申请日2011.12.02
公开(公告)日2014.01.08
IPC分类号F16K15/00
摘要
一种控制阀组件包括水计量使用组件，该组件包括盘，盘可相对地定位成用以调整水处理系统中的再生起动的频率。与计量盘组件同轴地安装的再生控制盘包括用于释放与计量盘组件相关联的驱动机构的结构，以在预定操作条件下使其旋转回到起动位置。盘由至少一个棘爪可释放地保持在其相对位置，且至少一个盘可相对于另一个盘旋转。再生频率由一个盘中的启动槽口确定，且其操作位置由盘位置确定。再生控制盘由棘爪机构旋转，棘爪机构在相关联的凸轮从动件由形成在水计量使用组件中的再生启动槽口接收时受到触动。
权利要求书
1. 一种用于控制水处理系统的再生的控制阀，包括：
a)控制阀壳体;
b)包括覆盖的第一计量盘和第二计量盘的水使用计量组件;
c)用于在再生期间控制步骤的顺序的再生控制盘;
d)所述第一计量盘和所述第二计量盘可相对于彼此相对地定位，以便向再生启动凸轮槽口提供递增调整;
e)所述水使用计量组件通过水流响应棘爪机构前移，直到所述再生启动凸轮槽口与再生启动凸轮从动件对准，由此触动再生棘爪机构，以便产生所述再生控制盘中的旋转;
f)所述再生控制盘包括至少一个凸轮，所述凸轮操作成用以释放所述水使用计量组件，且允许所述计量组件在预定操作条件下反向旋转至复位位置。
2. 根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述控制阀包括第一抗旋转棘爪，其用于在所述第一抗旋转棘爪位于第一位置时禁止所述水使用计量组件的反向旋转，以及其中所述再生控制盘凸轮操作成用以使所述第一棘爪移动至第二位置，在所述第二位置，所述第一棘爪使所述水使用计量组件解除接合。
3. 根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，一个所述预定操作条件为所述再生启动。
4. 根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，一个所述预定操作条件为所述再生完成。
5. 根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述控制阀还包括弹簧，当所述水使用计量组件由所述棘爪机构前移时，所述弹簧张紧。
6. 根据权利要求5所述的控制阀，其特征在于，当所述控制盘凸轮使所述第一棘爪移动至其第二位置时，所述弹簧操作成用以使所述水使用计量组件反向旋转。
7. 根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述第一计量盘和所述第二计量盘和所述再生控制盘具有公共旋转轴线。
8. 根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述第一计量盘与所述第二计量盘之间的相对旋转由第二抗旋转棘爪抵抗，以及至少一个所述计量盘包括可由外部调整部件接合的盘结构，所述外部调整部件可操纵成用以克服由所述第二抗旋转棘爪施加的力，以便使所述一个计量盘相对于所述其它计量盘旋转，且在由所述外部调整部件解除接合时，所述第二抗旋转棘爪操作成用以保持所述计量盘的相对位置。
9. 根据权利要求5所述的控制阀，其特征在于，所述弹簧为扭力弹簧。
10. 根据权利要求8所述的控制阀，其特征在于，所述盘结构包括齿轮齿，以及所述外部调整部件包括具有延伸到所述控制阀壳体外侧的部分和包括可与所述齿接合的小齿轮的部分的柄。
11. 根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述水响应棘爪机构可操作地连接到涡轮机上，所述涡轮机由在所述控制阀壳体中流动的水驱动。
12. 根据权利要求11所述的控制阀，其特征在于，所述再生棘爪机构可操作地连接到位于所述阀壳体中的再生控制涡轮机上。
13. 根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述第一计量盘和所述第二计量盘的相对位置确定所述再生频率。
14. 一种用于控制水处理系统的再生的方法，包括以下步骤：
a)提供可旋转的水使用计量组件，所述组件响应于由所述水处理系统处理的水来旋转;
b)将再生启动槽口提供在位于所述水计量使用组件的外周上的位置处的所述水使用计量组件中，所述位置为可调整的;
c)提供弹簧，当所述水计量使用盘组件响应于所述水处理系统中流动的水旋转时，所述弹簧由所述水计量使用盘组件张紧;
d)提供再生控制盘和相关联的凸轮从动件;
e)响应于在所述水处理系统中流动的水允许所述水使用计量盘组件旋转，直到所述凸轮从动件由所述再生启动槽口接收;
g)当所述凸轮从动件由所述再生启动槽口接收到时，使所述再生控制盘递增地旋转，以便将形成所述再生控制盘的一部分的结构移动至所述水使用计量组件置于释放状态所处的位置;
g)允许所述弹簧使所述水使用计量组件反向旋转至起动位置。
15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述水使用计量组件包括在公共轴线上旋转的两个覆盖盘，且还包括用于保持所述盘的相对位置的至少一个可释放的旋转禁止部件。
16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使一个所述盘相对于另一个盘旋转以便调整所述再生启动槽口的位置的步骤。
17. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括提供用于使所述再生控制盘在再生循环期间旋转的机构的步骤，所述 机构由于所述凸轮从动件由所述再生启动槽口接收而受到触动。
18. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，形成所述再生控制盘的一部分的所述结构包括至少一个凸轮。
说明书
用于水处理系统的控制阀
相关申请
本申请请求享有2010年12年3日提交的美国临时申请第61/419,339号的优先权，该申请的全部通过引用并入到本文中。
技术领域
本发明大体上涉及水处理设备和方法，并且具体地涉及改进的控制系统和控制装置，其包括用于改变水处理系统的再生频率的外部可调整部件。
背景技术
由本受让人拥有的美国专利第4,298,025号公开了一种用于在具有两个树脂槽的软水器中使用的控制阀。一个树脂槽一般是在线的，而另一个槽为再生的，且置于等待状态，直到第一槽需要再生。所公开的控制阀控制哪一个槽在线，且控制排出槽的再生顺序。由给定槽处理的水量由机构监测，该机构包括在水离开在线的树脂槽时由水驱动的水使用涡轮机。当处理预定量的水时，这产生预定数目的涡轮机回转，就启动了再生顺序，这使等待槽置成在线，且隔离排出槽。可操作地连接到再生顺序控制元件(盘的形式)上的第二涡轮机由水流旋转，水流在再生循环开始时被触动。水流物理地驱动再生控制盘(通过涡轮机和相关联的传动系)穿过其顺序。如上文所述，软水器系统的再生频率由使用的涡轮机确定，使用的涡轮机直接地测量由给定的槽处理的流体量，且传递该运动直至使用的计量盘。本设计限于选择位于控制阀的顶盖区中的使用计量盘的每次回转有1次到8次的再生起动。
在也由本受让人拥有的美国专利第4,427,549号中，公开了一种去离子方法和设备。公开的设备包括类似于美国专利第4,298,025号中公开的控制阀的控制阀，其中其包括用于监测由给定槽处理的水源水量的使用的涡轮机，以及用于驱动控制元件穿过再生顺序的再生控制涡轮。
美国专利第4,298,025号和第4,427,549号中公开的控制阀为非电气计量计驱动的按需启动再生(DIR)的流体处理控制阀。这些阀凭借构入其中的设计特征已经使它们能够拥有不同于目前市场中的类似产品的操作利益。这些利益包括：处理的水的不间断供应、逆流再生、通过水的计量使用的高效率，以及处理的水的再生等。
在美国专利第4,298,025号中公开的控制阀中，应当注意的是，使用的涡轮机的运动经由齿轮系传递至旋转的偏心轴，偏心轴驱动棘轮棘爪，棘轮棘爪继而又使圆形计量盘前移或旋转。在4,298,025中所示的装置中，再生启动从该圆形计量盘开始。在现有的设计中，当允许再生起动棘爪通过使该再生起动棘爪上的凸轮从动件落入计量盘下方的切口中来接触下再生控制盘时，再生起动顺序开始。该设计允许在围绕计量盘的任何位置有1个至8个等距间隔开的切口。因此，利用计量盘的各次回转，取决于哪个计量盘安装在装置中，可从每次回转1次至每次回转8次来启动再生。该计量盘的选择是在安装时作出的，且基于向该单元给送的水的硬度，以及其它入口水化学测量结果，这涉及单元将能够有效地处理的特定的水量。尽管这允许了一些调整将装置适当地匹配至特定的入口水化学性质，但可以看到的是，当特定化学性质刚好落出所提供的加仑数，则可损失一些效率，例如，仅具有一个槽口的盘(每次旋转一次再生)对比具有两个槽口的盘(每次旋转两次再生)。另外，计量盘的变化需要单元减压且除去顶盖和若干棘爪、需要一定技术水平、一定的时间，以及潜在的可能不正确的再组装。
发明内容
本发明提供了一种用于控制应用于流体处理系统上的阀的新的和改进的控制机构。处理系统可用作软水器，过滤器或其它处理装置。所公开的机构适于美国专利第4,298,025号和第4,427,549号中描述的控制阀，两个专利通过引用并入到本文中。这些阀控制待处理的水与槽或槽入口的连通，且控制来自于槽或槽出口和导管或系统出口的处理的水的连通。包括水驱动涡轮机的再生确定设备确定处理介质何时需要再生。
本发明提供了一种用于控制水处理系统的再生的控制阀。根据本发明，控制阀包括控制阀壳体，壳体收纳水使用计量组件，该组件包括覆盖的第一计量盘和第二计量盘。在所示的实施例中，第一计量盘和第二计量盘和再生控制盘具有公共旋转轴线。还提供了用于控制再生步骤的顺序的再生控制盘。第一计量盘和第二计量盘相对于彼此相对地定位，以便向再生启动凸轮槽口提供递增调整。
水使用计量组件通过水流响应棘爪机构前移，直到再生启动凸轮槽口与再生启动凸轮从动件对准，由此再生棘爪机构被触动，以便产生再生控制盘中的旋转。根据本发明，再生控制盘包括至少一个凸轮，凸轮操作成用以释放水使用计量组件，且允许计量组件在预定操作条件下反向旋转至复位位置。
允许计量组件反向旋转所处的预定操作条件可为再生循环的启动、再生循环的结束或再生循环中的中间步骤。
在优选和示出的实施例中，控制阀包括用于在第一抗旋转棘爪位于第一位置时禁止水使用计量组件的反向旋转的第一抗旋转棘爪。再生控制盘的凸轮形成部分操作成用以使第一抗旋转棘爪移动至第二位置，在第二位置处，其使水使用计量组件解除接合。
根据本发明的特征，当水使用计量组件由其相关联的棘爪机构前移时，弹簧(优选为扭力弹簧)张紧。当计量组件释放时，张力弹簧将力施加到计量组件上来使其反向旋转。
在示例性实施例中，第一计量盘和第二计量盘的相对旋转由另一个抗旋转棘爪抵抗，该棘爪结合至少一个计量盘。至少一个计量盘还包括可由外部调整部件接合的盘结构，外部调整部件可操纵成用以克服由另一个抗旋转棘爪施加的力，以便使一个计量盘相对于另一个计量盘旋转。当通过外部调整部件解除接合时，另一个抗旋转棘爪操作成用以保持计量盘的相对位置。作为优选，盘结构包括齿轮齿，且外部调整部件包括具有延伸至控制阀壳体外侧的部分和包括可与齿轮齿接合的小齿轮的部分的柄。
在所示的实施例中，水响应棘爪机构可操作地连接到涡轮机上，涡轮机由在控制阀壳体中流动的水驱动。
本发明的重要特征在于允许计量盘再生起动顺序的更精细的调整而不必使单元分解或减压的措施。
在现有技术的设计中，存在可用的八个不同的使用计量盘，其具有从一个到八个的凸轮槽口开口。在本发明中，其现在由单个可调整组件替换，可调整组件由上计量盘和下计量盘构成。该组件的这两个部分可相对于彼此可旋转地调整。下盘包括如前述计量盘中的凸轮槽口开口，然而，现在使凸轮槽口开口通过顶部盘与底部盘之间的相对调整来在围绕计量盘组件的圆周的其位置上可进行调整。
在本发明中，凸轮槽口开口的位置可调整，且可在低至15度至高至330度的旋转中起动再生，其中递增调整为4度。这允许了比以前可用的更精细的调整能力。在上文提到的专利中公开的计量盘机构中，计量盘可沿一个方向旋转。每当处理的水由水处理系统排出时，计量盘通过上文提到的专利中完整描述的棘爪/棘轮机构递增地旋转。该申请中公开的计量盘包括两个可相对地定位的盘的组件，盘仅具有一个槽口来用于收纳再生启动凸轮。更重要的是，本发明的计量盘组件沿第一方向前移，直到棘爪进入单个槽口中，由此启动再生。在再生开始时或在再生结束时，优选为形成再生控制盘的一部分的计量盘释放机构引起计量盘组件从其棘爪/棘轮机构释放，且允许计量盘组件在扭力弹簧的影响下反向旋转，直到其回到其起动位置。在本发明的情况下，计量盘组件仅包括一个再生启动槽口，且该槽口可沿计量盘组件的外周上的较宽位置范围定位。槽口的位置由上计量盘相对于下计量盘的相对选旋转位置确定。
根据本发明，顶部盘与底部盘之间的调整通过促动器穿过盖的向下运动和通过使调整移动旋钮旋转来在外部执行，从而使与上盘成一定关系的下盘沿任一方向旋转来实现所期望的调整。这种移动改变凸轮槽口开口与结合到顶部盘中的止挡件之间的角关系。该角关系确定使用计量盘组件的每次顺时针方向旋转的再生频率。调整的设置由包括在下盘上的字母的关系和其与包括在上盘上的箭头的关系来记录和测量。计量盘的调整或相对位置可通过盖中的观察窗口可见。
在本发明中，使用计量盘组件以弹簧加载来使其返回至其复位位置或返回位置。在再生顺序期间，复位功能通过位于控制盘上的一组凸轮执行。这些凸轮的功能在于使计量驱动件和抗旋转棘爪解除接合，以便使用计量盘组件在复位弹簧力下自由旋转至其复位位置或返回位置。
包括在上文提到的专利中公开的设计中的手动的外部启动的再生起动功能在本发明中得到保持。
根据本发明，公开了一种用于控制水处理系统的再生的方法，且包括提供可旋转的水使用计量组件的步骤，该组件响应于由水处理系统处理的水来旋转。再生启动槽口设在水使用计量组件的外周上。其位置为可调整的。提供了弹簧，弹簧通过水计量使用盘的旋转张紧，旋转响应于水处理系统中的水流。提供了具有相关联的凸轮从动件的再生控制盘。该方法还包括以下步骤：允许水使用计量盘组件响应于水处理系统中流动的水旋转，直到凸轮从动件由再生启动槽口接收。在由再生启动槽口接收到凸轮从动件时，再生控制盘递增地旋转，以便将形成再生控制盘的一部分的结构移动至水使用计量组件置于释放状态下所处的位置。当处于释放状态中时，允许弹簧使水使用计量组件反向旋转至起动位置。根据该方法的特征，水使用计量组件包括两个覆盖盘，且再生启动槽口的位置通过使一个盘相对于另一个盘旋转来调整。计量盘的相对位置由外部操纵的调整部件改变。
通过阅读结合附图进行的以下详细描述，本发明的附加特征将变得清楚，且得到更完整的理解。