本申請(qǐng)要求在35USC119下的2015年10月23日提交的序列號(hào)為62/245,751的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的在35USC119下的優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及流體流動(dòng)控制系統(tǒng)，并且更具體地說(shuō)涉及軟水器控制閥。

背景技術(shù)：

軟水器控制閥通常使用裝配有徑向環(huán)密封件的活塞來(lái)控制閥的缸體中的流動(dòng)。此控制用于在控制閥的定時(shí)器部分的控制下，周期性地封閉一些流動(dòng)路徑并且打開(kāi)其它流動(dòng)路徑。如本領(lǐng)域中已知的，此軟化劑在服務(wù)、反沖洗、鹵水沖洗、慢沖洗、快沖洗、鹵水再填充以及對(duì)于此裝置的設(shè)計(jì)者的公知的其它操作之間周期性地循環(huán)。在美國(guó)專(zhuān)利第8,302,631；6,644,349和6,176,258中描述了此閥的操作，所述專(zhuān)利全部都通過(guò)引用的方式并入。

對(duì)于容易制造與裝配的改進(jìn)的流體處理裝置控制閥是存在需求的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

通過(guò)尤其適用于商業(yè)類(lèi)型的軟水器中的本發(fā)明的水處理控制閥滿足了上述需求。包括在本控制閥上的特征包括改進(jìn)的活塞閥與缸體組件，這在不產(chǎn)生潛在地?fù)p壞流動(dòng)的適當(dāng)?shù)拿芊怅P(guān)閉的空化力的情況下增強(qiáng)流體關(guān)閉。此結(jié)構(gòu)包括上活塞閥部分與下活塞閥部分，所述上活塞閥部分與下活塞閥部分夾置彈性密封件并且具齒狀周邊，以便當(dāng)活塞閥閉合時(shí)允許壓力排出。缸體還優(yōu)選地設(shè)有用于將活塞閥引導(dǎo)到適當(dāng)位置中并且用于減小突然壓力變化的結(jié)構(gòu)。

另一個(gè)特征是下箱適配器部分，所述下箱適配器部分通過(guò)易于移除的夾緊件固定到控制閥的下端，并且通過(guò)多個(gè)徑向密封件密封兩個(gè)部分之間的流體連接件。本發(fā)明的控制閥的特征還在于與箱適配器部分一體成型并且與處理箱直接聯(lián)通的真空斷路器。類(lèi)似地，壓力釋放閥還一體地成型到閥的箱適配器部分中。閥本體的選定端口設(shè)有夾具，其構(gòu)造為方便相關(guān)噴嘴配件的連接與斷開(kāi)。此外，在閥本體的上端，與箱適配器部分相對(duì)，芯軸控制器一體地連接到蓋以便布線控制水并且由此控制活塞閥的移動(dòng)。此外，箱適配器部分設(shè)有易于轉(zhuǎn)換的向上流/向下流適配器配件，以便改變?cè)诓僮髦芷谶^(guò)程中的流體流動(dòng)的方向。

更具體地說(shuō)，控制閥設(shè)置為用于流體處理裝置，其包括具有限定在裝置中的流體流動(dòng)路徑的至少一個(gè)缸體的殼體，每個(gè)缸體都具有相關(guān)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞閥。閥包括第一活塞閥半部；與第一活塞閥半部互補(bǔ)的第二活塞閥半部；以及構(gòu)造并且布置為夾置在第一活塞閥半部與第二活塞閥半部之間的彈性密封件。第一活塞閥半部構(gòu)造并且布置為在第二活塞閥半部之前接合缸體，并且第一活塞閥半部具有通過(guò)多個(gè)周向隔開(kāi)齒限定的外部周向邊緣，以便在齒之間形成流動(dòng)空間。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種用于流體處理裝置的控制閥，所述控制閥包括具有控制部分與處理部分的閥本體，所述控制部分與處理部分彼此分離，從而使得控制部分中的流體與處理部分中的流體隔離。處理部分包括在相應(yīng)缸體中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的多個(gè)活塞閥，以便控制將要在裝置中處理的水，每個(gè)活塞閥的端部都布置在控制部分中。箱適配器可接合在與控制部分相對(duì)的閥本體的端部上，箱適配器限定與缸體相應(yīng)的多個(gè)座，每個(gè)座的尺寸都設(shè)計(jì)為容納相應(yīng)的一個(gè)所述缸體。彈性環(huán)形密封件密封地布置在座中，以防止流體在缸體與箱適配器之間經(jīng)過(guò)。夾緊件將箱適配器接合到閥本體。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，控制閥設(shè)置為用于流體處理裝置，并且所述控制閥包括具有控制部分與處理部分的閥本體，所述控制部分與處理部分彼此分離，從而使得控制部分中的流體與處理部分中的流體分離，處理部分包括在相應(yīng)缸體中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的多個(gè)活塞閥，以便控制將要在裝置中處理的水，并且每個(gè)活塞閥的端部都布置在控制部分中。箱適配器可接合在與控制部分相對(duì)的閥本體的端部上。箱適配器限定與缸體相應(yīng)的多個(gè)座，每個(gè)座的尺寸都設(shè)計(jì)為容納相應(yīng)的一個(gè)所述缸體。至少閥本體在流動(dòng)通道的連接處利用彈性密封件連接到箱適配器以防止泄漏，從而獲得本體到適配器的無(wú)墊圈連接。

附圖說(shuō)明

圖1是安裝在處理箱上的本控制閥的俯視立體圖；

圖2是圖1的控制閥的俯視平面圖；

圖3是本控制閥的先導(dǎo)閥的分解俯視立體圖；

圖3A是用于圖3中示出的本發(fā)明閥的本發(fā)明芯軸控制器的分解立體圖；

圖4是處于活塞閉合位置中的本發(fā)明控制閥的不完全豎直橫截面視圖；

圖5是處于活塞打開(kāi)位置中的本發(fā)明控制閥的不完全豎直橫截面視圖；

圖6是本發(fā)明閥的局部豎直橫截面的俯視立體圖；

圖7是圖6的閥的放大不完全俯視立體圖；

圖8是圖6的閥的缸體部分的放大不完全俯視立體圖；

圖9是本發(fā)明控制閥的側(cè)視圖與局部豎直橫截面視圖；

圖10是在本發(fā)明控制閥中的活塞與缸體接合的放大不完全側(cè)視圖；

圖11是本發(fā)明活塞閥的仰視圖；

圖12是圖11的活塞的不完全放大仰視圖；

圖13是本發(fā)明活塞的分解仰視立體圖；

圖14是本發(fā)明控制閥的仰視立體圖；

圖15是本發(fā)明控制閥的分解仰視立體圖；

圖16是本發(fā)明控制閥的箱適配器的不完全俯視立體圖；

圖17是圖16中示出的箱適配器的分解俯視立體圖圖；

圖18是在本發(fā)明控制閥中使用的夾具的正視圖；

圖19是圖18的夾具的俯視立體圖；

圖20是示出圖18和圖19的夾具的接合的本發(fā)明控制閥的分解側(cè)視立體圖。

圖21是圖20中示出的夾具的放大不完全立體圖；

圖22是在本發(fā)明控制閥中的鹵水再引導(dǎo)蓋的俯視平面圖；

圖23是圖22的蓋的俯視立體圖；

圖24是示出圖22和圖23的蓋的定位的本發(fā)明控制閥的分解俯視立體圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參照?qǐng)D1、圖2和圖4，大體上指示10的控制閥設(shè)置為用于控制大體上以12指示的流體處理裝置中的流體流動(dòng)。在優(yōu)選實(shí)施方式中，處理裝置是軟水器，并且箱12是樹(shù)脂箱，然而其它類(lèi)型的水過(guò)濾或流體處理設(shè)備是可預(yù)期的。此外，在本說(shuō)明中，“流體”旨在表示任意類(lèi)型的流動(dòng)液體，但是優(yōu)選地表示水。

本控制閥10具有閥本體14，閥本體14具有安裝到其上端18的閥本體蓋16和安裝到其下端22的箱適配器20。此外，閥本體14具有與箱適配器20相比更靠近蓋16定位的上部分或控制部分24，以及與蓋相比更靠近箱適配器定位的處理部分26。在通常操作位置中，控制部分24定位在處理部分26上方，并且在控制部分與處理部分之間沒(méi)有流體聯(lián)通，從而使得控制流體與處理流體隔離并且保持與處理流體分離。如在水軟化領(lǐng)域中眾所周知的，控制閥10具有入口端口28、出口端口30、排放出口端口32與鹵水入口端口33。

現(xiàn)在參照?qǐng)D3、圖3A和圖4，蓋16設(shè)有芯軸控制器34，其包括包圍芯軸本體36的殼體35，芯軸本體36包圍旋轉(zhuǎn)芯軸37并且保持在支架38。優(yōu)選的是支架38的下部39如通過(guò)超聲波焊接、熱熔、化學(xué)粘合劑等一體地固定到蓋16。芯軸36具有用于控制接收自先導(dǎo)管線42的流體流的多個(gè)流動(dòng)端口40，先導(dǎo)管線42抽吸來(lái)自入口端口28的一部分流體流并且將此流引導(dǎo)到芯軸控制器34中。優(yōu)選地，芯軸本體36的六邊形豎直橫截面形狀與芯軸支架38和下部39的相應(yīng)部分互補(bǔ)。此構(gòu)造使得單個(gè)密封構(gòu)件，優(yōu)選地O形環(huán)38a，在芯軸本體36、支架與下部39之間提供無(wú)泄漏連接。此構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)在于避免多個(gè)單管與配件連接，以及使用易于泄漏的墊圈的能力。換句話說(shuō)，殼體部分38與39布置為在不使用墊圈的情況下與芯軸本體36流體聯(lián)通，通過(guò)機(jī)械緊固件將部件保持在一起，并且通過(guò)彈性密封件(O形環(huán))38a提供泄漏保護(hù)。

鐘表或定時(shí)機(jī)構(gòu)44使芯軸36旋轉(zhuǎn)，并且由此將先導(dǎo)流體流引導(dǎo)到每個(gè)都在指定的缸體48中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的多個(gè)活塞閥46的指定的一個(gè)。在優(yōu)選實(shí)施方式中，可以具有八個(gè)活塞閥46，然而閥的數(shù)量可以改變以適合應(yīng)用。此外，固定到芯軸37的端部以便共同旋轉(zhuǎn)的指示器輪47在其周向邊緣上具有以不同布置的穿孔或狹槽49以便與連接到主控制閥印刷電路板(PCB)(未示出)的光學(xué)傳感器49a等配合、以便與閥10的多個(gè)操作階段配合。此外，操作者通過(guò)殼體35中的窗49c可見(jiàn)在輪47上的穿孔49的位置以及可選的數(shù)字指示器49b(圖3a)，從而操作者可以監(jiān)控閥10的操作狀態(tài)。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，支架38的下部39具有與蓋16中的相應(yīng)通道39b流體聯(lián)通的內(nèi)部流動(dòng)通道39a(圖3)。先導(dǎo)流被引導(dǎo)通過(guò)定位在蓋16中的諸如流動(dòng)通道或端口50(圖4)的接合配件，并且每個(gè)流動(dòng)通路都與特定的缸體48相關(guān)。通過(guò)來(lái)自芯軸控制器34的先導(dǎo)流的作用，在相應(yīng)缸體48中的活塞閥46的移動(dòng)，致使控制閥10在本技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的不同的已知軟水器操作位置之間循環(huán)。此循環(huán)操作包括在上面引用的專(zhuān)利中更加詳細(xì)描述的服務(wù)、反沖洗、鹵水沖洗、慢沖洗、快沖洗、鹵水填充等。

應(yīng)該指出的是僅利用流體的先導(dǎo)流通過(guò)芯軸控制器34控制活塞閥46的移動(dòng)。此外，流體的先導(dǎo)流保持在控制部分24中并且如上所述，不與閥本體的處理部分26中的流體混合。

現(xiàn)在參照?qǐng)D4-圖13，本控制閥10的重要特征在于，活塞閥46與相關(guān)的缸體48構(gòu)造并且布置為在操作循環(huán)改變的過(guò)程中抑制當(dāng)處理流體流在閥內(nèi)被再引導(dǎo)時(shí)有時(shí)發(fā)生的突然壓力改變。

每個(gè)活塞閥46都包括主軸52，其具有定位在控制部分24中的上凸緣54并且構(gòu)造為周期性地接收來(lái)自芯軸控制器34的先導(dǎo)流。諸如“O”形環(huán)等的至少一個(gè)徑向密封件56，密封凸緣下面的缸體48的區(qū)域，以防止接近到控制部分24與任何控制流體。在優(yōu)選實(shí)施方式中，多個(gè)“O”形環(huán)56b還設(shè)置為將控制部分24與處理或流動(dòng)部分26分離。與上凸緣54相對(duì)，活塞閥46設(shè)有第一活塞閥半部58、與第一活塞閥半部互補(bǔ)的第二活塞閥半部60、以及構(gòu)造并且布置為夾置在第一活塞閥半部與第二活塞閥半部之間的彈性密封件62。第一閥半部與第二閥半部中的每個(gè)都具有共同的直徑并且結(jié)合以限定用于容納彈性密封件62的凹部64。

參照?qǐng)D7至圖13，在優(yōu)選實(shí)施方式中，彈性密封件62具有包括主體66與一對(duì)向外地延伸臂68的大體“T”狀豎直橫截面。臂68固定在由第一閥半部58與第二閥半部60的相應(yīng)部分形成的凹部64中。此外，本體66從周向邊緣70徑向地延伸以便與缸體壁72(圖8)形成擦拭密封，從而當(dāng)活塞接近并且接合缸體(圖10)時(shí)防止流體流入到缸體48中。

活塞閥46的另一個(gè)特征在于第一活塞閥半部58構(gòu)造并且布置為在第二活塞閥半部之前與缸體48接合，并且外周向邊緣70包括多個(gè)周向隔開(kāi)的齒74，以便在齒(圖11和圖12)之間形成流動(dòng)空間76。在優(yōu)選實(shí)施方式中，齒74規(guī)則地隔開(kāi)，并且包括第一閥半部58的周向邊緣的大約一半。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)此構(gòu)造抑制了在操作過(guò)程中當(dāng)活塞閥46密封缸體48時(shí)在閥10中經(jīng)歷的通常地突然壓力改變。已知的此壓力改變已經(jīng)形成到損壞缸體48的適當(dāng)密封的程度的破壞性空化。諸如螺釘?shù)倪m當(dāng)緊固件78，將第一半部58與第二半部60以及間接地將彈性密封件62固定到活塞軸52的端部(圖13)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D7和圖8，本發(fā)明的閥10的另一個(gè)特征是每個(gè)缸體48都包括尺寸設(shè)計(jì)為容納活塞閥46的互補(bǔ)開(kāi)口80，并且具有多個(gè)周向隔開(kāi)的引導(dǎo)肋82，每個(gè)所述肋都具有傾斜的內(nèi)邊緣84。引導(dǎo)肋軸向地突出到開(kāi)口80上方，方便了活塞閥46與開(kāi)口的接合并且進(jìn)一步減少了不期望的空化。進(jìn)一步優(yōu)選的是傾斜邊緣84限定角度α，并且第一活塞閥半部58限定互補(bǔ)的成角度邊緣86(圖10、圖13)，以便促進(jìn)將活塞引入到缸體48中。

現(xiàn)在參照?qǐng)D14-圖17和圖24，箱適配器20限定打開(kāi)到固定于閥本體14的下端22的上表面90的多個(gè)大體圓柱形座88。座88是通過(guò)超聲波焊接、熱板焊接、化學(xué)粘結(jié)劑或如本領(lǐng)域中已知的緊固件接合到箱適配器20的板91(圖24)的一部分。在圖16和圖17中，座88示出為未附接到箱適配器20。每個(gè)座88都與一個(gè)關(guān)聯(lián)的缸體48相應(yīng)并且與與之集成。中間出口穿孔92允許處理后的流體的在控制閥10與處理箱12之間的流體流動(dòng)。此外，諸如“O”形環(huán)等的彈性環(huán)形密封件94(圖15)密封地布置在各座88中并且外接缸體48，以便一旦箱適配器附接到閥本體14就防止流體在缸體48與箱適配20之間經(jīng)過(guò)。此外，在不需要墊圈的情況下，通過(guò)使用密封件94，將箱適配器20更簡(jiǎn)單地且容易地連接到下閥本體端22。由此，在流動(dòng)通道周?chē)南嗤?lèi)型的彈性密封件與上面參照芯軸控制器34描述的無(wú)墊圈附接系統(tǒng)被用于將閥本體14附接到箱適配器20。

現(xiàn)在參照?qǐng)D4、圖5和圖15，箱適配器20與閥本體14之間的上述附接通過(guò)將箱適配器接合到閥本體的單個(gè)夾緊件96來(lái)實(shí)現(xiàn)的進(jìn)一步簡(jiǎn)化。本發(fā)明的閥10的特征在于箱適配器20僅通過(guò)夾緊件96固定到閥本體14。如在圖15中看到的，利用諸如螺釘?shù)?圖4)的緊固件102將夾緊件96設(shè)置在于相對(duì)自由端100處接合的兩個(gè)“C”狀部分98中。此外，如圖15中看到的，優(yōu)選地通過(guò)固定地接合與軸向地壓緊閥本體14與箱適配器20的處理部分26的相應(yīng)的徑向延伸凸緣104、106的夾緊件96實(shí)現(xiàn)了箱適配器20與閥本體14的夾緊接合。通過(guò)此布置，由于此連接未暴露到水壓，因此可以以較輕材料制造控制閥10以節(jié)省成本，同時(shí)仍保持到閥適配器20的強(qiáng)連接。此外，單個(gè)夾緊件96容易拆卸并且仍將閥本體14固定地保持到箱適配器20。

再次參照?qǐng)D16和圖17，本發(fā)明的控制閥10的另一個(gè)特征在于真空斷路器108與箱適配器20關(guān)聯(lián)，并且優(yōu)選地與箱適配器一體地成型并且與箱12流體聯(lián)通。此聯(lián)通通過(guò)中間出口穿孔92。在傳統(tǒng)的控制閥中，真空斷路器設(shè)置為防止閥與處理裝置受到當(dāng)流體供給關(guān)閉時(shí)形成的真空損壞。在一些情形中，安裝的海平面的高度是真空損壞的系數(shù)。通常來(lái)說(shuō)，一個(gè)斷路器設(shè)置在閥的上游和/或下游，以便在閥的操作過(guò)程中防止箱塌陷。如在本閥10中通過(guò)與箱直接聯(lián)通，僅需要一個(gè)真空斷路器108。真空斷路器108通過(guò)接合在指定端口112中的插塞110保持在適當(dāng)位置中并且通過(guò)如下面參照?qǐng)D18-圖21所述的夾具保持在適當(dāng)位置中。

壓力釋放閥(PRV)114還安裝到水箱適配器20。PRV114設(shè)置為防止由通過(guò)在壓力下快速地打開(kāi)或閉合流體形成的壓力高峰造成的對(duì)閥10的損壞。如在圖16和圖17中看到的，閥114包圍在在開(kāi)口端處具有插塞118的閥殼體116內(nèi)。與插塞118相對(duì)，利用下面更加詳細(xì)描述的夾具120將閥殼體116固定到箱適配器20。盡管預(yù)期其它位置，但在優(yōu)選實(shí)施方式中，PRV114與真空斷路器108直徑相對(duì)地布置在閥適配器20上。當(dāng)裝配時(shí)，具有箱適配器20的閥10通過(guò)與懸置箱配件122螺紋接合固定到處理箱12。

現(xiàn)在參照?qǐng)D18-圖21和圖24，本控制閥10的又一個(gè)特點(diǎn)是利用可釋放保持夾具120實(shí)現(xiàn)的輸入和/或輸出導(dǎo)管的或具有聯(lián)接噴嘴配件124的其它附件的快速、固定連接。每個(gè)夾具120都用于將噴嘴配件124連接閥本體14上或箱適配器20上的關(guān)聯(lián)端口126，并且在釋放位置(圖20、圖21)與接合位置(圖24)之間是可移動(dòng)的。當(dāng)從前面或后面(圖18)觀察時(shí)夾具120是大體“U”狀的并且具有一對(duì)偏轉(zhuǎn)臂128，每個(gè)偏轉(zhuǎn)臂都具有帶有“T”杠結(jié)構(gòu)132的自由端130。在端口126上的關(guān)聯(lián)鉤凸部134接收并且保持“T”杠結(jié)構(gòu)132以便防止在向上豎直移動(dòng)中將夾具120從端口126移除。此外，夾具120包括至少一個(gè)懸置引導(dǎo)結(jié)構(gòu)136以便與端口126中的相應(yīng)狹槽138以及與噴嘴配件124(圖20)中的相關(guān)凹槽140接合。優(yōu)選地，具有一對(duì)懸置引導(dǎo)結(jié)構(gòu)136，每個(gè)都與在噴嘴配件124的各側(cè)上的相關(guān)凹槽140相關(guān)。在夾具的上端144上的凸片142方便通過(guò)操作者抓握以便在必要時(shí)釋放夾具120。如果期望的話，凸片142是利用鉗子可夾緊的。夾具120用于固定真空斷路器108、PRV114、排放線146、以及如所期望的其它連接件。在排放線146的情形中，夾具120用于允許容易進(jìn)入到流動(dòng)控制圓盤(pán)(未示出)。在其它情形中，夾具120用于允許閥本體14容納具有多種線程式樣的噴嘴配件124。

現(xiàn)在參照?qǐng)D22-圖24，如本領(lǐng)域中眾所周知的，本發(fā)明控制閥10的又一個(gè)特征是于再生過(guò)程中鹵水再引導(dǎo)蓋或流動(dòng)引導(dǎo)件148用于改變鹵水在處理箱12中的流動(dòng)方向，以便在向上流與向下流之間交替。蓋148的尺寸設(shè)計(jì)為易于從箱適配器20中的指定的凹入部150安裝或移除。在凹入部150中包括一對(duì)穿孔(未示出)，每個(gè)穿孔都連接到處理箱12的相應(yīng)端部。

包括在蓋148上的是限定內(nèi)室154的罩部分152。噴嘴插塞156從罩部分152懸垂并且構(gòu)造為與凹入部150中選定的一個(gè)穿孔接合。罩部分152還具有流動(dòng)穿孔158，流動(dòng)穿孔158的尺寸設(shè)計(jì)為與凹入部150中的兩個(gè)穿孔中的另一個(gè)對(duì)準(zhǔn)。至少一個(gè)夾緊凸片160在室154中豎直地突出以便通過(guò)操作者抓握。在使用中，操作者抓握凸片并且向上拉動(dòng)蓋148，并且將兩個(gè)穿孔中的適當(dāng)一個(gè)插入到凹入部150中，以保留其它穿孔打開(kāi)以便流動(dòng)。通過(guò)此種方式，在無(wú)需閥10的大的改變或者處理水的重新布線的情況下，通過(guò)拉動(dòng)蓋148并且軸向地旋轉(zhuǎn)它以將一個(gè)穿孔選擇性地插入到凹入部150中而使得此流動(dòng)方向被容易地改變。

盡管已經(jīng)示出與描述了用于流體處理裝置的本控制閥的特定實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是在不偏離在其更廣泛方面以及如在下面權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的情況下可以進(jìn)行改變與修改。