆螺母柱218支撑的第二堆叠齿轮216与第一堆叠传动齿轮208和由第三心轴压铆螺母柱222支撑的第三堆叠齿轮220啮合。第三堆叠齿轮220与由第四心轴压铆螺母柱226支撑的第四堆叠齿轮224啮合,并且第四堆叠齿轮224转而与由第五心轴压铆螺母柱230支撑的第五堆叠齿轮228啮合。因此,齿轮系178将电动机176的旋转运动(在任一旋转方向上)传递到定位齿轮232。各种齿轮例如可以被机械加工、被铸造、由金属粉末形成或被注射模制。
定位齿轮232与纵向驱动齿轮242组合工作以将电动机176的旋转运动转换成阀180的平移运动。定位齿轮232被固定而不会平移并且包括由第五堆叠齿轮228接合的外部齿轮齿234并且限定中心腔孔238内的螺旋螺纹236。螺旋螺纹236配置成接合旋转地固定的纵向驱动齿轮242上的配合外螺纹240。定位齿轮232的相对旋转将导致 纵向驱动齿轮242平移通过定位齿轮232的中心腔孔238。
图11、12、14和15示出定位齿轮232、纵向驱动齿轮242和阀180之间的相互作用。定位齿轮232被禁止轴向运动,但是允许旋转。当定位齿轮232定位在盖190和安置在由安装板186限定的凸耳246上的环形衬套244之间时定位齿轮轴向地被限制或横向地被固定(如图14和15中所示)。盖190包括接合形成于定位齿轮232的外面252上的配合环形、弓形凹陷250的环形、弓形突起248。类似地,衬套244限定接合形成于定位齿轮232的内面258上的另一配合环形、弓形凹陷256的环形、弓形突起254。突起248、254和凹陷250、256之间的滑动、旋转接合允许定位齿轮232旋转并且也禁止沿着阀轴线260的平移。由于沿着纵向驱动齿轮242轴向地形成的相对槽口274(在图11中显示其中的一个)和从盖190和安装板186的相应内表面278、279延伸到相应槽口274中的配合矩形突起276、277的对(如图15中所示)之间的接合,纵向驱动齿轮242的旋转被限制。
当定位齿轮232通过齿轮系178由电动机176旋转地驱动时,内螺旋螺纹236凸轮作用于纵向驱动齿轮242上的外螺纹240,因此沿着阀轴线260平移纵向驱动齿轮242。为了在阀室44内移动阀180,杆262将纵向驱动齿轮242连接到可滑动地安置在筒罩266内的活塞264。具体地,杆262的驱动端268限定凹槽270和俘获到纵向驱动齿轮242的头部272。纵向驱动齿轮242包括具有指状件282的一对弹性臂280,所述指状件朝着凹槽270径向地向内延伸以俘获杆262。杆262从驱动端268延伸通过安装板186中的开口284并且进入阀室44。安装板186还包括安置在阀室44的端部288内的圆柱形塞子286。圆柱形塞子286包括形成于外环形表面292中的环形凹槽290,O形圈294安置在所述环形凹槽中。O形圈294在凹槽290和阀室44的内表面296之间密封。端杯298安置在圆柱形塞子286中并且包括较小直径的接头300,所述较小直径的接头延伸到圆柱形塞子286中的较小直径的腔302中以俘获另一O形圈304。当杆262平移通过开口284时,该O形圈304尺寸确定成接合杆262。
杆262还限定阀端306,所述阀端与驱动端268相对并且配置成俘获到活塞264。当安置时,活塞264可以在筒罩266内沿着与阀轴线260大体共线的活塞轴线308移动。如图13A中所示,活塞264为大体圆柱形并且从末端310延伸到基端312。在基端312处,三个弹性臂314围绕基端312圆周地间隔并且径向地向内倾斜,其中弹性臂314由开口环316联接。弹性臂314和开口环316限定开口318,所述开口俘获靠近杆262的阀端306形成的另一头部320。
在控制阀组件10中,活塞264在筒罩266内可移动到调节通过控制阀组件10的流体的流动的各种位置。为了限定各种流动通道,筒罩266安置在阀室44内,并且活塞264尺寸确定成可滑动地安置在筒罩266内。筒罩266包括密封阀室44的内圆柱形表面324的多个外部密封件322和可滑动地密封活塞264的外表面328的附加内部密封件326。
筒罩266包括多个盘状段,所述多个盘状段卡扣配合在一起以建立用于各种外部密封件322和内部密封件326的容座。具体地,圆形端帽330邻近阀室44的端壁332安置在阀室44中。弹性突出部334从端帽330的内面335轴向地延伸并且包括互锁末端336(例如,底切)以接合相邻流动盘338。一系列流动盘338与一个或多个相邻流动盘338互锁。每个流动盘338包括偏移、第一和第二平行板340、342,所述板由邻近每个板340、342的内缘边346、348的一系列纵向辐条344连接。径向开口350限定于板340、342和辐条344之间。另外,环形唇边351从第二板342轴向地延伸以限定用于外部密封件322和内部密封件326的部分容座。当相邻流动盘338被联接时形成完整容座。为了联接相邻流动盘338,第一流动盘338的弹性突出部334与形成于相邻流动盘338的第一板340中的弓形开口352(如图15中所示)对准并且插入其中,使得第一流动盘338的互锁末端336与相邻流动盘338的第一板340接合。端部卷轴354包括类似于流动盘338的第一板340的第一板356,但是包括通过固体圆柱形壁360联接到第一板356的固体第二板358。
衬套244、杆262、活塞264、端帽330、流动盘338和端部卷轴354可以由各种材料并且通过许多技术制造。例如,端帽330、流动盘338和端部卷轴354可以由不腐蚀金属铸造或者由塑料注射模制。杆262和活塞264可以由涂覆有摩擦减小材料(例如由DuPont销售的商标为Teflon的聚四氟乙烯)的塑料或金属制造。另外,已知本公开的益处,本领域的技术人员将领会各种部件可以被修改(例如,彼此整合),但是经修改的结构属于该控制阀组件概念的范围内。
已知本公开的益处,本领域的技术人员将领会筒罩266可以包括不联接到相邻段的单套筒或多个盘状段。例如,端帽330、流动盘338和端部卷轴354可以成一体地形成或邻接(而不联接)。在替代构造中,例如可以通过将密封件整合到阀室44中(例如,O形圈安置在形成于阀室44的内表面中的环形凹陷中)消除筒罩266。
当活塞264在筒罩266内平移时,围绕活塞264的外表面328的轮廓影响可用流动面积,并且与歧管98结合建立或禁止通过阀体38的流动通道。如图13A中所示,活塞264还限定在末端310和基端312之间的若干流动区域和表面。末端流动区域364靠近末端310并且包括直径加大的三个阶梯形环366、368、370(沿着活塞轴线308移动远离末端310)。具有截圆锥的形状的斜环372邻近最后阶梯形环370。调节阶梯形环366、368、370和斜环372相对于内部密封件326的位置将改变面积并且因此改变在末端流动区域364和阀室44之间流动的流体的流量。例如,假如其它因素保持不变,特定阶梯形环366、368、370和特定内部密封件326之间的较大环形间隙将允许通过环形间隙的增加流体流量。
圆柱形末端密封表面374从斜环372的边缘朝着中间流动区域376延伸。当活塞264安置在阀室44内时,末端密封表面374尺寸确定成选择性接合内部密封件326中的至少一个。中间流动区域376包括相对斜面缘边378、380和两个阶梯形环382、384。再次地,阶梯形环382、384的相对位置可以影响通过中间流动区域376的流体的流动。
圆柱形中间密封表面386在中间流动区域376和圆柱形基部流动区域388之间延伸。类似于末端密封表面374,当活塞264安置在阀室44内时,中间密封表面386尺寸确定成选择性地接合内部密封件326中的至少一个。继续朝着活塞264的基端312,基部流动区域388包括由若干指状件394桥接的相对斜面缘边390、392,所述指状件轴向地延伸以联接中间密封表面386和基部密封表面396。指状件394限定圆周间隔间隙398,所述圆周间隔间隙允许流体通过间隙398流动到在活塞264内并且沿着活塞轴线308限定的内室400中。再次地,当活塞264安置在阀室44内时基部密封表面396还配置成选择性地接合内部密封件326中的至少一个。
尽管将结合控制阀组件10描述活塞264的特定操作,但是存在可用于活塞264的替代配置。若干替代实施例在图13B、13C、13D和13E中示出。图13B示出限定末端流动区域404的活塞402的第二实施例,所述末端流动区域具有从末端406朝着末端密封表面408径向向外扩大的大体圆锥形状因子。末端流动区域404限定具有第一斜率的第一段404A和具有小于第一段404A的第一斜率的第二斜率的第二段404B;因此,可以计量流体的初始和后续流动。中间流动区域410包括邻近颈状圆柱形部分414的斜面缘边412。另一圆锥形表面416从圆柱形部分414径向向外张开到具有小于由圆锥形表面416限定的斜率的另一斜面缘边418。斜面缘边418邻近圆柱形中间密封表面420,并且活塞402的平衡类似于图13A中所示的活塞264。
图13C示出具有类似于图13C中所示的末端流动区域424的活塞422的第三实施例。然而活塞422的末端流动区域424限定具有大致均匀斜率的圆锥形状因子。中间流动区域426类似于图13A中所示的阶梯形式。活塞428的第四实施例在图13D中显示并且包括末端流动区域430,所述末端流动区域包含靠近活塞428的末端434围绕活塞428圆周地间隔的一系列几何形状开口432。如图13D中所示,几何形状开口432呈等边三角形的形式,其具有邻近末端434的顶点436和垂直于活塞428的活塞轴线442定向的底边440。中间流动区域444 类似于图13B中所示的活塞402。图13E示出具有在末端流动区域450中的几何形状开口447的活塞446的第五实施例,所述几何形状开口定向成使得几何形状开口447(例如呈三角形的形式)的底边452邻近末端455并且垂直于活塞轴线456的取向。中间流动区域458类似于图13A中所示的活塞264。
返回控制阀组件10的总操作,阀180可以被操作以调节通过在阀体38内限定歧管98可用的内部通道。阀室44内的活塞264的位置调节控制阀组件10进入或离开关闭位置(如图14和15中所示)、服务位置(如图16和17中所示)、混合位置(如图18和19中所示)和排放位置(如图20和21中所示)。除了引导流体流量通过歧管98之外,控制阀组件10还可以例如通过控制流体流量通过的通道(例如,活塞264和内部密封件326之间的环形空间)的尺寸影响流体的流量。下面参考图14-22描述控制阀组件10的各种操作模式。在图14-21中,在每个位置的流体流量大体用流动箭头示出,并且为了清楚起见未在图中显示手动旁路主体50。
如图14和15中所示,控制阀组件10处于关闭位置,在所述关闭位置,阀180配置成禁止供应端口46和服务端口48之间的流体连通。具体地,从电容去离子化装置12的处理出口端口20流动到阀体38的入口端口42中的流体(例如,经处理的流体)被禁止流动到阀室44中,并且因此通过阀室44进入服务端口48中。当进入点联接到控制阀组件10并且配置成将供应流体提供给控制阀组件10的歧管98时,供应流体被引导到供应端口46并且进入歧管98的供应通道460中。固定到阀体38的供应电导率传感器82延伸到供应通道460中并且将指示供应通道460内的流体电导率的电导率参数提供给控制器。供应通道460包括朝着阀室44弯曲的弓形壁463。供应通道460还包括通过阀体38的开口464,供应压力传感器86延伸到所述开口中并且将指示供应流体的压力的压力参数提供给控制器。
也如图14和15中所示,活塞264的基部密封表面396配置成用俘获在筒罩266中的内部密封件326D、326E密封,以便禁止供应通 道460内的供应流体进入阀室44。供应通道460建立围绕基部密封表面396的环形部分462,供应流体可以流动进入并且通过所述环形部分。在阀180处于关闭位置的情况下,供应通道460内的供应流体可以通过大体卵形出口端口40流出歧管98,并且在内管32和外管34之间进入电容去离子化装置12的处理入口端口18。
电容去离子化装置12内的任何流体(例如,经处理的流体)也被禁止流动到阀室44中。具体地,通过经由内管32与处理出口端口20流体连通的入口端口42进入歧管98的经处理的流体流量到处理通道464中。处理通道464建立围绕末端密封表面374和中间密封表面386的环形部分466。末端密封表面374和中间密封表面386由相应的内部密封件326A、326B接合以禁止经处理的流体进入阀室44。
排放通道448也形成于歧管98内并且从排放端口449(如图2和4中最佳地所示)延伸到阀室44。排放通道448建立围绕中间密封表面386的环形部分。活塞264的中间密封表面386抵靠内部密封件326B、326C密封以禁止流体在阀室44和排放通道448之间流动。
最后,与服务端口48流体连通的服务通道454内的任何流体被允许通过内室400流动到阀室44中。流体可以流动通过间隙398并且经过活塞264的基端312。流动通过间隙398的流体被引导到环形隔室457中,所述环形隔室由抵靠阀室44接合的外部密封件322C、322D以及抵靠中间密封表面386接合的内部密封件326C和抵靠基部密封表面396接合的内部密封件326D限定和密封。流动经过基端312的流体由内部密封件326E、外部密封件322E、O形圈304和O形圈294禁止流出阀室44。所以,当阀180处于关闭位置时,流体(例如,供应流体、经处理的流体、混合流体)被禁止流动通过歧管98和从服务端口48推压。止回阀174还禁止流体流量到歧管98中。
如果阀180不处于关闭位置,则电动机176例如可以由控制器致动以经由齿轮系178将阀180驱动到关闭位置。具体地,定位齿轮232的旋转将导致纵向驱动齿轮242平移到图14和15中所示的关闭位置。电动机176的致动由控制器控制。例如,控制器可以监测嵌入第一堆 叠传动齿轮208中或以另外方式固定到它的磁体,使得控制器可以监测磁体的旋转以“计数”第一堆叠传动齿轮208的旋转的数量。给定已知的齿轮比,第一堆叠传动齿轮208的每次旋转对应于纵向驱动齿轮242的线性运动。在一个实施例中,活塞264的全行程对应于第一堆叠传动齿轮208的大约一千次旋转,表示由控制器监测的大约一千个脉冲。
如图12中所示,控制阀组件10配置成使得纵向驱动齿轮242的轴向端面467接合形成于安装板186的圆柱形腔472中的停止表面470。停止表面470和轴向端面467之间的接合最终限制联接活塞264的平移,因此当定位在关闭位置时不对活塞264施加任何附加应力。
如图16和17中所示,控制阀组件10示出为处于服务位置,在所述服务位置阀180配置成将流动到供应端口46中的供应流体引导到电容去离子化装置12中并且将从电容去离子化装置12流动的经处理的流体引导到服务端口48之外。在一个实施例中,控制阀组件10提供歧管98提供流体连通以将供应端口46中的供应流体通过供应通道460引导到与处理入口端口18流体连通的出口端口40中。经处理的流体也从处理出口端口20引导到入口端口42中通过处理通道464进入阀室44,从阀室44进入服务通道454,并且最后离开服务端口48到达使用点。
类似于当控制阀组件10处于关闭位置时,服务位置将供应流体引导到歧管98的供应通道460中,其中活塞264的基部密封表面396保持与内部密封件326D、326E密封接合,以便禁止供应通道460内的供应流体进入阀室44。供应通道460内的供应流体通过出口端口40流出歧管98并且进入电容去离子化装置12的处理入口端口18。尽管活塞264的相对位置已向右滑动(如图16中所示),但是从阀室44流动通过排放通道448也仍然被限制,原因是活塞264的中间密封表面386抵靠内部密封件326C被密封,并且末端密封表面374抵靠内部密封件326B被密封,以便禁止流体在阀室44和排放通道448之间流动。
当活塞264沿着阀轴线260在阀室44内滑动时,轮廓末端流动区域364将最终邻近内部密封件326A定位。经处理的流体将开始通过处理通道464、在内部密封件326A和末端流动区域364之间、进入阀室44并且沿着服务通道454流动。末端流动区域364的斜环372可以相对于内部密封件326A定位成计量经处理的流体的流动。类似地,不同直径的阶梯形环366、368、370也可以相对于内部密封件326A定位成获得期望流量,原因是可用的流体流量面积被调节。
类似于当控制阀组件10处于关闭位置时所述的配置,服务通道454内的流体被允许通过内室400流动到阀室44中。流体可以流动通过间隙398并且经过活塞264的基端312,但是保持密封在环形隔室457和阀室44中。
固定到阀体38的服务电导率传感器84延伸到服务通道454中并且将指示服务通道454内的流体电导率的电导率参数提供给控制器。服务通道454还包括通过阀体38的开口474,服务压力传感器88延伸到所述开口中(如上所述)并且将指示经处理的流体的压力的压力参数提供给控制器(当控制阀组件10处于服务位置时)。
再次地,阀180的定位经由致动电动机176的控制器实现,所述电动机转而驱动联接到定位齿轮232的齿轮系178,导致纵向驱动齿轮242和联接活塞264的平移。在一种形式中,控制器可以监测由流量计164提供的流量参数并且调节阀180的位置以获得期望流量。在其它形式中,控制器可以监测并且比较供应压力参数和服务压力参数,并且调节阀180的位置以保持期望压力差。在其它形式中,可以监测服务电导率传感器84,使得当服务流体的性质超过预定阈值时,阀180可以定位在混合位置以混合供应流体和服务流体,由此在优选范围内调节混合流体的性质。
如图18和19中所示,控制阀组件10处于混合位置,在所述混合位置阀180配置成朝着电容去离子化装置12引导流动到供应端口46中的供应流体的一部分,将从电容去离子化装置12流动的经处理的流体引导到服务端口48之外,并且引导供应流体的一部分以旁路 通过电容去离子化装置12并且进入服务端口48中。在一个实施例中,控制阀组件10通过歧管98提供流体连通以将供应端口46中的供应流体通过供应通道460引导到与处理入口端口18流体连通的出口端口40中。经处理的流体也从处理出口端口引导到入口端口42中,通过处理通道464,进入阀室44,从阀室44进入服务通道454,并且最后离开服务端口48到达使用点。这两个流动路径类似于当控制阀组件10处于服务位置时建立的流动路径。混合位置限定附加流动路径,所述附加流动路径允许供应流体和经处理的流体以各种比率混合以建立从服务端口48流动的混合流体。
在混合位置,活塞264进一步从图16和17中所示的服务位置向右滑动。当活塞264接近混合位置时,基部流动区域388邻近内部密封件326D移动,最后提供供应通道460的环形部分462和供应流体可以流动通过的阀室44之间的流体连通。具体地,供应流体通过间隙398流动到限定于活塞264内的内室400中。供应流体然后可以沿着内室400朝着服务通道454流动,其中供应流体最后与经由处理通道464进入阀室44的经处理的流体混合。
在控制阀组件10中,控制器可以接收并且使用来自供应压力传感器86、供应电导率传感器82、服务压力传感器88和服务电导率传感器84的参数以确定将混合流体保持在例如电导率的范围内所需的阀180的期望位置。作为另一实施例,服务压力传感器88可以提供指示处于或低于最小阈值的服务通道454中的流体压力的服务压力参数。作为响应,控制器可以确定服务流体需求需要流体压力和流动的增加。因此,将阀180移动到混合位置将允许附加供应流体至少暂时地满足强加于控制阀组件10的服务需求。一旦已满足增加的需求(例如,服务通道454中的压力超过阈值),阀180可以定位在服务位置或排放位置(在下面论述)以允许例如电容去离子化装置12的再生。
在混合位置,流体保持被禁止从阀室44流动到排放通道448中。具体地,末端密封表面374与内部密封件326B邻接,并且中间密封表面386与内部密封件326C邻接。
图20、21和22示出处于排放位置的控制阀组件10。排放位置可以实现为获得各种功能,例如清洁歧管98和/或流体处理装置12,流体处理装置12的再生,和/或引导来自歧管98和/或流体处理装置12的废物。在控制阀组件10中,类似于针对关闭位置所示的配置,活塞264定位成经由阀体38中的出口端口40和电容去离子化装置12中的处理入口端口18之间的连通将供应流体引导到电容去离子化装置12中。然而,如图22中所示,活塞264已滑动或平移以大体上邻近内部密封件326B定位活塞264的中间流动区域376。因此,离开电容去离子化装置12并且经由入口端口42进入歧管98的流体流量通过处理通道464(尽管流体可以是废流体),其中它朝着排放通道448被引导进入并且通过中间流动区域376。中间流动区域376(具体地,相对斜面缘边378、380和阶梯形环382、384)可以改变以调节处理通道464和排放通道448之间的流体的流量。
除了在电容去离子化装置12或其它水处理装置(例如,具有过滤介质的过滤器)的再生期间可使用之外,排放位置也可用于清洁和排放目的。在一些形式中,流量被调节到高于防止结垢所需的最小水平并且处于或低于获得期望功能所需的最大水平(例如,再生—流动比再生电容去离子化装置12所需的更多的流体是流体的低效使用,其优选地被避免)。
图23-29示出一个替代的控制阀组件476。如图23和24中所示,控制阀组件476包括限定一系列端口的大体立方形阀体478,所述端口包括供应端口480、排放端口482、服务端口484、出口端口486和入口端口488。提供供应流体的进入点可以与供应端口480流体连通地联接并且使用点可以与服务端口484流体连通地联接。而且,出口端口486和入口端口488可以与水处理装置(例如,电容去离子化装置)的相应入口和出口端口流体连通地配置。控制阀组件476配置成提供选择性流体连通以在期望端口之间引导流体(例如,供应流体、经处理的流体、混合流体、排放流体)并且建立多端口混合。
阀室490形成于阀体478内以容纳阀492。阀492包括可滑动地 密封在筒罩496内的活塞494,所述筒罩密封在阀室490内。筒罩496还包括与阀室400接合的外部密封件498和与活塞494接合的内部密封件500。当活塞494沿着阀轴线502在阀室490内滑动时,内部密封件500抵靠活塞494刮擦以通过限定于阀体478内的歧管504建立各种流动通道。活塞494可以通过上面关于活塞264所述的类似布置或通过任何其它合适的构造在各种位置之间移动。
图25示出处于关闭位置的替代的控制阀组件476,在所述关闭位置进入入口端口488的流体被禁止流出服务端口484。具体地,供应流体进入供应端口480并且朝着阀室490流动通过供应通道506。内部密封件500D、500E抵靠活塞494的基部密封表面508密封以禁止供应流体进入阀室490。供应流体也沿着长形出口通道510流动到联接的流体处理装置。如果沿着入口通道512朝着阀室490流动,流体可以经由入口端口488进入歧管504。然而,内部密封件500A和末端密封表面514之间以及内部密封件500C和内部密封表面524之间的密封接合朝着排放端口482引导流体。服务通道516内的流体可以通过基部流动区域520中的间隙518流动到流体容座522中,所述流体容座由相应地与内部密封表面524和基部密封表面508接合的内部密封件500C、500D限定。朝着活塞494的基端526流动的流体可以以参考控制阀组件10所述的方式被包含。
图26示出处于服务位置的控制阀组件476,在所述服务位置供应流体与流体处理装置流体连通并且经处理的流体与服务端口484流体连通。具体地,当控制阀组件476处于关闭位置时,供应流体如上所述被引导,但是活塞494移动到图26中所示的位置。在服务位置,进入入口端口488的经处理的流体通过入口通道512流动到阀室490。经处理的流体然后沿着活塞494和内部密封件500A之间的末端流动区域528流动到服务通道516中。末端流动区域528包括过渡到颈状部分532的锥形阶梯530,所述颈状部分可以定位成调节通过末端流动区域528的流体的流量。颈状部分532邻近朝着旁路密封表面536(在下面描述)径向地向外张开的斜面缘边534。内部密封件500B 抵靠末端密封表面514密封以禁止流体沿着排放通道538流动到排放端口482。流动通过基部流动区域520中的间隙518的流体继续被引导到流体容座522中。
图27示出处于混合位置的控制阀组件476,在所述混合位置混合流体从服务端口484被引导。活塞494将供应流体引导通过出口通道510以便由流体处理装置处理并且通过阀室490,其中它与流动通过入口通道512的经处理的水混合。具体地,供应流体朝着服务通道516被引导通过基部流动区域520中的间隙518。供应流体也沿着出口通道510被引导、通过出口端口486并且进入流体处理装置。来自流体处理装置的经处理的流体经由入口端口488进入阀体478并且沿着入口通道512朝着阀室490流动。在混合位置,末端流动区域528(具体地,颈状部分532)定位成延伸横越内部密封件500A使得经处理的流体可以在内部密封件500A和颈状部分532之间朝着服务通道516流动。经处理的流体和供应流体混合以建立混合流体,所述混合流体然后从服务端口484被引导。
控制阀组件476还包括旁路位置(如图28中所示),在所述旁路位置供应流体从供应端口480被引导、通过阀室490并且从服务端口484被引导而不与流体处理装置所提供的经处理的流体混合。活塞494定位成使得基部流动区域520邻近供应通道506。供应流体流量通过间隙518并且沿着阀轴线502朝着服务通道516流动。供应流体可以流动通过出口通道510,然而,内部密封件500A、500B相应地接合旁路密封表面536和末端密封表面514以禁止经处理的流体进入服务通道516。因此,供应流体旁路通过流体处理装置并且朝下游引导到服务端口484。
类似于控制阀组件10,控制阀组件476包括排放位置,如图29中所示。在排放位置,控制阀组件476将供应流体引导通过出口通道510并且将入口通道512中的流体引导通过阀室490、到达排放通道538并且最后离开排放端口482。具体地,流体进入入口端口488并且沿着入口通道512流动到阀室490。活塞494在阀室490内滑动到 图29中所示的位置以对准中间流动区域542和内部密封件500B。对准导致流体在活塞494和内部密封件500B之间朝着排放通道538流动(如图24中所示)。中间流动区域542还包括阶梯形环544、546,所述阶梯形环可以相对于内部密封件500B定位成计量或调节流体的流量,原因是开口的尺寸和形状被改变。
控制阀组件概念的操作(例如,调节阀的位置)可以部分地或完全地自动化。图30示出控制阀组件548与控制器550连通以控制控制阀组件548在各种位置(例如,关闭位置、服务位置、混合位置、旁路位置、排放位置等)之间的运动。尽管控制器550可以在不接收来自传感器的参数的情况下操作(例如,例如通过基于定时器、时间安排、来自用户的直接输入等调节位置),但是控制器550示出为与供应传感器552、服务传感器554和系统传感器556连通。
控制器550配置成调节(例如,平移)控制阀组件548以引导来自进入点558、流体处理装置560、使用点562和排放装置564以及在它们之间的流体。特别地,控制阀组件548包括与进入点558流体连通的供应端口566、与处理入口端口570流体连通的出口端口568、与处理出口端口574流体连通的入口端口572、与使用点562流体连通的服务端口576以及与排放装置564连通的排放端口578。作为一个示例性调节,当控制阀组件548处于关闭位置时,控制器550可以监测服务传感器554(例如,压力传感器)使得当服务压力低于最小水平时(指示存在对流体的需求),控制器550可以将控制阀组件548从关闭位置调节到服务位置。
在一个实施例中,控制器550可以监测系统传感器556以便获得指示经处理的水的储箱中的流体水平或压力的参数。如果控制器550确定对经处理的水的需求(由经处理的水的储箱内的低流体水平或低压力指示)超过流体处理装置560的生产能力,则控制器550可以将阀调节到混合位置。具体地,电机可以可操作地联接到阀和控制器550。控制器550与电机联通以为电机赋能并且因此取决于算出的流体需求将控制阀组件548调节到混合位置或在混合位置的范围内的特 定位置。在混合位置,供应流体和经处理的流体都被引导通过服务端口576,使得混合流体(包括供应流体和经处理的流体)直接地或经由经处理的水的储箱间接地从阀体引导到使用点562。
如果控制器550确定混合位置仍然不足以满足或维持当前的流体需求,则控制器550可以将控制阀组件548调节到旁路位置,使得供应流体从供应端口566路由到服务端口576而不由流体处理装置560的有限生产量禁止。例如当由控制器550监测的服务传感器554(例如,流量计)指示需求减小时,可以恢复与流体处理装置560的流体连通,这将允许流体处理装置560再次处理进入控制阀组件548的供应流体的至少一部分。
替代地,服务传感器554可以包括提供指示流动通过服务端口576的流体的电导率的参数的电导率传感器。如果监测服务传感器554的控制器550确定服务流体的电导率在可接受的范围之外,则控制器550可以将控制阀组件548致动到混合位置或服务位置,以便以减小流体生产量为代价保持服务流体的完整性。在另一例子中,如果监测服务传感器554的控制器550确定服务流体的电导率在可接受的范围之外,则控制器550可以确定需要流体处理装置560的再生并且将控制阀组件548移动到排放位置。
在一些实施例中,当控制阀组件548处于混合位置时,连接到控制器550的供应传感器552将供应参数传递到控制器550,并且也连接到控制器550的服务传感器554将服务参数传递到控制器550。控制器550配置成监测混合流体的供应参数和服务参数,并且确定或计算供应参数和服务参数之间的差异。该差异然后与阈值或期望水平比较并且调节控制阀组件548的位置以相应地改变混合位置以靶定阈值。在一些形式中,该逻辑可以作为一种技术限定由控制器550实现的控制环以监测并且保持离开控制阀组件548的流体的性质处于阈值、水平或在范围内。
控制器550可以配置成与各种传感器类型联通。例如,供应传感器552、服务传感器554和系统传感器556可以包括以下类型的传感 器中的一种或多种:系统温度传感器(例如,感测环境温度)、系统压力传感器(例如,感测系统储箱内的压力)、系统流体体积传感器(例如,感测系统储箱内的流体体积或液位)、流体温度传感器(例如,感测供应流体的温度)、流量传感器(例如,感测进入或离开控制阀组件548的流体的流量)、流动压力传感器(例如,感测进入或离开控制阀组件548的流体的压力)、电导率传感器(例如,感测流动通过控制阀组件548的流体的电导率)以及pH传感器(例如,感测流动通过控制阀组件548的流体的pH)。
在一些实施例中,控制器550可以监测传感器并且响应感测参数调节控制阀组件548的位置。例如,控制器550可以监测环境温度传感器并且如果环境温度超过阈值则将控制阀组件548从关闭位置调节到排放位置,以便使用供应流体作为散热器从控制阀组件548和/或流体处理装置560提取热。在其它实施例中,控制器550可以监测供应流体的温度并且如果供应流体的温度超过阈值则调节控制阀组件548,以便防止具有过高温度的供应流体流量通过流体处理装置560并且可能损坏流体处理装置560。在另外的其它实施例中,控制器550可以监测流量计以便获得指示慢供应流体流量或快服务流体流量的参数,并且根据需要调节控制阀组件548的位置以将附加流体引导通过控制阀组件548。参数也可以指示无流动状态,在该状态下可以减小或断开到达流体处理装置560的功率直到再次指示流体需求。
图31显示控制阀组件600的另一实施例的简化示意图。控制器602与传感器604、电机606和能量储备器608联通。电机606联接到安置在阀体612内的阀610。为电机606供电可以在工作位置和故障位置之间选择性地移动阀610。在工作位置,控制阀组件600可以处于例如上述的服务位置、混合位置、旁路位置或排放位置。类似地,取决于应用要求,故障位置可以是例如关闭位置、服务位置、混合位置、旁路位置或排放位置。可以取决于例如控制阀组件600所联接的水处理系统的类型和/或控制阀组件600所遇到的故障状态件的类型选择与工作位置和服务位置关联的阀610的位置。
能量储备器608显示为可操作地联接到控制器602、传感器604和电机606。因此,如果控制阀组件600经历呈线路能量损失的形式的故障状态(例如,到达控制器602的线路功率暂时中断或长时间中断),则能量储备器608可以提供能量以操作联接装置。能量储备器608可以包括各种能量储存装置,例如电池或电容器,其具有足够的容量(例如安培-小时)以在线路能量损失之后为控制器602、电机606和传感器604中的至少一个供电以将阀610移动到期望的故障位置。
传感器604可以是感测控制阀组件600或控制阀组件600整合在其中的总水处理系统的某个性质614的任何合适类型的传感器(例如,线路能量传感器、阀位置传感器、温度传感器、流量传感器、电流传感器、压力传感器等)。控制器602监测传感器604以接收来自传感器604的故障信号,所述故障信号指示控制阀组件600或总水处理系统的故障状态。响应故障信号,控制器602可以为电机606(例如,电动机或液压致动电机)供电以将阀610驱动到故障位置。
在一个实施例中,传感器604可以是电导率传感器,当电导率传感器未能联通时电导率传感器提供故障信号(或指示电导率传感器中的故障)。响应故障信号,控制器602致动电机606以将阀610驱动到混合位置(即,一种类型的故障位置),并且也可以指示(例如,经由显示器、可听音等)控制阀组件600的故障已发生。在混合位置,包括供应流体和经处理的流体的混合流体从阀体612引导到使用点。
在另一实施例中,传感器604可以包括提供指示到达控制阀组件600的线路能量的损失的故障信号的线路能量传感器。能量储备器608可以被电气地整合以提供到达控制器602、传感器604和电机606的几乎连续的(即,基本上不中断的)功率。响应故障信号,控制器602可以控制电机606以通过动用能量储备器608所提供的功率将阀610驱动到故障位置,例如旁路位置。当到达控制阀组件600的线路能量中断时,控制阀组件600可以经由能量储备器608所提供的能量移动到旁路位置,使得流体可以通过控制阀组件600到达使用点,即使控制阀组件600没有线路功率。
尽管图31示意性地将能量储备器608和传感器604显示为独立于控制器602,但是一个或两者可以与控制器602成一体。在一个实施例中,能量储备器608与控制器602成一体(例如,机载电容器或电池)。控制阀组件600的其它实施例包括具有传感器(例如,霍耳效应传感器)的电机,所述传感器与控制器602联通并且也在操作上联接到能量储备器608。控制器602可以监测传感器以在线路能量损失的情况下将调节阀610的位置从工作位置调节到期望的故障位置。
图32是流程图,显示由控制器602执行的示例性故障控制回路。在步骤616中,控制器602监测传感器604以便获得指示故障状态(例如,过度电机温度、线路能量损失、无流体流量等)的故障信号。如果在步骤618未识别故障状态,则控制器602返回在步骤616监测传感器604以便获得故障信号。如果在步骤618识别故障状态,则在步骤620控制器602将阀610移动到故障位置。可以根据将水处理装置的特定类型和即时故障状态的因素考虑进来的逻辑预先确定或选择故障位置。控制器602可以通过为电机606供电以将阀610从工作位置驱动到适当的故障位置而调节阀610的位置。
在步骤622,控制器602继续监测传感器604以确定是否已校正故障状态。如果故障状态继续存在,则阀610保持在故障位置。如果故障状态指示线路能量的损失,则一旦阀610处于故障位置(例如,旁路位置),控制器602可以配置成断开。如果已校正故障状态,则在步骤624控制器602可以配置成将阀610移动到工作位置。控制器602然后在步骤616继续监测传感器604。也可以通过用户交互矫正故障状态。例如,控制器602可以包括提供关于故障状态的信息的显示器和在控制器602继续控制阀组件600的操作之前需要用户确认或采取额外行动来矫正故障的输入装置。
在一些实施例中,控制器602可以比较阀610的当前位置和期望故障位置(例如,混合位置)并且将阀610的位置从当前位置调节到故障位置。控制器602可以使用各种技术监测阀610的当前位置,包括具有对应于阀610的线性运动的脉冲的磁拾波器、光学传感器和其 它位置传感器。
控制器602也可以包括适合于控制阀组件600所联通的系统的类型(例如,电化学去离子化装置、电容去离子化装置、软水器、滤水器等)的特定应用逻辑。例如,如果系统包括电化学去离子化装置并且故障状态指示线路能量损失,则控制器602可以控制电机606以将阀610移动到旁路位置以允许供应流体畅通无阻地流动通过控制阀组件600到达使用点。替代地,如果系统包括滤水器,则当指示阻塞阀610故障状态时控制器602可以控制电机606将阀610移动到服务位置以便保持一定水平的过滤。
传感器604可以监测总水处理系统的各种方面。例如,传感器604可以包括在阀体612内、在进入点处或在使用点处的流量计,所述流量计可以由控制器602监测以确定是否有流体的非预期流动(例如,当阀610处于关闭位置时流动到使用点)。在另一实施例中,控制器602可以包括定时器,所述定时器监测消逝时间以使阀610移动完整的冲程或周期。该消逝时间可以与预定或典型消逝时间比较。如果被监测时间超过预期时间,则故障状态(例如,指示约束/阻塞阀、电机故障等)可以导致控制器602将阀610移动到关联的故障位置(例如,关闭位置),在所述故障位置控制阀组件600可以进行维护。
在其它实施例中,在周期的开始时(例如,在控制阀组件600的初始上电时、在排放周期之后等),控制器602可以将阀610移动到标称位置。控制器602然后可以将阀610移动到第一位置,同时监测传感器604。例如,控制器602可以监测流量计并且控制电机606将阀从关闭位置驱动到服务位置。如果控制器602接收来自流量计的故障信号(例如,无流量信号),尽管假设阀610移动到服务位置,但是控制器602可以将阀610移动到故障位置(例如,断开位置)。控制器602和传感器604之间的联通允许控制阀组件600建立期望的操作状态并且提供参考点以允许阀610定位用于流动控制,其受益于精确定位。控制器602也可以编程为在特定时间或以特定时间间隔(例如,周期的数量、周期中的点等)重新校准阀610的位置。
在一些替代实施例中,控制阀组件可以包含多个阀,其中一个阀被调节以引导流体的流动,并且另一阀被调节以影响流体的流量。图33示出替代的驱动配置。偏心驱动装置900包括例如由电动机经由齿轮系904接合的驱动齿轮902。驱动齿轮902包括从驱动齿轮902的侧面908突出的偏心安装件906。偏心安装件906尺寸确定成可滑动地接合形成于三角形轭状件912中的槽口910。轭状件912的锥形端部914固定联接到杆918的端部916。活塞920与杆918的相对端部922接合。
偏心驱动装置900的机械结构导致活塞920响应驱动齿轮902的旋转而平移。具体地,当驱动齿轮902上的偏心安装件906相对于静止阀体924穿过圆形路径时,轭状件912沿着阀轴线926平移,原因是偏心安装件906在槽口910的端部928、930之间振荡。轭状件912的平移导致附连的杆918和活塞920的平移,允许调节活塞920的位置。替代的电机也可以包含到控制阀组件概念中。例如,液压致动电机(例如,室和波纹管)可以配置成移动替代的控制阀组件的活塞。
图34显示安装到电容去离子化装置802的实施例的控制阀组件800的实施例。类似于控制阀组件10,控制阀组件800与电容去离子化装置802流体连通。电容去离子化装置802包括限定室806的容器804。一系列流过式电容器808在室806的底板810上安置在室806内。该一系列流过式电容器808在底板810和压缩元件812之间被压缩。
流过式电容器808包括单独的流体处理单元的堆叠。堆叠中的每个单元包括以下元件的组合中的一个或多个:电极对、阳离子膜、阴离子膜和典型由塑料网制造的流动间隔器。尽管阳离子和阴离子膜可以用于提供电极上的成分的改善附连和储存,但是不需要膜并且可以在没有膜的情况下制造单元。另外,电极可以构造成具有包括碳吸附电极层和集电器的双部分电极构造。
在图34所示的实施例中,这些单元元件的每一个呈较薄层(具 有中心开口)的形式,所述较薄层与其它层平行地布置并且以第一电极/阳离子膜/间隔器/阴离子膜/第二电极/阴离子膜/间隔器/阳离子膜的重复型式彼此堆叠。在最后阳离子膜之后,可以有另一个第一电极并且可以重复该型式。由于带电成分的任何通量由于在第一和第二电极之间产生的电压差而发生,因此电极层可以形成堆叠的最底层和最顶层。
流过式电容器808包括许多电极对。在一个实施例中,每个电极对包括第一电极(其在处理期间用作阴极)和第二电极(其在处理期间用作阳极)。电极可以由高表面积导电材料、例如活性炭、炭黑、炭气凝胶、碳纳米纤维、碳纳米管、石墨、石墨烯或它们的混合物。在一些实施例中,电极可以作为独立层放置在集电器的顶部上或者可以替代地直接涂覆到集电器上。电极配置成并且相对于彼此电连接成在其间建立电压差或电位。流过式电容器808中的第一电极可以彼此连接并且然后连接到电源。类似地,流过式电容器808中的第二电极可以彼此连接并且然后连接到电源。电极可以在它们的外缘处使用彼此接触的周边突出部或使用其它形式的连接彼此连接。堆叠可以布置成使得最近的相邻电极将属于不同类型(即,第一电极将布置在第二电极之间,反之亦然)。在一些实施例中,各电极组可以彼此交错并且布置成彼此串联地放置多个电极对。
不管电极的具体电布置和连接性,在操作期间这些第一和第二电极可以彼此不同地充电以建立横越电极对的电压电位。该电压电位可以用于朝着电极将带电成分吸引到流体之外(例如在处理期间)或者将收集的成分释放回到流体中(例如在再生、排出或清洁期间)。阳离子膜和阴离子膜相应地邻近第一电极和第二电极定位。阴离子膜和阳离子膜用作可以放置在电极和居中布置的流动间隔器之间的电荷屏障。当在本文中使用时术语“电荷屏障”表示可以保持电荷并且可透或半透离子的材料的层。具有与电荷屏障中相同的电荷符号的离子不能穿过电荷屏障到达相应电极。因此,邻近电荷屏障存在于电极隔室中并且具有与电荷屏障中的电荷相同的电荷符号的离子至少暂时 保持或俘获在电极隔室中。电荷屏障可以允许离子去除效率的增加以及离子去除的总能量消耗的减小。
塑料网流动间隔器布置在阳离子膜和阴离子膜(和相应的电极对)之间。该网间隔器具有类似于纱窗的型式并且也具有一些部段,所述部段比在高度尺度上的其它部段更厚(高度尺度大体垂直于流动通过间隔器的方向),使得当间隔器层在两个其它层(例如,阳离子膜和阴离子膜)之间被轻轻压缩时,流体能够或被允许流动横越间隔器层并且在相应的电极对之间流动。
流过式电容器将很可能包括数十或数百个电极对以提供适当量的表面积以便去离子化可用使量的经处理的流体。而且,如图34中所示,单元部件的多个模块或托盘可以构造成包含彼此堆叠的多个电极对并且托盘独立地或集体地被压缩。另外,堆叠的各层被压缩以控制单元部件之间的空间的大小,由此建立流体可以流动通过堆叠的横截面区域。该压缩可以以许多方式完成。在一个实施例中,在流过式电容器的顶部的压力板(例如,压缩元件812)可以在垂直于流体流量通过堆叠的方向的方向上压缩单元部件或层。压力板可以通过机械紧固施加可变压缩力(例如,使用可以上紧或松开以调节压缩力的螺纹螺钉元件)。在其它实施例中,堆叠可以被分成多个部分,每个部分独立地可压缩。
图34中所示的控制阀组件800包括具有轴环816的阀体814,所述轴环安装在容器804上。控制阀组件800的出口端口818与电容去离子化装置802的处理入口端口820流体连通,并且入口端口822与电容去离子化装置802的处理出口端口824流体连通。
当控制阀组件800处于服务位置或混合位置时,从控制阀组件800流动的供应流体流量通过出口端口818、进入处理入口端口820并且进入容器804的室806。供应流体朝着中心柱826径向向内地流动通过流过式电容器808。经处理的流体然后沿着中心柱826朝着通过压缩元件812形成的通道828流动。通道828限定与控制阀组件800的入口端口822流体连通的处理出口端口824。经处理的流体流量到 入口端口822中并且通过控制阀组件800引导到使用点。在一些情况下或在一些操作周期中,流体可以在相反方向上被引导通过流过式电容器808。在一些实施例中,为了获得流过式电容器808内的期望流型,可以有促进通过堆叠中的流动间隔器的均匀或另外期望的流体流型的多个水入口或结构。可以有用于定位、电连接和/或压缩堆叠中的一些或全部单元元件的附加结构元件。
本领域的技术人员将领会尽管在上面已结合特定实施例和例子描述了本发明,但是本发明不必这样被限制,而是许多其它实施例、例子、使用、修改以及实施例、例子和使用的违背旨在由这里附带的权利要求涵盖。本文中引用的每个专利和出版物的完整公开通过引用被合并,如同每个这样的专利或出版物通过引用单独地被合并于本文中。在以下权利要求中阐述了本发明的各种特征和优点。

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1、10申请公布号CN104185608A43申请公布日20141203CN104185608A21申请号201280064624922申请日2012102913/283,15820111027USC02F1/46920060171申请人滨特尔民用水处理有限责任公司地址美国威斯康星72发明人DJ埃弗贝克GS埃里斯74专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人刘志强54发明名称控制阀组件57摘要本发明的实施例提供一种控制阀组件和在混合位置操作的方法,在所述混合位置处供应流体和经处理的流体组合成混合流体,所述混合流体从控制阀组件被引导以建立多端口混合。控制阀组件可调节以适应经处理。

2、的流体的波动需求。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014062686PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0624142012102987PCT国际申请的公布数据WO2013/063566EN2013050251INTCL权利要求书4页说明书19页附图30页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书4页说明书19页附图30页10申请公布号CN104185608ACN104185608A1/4页21一种控制阀组件,所述控制阀组件能够与提供供应流体的进入点、流体处理装置以及使用点流体连通,所述流体处理装置限定用于接收所述供应流体的处理入口端口和用于供应经处理。

3、的流体的处理出口端口,所述控制阀组件包括阀体,所述阀体包括供应端口,所述供应端口与所述进入点流体连通以将来自所进入点的所述供应流体引导到所述阀体;出口端口,所述出口端口与所述处理入口端口流体连通以将所述阀体的所述供应流体引导到所述流体处理装置;入口端口,所述入口端口与所述处理出口端口流体连通以将来自所述流体处理装置的所述经处理的流体引导到所述阀体;以及服务端口,所述服务端口与所述使用点流体连通以所述供应流体和所述经处理的流体中的至少一种从所述阀体的引导到所述使用点;以及阀,所述阀安置在所述阀体内并且可移动到混合位置,在所述混合位置处所述供应流体和所述经处理的流体都被引导通过所述服务端口,使得包。

4、括所述供应流体和所述经处理的流体的混合流体从所述阀体被引导到所述使用点。2根据权利要求1所述的控制阀组件,还包括以下中的至少一个供应传感器,所述供应传感器邻近所述供应端口安置在所述阀体中以感测所述供应流体的供应参数;以及服务传感器,所述服务传感器邻近所述服务端口安置在所述阀体中以感测所述经处理的流体和所述混合流体中的至少一种的服务参数。3根据权利要求2所述的控制阀组件,其中所述供应传感器包括供应温度传感器、供应流量传感器、供应压力传感器、供应电导率传感器和供应PH传感器中的至少一种;并且所述服务传感器包括服务温度传感器、服务流量传感器、服务压力传感器、服务电导率传感器和服务PH传感器中的至少一。

5、种。4根据权利要求1所述的控制阀组件,其中所述阀体包括阀室;并且所述阀包括安置在所述阀室中的筒罩;可滑动地安置在所述筒罩中以沿着活塞轴线平移的活塞;以及联接到所述活塞并且从所述阀室延伸的杆。5根据权利要求4所述的控制阀组件,其还包括电机,所述电机与所述杆接合以沿着所述活塞轴线将所述活塞平移到所述混合位置。6根据权利要求1所述的控制阀组件,其中所述阀包括圆柱形活塞,所述圆柱形活塞沿着活塞轴线延伸并且限定基端和末端之间的外表面;并且所述外表面限定减小部分,所述减小部分相对于所述外表面的相邻直径具有减小的直径。7根据权利要求1所述的控制阀组件,其中所述阀包括活塞,所述活塞沿着活塞轴线在基端和末端之间。

6、延伸;以及所述基端包括多个弹性臂;以及权利要求书CN104185608A2/4页3还包括杆,所述杆限定阀端和驱动端,所述阀端由所述弹性臂俘获,并且所述驱动端从所述阀体延伸;以及联接到所述杆的所述驱动端的纵向驱动齿轮。8根据权利要求1所述的控制阀组件,其中驱动齿轮联接到所述阀,使得所述驱动齿轮相对于所述阀体的运动在所述阀体内平移所述阀。9根据权利要求8所述的控制阀组件,其中所述驱动齿轮的所述运动包括所述驱动齿轮的平移;以及所述阀由所述驱动齿轮的平移由所述驱动齿轮的轴向端面和所述阀体的止挡表面之间的接合限制。10根据权利要求1所述的控制阀组件,其中所述阀可移动到旁路位置,在所述旁路位置所述供应流体。

7、从所述供应端口被引导到所述服务端口并且被禁止流动到所述处理入口端口中。11一种控制阀组件,所述控制阀组件能够与提供供应流体的进入点、流体处理装置以及使用点流体连通,所述流体处理装置限定用于接收所述供应流体的处理入口端口和用于供应经处理的流体的处理出口端口,所述控制阀组件包括阀体,所述阀体包括与所述进入点流体连通的供应端口、与所述处理入口端口流体连通的出口端口、与所述处理出口端口流体连通的入口端口以及与所述使用点流体连通的服务端口;歧管,所述歧管限定于所述阀体内并且与所述供应端口、所述出口端口、所述入口端口和所述服务端口流体连通;阀室,所述阀室限定于所述阀体内;以及阀,所述阀可移动地安置在所述阀。

8、室内并且与所述歧管交叉;所述歧管包括将来自所述供应端口的所述供应流体引导到所述出口端口和所述阀室的供应通道、将来自所述入口端口的所述经处理的流体引导到所述阀室的处理通道、以及将所述供应流体和所述经处理的流体中的至少一种从所述阀室引导到所述服务端口的服务通道;以及所述阀可移动到混合位置,在所述混合位置处混合流体被引导通过所述服务通道并且包括引导通过所述供应通道的供应流体和引导通过所述处理通道的经处理的水。12根据权利要求11所述的控制阀组件,其还包括以下中的至少一个供应电导率传感器,所述供应电导率传感器邻近所述供应通道安置在所述阀体中以感测所述供应流体的供应电导率;服务电导率传感器,所述服务电导。

9、率传感器邻近所述服务通道安置在所述阀体中以感测所述经处理的流体和所述混合流体中的至少一种的服务电导率;供应压力传感器,所述供应压力传感器邻近所述供应通道安置在所述阀体中以感测所述供应流体的供应压力;以及服务压力传感器,所述服务压力传感器邻近所述服务通道安置在所述阀体中以感测所述经处理的流体和所述混合流体中的至少一种的服务压力。13根据权利要求11所述的控制阀组件,其还包括电机;并且其中所述阀包括安置在所述阀室中的筒罩、可滑动地安置在所述筒罩中以沿着活塞轴权利要求书CN104185608A3/4页4线平移的活塞、以及联接到所述活塞并且从所述阀室延伸的杆;并且其中所述电机将所述杆和所述活塞沿着所述。

10、活塞轴线平移到所述混合位置。14根据权利要求11所述的控制阀组件,其中所述阀可移动到关闭位置,在所述关闭位置处所述供应流体被禁止通过所述供应通道流动到所述阀室中。15根据权利要求11所述的控制阀组件,其中所述阀可移动到服务位置,在所述服务位置处所述供应流体通过所述供应通道流动到所述出口端口并且被禁止流动到所述阀室中,并且所述经处理的流体通过所述处理通道和所述服务通道流动到所述服务端口。16根据权利要求11所述的控制阀组件,其中所述阀可移动到排放位置,在所述排放位置处所述供应流体通过所述供应通道流动到所述出口端口并且被禁止流动到所述阀室中,排放流体从所述入口端口流动到所述阀室并且通过建立所述阀室。

11、和排放端口之间的流体连通的排放通道。17根据权利要求11所述的控制阀组件,其中所述流体处理装置是电容去离子化装置。18一种电化学去离子化系统,所述电化学去离子化系统包括在进入点和使用点之间的电化学去离子化装置,所述系统包括阀体,所述阀体联接到所述电化学去离子化装置;以及阀,所述阀可动地定位在所述阀体的内部,所述阀具有第一位置,在所述第一位置处来自所述电化学去离子化装置的经处理的流体被供应到所述使用点,并且未处理的流体同时从所述进入点供应到所述使用点以便混合未处理的流体和经处理的流体。19根据权利要求18所述的系统,其中所述阀包括第二位置,在所述第二位置处来自所述进入点的未处理的流体被供应到所述。

12、电化学去离子化装置。20根据权利要求19所述的系统,其中所述阀包括第三位置,在所述第三位置处来自所述电化学去离子化装置的经处理的流体被供应到所述使用点。21根据权利要求20所述的系统,其中所述阀由于在所述使用点处的流体的增加需求而移动到所述第一位置。22根据权利要求21所述的系统,其中所述阀包括第四位置,在所述第四位置处所述电化学去离子化装置被旁通绕过,并且未处理的流体从所述进入点供应到所述使用点。23根据权利要求22所述的系统,其中所述阀由于线路能量损失而移动到所述第四位置。24根据权利要求18所述的系统,其中所述阀体包括与所述进入点流体连通的供应端口和与所述使用点流体连通的服务端口。25根。

13、据权利要求24所述的系统,其中所述阀体包括将未处理的水从所述供应端口供应到所述电化学去离子化装置的出口端口和将经处理的水从所述电化学去离子化装置供应到所述使用点的输入端口。26根据权利要求18所述的系统,其中所述电化学去离子化装置是具有流过式电容器的电容去离子化装置。27一种处理流体并且将流体从进入点提供到使用点的方法,所述方法包括当阀体处于第一位置时并且当在使用点处需求增加时,将经处理的流体通过所述阀体从电化学去离子化装置供应到所述使用点,并且同时将未处理的流体通过所述阀体从所述权利要求书CN104185608A4/4页5进入点供应到所述使用点以便混合未处理的流体和经处理的流体。28根据权利。

14、要求27所述的方法,其还包括当所述阀体处于第二位置时,将未处理的流体通过所述阀体从所述进入点供应到所述电化学去离子化装置。29根据权利要求28所述的方法,其还包括当所述阀体处于第三位置时,将来自所述电化学去离子化装置的经处理的流体通过所述阀体供应到所述使用点。30根据权利要求29所述的方法,其还包括当所述阀体处于第四位置时,旁通绕过所述电化学去离子化装置使得未处理的流体从所述进入点供应到所述使用点。31根据权利要求30所述的方法,其还包括由于线路能量损失而旁通绕过所述电化学去离子化装置。32根据权利要求27所述的方法,其还包括用包括流过式电容器的电容去离子化装置处理来自所述进入点的流体。权利要。

15、求书CN104185608A1/19页6控制阀组件背景技术0001阀在多种多样的应用中使用以大体上控制和/或引导流体的流动。在一个示例性应用中,阀用于控制水流动通过安装在住宅和/或商业设施中的水处理系统。这些水处理系统例如包括水处理装置,例如提取和/或替换供应水中的有害成分的滤水器和净水器。0002通常被称为电容去离子化装置的一种类型的水处理装置可以用于从供水去除带电杂质、例如离子。在电容去离子化装置中,水流通过包括成对的极化电极板的一个或多个流过式电容器。为了从通过电极板之间的供水去除杂质,在电极板之间建立电压电位,导致供水中的许多杂质被吸引并且至少暂时保持在电极板中的一个上,同时相对净化的。

16、水从电容器流动。0003在使用期间当从供水提取的杂质越来越饱和电极板时,电极板的效率和能力降低。为了再生流过式电容器的能力,流过式电容器可以被设置成通过去除电压电位或通过暂时施加与在净化期间建立的电压电位极性相反的电压电位而排出被俘获杂质。在排出期间,携带杂质的废水典型地被路由到排放管线。0004一般而言,来自电容去离子化装置的经处理的水的最大流量由可用于处理供水的物理表面面积限制。换句话说,为了增加经处理的水的实时流量,电容去离子化装置的物理尺寸必须增加例如,具有附加的或更大的流过式电容器或者储存容器例如,液压气动箱必须被包含以储存经处理的水供以后使用。两种方法都低效、庞大并且增加总系统的成。

17、本。其它类型的水处理系统遭受类似的缺陷,原因在于最终能力或生产量被限制并且与总系统的尺寸相关。发明内容0005至少考虑到以上情况,需要一种包含改进的设计理念的控制阀组件,其可以适应强加于水处理系统的波动需求。0006一种控制阀组件包括阀体,所述控制阀组件能够与提供供应流体的进入点、限定用于接收所述供应流体的处理入口端口和用于供应经处理的流体的处理出口端口的流体处理装置以及使用点流体连通。所述阀体包括与所述进入点流体连通以将来自所述进入点的所述供应流体引导到所述阀体的供应端口;与所述处理入口端口流体连通以将来自所述阀体的所述供应流体引导到所述流体处理装置的出口端口;与所述处理出口端口流体连通以将。

18、来自所述流体处理装置的所述经处理的流体引导到所述阀体的入口端口;以及与所述使用点流体连通以将来自所述阀体的所述供应流体和所述经处理的流体中的至少一种引导到所述使用点的服务端口。阀安置在所述阀体内并且可移动到混合位置,在所述混合位置处所述供应流体和所述经处理的流体都被引导通过所述服务端口,使得包括所述供应流体和所述经处理的流体的混合流体从所述阀体被引导到所述使用点。附图说明0007图1是联接到示例性水处理装置的示例性控制阀组件的等轴视图。说明书CN104185608A2/19页70008图2是示例性控制阀组件的仰视等轴视图。0009图3是示例性控制阀组件的仰视平面图。0010图4是示例性控制阀组。

19、件的端视平面图。0011图5是示例性控制阀组件的左侧平面图。0012图6是示例性控制阀组件的右侧平面图。0013图7是示例性控制阀组件的俯视平面、部分截面图。0014图8是示例性控制阀组件的部分分解、等轴视图,示出示例性压力传感器和示例性电导率传感器。0015图9是示例性控制阀组件的部分分解、等轴视图,示出示例性止回阀和示例性流量计。0016图10是示例性控制阀组件的示例性齿轮系的部分等轴视图。0017图11是示例性控制阀组件的一部分的等轴视图。0018图12是沿着图11中所示的线1212的截面图,示出在示例性阀室中的示例性控制阀组件的部分。0019图13A是图11和12中所示的示例性活塞的平。

20、面图。0020图13B13E是替代示例性活塞的部分平面图。0021图14是沿着图4中所示的线1414的截面图,示出处于关闭位置的示例性控制阀组件。0022图15是沿着图4中所示的线1515的截面图,示出处于图14中所示的关闭位置的示例性控制阀组件。0023图16是截面图,示出处于服务位置的示例性控制阀组件。0024图17是截面图,示出处于图16中所示的服务位置的示例性控制阀组件。0025图18是截面图,示出处于混合位置的示例性控制阀组件。0026图19是截面图,示出处于图18中所示的混合位置的示例性控制阀组件。0027图20是截面图,示出处于排放位置的示例性控制阀组件。0028图21是截面图,。

21、示出处于图20中所示的排放位置的示例性控制阀组件。0029图22是由图21中所示的圆圈2222界定的图21的部分的详图。0030图23是替代示例性控制阀组件的等轴视图。0031图24是替代示例性控制阀组件的沿着图23中所示的线2424的部分截面图。0032图25是处于关闭位置的替代示例性控制阀组件的部分截面图。0033图26是处于服务位置的替代示例性控制阀组件的部分截面图。0034图27是处于混合位置的替代示例性控制阀组件的部分截面图。0035图28是处于旁路位置的替代示例性控制阀组件的部分截面图。0036图29是处于排放位置的替代示例性控制阀组件的部分截面图。0037图30是示例性流体处理系。

22、统的示意图。0038图31是示例性控制阀组件的示意图。0039图32是流程图,示出示例性控制阀组件的操作。0040图33是替代电机配置的部分横截面图。0041图34是包括示例性控制阀组件的示例性电容去离子化装置的部分截面图。说明书CN104185608A3/19页8具体实施方式0042在详细地解释本发明的任何实施例之前,应当理解本发明在其应用上不限于在以下描述中叙述或在以下图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明能够具有其它实施例并且能够以各种方式实施或实现。而且,应当理解本文中使用的措辞和术语是为了描述并且不应当被视为限制。“包括”、“包含”或“具有”及其变型在本文中的使用表示包含在其后列出。

23、的项及其等效物以及附加项。除非另外指出或限制,术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变型在广义上使用并且包含直接和间接安装、连接、支撑和联接。此外,“连接”和“联接”不被限制到物理或机械连接或联接。0043提出以下论述以使本领域的技术人员能够制造和使用本发明的实施例。本领域的技术人员将显而易见对所示实施例的各种修改,并且本文中的一般原理可以应用于其它实施例和应用而不脱离本发明的实施例。因此,本发明的实施例不旨在被限制到所示的实施例,而是被给予与本文中公开的原理和特征一致的最宽范围。应当参考图阅读以下详细描述,其中不同图中的相似元件具有相似的附图标记。不必按比例的图描绘选定实施例并且不旨。

24、在限制本发明的实施例的范围。熟练技术人员将认识到本文中提供的例子具有许多有用的替代并且属于本发明的实施例的范围内。0044在流体处理装置的背景下描述具有多端口混合的控制阀组件“控制阀组件10”的一个实施例。以电容去离子化装置12的形式显示并且描述流体处理装置。然而,本文中所述的实施例可以被包含到其它合适类型的流体处理装置、例如电去离子化装置、连续电去离子化装置、电渗析装置、包括流过式电容器的电容去离子化装置、炭过滤器装置、反渗透装置或软水器装置例如,包括树脂床中。在一个实施例中,电去离子化装置执行一种方法,所述方法使用电活性介质和电位来影响液体内的离子运动。电去离子化装置可以包括介质,所述介质。

25、具有永久或暂时电荷并且在有或没有电活性膜例如,半透离子交换或双极膜的情况下被操作以导致电化学反应。连续电去离子化装置包含一种方法,所述方法典型地包括交变电活性半透阴离子和阳离子交换膜。流体在膜之间流动并且直流电场被供应以将离子吸引到相应电极。可以包括电极隔室以将反应产物与其它流动隔室分离。一般而言,本发明的实施例可以被包含到易受经处理的水的波动需求影响的流体处理系统中。0045图1示出与电容去离子化装置12流体连通的控制阀组件10。控制阀组件10配置成响应波动流体需求控制供应流体和经处理的水流动通过控制阀组件。电容去离子化装置12包括容纳各种水处理部件例如,流过式电容器的容器14。容器14渐缩。

26、到上颈部16,所述上颈部限定外圆形处理入口端口18和在处理入口端口18的径向内侧嵌套的内圆形处理出口端口20。替代地,各种其它流体处理装置可以配置成与控制阀组件10流体连通,并且控制阀组件10的结构可以被修改以建立特定应用流体连通。0046图2和3示出控制阀组件10通过轴环22联接到上颈部16。轴环22尺寸确定成接收容器14的上颈部16并且通过开口锁环24联接到上颈部16的环形唇边。锁环24具有从开口锁环24的外带28径向向内延伸的圆周间隔突出部26。当安置时,突出部26延伸穿过通过轴环22形成的对准矩形槽口29并且接合上颈部16的环形唇边,因此禁止从电容去离子化装置12去除控制阀组件10。一。

27、个或多个密封件可以布置在上颈部16和轴环22说明书CN104185608A4/19页9之间以防止联接处的非期望流体泄漏。0047将控制阀组件10联接到电容去离子化装置12将控制阀组件10的相应端口放置成与处理入口端口18和处理出口端口20流体连通,因此建立用于流体连通的通道。如图2和3中所示,控制阀组件10包括内管32,所述内管与由轴环22限定的外管34同轴地对准。当控制阀组件10安置在上颈部16上时,内管32与处理出口端口20流体连通,并且外管34类似地与处理入口端口18流体连通。内管32用处理出口端口20密封,使得禁止从控制阀组件10流动到电容去离子化装置12中的供应流体与流出电容去离子化。

28、装置12的经处理的流体混合。流动路径被限定为从控制阀组件10的外管34、进入处理入口端口18、通过电容去离子化装置12、离开处理出口端口20并且进入控制阀组件10的内管32。0048轴环22、外管34和内管32从控制阀组件10的阀体38延伸。如图3中所示,阀体38限定都提供流体连通到阀室44中的出口端口40和入口端口42也如图12和1421中所示。此外,出口端口40也建立与外管34和相应处理入口端口18的流体连通;类似地,入口端口42建立与内管32和相应处理出口端口20的流体连通。因此,在一个操作模式中,处理入口端口18将接收来自控制阀组件10的供应流体。供应流体可以流动通过电容去离子化装置1。

29、2的平衡以被处理。经处理的流体然后可以通过处理出口端口20流出电容去离子化装置12回到控制阀组件10中。0049控制阀组件10可以与提供供应流体的进入点例如,民用或商用水源、例如井、压力箱、市政连接、上游流体处理装置等和接收从控制阀组件10流动的流体的使用点例如,民用或商用水务、例如热水器、饮用水龙头、下游流体处理装置等流体连通。如图4、7、14、16、18和20中所示,控制阀组件10的阀体38限定供应端口46和服务端口48,所述端口提供控制阀组件10和相应的进入点和使用点之间的流体连通。在一些实施例中,阀体38可以例如由黄铜、不锈钢、塑料或复合材料制造,并且例如通过铸造、机械加工或模制被构造。

30、。0050图48示出手动旁路主体50,所述手动旁路主体联接到控制阀组件10并且连接到供应管路和服务管路。手动旁路主体50为大体H形并且限定圆柱形外部供应端口52和圆柱形外部服务端口54,所述端口配置成相应地与供应管路和服务管路联接。外部供应端口52限定供应室56,并且外部服务端口54限定类似的服务室58。旁路室60在供应室56和服务室58之间延伸,使得当相应地定向供应阀62和服务阀64时流体可以被引导通过旁路室60。0051供应阀62可旋转地安置在供应室56内,使得供应阀62可以在流过位置在图7中显示和转向位置之间旋转九十度。当供应阀62处于流过位置时,允许流体穿过供应室56并且进入控制阀组件。

31、10的供应端口46;在转向位置,流体由供应阀62禁止流动到供应端口46中并且改为重新引导到旁路室60中。类似地,服务阀64可旋转地安置在服务室58内使得服务阀64可以在流过位置在图7中显示和转向位置之间旋转九十度。当服务阀64处于流过位置时,允许流体从控制阀组件10的服务端口54穿过服务室58;在转向位置,流体由服务阀64禁止从服务端口54流动,但是旁路室60内的流体被引导到服务室58中。供应室56也限定辅助端口66显示为由帽68覆盖,所述辅助端口可以与辅助装置例如,排放装置流体连通地连接。0052手动旁路主体50还包括通过U形夹子74、76联接到阀体38的圆柱形供应管70说明书CN10418。

32、5608A5/19页10和圆柱形服务管72。供应管70在供应端口46上滑动,并且服务管72在服务端口48上滑动,然后相应的U形夹子74、76通过手动旁路主体50插入开口78中以安置在形成于阀体38中的一系列圆柱形开口80中。U形夹子74、76、手动旁路主体50和阀体38之间的接合限制手动旁路主体50。0053手动旁路主体50可以例如由黄铜、不锈钢、塑料或复合材料制造,并且例如可以通过铸造、机械加工或模制被构造。在其它实施例中,手动旁路主体50和/或它的功能可以与阀体38整合。0054控制阀组件10也包括一系列传感器,所述传感器定位在阀体38内以监测流动进入、通过和/或离开控制阀组件10的流体的。

33、各种性质。其它传感器可以包含在总流体处理系统中以监测系统的附加性质,例如环境温度和经处理的水储存容器内的流体水平或压力。传感器监测操作的方面并且将指示操作的参数传给控制器例如,计算机、可编程逻辑控制器、微控制器等。在一些实施例中,控制器可以响应并且考虑那些被感测参数控制控制阀组件10的操作,如下面更详细地所述。在一个实施例中,控制器可以监测传感器以便获得指示流体需求已经或将可能超过流体处理装置的实时流动能力的参数。控制器可以操作控制阀组件10以将控制阀组件10移动到某个位置,使得满足流体需求,尽管具有部分处理或混合的流体。许多其它控制逻辑可以被实现或适应于特定应用,包括流体处理装置和包含到总流。

34、体处理系统中的其它装置的规范。0055如图8中所示,供应压力传感器86、服务压力传感器88、供应电导率传感器82和服务电导率传感器84安置在形成于阀体38中的相应传感器端口94、96、90、92中。传感器端口94、96、90、92延伸到限定于阀体38内的歧管98的期望位置中,并且下面更详细地论述与传感器相关的控制逻辑。供应电导率传感器82和服务电导率传感器84通过单独的多叉夹子100、102联接到相应的端口90、92。具体地,每个多叉夹子100、102包括插入槽口108、110中的弹性臂104、106,所述槽口形成于从阀体38延伸的相应端口轴环112、114中。当多叉夹子100、102滑动到与。

35、槽口108、110接合时,弹性臂104、106围绕供应电导率传感器82和服务电导率传感器84的相应主体116、118挠曲直到弓形表面120、122与主体116、118中的圆周凹槽124、126一致。每个多叉夹子100、102也包括中心开口叉128、130,所述中心开口叉安置在形成于相应的端口轴环112、114中的中心槽口132、134中。0056类似地,供应压力传感器86和服务压力传感器88联接到由阀体38形成的相应端口轴环136、138。每个端口轴环136、138限定一对压铆螺母柱140、142,所述一对压铆螺母柱140、142限定U形夹子148、150插入其中的相应圆柱形开口144、146。

36、。U形夹子148、150包括相对臂152、154,所述相对臂延伸到形成于供应压力传感器86和服务压力传感器88的主体160、162中的圆周凹槽156、158中。0057为了清楚起见未在图8中显示通信连接,然而,供应压力传感器86、服务压力传感器88、供应电导率传感器82和服务电导率传感器84可以与控制器通信例如,有线、无线、单向、双向等,使得代表性参数由每个传感器提供给控制器。供应压力传感器86和服务压力传感器88可以是由德国RIETHEIMWEILHEIM的MARQUARDT制造的的零件号2066,并且供应电导率传感器82和服务电导率传感器84可以是具有适应特定应用要求的规范的任何合适的电导。

37、率传感器。0058图7和9示出包含到控制阀组件10中的附加传感器和流量控制装置为了清楚说明书CN104185608A106/19页11起见在图9中已去除手动旁路主体50。流量计164安置在供应端口46内并且包括外壳体166,所述外壳体容纳一系列导叶168和可旋转叶片环170。流量计164可以是由威斯康星州密尔沃基市的PENTAIRRESIDENTIALFILTRATION有限责任公司制造的零件号GL3027839。阀体38限定捡拾器固定在其中的安装件172;捡拾器可以与控制器通信以将指示供应流体的流动的参数传到供应端口46中例如,有流动或无流动、流量等。止回阀174安置在服务端口48内以禁止通。

38、过服务端口48回流到控制阀组件10的歧管98中。止回阀174可以是由康涅狄格州沃特伯里市的NEOPERL公司制造的零件号NV2525M。当手动旁路主体50固定到阀体38时手动旁路主体50将流量计164和止回阀174俘获在相应的供应端口46和相应的服务端口48内,如上所述并且如图7中所示。0059执行预定逻辑的控制器可以配置成调节控制阀组件10的操作以改变流体如何流动或禁止流动通过阀体38的歧管98。在控制阀组件10中,呈电动机176例如,具有与控制器通信的磁霍耳效应捡拾器的直流电动机的形式的电机被包含以最终调节通过控制阀组件10的可用流动通道。电动机176可以是直流电机、交流电机、步进电机等,。

39、例如由GLOBAL制造的零件号GLBDC122701。0060如图2和10中所示,电动机176和齿轮系178安装到阀体38,使得在一些实施例中,电动机176的旋转运动导致阀180的平移。阀180安置在阀体38内,与歧管98交叉以改变或调节控制阀组件10的操作。阀体38形成具有一系列紧固件腔孔184的圆柱形安装凸缘182。大体矩形安装板186用若干紧固件188固定到安装凸缘182,并且盖190定位在齿轮系178上并且通过附加紧固件192固定到安装板186。盖190防护齿轮系178并且提供用于电动机176的安装位置。如图2和8中所示,盖190形成具有弹性臂196的圆柱形容座194,所述弹性臂从盖1。

40、90延伸以将电动机176俘获到盖190。弹性臂196限定在安装期间凸轮作用于电动机176的斜末端198和当完全安置在圆柱形容座194中时接合电动机176的端面202、因此俘获电动机176的底切200。安装板186和盖190可以例如由黄铜、不锈钢、塑料或复合材料制造,并且例如可以通过铸造、机械加工或模制被构造。0061图10示出齿轮系178,其中盖190被去除。电动机176包括可旋转地固定到电动机176的输出轴的驱动电机齿轮204。驱动电机齿轮204包括与第一堆叠传动齿轮208啮合的齿206。第一堆叠传动齿轮208包括邻近内齿轮212的外齿轮210,所述内齿轮固定到外齿轮210,使得驱动电机齿轮。

41、204的齿206定位成与外齿轮210啮合。第一堆叠传动齿轮208可旋转地固定到从安装板186延伸的第一心轴压铆螺母柱214。以类似方式,由第二心轴压铆螺母柱218支撑的第二堆叠齿轮216与第一堆叠传动齿轮208和由第三心轴压铆螺母柱222支撑的第三堆叠齿轮220啮合。第三堆叠齿轮220与由第四心轴压铆螺母柱226支撑的第四堆叠齿轮224啮合,并且第四堆叠齿轮224转而与由第五心轴压铆螺母柱230支撑的第五堆叠齿轮228啮合。因此,齿轮系178将电动机176的旋转运动在任一旋转方向上传递到定位齿轮232。各种齿轮例如可以被机械加工、被铸造、由金属粉末形成或被注射模制。0062定位齿轮232与纵向。

42、驱动齿轮242组合工作以将电动机176的旋转运动转换成阀180的平移运动。定位齿轮232被固定而不会平移并且包括由第五堆叠齿轮228接合的外部齿轮齿234并且限定中心腔孔238内的螺旋螺纹236。螺旋螺纹236配置成接合旋转地固定的纵向驱动齿轮242上的配合外螺纹240。定位齿轮232的相对旋转将导致纵向驱动说明书CN104185608A117/19页12齿轮242平移通过定位齿轮232的中心腔孔238。0063图11、12、14和15示出定位齿轮232、纵向驱动齿轮242和阀180之间的相互作用。定位齿轮232被禁止轴向运动,但是允许旋转。当定位齿轮232定位在盖190和安置在由安装板186。

43、限定的凸耳246上的环形衬套244之间时定位齿轮轴向地被限制或横向地被固定如图14和15中所示。盖190包括接合形成于定位齿轮232的外面252上的配合环形、弓形凹陷250的环形、弓形突起248。类似地,衬套244限定接合形成于定位齿轮232的内面258上的另一配合环形、弓形凹陷256的环形、弓形突起254。突起248、254和凹陷250、256之间的滑动、旋转接合允许定位齿轮232旋转并且也禁止沿着阀轴线260的平移。由于沿着纵向驱动齿轮242轴向地形成的相对槽口274在图11中显示其中的一个和从盖190和安装板186的相应内表面278、279延伸到相应槽口274中的配合矩形突起276、27。

44、7的对如图15中所示之间的接合,纵向驱动齿轮242的旋转被限制。0064当定位齿轮232通过齿轮系178由电动机176旋转地驱动时,内螺旋螺纹236凸轮作用于纵向驱动齿轮242上的外螺纹240,因此沿着阀轴线260平移纵向驱动齿轮242。为了在阀室44内移动阀180,杆262将纵向驱动齿轮242连接到可滑动地安置在筒罩266内的活塞264。具体地,杆262的驱动端268限定凹槽270和俘获到纵向驱动齿轮242的头部272。纵向驱动齿轮242包括具有指状件282的一对弹性臂280,所述指状件朝着凹槽270径向地向内延伸以俘获杆262。杆262从驱动端268延伸通过安装板186中的开口284并且进。

45、入阀室44。安装板186还包括安置在阀室44的端部288内的圆柱形塞子286。圆柱形塞子286包括形成于外环形表面292中的环形凹槽290,O形圈294安置在所述环形凹槽中。O形圈294在凹槽290和阀室44的内表面296之间密封。端杯298安置在圆柱形塞子286中并且包括较小直径的接头300,所述较小直径的接头延伸到圆柱形塞子286中的较小直径的腔302中以俘获另一O形圈304。当杆262平移通过开口284时,该O形圈304尺寸确定成接合杆262。0065杆262还限定阀端306,所述阀端与驱动端268相对并且配置成俘获到活塞264。当安置时,活塞264可以在筒罩266内沿着与阀轴线260大。

46、体共线的活塞轴线308移动。如图13A中所示,活塞264为大体圆柱形并且从末端310延伸到基端312。在基端312处,三个弹性臂314围绕基端312圆周地间隔并且径向地向内倾斜,其中弹性臂314由开口环316联接。弹性臂314和开口环316限定开口318,所述开口俘获靠近杆262的阀端306形成的另一头部320。0066在控制阀组件10中,活塞264在筒罩266内可移动到调节通过控制阀组件10的流体的流动的各种位置。为了限定各种流动通道,筒罩266安置在阀室44内,并且活塞264尺寸确定成可滑动地安置在筒罩266内。筒罩266包括密封阀室44的内圆柱形表面324的多个外部密封件322和可滑动地。

47、密封活塞264的外表面328的附加内部密封件326。0067筒罩266包括多个盘状段,所述多个盘状段卡扣配合在一起以建立用于各种外部密封件322和内部密封件326的容座。具体地,圆形端帽330邻近阀室44的端壁332安置在阀室44中。弹性突出部334从端帽330的内面335轴向地延伸并且包括互锁末端336例如,底切以接合相邻流动盘338。一系列流动盘338与一个或多个相邻流动盘338互锁。每个流动盘338包括偏移、第一和第二平行板340、342,所述板由邻近每个板340、342的内缘边346、348的一系列纵向辐条344连接。径向开口350限定于板340、342和辐条344之说明书CN1041。

48、85608A128/19页13间。另外,环形唇边351从第二板342轴向地延伸以限定用于外部密封件322和内部密封件326的部分容座。当相邻流动盘338被联接时形成完整容座。为了联接相邻流动盘338,第一流动盘338的弹性突出部334与形成于相邻流动盘338的第一板340中的弓形开口352如图15中所示对准并且插入其中,使得第一流动盘338的互锁末端336与相邻流动盘338的第一板340接合。端部卷轴354包括类似于流动盘338的第一板340的第一板356,但是包括通过固体圆柱形壁360联接到第一板356的固体第二板358。0068衬套244、杆262、活塞264、端帽330、流动盘338和端。

49、部卷轴354可以由各种材料并且通过许多技术制造。例如,端帽330、流动盘338和端部卷轴354可以由不腐蚀金属铸造或者由塑料注射模制。杆262和活塞264可以由涂覆有摩擦减小材料例如由DUPONT销售的商标为TEFLON的聚四氟乙烯的塑料或金属制造。另外,已知本公开的益处,本领域的技术人员将领会各种部件可以被修改例如,彼此整合,但是经修改的结构属于该控制阀组件概念的范围内。0069已知本公开的益处,本领域的技术人员将领会筒罩266可以包括不联接到相邻段的单套筒或多个盘状段。例如,端帽330、流动盘338和端部卷轴354可以成一体地形成或邻接而不联接。在替代构造中,例如可以通过将密封件整合到阀室。

50、44中例如,O形圈安置在形成于阀室44的内表面中的环形凹陷中消除筒罩266。0070当活塞264在筒罩266内平移时,围绕活塞264的外表面328的轮廓影响可用流动面积,并且与歧管98结合建立或禁止通过阀体38的流动通道。如图13A中所示,活塞264还限定在末端310和基端312之间的若干流动区域和表面。末端流动区域364靠近末端310并且包括直径加大的三个阶梯形环366、368、370沿着活塞轴线308移动远离末端310。具有截圆锥的形状的斜环372邻近最后阶梯形环370。调节阶梯形环366、368、370和斜环372相对于内部密封件326的位置将改变面积并且因此改变在末端流动区域364和阀。

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