申请日2015.07.02
公开(公告)日2017.08.01
IPC分类号F16K31/04
摘要
公开了水处理和阀控制系统和装置以及使用该水处理和阀控制系统和装置的方法。在一些示例中，该装置、系统以及方法包括使用旋转位置传感器和一个或多个可旋转元件，该一个或多个可旋转元件配置成当从初始旋转位置移动至后继旋转位置时移动阀组件的一个或多个元件。在该装置、系统以及方法的各种示例中，该可旋转元件从一个旋转位置直接旋转至另一个旋转位置。在某些示例中，该旋转位置传感器测量电阻值以检测可旋转元件的旋转位置。
权利要求书
1.一种水处理系统，包括：
第一可旋转元件，其可操作地连接至阀组件的第一可移动元件并配置成从初始旋转位置移动到至少两个后继旋转位置，且还配置成使所述第一可移动元件在对应于所述可旋转元件的所述初始旋转位置的初始位置和对应于所述第一可旋转元件的所述至少两个后继旋转位置的至少两个后继位置之间移动;以及
旋转位置传感器，其可操作地连接至所述第一可旋转元件，并配置成在所述系统的使用过程中检测所述第一可旋转元件的旋转位置，而不用重新校准到参考位置;
其中，所述阀组件配置成独立地连接至以下中的至少两个：盐水罐、树脂罐、供水部、排出部以及管道系统;且
其中，所述水处理系统配置成将所述第一可旋转元件直接从一个后继旋转位置移动至另一个后继旋转位置。
2.根据权利要求1所述的水处理系统，还包括：
马达，其配置成旋转所述第一可旋转元件;
至少一个计算机处理器;以及
至少一个非暂时性计算机可读介质，其具有存储在其中的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被所述至少一个处理器执行时引起所述水处理系统：
将所述第一可旋转元件从所述初始旋转位置旋转到所述后继旋转位置中的一个，其中，所述旋转位置传感器确定所述第一可旋转元件何时处于所述后继旋转位置中的一个。
3.根据权利要求1所述的水处理系统，其中：
所述旋转位置传感器包括阻抗材料，当施加电流时，所述阻抗材料具有电阻;
所述阻抗材料包括第一端和第二端;
所述第一可旋转元件包括接触滑臂，或者所述第一可旋转元件一体地或可操作地连接到接触滑臂;
所述接触滑臂配置为与所述第一可旋转元件一起旋转并且在所述接触滑臂的旋转位置中的至少一些中在所述第一端和所述第二端之间接触所述阻抗材料;且
所述旋转位置传感器配置为向所述阻抗材料施加电流并且测量所述阻抗材料的在所述阻抗材料的端部和所述接触滑臂之间的部分的电阻，以检测所述第一可旋转元件的旋转位置。
4.根据权利要求2所述的水处理系统，还包括：
第二可旋转元件，其可操作地连接至所述第一可旋转元件;以及
所述阀组件的第二可移动元件，其可操作地连接到所述第二可旋转元件，其中，所述第二可移动元件配置成打开或关闭所述阀组件的盐水罐阀;
其中，所述计算机可执行指令在被所述至少一个处理器执行时还引起所述水处理系统：
将所述第一可旋转元件从所述初始旋转位置旋转到至少一个盐水流旋转位置，其中，当所述第一可旋转元件处于所述至少一个盐水流位置时，盐水罐阀打开。
5.根据权利要求2所述的水处理系统，其中，所述计算机可执行指令在被所述至少一个处理器执行时还引起所述水处理系统：
将所述第一可旋转元件从所述初始旋转位置旋转到至少四个后继旋转位置，其中，所述旋转位置传感器确定所述第一可旋转元件何时处于所述至少四个后继旋转位置中的每一个;
其中，所述阀组件的所述第一可移动元件配置成移动至对应于所述第一可旋转元件的所述至少四个后继旋转位置的至少四个后继位置。
6.根据权利要求3所述的水处理系统，其中，使用测量的电阻值的范围来检测所述第一可旋转元件在所述初始旋转位置还是在所述至少两个后继旋转位置，且其中，所述第一可旋转元件从一个后继旋转位置直接移动到另一个后继旋转位置是在不使所述第一可旋转元件旋转一整圈或更多的情况下实现的。
7.根据权利要求3所述的水处理系统，其中，所述接触滑臂和所述阻抗材料配置成使得所述接触滑臂在其旋转位置的至少一些中不与所述阻抗材料接触。
8.一种阀控制系统，包括：
第一可旋转元件，其配置成可操作地连接到阀组件的第一可移动元件并且配置成从初始旋转位置移动到至少一个后继旋转位置;以及
旋转位置传感器，其可操作地连接到所述第一可旋转元件并且配置成检测所述第一可旋转元件的旋转位置，其中，所述旋转位置传感器包括阻抗材料，当施加电流时，阻抗材料具有电阻，且所述阻抗材料包括第一端和第二端;
其中，所述第一可旋转元件包括接触滑臂，或者所述第一可旋转元件一体地或可操作地连接到接触滑臂，所述接触滑臂配置为与所述第一可旋转元件一起旋转并且在所述接触滑臂的旋转位置中的至少一些中在所述第一端和所述第二端之间接触所述阻抗材料;
且其中，所述旋转位置传感器配置为向所述阻抗材料施加电流并且测量所述阻抗材料的在所述阻抗材料的端部和所述接触滑臂之间的部分的电阻，以检测所述第一可旋转元件的旋转位置。
9.根据权利要求8所述的阀控制系统，还包括：
马达，其配置成旋转所述第一可旋转元件;
至少一个计算机处理器;以及
至少一个非暂时性计算机可读介质，其具有存储在其中的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被所述至少一个处理器执行时引起所述阀控制系统：
将所述第一可旋转元件从所述初始旋转位置旋转到所述至少一个后继旋转位置，其中，所述旋转位置传感器确定所述第一可旋转元件何时处于所述至少一个后继旋转位置。
10.根据权利要求9所述的阀控制系统，其中，所述计算机可执行指令在被所述至少一个处理器执行时还引起所述阀控制系统：
将所述第一可旋转元件从所述初始旋转位置旋转到至少两个后继旋转位置，其中，所述旋转位置传感器确定所述第一可旋转元件何时处于所述至少两个后继旋转位置中的每一个;
其中，所述阀控制系统配置成将所述第一可旋转元件直接从一个后继旋转位置旋转至另一个后继旋转位置。
11.根据权利要求9所述的阀控制系统，还包括：
第二可旋转元件，其可操作地连接至所述第一可旋转元件并配置成可操作地连接至阀组件的第二可移动元件;且
其中，所述计算机可执行指令在被所述至少一个处理器执行时还引起所述阀控制系统：
经由所述第一可旋转元件将所述第二可旋转元件从初始旋转位置旋转到至少一个后继旋转位置。
12.根据权利要求10所述的阀控制系统，其中，所述计算机可执行指令在被所述至少一个处理器执行时还引起所述阀控制系统：
将所述第一可旋转元件从所述初始旋转位置旋转到至少四个后继旋转位置，其中，所述旋转位置传感器确定所述第一可旋转元件何时处于所述至少四个后继旋转位置中的每一个。
13.根据权利要求8所述的阀控制系统，其中，使用测量的电阻值的范围来检测所述第一可旋转元件在所述初始旋转位置还是在所述至少一个后继旋转位置。
14.根据权利要求8所述的阀控制系统，其中，所述接触滑臂和所述阻抗材料配置成使得所述接触滑臂在其旋转位置中的至少一些中不与所述阻抗材料接触。
15.一种方法，包括：
将可操作地连接至阀组件的第一可移动元件的第一可旋转元件从初始旋转位置旋转到至少四个后继旋转位置，以将所述第一可移动元件从对应于所述第一可旋转元件的所述初始旋转位置的初始位置移动至对应于所述第一可旋转元件的所述至少四个后继旋转位置的至少四个后继位置;以及
通过可操作地连接至所述第一可旋转元件的旋转位置传感器检测所述第一可旋转元件的旋转位置;
其中，所述第一可旋转元件从一个后继旋转位置直接旋转至另一个后继旋转位置。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，马达旋转所述第一可旋转元件，且其中，至少一个计算机处理器执行存储在至少一个非暂时性计算机可读介质上的计算机可执行指令，以引起所述马达将所述第一可旋转元件从所述初始旋转位置旋转至所述后继旋转位置中的一个，并且还引起所述旋转位置传感器确定所述第一可旋转元件何时处于所述后继旋转位置中的一个。
17.根据权利要求15所述的方法，其中：
所述旋转位置传感器包括阻抗材料，当施加电流时，所述阻抗材料具有电阻;
所述阻抗材料包括第一端和第二端;
所述第一可旋转元件包括接触滑臂，或者所述第一可旋转元件一体地或可操作地连接到接触滑臂;
所述接触滑臂配置为与所述第一可旋转元件一起旋转并且在所述接触滑臂的旋转位置中的至少一些中在所述第一端和所述第二端之间接触所述阻抗材料;且
所述方法还包括向所述阻抗材料施加电流并且测量所述阻抗材料的在所述阻抗材料的端部和所述接触滑臂之间的部分的电阻，以检测所述第一可旋转元件的旋转位置。
18.根据权利要求15所述的方法，其中：
第二可旋转元件可操作地连接至所述第一可旋转元件;
所述阀组件的第二可移动元件可操作地连接至所述第二可旋转元件;
所述第二可移动元件配置成打开或关闭所述阀组件的盐水罐阀;且
所述方法还包括将所述第一可旋转元件从所述初始旋转位置旋转到至少一个盐水流旋转位置，其中，当所述第一可旋转元件处于所述至少一个盐水流位置时，所述盐水罐阀打开。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，使用测量的电阻值的范围来检测所述第一可旋转元件在所述初始旋转位置还是在所述至少四个后继旋转位置，且其中，所述第一可旋转元件从一个后继旋转位置直接旋转到另一后继旋转位置是在不使所述第一可旋转元件旋转一整圈或更多的情况下实现的。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述接触滑臂和所述阻抗材料配置成使得所述接触滑臂在其旋转位置中的至少一些中不与所述阻抗材料接触。
说明书
具有旋转位置传感器的水处理阀控制系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年7月3日提交的序列号为14/323,284的美国专利申请的优先权。全部公开内容在此通过引用并入。
技术领域
本公开的某些方面涉及譬如软水器系统的水处理系统、阀控制系统、装置以及方法。特别地，本公开的某些方面涉及关于使用旋转位置传感器和一个或多个可旋转元件的水处理系统、软水器系统、阀控制系统、装置，以及方法。
背景
水软化系统用于从已经溶解来自地球的这些矿物质的“硬”地下水中除去矿物质(例如钙和镁离子)。这些系统通常利用含有树脂材料(例如聚苯乙烯珠)的树脂罐，其最初离子键地结合至钠离子。当硬水流过树脂材料时，由于其相对较强的离子电荷，“硬”钙和镁离子取代钠并离子键地结合至树脂材料。这些系统需要定期补充钠离子，通常通过使用再生循环，其中使用具有高浓度钠盐的盐水溶液来替代树脂材料上的钙和镁离子，从而允许树脂材料再次软化另外的硬水。这些水软化系统要求系统允许各种类型的水流，例如“服务”流(“service”flow)，在“服务”流时，来自地下水源的硬水被按路线引导通过树脂罐，然后软化的水被按路线引导到家庭或建筑物内部管道系统(household or buildinginternal plumbing system)。系统还可以利用流以允许通过用受控量的水填充盐水罐来产生盐水、利用流将盐水溶液吸入树脂罐中、利用流缓慢地驱动盐水经过树脂罐中的树脂床、利用一种或多种流在再生循环结束时将任何剩余的盐水溶液冲洗出树脂罐、利用经过树脂床的逆流以移除任何碎屑或沉淀物，等等。
由于这是系统的最常用的操作模式，因此水软化系统通常保持在“服务”流位置，并且仅在需要时改变到其它流位置。因此，已经开发了许多系统以通过移动系统的部件并且确定系统何时处于“常态(home)”或服务方向以及何时系统的部件已经被配置为处于另一个流位置中来控制水的流动。
在一些水软化系统中，两个槽和开关用于控制系统中的水流。例如，在一些系统中，旋转凸轮同时接合两个机械开关。开关中的一个仅仅指示系统在“常态”还是“非常态”，其中“常态”是指系统处于“服务”流位置。第二开关指示系统处于或不处于再生位置。然而，在这样的系统中，一个再生位置不能与任何其它再生位置区分开，除了从常态开关每隔一个开关操作计数，且然后确定每个特定开关操作指示什么。因此，在任何存储信息丢失事件之后，系统必须重新校准到“常态”，并且因此不论凸轮的相对位置如何，都需要凸轮的无效移动。
其它系统利用具有一系列圆柱形特征的旋转凸轮，每个圆柱形特征接合机械开关。每一个圆柱形特征在其圆周上具有高和低部分，使得开关“闭合”或“打开”。开关打开/闭合信号的组合为每个位置提供数字代码。然而，这些位置不是非常准确，因为，在任何开关移动的初始时刻，系统确定其已经改变状态并且处于后继位置，这意指可能的运动的整个区域，直到开关状态的下一个改变具有相同的数字代码。因此，在任何存储信息丢失事件之后，这些系统可能不准确地反映系统部件的实际位置。
其它系统利用具有一系列均匀放置的槽的旋转盘，该旋转盘通过检测穿过旋转盘的光的光学传感器旋转。一个槽大于其余槽以指示“常态”位置，并且通过对在常态位置之后检测到的槽的数量进行计数来识别所有其它再生位置。然而，由于除了通过盘的移动之外不可明确地确定“常态”位置，因此这些系统需要在部件每次需要改变定向时通过检测校准参考(即，“常态”槽)来进行重新校准。因此，每个再生循环必须通过将盘移回到起始位置以确认其为“常态”位置而开始。只有这样，系统才可旋转盘，并且随后检测并计数所有后继槽以确定盘的位置以及何时盘已经旋转到期望位置。由于系统必须在启动该过程之前检查常态，因此这需要无效的旋转并且增加该过程的时间。另外，这些系统中的旋转速度可能变化，特别是当系统使用典型的DC马达时，并且由于槽宽度由横越光学传感器所花费的时间确定，系统因此可能未正确地检测或判断所有槽。例如，如果速度过快，该系统可能未检测槽，或如果速度过慢，该系统可能将另一个槽误解为“常态”位置。
为了减轻这些可能的低效率，可能期望提供克服一个或多个上述缺点的系统、装置和方法。
概述
本概述以简化形式提供对与本公开相关的一些一般概念的介绍，这些概念在下面的详细描述中进一步描述。本概述并不旨在识别本公开的关键特征或基本特征。
根据一个示例性方面，提供水处理系统。在一些示例中，该水处理系统是软水器系统。在一些示例中，该水处理系统包括第一可旋转元件，该第一可旋转元件可操作地连接至阀组件的第一可移动元件并配置成从初始旋转位置移动至至少两个后继旋转位置，且还配置成使第一可移动元件在对应于该可旋转元件的初始旋转位置的初始位置和对应于第一可旋转元件的至少两个后继旋转位置的至少两个后继位置之间移动。在某些示例中，该系统包括旋转位置传感器，其可操作地连接至第一可旋转元件并配置成检测第一可旋转元件的旋转位置。在各种实施方案中，该阀组件配置成独立地连接至盐水罐、树脂罐、供水部、排出部、管道系统或其组合。类似地，在各种实施方案中，该阀组件可以配置成独立地连接至以下中的至少两个：盐水罐、树脂罐、供水部、排出部、管道系统。在一些实施方案中，该系统配置成将第一可旋转元件直接从一个后继旋转位置移动至另一个后继旋转位置。换言之，该第一可旋转元件可以从一个后继旋转位置移动至另一个后继旋转位置，而不旋转整圈(即，360度)或更多。在某些示例中，该旋转位置传感器配置成在该系统的使用过程中检测第一可旋转元件的旋转位置，而不用重新校准到参考位置。
在各种实施方案中，该系统包括配置成旋转第一可旋转元件的马达、至少一个计算机处理器以及具有存储在其中的计算机可执行指令的至少一个非暂时性计算机可读介质。在一些示例中，当指令由处理器执行时，其引起水处理系统将第一可旋转元件从初始旋转位置旋转到后继旋转位置中的一个，并且旋转位置传感器确定第一可旋转元件何时处于后继旋转位置中的一个。
在某些示例中，该旋转位置传感器包括阻抗材料，当施加电流时该阻抗材料具有电阻，并且该阻抗材料包括第一端和第二端。在各种实施方案中，第一可旋转元件包括接触滑臂(contact wiper)，或者第一可旋转元件一体地或可操作地连接到接触滑臂。该接触滑臂可以配置为与第一可旋转元件一起旋转并且在该接触滑臂的旋转位置中的至少一些中在第一端和第二端之间接触阻抗材料。在某些实施方案中，旋转位置传感器配置为向阻抗材料施加电流并且测量阻抗材料的在阻抗材料的端部和接触滑臂之间的部分的电阻，以检测第一可旋转元件的旋转位置。
在一些实施方案中，该系统包括可操作地连接到第一可旋转元件的第二可旋转元件和阀组件的可操作地连接到第二可旋转元件的第二可移动元件，其中第二可移动元件配置成打开或关闭阀组件的盐水罐阀。在各种实施方案中，存储在水处理系统的计算机存储器中的计算机可执行指令在由水处理系统的处理器执行时还引起水处理系统将第一可旋转元件从初始旋转位置旋转到至少一个盐水流旋转位置(brine flow rotationalposition)，其中当第一可旋转元件处于该至少一个盐水流位置时，盐水罐阀打开。在某些示例中，该指令还引起系统将第一可旋转元件从该初始旋转位置旋转至至少四个后继旋转位置，其中，旋转位置传感器确定第一可旋转元件何时处于至少四个后继旋转位置中的每一个，且其中，阀组件的第一可移动元件配置为移动到对应于第一可旋转元件的至少四个后继旋转位置的至少四个后继位置。
在各种示例中，使用测量的电阻值的范围来检测第一可旋转元件是在初始旋转位置还是在至少两个后继旋转位置，或至少四个后继旋转位置。在某些实施方案中，接触滑臂和阻抗材料配置成使得接触滑臂在其旋转位置的至少一些中不与阻抗材料接触。
根据另一个示例性方面，提供阀控制系统。在一些示例中，阀控制系统包括第一可旋转元件，其配置成可操作地连接到阀组件的第一可移动元件并且配置成从初始旋转位置移动到至少一个后继旋转位置。在某些实施方案中，该系统包括旋转位置传感器，其可操作地连接至第一可旋转元件，其中，该旋转位置传感器配置成检测第一可旋转元件的旋转位置。在阀控制系统的各种示例中，该旋转位置传感器包括阻抗材料，当施加电流时该阻抗材料具有电阻，并且该阻抗材料包括第一端和第二端。在某些示例中，第一可旋转元件包括接触滑臂，或者第一可旋转元件一体地或可操作地连接到接触滑臂，并且接触滑臂配置为与第一可旋转元件一起旋转并且在接触滑臂的旋转位置中的至少一些中在第一端和第二端之间接触阻抗材料。在各种实施方案中，旋转位置传感器配置为向阻抗材料施加电流并且测量阻抗材料的在阻抗材料的端部和接触滑臂之间的部分的电阻，以检测第一可旋转元件的旋转位置。
在某些示例中，该阀控制系统还包括配置成旋转第一可旋转元件的马达、至少一个计算机处理器以及具有存储在其上的计算机可执行指令的至少一个非暂时性计算机可读介质。在某些实施方案中，当指令由至少一个处理器执行时，它们引起阀控制系统将第一可旋转元件从初始旋转位置旋转到至少一个后继旋转位置，其中，旋转位置传感器确定第一可旋转元件何时处于至少一个后继旋转位置中。在各种示例中，指令还引起阀控制系统将第一可旋转元件从初始旋转位置旋转到至少两个后继旋转位置，其中，旋转位置传感器确定第一可旋转元件何时处于该至少两个后继旋转位置中的每一个中。在阀控制系统的一些示例中，该系统配置成将第一可旋转元件直接从一个后继旋转位置旋转至另一个后继旋转位置。
根据还有的另一个示例性方面，提供方法。在一些示例中，该方法包括将可操作地连接至阀组件的第一可移动元件的第一可旋转元件从初始旋转位置旋转至至少四个后继旋转位置，和通过可旋转元件的旋转和到可移动元件的可操作连接部将第一可移动元件从对应于第一可旋转元件的初始旋转位置的初始位置移动至对应于第一可旋转元件的至少四个后继旋转位置的至少四个后继位置。在一些示例中，该方法包括通过可操作地连接至第一可旋转元件的旋转位置传感器检测第一可旋转元件的旋转位置。在各种实施方案中，第一可旋转元件从一个后继旋转位置直接旋转至另一个后继旋转位置。
在一些示例中，马达旋转第一可旋转元件，且至少一个计算机处理器执行存储在至少一个非暂时性计算机可读介质上的计算机可执行指令，以引起马达将第一可旋转元件从初始旋转位置旋转至后继旋转位置中的一个，并且还引起旋转位置传感器确定第一可旋转元件何时处于该后继旋转位置中的一个。