專利名稱：引導(dǎo)流體的多口旋轉(zhuǎn)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥，具體地講，涉及用于同時引導(dǎo)多個流體流順序地進出被用于凈化、處理和分離流體的多個流體-固體接觸室的簡化旋轉(zhuǎn)閥。
背景技術(shù)：
多年來，流體-固體接觸系統(tǒng)已經(jīng)逐漸演變，從簡單的批量操作演變?yōu)楦呒壍南到y(tǒng)，這些更高級的系統(tǒng)嘗試模擬層析分離中的有時被稱為“模擬移動床”(SMB)的反向電流連續(xù)流動操作或離子交換或吸附類型處理中的“連續(xù)接觸器”。這些SMB系統(tǒng)或連續(xù)接觸器只模擬固體反向電流-流體的移動，因為它們并沒有真實且連續(xù)地移動固體通過流體。本質(zhì)上，這些系統(tǒng)中的任一個可以通常被稱為“模擬移動床”。這種模擬通常是通過以下步驟實現(xiàn)的:通過采用多個獨立閥、單個旋轉(zhuǎn)閥、有時被布置或組合以簡化管道布置的多個室以及(一些情況下)室的旋轉(zhuǎn)臺，步進(stepping)或轉(zhuǎn)換(indexing)通過各種流體流的多個較小批量的流體-固體接觸室。這些系統(tǒng)提供優(yōu)于簡單批量系統(tǒng)的提高的處理效率并且達到真實連續(xù)反向電流操作的理想狀態(tài)，然而當(dāng)前系統(tǒng)中的每個還是遭遇一些缺陷，像是相對大的資本費用、機械復(fù)雜度、嚴格的工藝限制和不靈活性。Gerhold的美國專利N0.3，192，954中示出的早期SMB系統(tǒng)設(shè)計的特征在于，在分離各種非離子烴類的過程中采用單個多隔室罐和單個多口閥。多口閥和多隔室罐的成本和復(fù)雜度妨礙了其在許多應(yīng)用中的接受度并且造成更簡單的設(shè)計。為了以不太復(fù)雜的方式實現(xiàn)相同的處理分離，在層析應(yīng)用中使用的許多當(dāng)前SMB系統(tǒng)采用四個或更多個具有多個閥的流體-固體接觸室。參見例如Moran的美國專利N0.5，705, 061或Kaneko的N0.6，409, 922，其公開了多個閥和源自多個室的多個進口管和出口管。使用可編程控制器按順序排好閥以及進而流向室的流體，以實現(xiàn)凈化或分離。為了解決這些設(shè)計中的絕對數(shù)量的閥，Ahlgren在美國專利N0.6，719，001中提出了一種相對簡單的多口旋轉(zhuǎn)閥設(shè)計，它在功能上與之前的美國專利N0.3，192，954類似并且適于相對簡單的層析應(yīng)用。然而，因為當(dāng)它們處于離子交換和吸附類型處理中時處理狀況變得更復(fù)雜，所以室、管道和編程的數(shù)量迅速變得不能管理，即使是用，001專利中公開的這樣的閥。因此，要么用獨立閥要么用多口旋轉(zhuǎn)閥，這些SMB系統(tǒng)設(shè)計通常用于簡單層析分離中而不用于更復(fù)雜的處理，如離子交換中。雖然構(gòu)建這些設(shè)計相對成本低，但它們?nèi)狈μ幚盱`活性。為了解決上述系統(tǒng)的可應(yīng)用性受限的問題，已經(jīng)提出各種“連續(xù)接觸器”設(shè)備設(shè)計，用于解決更復(fù)雜的凈化和分離應(yīng)用中伴隨的管道復(fù)雜問題。一種廣泛采用的設(shè)計(參見Rossiter的美國專利N0.5，676，826)是用于多個進口和出口的單個分配閥，這多個進口和出口與旋轉(zhuǎn)臺上安裝的流體-固體接觸室連通。單個分配閥具有旋轉(zhuǎn)頭，旋轉(zhuǎn)頭與轉(zhuǎn)臺上的多個流體-固體接觸室一致地旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)換。隨著流體分配旋轉(zhuǎn)頭和轉(zhuǎn)臺的移動，流體-固體接觸室順序地與每個固定頭流體流連通?？梢哉{(diào)節(jié)視處理而定的接觸特定流體流的室的步進時間或停留時間。這種設(shè)計提供了處理靈活性和精致性，因為可以針對任何處理配置固定管道，而不影響旋轉(zhuǎn)管道和流體-固體接觸室的流動結(jié)構(gòu)，但是該設(shè)計由于在轉(zhuǎn)臺上的室中移動極端重量和危險化學(xué)品，而常常遭遇成本和機械復(fù)雜度問題。兩個更近期的設(shè)計(授予Rochette的美國專利N0.6, 802, 970和Jensen申請的美國專利申請N0.2006/0124177A1)在早期想法(授予Ringo的美國專利N0.2，706, 532、授予Schick的美國專利N0.4，625，763和授予Morita的美國專利N0.5，478，475)上構(gòu)建并且通過移動轉(zhuǎn)臺和用更復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)閥取代它來解決現(xiàn)實且所感知到的機械旋轉(zhuǎn)問題。這兩種設(shè)計都通過采用同時具有固定部件和旋轉(zhuǎn)部件的閥設(shè)備實現(xiàn)了這個功效，所述固定部件和旋轉(zhuǎn)部件包括針對每個進口和出口處理流的多個圓形通道和導(dǎo)管。這些圓形通道又通過可旋轉(zhuǎn)部件與合適的口連通，這些合適的口通過管道連接到固定固體-流體接觸室。隨著旋轉(zhuǎn)部件或旋轉(zhuǎn)頭的轉(zhuǎn)換，致使排序中的下一個室與前一個流體流連通。其他進口和出口流體流也全都遵循順序進行，從而實現(xiàn)包含通過流體的固體的室的模擬移動。這些設(shè)計犧牲了處理精巧性和靈活性，而確實除去了固體流體室在轉(zhuǎn)臺上的實體移動。它們引入了嚴重的設(shè)計缺陷，該缺陷在于，處理配置是通過旋轉(zhuǎn)和固定部件設(shè)計設(shè)置的并且不容易在合理成本下改變。因此，對于其他處理，它們在應(yīng)用中缺乏靈活性。例如，水軟化離子交換中使用的這些設(shè)計中的一種設(shè)計的設(shè)備不可以用于糖漿離子交換或SMB層析，而不對設(shè)備進行大的改動。這些設(shè)計由于將各種開口、圓形通道和面密封于各種平面和形狀的復(fù)雜本質(zhì)，而導(dǎo)致遭遇嚴格的密封挑戰(zhàn)。隨著這些部件老化，密封問題也會變得更加顯著并且再次增多維修和成本。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中沒有發(fā)現(xiàn)一種旋轉(zhuǎn)閥用于同時引導(dǎo)多個流體流進出適于各式各樣處理的流體-固體接觸室，而不具有上述的缺陷(例如大且有潛在危險的移動轉(zhuǎn)臺、多個獨立閥、復(fù)雜構(gòu)造、困難的密封設(shè)計、復(fù)雜表面以及受限的處理靈活性)中的一個或更多個?，F(xiàn)有技術(shù)中的閥沒有一個認識到為了去除轉(zhuǎn)臺，與閥的連接構(gòu)造是具有處理靈活性的關(guān)鍵而不光是多口閥的想法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了組合的多口旋轉(zhuǎn)閥，該組合的多口旋轉(zhuǎn)閥用于同時引導(dǎo)多個流體流順序地進出被用于凈化和分離多組分流體的多個固定流體-固體接觸室，而消除了本領(lǐng)域中的眾多缺點。像SMB—樣的不太復(fù)雜的處理可以采用單個閥，但是實際上，優(yōu)選地具有兩個旋轉(zhuǎn)閥，這兩個旋轉(zhuǎn)閥被連接成為一個組合的多口旋轉(zhuǎn)閥設(shè)備。雖然兩個閥可以彼此獨立地實體構(gòu)造，但是它們必須彼此同步地旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)換，優(yōu)選的是將它們合并在一起成為組合的多口旋轉(zhuǎn)閥。例如，同樣優(yōu)選的是具有不止兩個接觸室。本發(fā)明的一方面在于提供一種組合的多口旋轉(zhuǎn)閥，該組合的多口旋轉(zhuǎn)閥不需要流體-固體室在轉(zhuǎn)臺上旋轉(zhuǎn)，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中轉(zhuǎn)臺的機械復(fù)雜度、布局限制和安全問題。本發(fā)明的另一方面在于提供一種組合的多口旋轉(zhuǎn)閥，該組合的多口旋轉(zhuǎn)閥對于任何處理具有相同的構(gòu)造設(shè)計并且具有許多對稱的組件，以允許精簡旋轉(zhuǎn)閥部件的庫存并且解決現(xiàn)有技術(shù)的處理專用設(shè)計的缺點。本發(fā)明的又一方面在于提供一種組合的多口旋轉(zhuǎn)閥，該組合的多口旋轉(zhuǎn)閥只具有兩個平面密封表面，不需要現(xiàn)有技術(shù)中采用的復(fù)雜圓形通道和環(huán)形密封技術(shù)。本發(fā)明的另一方面在于提供一種允許目測大部分部件的簡化且易理解的設(shè)計。


圖1是用作流體凈化的連續(xù)接觸設(shè)備的組合的多口旋轉(zhuǎn)閥的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的組合的多口旋轉(zhuǎn)閥的詳細分解視圖。圖2b是根據(jù)本發(fā)明的組合的多口旋轉(zhuǎn)閥的詳細分解視圖的繼續(xù)。圖3是圖2的組合的多口旋轉(zhuǎn)閥的分解剖視圖。圖4是圖3的頂端蓋210的頂視平面圖。圖5是圖3的頂端蓋210的側(cè)視圖。圖6是圖3的壓力板220的頂視平面圖。圖7是圖3的壓力板220的側(cè)視圖。圖8是圖3的壓力板220的底視平面圖。圖9是圖3的頂部固定頭230的頂視平面圖。圖10是圖3的頂部固定頭230的側(cè)視圖。圖11是圖3的頂部固定頭230的底視平面圖。圖12是圖3的頂部旋轉(zhuǎn)頭240的頂視平面圖。圖13是圖3的頂部旋轉(zhuǎn)頭240的側(cè)視圖。圖14是圖3的頂部旋轉(zhuǎn)頭240的底視平面圖。圖15是圖3的鏈輪(sprocket gear) 250的頂視平面圖。圖16是圖3的鏈輪250的側(cè)視圖。圖17是圖3的鏈輪250的底視平面圖。圖18是圖3的底部旋轉(zhuǎn)頭260的頂視平面圖。圖19是圖3的底部旋轉(zhuǎn)頭260的側(cè)視圖。圖20是圖3的底部旋轉(zhuǎn)頭260的底視平面圖。圖21是圖3的底部固定頭270的頂視平面圖。圖22是圖3的底部固定頭270的側(cè)視圖。圖23是圖3的底部固定頭270的底視平面圖。圖24是圖3的底端蓋280的頂視平面圖。圖25是圖3的底端蓋280的側(cè)視圖。圖26是圖3的多口旋轉(zhuǎn)閥閥座290的側(cè)視圖。圖27是圖11的固定頭230的平面圖，該固定頭230在一次轉(zhuǎn)換之前與圖12的旋
轉(zhuǎn)頭導(dǎo)管238重疊。圖28是圖11的固定頭230的平面圖，該固定頭230在一次轉(zhuǎn)換之后與圖12的旋轉(zhuǎn)頭導(dǎo)管238重疊。圖29是圖3的多口旋轉(zhuǎn)閥200的可供選擇的閥座和殼體的立體視圖。
具體實施例方式參照圖1，本發(fā)明200被示意性示出具有多個流體接觸室1-8。室1_8具有第一連接部la-8a，第一連接部la-8a通過導(dǎo)管120在標(biāo)記為21-28的口處連接到多口閥200。相同的室1-8具有第二連接部lb-8b，第二連接部lb-8b通過導(dǎo)管140在標(biāo)記為41-48的口處連接到多口閥200。處理流A-H通過導(dǎo)管110經(jīng)過口 11-18與多口閥200連接，并且通過內(nèi)部導(dǎo)管226、238和227與室連接部21-28連接。處理流A' -H'通過導(dǎo)管130經(jīng)過口 31-38與同一多口閥200連接，并且通過內(nèi)部導(dǎo)管276、258和277與室連接部41-48連接。內(nèi)部導(dǎo)管238和258分別是旋轉(zhuǎn)頭240和260的部分并且能相對于處理連接部11_18、31_38和室連接部21-28、41-48旋轉(zhuǎn)，從而允許室1-8至處理流A-H和A1-H'的模擬移動。注意的是，接觸室的數(shù)量只是例子并且所利用的室的實際數(shù)量可以是大于2的任何數(shù)量。因此，將相應(yīng)地調(diào)節(jié)入口、出口和流體流的數(shù)量。結(jié)合流體固體接觸室和媒介99示出并描述本發(fā)明的組合的多口旋轉(zhuǎn)閥200的本實施方案，其中，被污染的供應(yīng)流被媒介99連續(xù)處理，同時被耗盡的媒介被連續(xù)再生并且恢復(fù)正常使用。使用水軟化離子交換應(yīng)用作為例子，每個室將包含同樣典型的強酸性陽離子交換樹脂。軟化應(yīng)用中所需的四個步驟被描述為“服務(wù)”、“回洗”、“加入化學(xué)品”和“清洗”?！胺?wù)”是用陽離子交換樹脂處理進入的水，直到樹脂能力耗盡為止，“回洗”是從樹脂去除顆粒物，“加入化學(xué)品”是反向離子交換過程，在這個過程中使用鹽將樹脂返回可用形式，“清洗”是在樹脂返回“服務(wù)”之前從樹脂及其周圍去除過量鹽的過程。在批量操作(如生活用水軟化器)中，在從操作中去除批量系統(tǒng)之后，順序地執(zhí)行這四個步驟。在連續(xù)系統(tǒng)(如這里描述的連續(xù)系統(tǒng))中，這四個步驟全都同時出現(xiàn)，因為在每個瞬間至少一個室處于每個步驟中，從而允許進行連續(xù)操作。在采用本發(fā)明的軟化實施例中，流A-E將是進入的被污染水或硬水并且處于“服務(wù)”中且正在被處理。供處理的水將通過導(dǎo)管111-115在口連接部11-15進入多口旋轉(zhuǎn)閥200的固定頭230。流A-E通過內(nèi)部導(dǎo)管226前進至旋轉(zhuǎn)頭240并且通過內(nèi)部導(dǎo)管238被重新導(dǎo)回固定頭230且通過內(nèi)部導(dǎo)管227重新導(dǎo)回室連接部
21-25。然后，流A-E通過導(dǎo)管121-125前進，以通過連接部la_5a進入室1_5。流A-E接觸室1-5中包含的強酸性陽離子交換樹脂并且以溶液中的硬離子(如鈣和鎂)交換樹脂上的軟離子鈉。鈣和鎂被強酸性陽離子交換樹脂捕獲，同時等量的鈉離子被交換到流中。硬水流A-E現(xiàn)在變成軟水或被處理水流A' -E'且通過連接部lb-5b離開室1-5并且通過導(dǎo)管141-145在口 41-45連接到固定頭270。流A' -E'通過內(nèi)部導(dǎo)管277前進至旋轉(zhuǎn)頭260并且被內(nèi)部導(dǎo)管258重新導(dǎo)回固定頭270。流A' -E'現(xiàn)在通過內(nèi)部導(dǎo)管276前進并且在口 31-35離開，到達導(dǎo)管131-135成為經(jīng)處理的軟水。繼續(xù)以軟化為例，其他流通?？偟乇环Q為“再生”并且包括流F、G、H、F'、G'和H'。將以倒序描述這些步驟，因為室中的樹脂當(dāng)前反向朝向流移動。流H'通過導(dǎo)管138，將未經(jīng)處理的水在固定頭270中的口 38處導(dǎo)入多口閥200。流H'通過內(nèi)部導(dǎo)管276前進至旋轉(zhuǎn)頭260并且被內(nèi)部導(dǎo)管258重新導(dǎo)回固定頭270并且通過內(nèi)部導(dǎo)管277前進，在口 48處離開。流H'通過導(dǎo)管148通過連接部8b前進到室8。流H'在向上方向上前進，通過室8中包含的樹脂，并且用作回洗流來去除任何俘獲的顆粒物或破裂的樹脂珠，并且通過連接部8a從室8出來，成為流H。流H通過導(dǎo)管128通過連接部28前進到多口閥200的固定頭230，并且通過內(nèi)部導(dǎo)管227前進到旋轉(zhuǎn)頭240并且通過內(nèi)部導(dǎo)管238被重新導(dǎo)回固定頭230。流H通過內(nèi)部導(dǎo)管226前進，通過口18離開多口閥200，其中回洗廢流H被導(dǎo)管118引導(dǎo)以被廢棄。流G處于“加入化學(xué)品”步驟中并且通過導(dǎo)管117引導(dǎo)鹽(NaCl)溶液通過固定頭230中的口 17進入多口閥200。流G通過內(nèi)部導(dǎo)管226前進到旋轉(zhuǎn)頭240并且通過內(nèi)部導(dǎo)管238被重新導(dǎo)回固定頭230并且通過內(nèi)部導(dǎo)管227前進，通過口 27離開。然后，流G通過導(dǎo)管127通過連接部7a前進到室
7。流G在向下方向上前進，通過室7中包含的樹脂，并且用作再生流，來以溶液中的軟一價離子(Na+)交換樹脂上捕獲的硬二價離子(Ca++和Mg++)。如在未經(jīng)處理的水中一樣，在低濃度下，強酸性陽離子交換樹脂通常比起一價離子來說更偏好二價離子。然而，鹽流中的高濃度一價鈉離子將戰(zhàn)勝并取代二價離子并且使樹脂返回一價鈉形式并且被稱為再生。流G通過連接部7b從室7出來，成為流(V。流(V通過導(dǎo)管147通過連接部47前進到多口閥200的固定頭270并且通過內(nèi)部導(dǎo)管277前進到旋轉(zhuǎn)頭260并且通過內(nèi)部導(dǎo)管258被重新導(dǎo)回固定頭270。然后，流G'通過內(nèi)部導(dǎo)管276前進，在口 37處離開多口閥，成為再生廢流G'，再生廢流G'被導(dǎo)管137引導(dǎo)以被廢棄。流F是用于清洗的水并且通過導(dǎo)管116前進，通過固定頭230中的口 16進入多口閥200，并且通過內(nèi)部導(dǎo)管226前進到旋轉(zhuǎn)頭240并且通過內(nèi)部導(dǎo)管238被重新導(dǎo)回固定頭230。然后，流F通過內(nèi)部導(dǎo)管227前進，通過口26離開，并且通過導(dǎo)管126通過連接部6a前進到室6。流F在向下方向上前進，通過室6中包含的樹脂，并且用作清洗流，以取代室中的過量NaCl。流F通過連接部6b從室6出來，成為流F’，并且通過管道146在連接部46連接到多口閥200的固定頭270。流F通過內(nèi)部導(dǎo)管277前進到旋轉(zhuǎn)頭260并且通過內(nèi)部導(dǎo)管258被重新導(dǎo)回固定頭270并且通過內(nèi)部導(dǎo)管276前進，來通過口 36離開多口閥成為清洗廢流F'，清洗廢流F'被導(dǎo)管136引導(dǎo)以被廢棄。多口旋轉(zhuǎn)閥200的旋轉(zhuǎn)頭240和260保持在同一位置并且通過內(nèi)部導(dǎo)管238和258保持當(dāng)前流動路徑，直到室I中的強酸性陽離子交換樹脂上基本所有的一價鈉離子已經(jīng)交換流A中的二價離子鈣和鎂的結(jié)束時間點為止。該結(jié)束時間點可以由傳感器根據(jù)經(jīng)驗確定，或者基于樹脂能力、供應(yīng)服務(wù)流速率和供應(yīng)中的離子負荷按時間來估計。當(dāng)?shù)竭_結(jié)束時間點并且室I中的二價離子的能力耗盡時，旋轉(zhuǎn)頭240和260順時針轉(zhuǎn)換一個位置(當(dāng)上下看時)。這樣的轉(zhuǎn)換本質(zhì)上通過內(nèi)部導(dǎo)管238和258移動處于“服務(wù)”的室1，并且將其置于被稱為“回洗”的、室8之前所保持的第一再生步驟中。與此同時，室2-8也順序地移動一個位置，使得室2現(xiàn)在處于室I之前所保持的領(lǐng)先“服務(wù)”位置，室3-5移動了一個位置，但是保持“服務(wù)”，致使室6到室5之前所保持的最后“服務(wù)”位置，室7移動到室6之前所保持的“清洗”位置并且室8移動到室7之前所保持的“加入化學(xué)品”位置。以此方式，每個室中的樹脂當(dāng)前正反向移動到進入的流。當(dāng)樹脂耗盡時，它退出服務(wù)周期進入再生周期并且根據(jù)需要最終返回到“服務(wù)”中。在如之前段落中描述的旋轉(zhuǎn)頭240和260的一次轉(zhuǎn)換之后，流動路徑如下地變動:流A-E繼續(xù)作為進入的供處理的硬水并且處于“服務(wù)”中，并且通過導(dǎo)管111-115在口連接部11-15進入多口旋轉(zhuǎn)閥200的固定頭230。流A-E通過內(nèi)部導(dǎo)管226前進至旋轉(zhuǎn)頭240并且通過內(nèi)部導(dǎo)管238被重新導(dǎo)回固定頭230并且通過內(nèi)部導(dǎo)管227重新導(dǎo)回室連接部
22-26。然后，流A-E通過導(dǎo)管122-126前進，以通過連接部2a-6a進入室2-6。流A-E接觸室2-6中包含的強酸性陽離子交換樹脂并且以溶液中的硬離子鈣和鎂交換樹脂上的軟離子鈉。鈣和鎂現(xiàn)在被強酸性陽離子交換樹脂固定，同時等量的鈉離子被交換到流中。硬水流A-E現(xiàn)在變成軟水或被處理的水流A' -E'，并且通過連接部2b-6b離開室2-6并且通過導(dǎo)管142-146在口 42-46連接到固定頭270。流A' -E'通過內(nèi)部導(dǎo)管277前進至旋轉(zhuǎn)頭260并且被內(nèi)部導(dǎo)管258重新導(dǎo)回固定頭270。流A' -E'現(xiàn)在通過內(nèi)部導(dǎo)管276前進并且在口 32-36離開，到達導(dǎo)管131-136成為經(jīng)處理的軟水。同樣地，其他流總地被稱為“再生”并且包括流F、G、H、F'、G'和H'。同樣將以倒序描述這些步驟，因為室中的樹脂當(dāng)前反向朝向流移動。流H'通過導(dǎo)管138，將未經(jīng)處理的水在固定頭270中的口 38處導(dǎo)入多口閥200。流H'通過內(nèi)部導(dǎo)管276前進至旋轉(zhuǎn)頭260并且被內(nèi)部導(dǎo)管258重新導(dǎo)回固定頭270并且通過內(nèi)部導(dǎo)管277前進，在口 41處離開。流H'通過導(dǎo)管141通過連接部Ib前進到室I。流H'在向上方向上前進，通過室I中包含的樹脂，并且用作回洗流來去除任何俘獲的顆粒物或破裂的樹脂珠，并且通過連接部Ia從室I出來，成為流H。流H通過導(dǎo)管121通過連接部21前進到多口閥200的固定頭230，并且通過內(nèi)部導(dǎo)管227前進到旋轉(zhuǎn)頭240并且通過內(nèi)部導(dǎo)管238被重新導(dǎo)回固定頭230。流H通過內(nèi)部導(dǎo)管226前進，通過口18離開多口閥200，其中回洗廢流H被導(dǎo)管118引導(dǎo)以被廢棄。流G處于加入化學(xué)品步驟并且通過導(dǎo)管117引導(dǎo)鹽(NaCl)溶液通過固定頭230中的口 17進入到多口閥200中。流G通過內(nèi)部導(dǎo)管226前進到旋轉(zhuǎn)頭240并且通過內(nèi)部導(dǎo)管238被重新導(dǎo)回固定頭230并且通過內(nèi)部導(dǎo)管227前進,通過口 28離開。然后,流G通過導(dǎo)管128通過連接部8a前進到室
8。流G在向下方向上前進，通過室8中包含的樹脂，并且用作再生流，以溶液中的軟一價離子(Na+)交換樹脂上捕獲的硬二價離子(Ca++和Mg++)。流G通過連接部8b從室8出來，成為流G'。流G'通過導(dǎo)管148通過連接部48前進到多口閥200的固定頭270并且通過內(nèi)部導(dǎo)管277前進到旋轉(zhuǎn)頭260并且通過內(nèi)部導(dǎo)管258被重新導(dǎo)回固定頭270。然后，流G'通過內(nèi)部導(dǎo)管276前進，在口 37處離開多口閥，成為再生廢流G'，再生廢流G'被導(dǎo)管137引導(dǎo)以被廢棄。流F是用于清洗的經(jīng)處理的水并且通過導(dǎo)管116前進，通過固定頭230中的口 16進入多口閥200，并且通過內(nèi)部導(dǎo)管226前進到旋轉(zhuǎn)頭240并且通過內(nèi)部導(dǎo)管238被重新導(dǎo)回固定頭230。然后，流F通過內(nèi)部導(dǎo)管227前進，通過口 27離開，并且通過導(dǎo)管127通過連接部7a前進到室7。流F在向下方向上前進，通過室7中包含的樹脂，并且用作清洗流，以取代室中的過量NaCl。流F通過連接部7b從室7出來，成為流F’，并且通過管道147在連接部47連接到多口閥200的固定頭270。流F通過內(nèi)部導(dǎo)管277前進到旋轉(zhuǎn)頭260并且通過內(nèi)部導(dǎo)管258被重新導(dǎo)回固定頭270并且通過內(nèi)部導(dǎo)管276前進，通過口 36離開多口閥成為清洗廢流F'，清洗廢流F'被導(dǎo)管136引導(dǎo)以被廢棄。多口旋轉(zhuǎn)閥200的旋轉(zhuǎn)頭240和260保持在同一位置并且通過內(nèi)部導(dǎo)管238和258保持當(dāng)前流動路徑，直到室2中的強酸性陽離子交換樹脂上基本所有的一價鈉離子已經(jīng)交換流A中的二價離子鈣和鎂的結(jié)束時間點為止。當(dāng)?shù)竭_結(jié)束時間點并且室2中的二價離子的能力耗盡時，旋轉(zhuǎn)頭240和260再次順時針轉(zhuǎn)換一個位置。這樣的轉(zhuǎn)換本質(zhì)上通過內(nèi)部導(dǎo)管238和258移動處于“服務(wù)”的室2，并且將其置于被稱為“回洗”的、室I之前所保持的第一再生步驟中。剩下的室也順序地移動一個位置，使得室3現(xiàn)在處于室2之前所保持的領(lǐng)先“服務(wù)”位置，室4-6移動一個位置并且保持“服務(wù)”，致使室7到室6之前所保持的最后“服務(wù)”位置，室8移動到室7之前所保持的“清洗”位置并且室I移動到室8之前所保持的“加入化學(xué)品”位置。每次轉(zhuǎn)換時，這些單元基本上順序地向前移動一個位置并且旋轉(zhuǎn)頭240和260每旋轉(zhuǎn)360度就完成一個完整周期兩倍(2X)。以此方式，已經(jīng)不用使用現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)臺。根據(jù)本實施方案，本發(fā)明200在將進口和出口連接口 111-118和131-138分配到任何所需的流動方向或流體流時保持完全的靈活性，因此消除了現(xiàn)有技術(shù)的閥所伴隨的固定構(gòu)造問題。流體固體接觸設(shè)備室中的一個或多個流體流的處理可以例如通過任何這樣的媒介、化學(xué)反應(yīng)物或物體處理等(如離子交換、層析、吸附、反應(yīng)、催化作用、過濾或熱交換)完成，并且完全通過選擇媒介和多口旋轉(zhuǎn)閥外部的固定導(dǎo)管而不是通過閥本身確定，使得多口旋轉(zhuǎn)閥200提供室中的媒介或反應(yīng)物與各種流體流接觸的有效且連續(xù)的方式。圖2示出本發(fā)明的組合的多口旋轉(zhuǎn)閥的分解視圖。旋轉(zhuǎn)閥200包括兩個主要組件，上多口旋轉(zhuǎn)閥215和下多口旋轉(zhuǎn)閥285 ;所有這些組件都具有直徑基本上相等的圓形形狀并且都具有相對的平面密封表面。本發(fā)明的本實施方案優(yōu)選地利用鍵接合的且?guī)菁y的中心軸205，用于組裝整個旋轉(zhuǎn)閥設(shè)備并且用于提供機械手段迫使固定頭230與旋轉(zhuǎn)頭240密封并且旋轉(zhuǎn)頭260與固定頭270密封。其他迫使固定頭和旋轉(zhuǎn)頭以某種方式密封的手段(如氣壓囊狀物或液壓缸)也將會是合適的。固定頭組件230、270被鍵接合的端蓋210、280保持固定而免于旋轉(zhuǎn)，并且被來自壓力板220的機械手段迫使抵著旋轉(zhuǎn)頭組件240、260并且受到中心軸205和螺母202限制。頂部固定頭230具有用于連接處理進口和出口的口 11-18和用于與每個流體固體接觸室的一個連接的口 21-28以及用于將這些口與接觸頂部旋轉(zhuǎn)頭240的平坦面連通的內(nèi)部通道。頂部旋轉(zhuǎn)頭240與頂部固定頭230密封接觸并且接納來自頂部固定頭230的所有流體流并且通過內(nèi)部通道將流體流重新導(dǎo)回同一頂部固定頭230。鏈輪250是出于憑借外部傳動馬達292和傳動鏈291移動兩個旋轉(zhuǎn)頭240、260的目的而設(shè)置的。底部旋轉(zhuǎn)頭260與底部固定頭270密封接觸并且接納來自底部固定頭的所有流體流并且通過內(nèi)部通道將流體流重新導(dǎo)回同一底部固定頭270。旋轉(zhuǎn)頭260具有接近目標(biāo)293，由接近傳感器294對接近目標(biāo)進行位置指示，以將旋轉(zhuǎn)頭240、260與它們各自的固定頭230、270正確地對準(zhǔn)。底部固定頭270具有用于連接處理進口和出口的口 31-38和用于與每個流體固體接觸室1-8的一個連接的口 41-48以及用于將這些口與接觸底部旋轉(zhuǎn)頭270的平坦面連通的內(nèi)部通道。底部端蓋280提供供組裝并且將頭推到一起的相對表面。傳動鏈291和傳動馬達292基于來自控制設(shè)備(未示出，在本領(lǐng)域中是熟知的)，如總流量指示器、計時器、PLC、DCS或PC系統(tǒng)，的信號轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)頭，所述控制設(shè)備被編程以在所選擇的端點開始轉(zhuǎn)換。傳動馬達292和傳動鏈291驅(qū)動鏈輪250，鏈輪250將旋轉(zhuǎn)頭240,260從頂部有利點開始順時針移動，直到下一個目標(biāo)293激活接近傳感器，繼而停止旋轉(zhuǎn)?？梢杂靡苿踊蜣D(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)頭的任何這樣的合適方法(如傳動軸、直接齒輪接觸、傳動皮帶或荊輪布置)取代傳動馬達、傳動鏈和鏈輪。固定頭230、270優(yōu)選地由聚合物材料或復(fù)合材料制成，所述材料強力抗磨損并且與流體混合物的組分在化學(xué)上可相容(compatible)。旋轉(zhuǎn)頭240、260優(yōu)選地由可加工金屬或可加工金屬面和復(fù)合聚合物盤制成，這些物質(zhì)都與將要被分離的流體混合物的組分可相容?？晒┻x擇地，固定頭230、270可以由可加工金屬制成，同時旋轉(zhuǎn)頭可以由可加工聚合物或復(fù)合物制成，所有這些物質(zhì)都與將要被分離的流體混合物的組分可相容。為了簡化構(gòu)造，固定頭或旋轉(zhuǎn)頭可以由多個板或盤制成，使得內(nèi)部通道容易通入板中并且被附著或固定在一起成為完整的頭組件。旋轉(zhuǎn)頭和固定頭由與將要被分離的流體混合物的組分可相容的材料制成，并且可以是陶瓷、復(fù)合物、聚合物材料、金屬、金屬合金和高性能合金。閥200只為兩個旋轉(zhuǎn)頭240、260和兩個固定頭230、270提供其間的兩個平面密封表面，這樣大大簡化了現(xiàn)有技術(shù)的無轉(zhuǎn)臺閥設(shè)計的密封復(fù)雜度。圖2b示出多口旋轉(zhuǎn)閥閥座290支承底部端蓋280和閥設(shè)備200并且將中心軸205固定于垂直軸線204。圖3示出圖2中的多口旋轉(zhuǎn)閥200的分解剖視圖并且清楚地示出通過內(nèi)部通道226從頂部固定頭230通過頂部旋轉(zhuǎn)頭240的內(nèi)部通道238被重新導(dǎo)回頂部固定頭230的內(nèi)部通道227的流動路徑。類似地，底部固定頭270中的內(nèi)部通道流動路徑276進入底部旋轉(zhuǎn)頭260中的通道258a并且被重新導(dǎo)回底部固定頭270的內(nèi)部通道277。該剖視圖示出固定頭和旋轉(zhuǎn)頭的內(nèi)部通道對準(zhǔn)于它們各自的平面密封面。還以舉例的方式示出旋轉(zhuǎn)頭中的最短內(nèi)部通道長度。為了清晰起見，在該圖中只示出一組內(nèi)部通道。圖4和圖5示出優(yōu)選地由金屬制成的頂部端蓋210的頂部平面圖和側(cè)視圖。角板209顯著加強(strengthen)端板211并且使軸管206位于端板的中央。端蓋210被鍵208保持固定免于轉(zhuǎn)動，鍵208配合帶槽的中心軸205。端板具有用于帶螺紋的桿219的孔207和限制彈簧218的螺母216。雖然閥200使用通過多個彈簧218提供密封力的機械上簡單的方法，但提供密封力的替代方式(如液壓活塞、氣壓活塞或貝氏墊圈(Bellevillewasher))是可能的。分隔件212略大于帶螺紋的軸205并且基本上限制軸205的側(cè)向移動，同時表面203提供通過螺母202限制軸垂直移動的平坦部分(flat)。圖6、圖7和圖8示出優(yōu)選地由金屬制成并且居中環(huán)繞軸205設(shè)置的壓力板220的側(cè)視圖和平面圖。圖6和圖7示出例如四個帶螺紋的桿219，每個帶螺紋的桿219均具有相關(guān)聯(lián)的彈簧218和相關(guān)聯(lián)的定位件和端部擋板217。彈簧的數(shù)量和力被設(shè)計用于提供如圖3中所示的固定頭230、270和旋轉(zhuǎn)頭240、260的平面密封面的足夠密封壓力。圖8的視圖示出例如四個鍵222，這四個鍵用于水平對準(zhǔn)并保持圖3的頂部固定頭230。圖9、圖10和圖11示出頂部固定頭230的側(cè)視圖和平面圖，包括優(yōu)選地為聚合物材料的平面盤225。頂部固定頭230的頂面229具有足夠數(shù)量的經(jīng)加工鍵槽228，用于繞著軸線204居中定位固定頭并通過鍵222將固定頭固定到圖8中示出的壓力板220。導(dǎo)管226和227在盤225中加工形成并且從盤的徑向向外的表面221延伸到平面盤閥面231。在徑向向外的表面221上，導(dǎo)管226終止于口末端11至18并且導(dǎo)管227終止于口末端21至28。頂部口末端11至18用于圖1中的處理流體導(dǎo)管111-118并且底部口末端用于流體固體室導(dǎo)管121-128。在平面盤閥面231上，導(dǎo)管226終止于與圖3的頂部旋轉(zhuǎn)頭240連通的細長窗222。細長窗222是弓狀長圓形凹陷。細長窗222環(huán)繞面等距離間隔并且形成內(nèi)同心圓222i并且在同一方向上繞著中心軸線204對準(zhǔn)地延伸。在同一平面盤閥面231上，導(dǎo)管227終止于與圖3的頂部旋轉(zhuǎn)頭240連通的細長窗223。細長窗223環(huán)繞面等距離間隔并且形成外同心圓222ο并且在同一方向上繞著中心軸線204對準(zhǔn)地延伸。形成內(nèi)同心圓222i的細長窗222在與外同心圓223ο中的細長窗223相反的方向上延伸并且彼此偏離(offset)。細長窗222、223的長度和深度足以允許通過兩次轉(zhuǎn)換與圖3的旋轉(zhuǎn)頭240進行正確的流動連通。在該實施例中，內(nèi)同心圓222i上的細長窗以順時針方式開始并且外同心圓222ο上的細長窗以逆時針方式開始。細長窗232之間的接合區(qū)(land)與導(dǎo)管226或227的尺寸大致相同并且在內(nèi)同心圓222i和外同心圓223ο之間偏離，使得當(dāng)頂部旋轉(zhuǎn)頭根據(jù)圖2中的目標(biāo)293移動一個位置時，內(nèi)部通道226和窗222與內(nèi)部通道227和窗223通過圖3中的內(nèi)部通道238的對準(zhǔn)將以錯列方式(in a staggered fashion)進行。關(guān)鍵的是，頂部旋轉(zhuǎn)頭240和底部旋轉(zhuǎn)頭260 —致地移動，以保持正確且令人稱贊的流動路徑。在完全閱讀對各個圖的詳細說明之后，將理解，細長窗和內(nèi)同心圓222i與外同心圓223ο之間的對應(yīng)偏離可以從固定頭230移動到旋轉(zhuǎn)頭240。此外，將理解，細長窗可以被設(shè)置在一個頭上，要么在固定頭230上要么在旋轉(zhuǎn)頭240上，而口的偏離可以被設(shè)置在另一個頭上。因此，存在允許固定頭230和旋轉(zhuǎn)頭240之間的正確流動連通的細長窗和偏離的至少4種組合。圖12、圖13和圖14示出頂部旋轉(zhuǎn)頭240的側(cè)視圖和平面圖，頂部旋轉(zhuǎn)頭240包括具有以上提及的材料的平面盤235，平面盤235優(yōu)選地具有金屬平坦面。頂部旋轉(zhuǎn)頭240的底面237具有足夠數(shù)量的經(jīng)加工鍵槽236，用于繞著軸線204居中定位旋轉(zhuǎn)頭并通過鍵254將旋轉(zhuǎn)頭固定到圖3和圖15中示出的鏈輪(sprocket plate) 250。頂部平面盤面239具有與圖11中的細長窗222連通的孔241a-248a并且形成內(nèi)同心圓235i。頂部平面盤面239具有與圖11中的細長窗223連通的孔241b_248b并且形成外同心圓235ο。在該實施例中，內(nèi)同心圓和外同心圓中的孔與圖2和圖10的口末端11-18和21-28徑向?qū)?zhǔn)(以角度測量的方式)，但是只有與細長窗222和223是嚴格對準(zhǔn)。導(dǎo)管238是按一定模式以內(nèi)部的方式被加工到盤235中而成的，以按241a至241b、242a至242b、直至248a至248b的模式將每個內(nèi)部孔連接到外部孔。對于該實施例，使用了八個流體固體室，因此存在八個內(nèi)部孔和八個外部孔，但是可以使用等于或大于兩個的任意數(shù)量的室和任意對的孔。關(guān)鍵的是，口的內(nèi)同心圓和外同心圓235i和235ο的編號開始于最靠近的相鄰圓并且在相反方向上繼續(xù)進行，從而導(dǎo)致形成將流從內(nèi)部口重新導(dǎo)向外部口的導(dǎo)管的非常特定的模式。此外，在組合的多口旋轉(zhuǎn)閥中，關(guān)鍵的是，頂部多口旋轉(zhuǎn)閥215對準(zhǔn)底部多口旋轉(zhuǎn)閥285，以便旋轉(zhuǎn)頭240和260中的口垂直對準(zhǔn)。為了便于制造，設(shè)想到，頂部平坦面239可以由之前引用的金屬之一制成，而內(nèi)部導(dǎo)管被加工成多個可易于加工的盤材料并且被組合以形成復(fù)合盤235。再者,將理解,細長窗和圖11中描述的內(nèi)圓和外圓之間的偏離可以按一些組合移動到旋轉(zhuǎn)頭240。如之前描述的，存在允許固定頭230和旋轉(zhuǎn)頭240之間的正確流動連通的細長窗和固定頭230與旋轉(zhuǎn)頭240之間的偏離的至少4種組合。圖15、圖16和圖17示出中心鏈輪組件250，中心鏈輪組件250優(yōu)選地由金屬制成，提供旋轉(zhuǎn)頭240和260的旋轉(zhuǎn)運動。鏈輪環(huán)繞中心軸線204軸向?qū)?zhǔn)并且通過齒輪252附連到中心軸205。軸承允許鏈輪平滑并精確地旋轉(zhuǎn)。圖15和圖17示出用于居中定位并固定圖3的旋轉(zhuǎn)頭240和260的鍵254和253。當(dāng)鏈輪移動時，鍵為旋轉(zhuǎn)頭提供旋轉(zhuǎn)力。鏈輪具有與圖2的傳動鏈291和傳動馬達292接合的齒255。圖18、圖19和圖20示出底部旋轉(zhuǎn)頭260的側(cè)視圖和平面圖，底部旋轉(zhuǎn)頭260包括具有前述材料的平面盤255，平面盤255優(yōu)選地具有金屬平坦面。底部旋轉(zhuǎn)頭260的頂面261具有足夠數(shù)量的經(jīng)加工鍵槽257，用于繞著軸線204居中定位旋轉(zhuǎn)頭并通過鍵253將旋轉(zhuǎn)頭固定到圖17的鏈輪250。底部平面盤面259具有與圖21中的細長窗272連通的孔261a-268a并且形成內(nèi)同心圓255i。底部平面盤面259具有與圖21中的細長窗273連通的孔261b-268b并且形成外同心圓255ο。在本實施例中，內(nèi)同心圓和外同心圓255i和255ο中的孔與圖2和圖22的口末端31-38和41-48徑向?qū)?zhǔn)(以角度測量的方式)，但是只有與細長窗272和273是嚴格對準(zhǔn)。導(dǎo)管258是按一定模式以內(nèi)部的方式被加工到盤255中而成的，以按261a至261b、262a至262b、直至268a至268b的模式將每個內(nèi)部孔連接到外部孔。對于該實施例，使用了八個流體固體室，因此存在八個內(nèi)部孔和八個外部孔，但是可以使用等于或大于兩個的任意數(shù)量的室和任意對的孔。關(guān)鍵的是，口的內(nèi)同心圓和外同心圓的編號開始于最靠近的相鄰圓并且在相反方向上繼續(xù)進行，從而導(dǎo)致形成將流從內(nèi)部口重新導(dǎo)向外部口的導(dǎo)管的非常特定的模式。再者，在組合的多口旋轉(zhuǎn)閥中，關(guān)鍵的是，頂部多口旋轉(zhuǎn)閥215對準(zhǔn)底部多口旋轉(zhuǎn)閥285，以便旋轉(zhuǎn)頭240中的口垂直對準(zhǔn)，對于旋轉(zhuǎn)頭260同樣如此。為了便于制造，設(shè)想到，頂部平坦面259可以由之前提及的金屬制成，而內(nèi)部導(dǎo)管被加工成多個可易于加工的盤材料并且被組合以形成復(fù)合盤255。旋轉(zhuǎn)頭260具有如圖1中描述的室的數(shù)量的兩倍的(2X)目標(biāo)293數(shù)并且由任何這類可以由接近傳感器294登記的材料制成。目標(biāo)293圍繞旋轉(zhuǎn)頭260精確地定位，以指示何時旋轉(zhuǎn)和固定頭口對準(zhǔn)。在圖1中討論的實施例中，存在八個室和與16個可能的流動路徑對準(zhǔn)的16個目標(biāo)。在完全閱讀對各個圖的詳細說明之后，將理解，細長窗和圖21中描述的內(nèi)圓和外圓之間的偏離可以按一些組合移動到旋轉(zhuǎn)頭260。存在允許固定頭270和旋轉(zhuǎn)頭260之間的正確流動連通的細長窗和固定頭270與旋轉(zhuǎn)頭260之間的偏離的至少4種組合。圖21、圖22和圖23示出底部固定頭270的側(cè)視圖和平面圖，底部固定頭270包括優(yōu)選地由聚合物材料制成的平面盤275。底部固定頭270的底面269具有足夠數(shù)量的經(jīng)加工鍵槽274，用于繞著軸線204居中定位固定頭并通過鍵281將固定頭固定到圖2b和圖24中的端板280。導(dǎo)管276和277在盤275中加工形成并且從盤的徑向向外的表面278延伸到平面盤閥面271。在徑向向外的表面278上，導(dǎo)管276終止于口末端31至38并且導(dǎo)管277終止于口末端41至48。底部口末端31至38是用于處理流體導(dǎo)管131-138并且頂部口末端是用于圖1中的流體固體室導(dǎo)管141-148。在平面盤閥面271上，導(dǎo)管276終止于與圖3的底部旋轉(zhuǎn)頭260連通的細長窗272。細長窗272環(huán)繞面等距離間隔并且形成內(nèi)同心圓272i并且在同一方向上繞著中心軸線204對準(zhǔn)地延伸。在同一平面盤閥面271上，導(dǎo)管277終止于與圖3的底部旋轉(zhuǎn)頭260連通的細長窗273。細長窗273環(huán)繞面等距離間隔并且形成外同心圓273ο并且在同一方向上繞著中心軸線204對準(zhǔn)地延伸。細長窗272形成內(nèi)同心圓272i并且在與外同心圓273ο中的細長窗相反的方向上延伸。細長窗272、273的長度和深度足以允許通過兩次轉(zhuǎn)換與圖20的旋轉(zhuǎn)頭260正確的流動連通。在該實施例中，內(nèi)同心圓272i上的細長窗以逆時針方式開始并且外同心圓273ο上的細長窗以順時針方式開始。細長窗279之間的接合區(qū)與導(dǎo)管276或277的尺寸大致相同并且在內(nèi)同心圓272i和外同心圓273ο之間偏離，使得當(dāng)?shù)撞啃D(zhuǎn)頭根據(jù)圖2中的目標(biāo)293移動一個位置時，內(nèi)部通道276和細長窗272與內(nèi)部通道277和細長窗273通過圖3中的內(nèi)部通道258的對準(zhǔn)將以錯列方式進行。關(guān)鍵的是，頂部旋轉(zhuǎn)頭240和底部旋轉(zhuǎn)頭260 —致地移動，以保持正確且令人稱贊的流動路徑。再者，完全閱讀對各個圖的詳細說明將表明，細長窗和內(nèi)同心圓272i與外同心圓273ο之間的對應(yīng)偏離可以從固定頭270移動到旋轉(zhuǎn)頭260。此外，將理解，細長窗可以被設(shè)置在一個頭上，要么在固定頭270上要么在旋轉(zhuǎn)頭260上，而口的偏離可以被設(shè)置在另一個頭上。因此，存在允許固定頭270和旋轉(zhuǎn)頭260之間的正確流動連通的細長窗和偏離的至少4種組合。圖24和圖25示出底部端板280，底部端板280優(yōu)選地由金屬制成，環(huán)繞中心軸線204軸向?qū)?zhǔn)。圖24示出鍵281，鍵281用于環(huán)繞中心軸線204固定并居中定位圖23的底部固定頭270。鍵282將底部端板280與圖2b的鍵接合的中心軸205固定。端板280提供用于對抗來自圖7的壓力板220的力的面。圖26示出多口旋轉(zhuǎn)閥閥座290和軸205的側(cè)視圖，其中，帶螺紋端的部213和鍵槽214將配合圖4中的鍵208并且鍵槽215用于配合圖25中的鍵282。閥座優(yōu)選地由金屬制成并且被設(shè)計成足夠支承圖25的端板280，而不會不合理地妨礙閥的頭。閥座290還被設(shè)計成充分固定中心軸管295從而限制軸205的移動，而表面296提供用于通過螺母202限制軸垂直移動的平坦部分。圖27是在旋轉(zhuǎn)頭240的一次轉(zhuǎn)換之前旋轉(zhuǎn)頭如何將流重新導(dǎo)回固定頭230的實施例。旋轉(zhuǎn)頭260和固定頭270 (這里未示出)具有通往旋轉(zhuǎn)頭240和固定頭230的令人稱贊的流動路徑。以平面圖示出固定頭230，其中暴露了面231。根據(jù)圖10，細長窗222通過導(dǎo)管226連接到口 11-18并且窗223通過導(dǎo)管227連接到口 21-28。源自圖12中的旋轉(zhuǎn)頭240的導(dǎo)管238被示出為固定頭270的面231上的暗重疊?？梢钥吹?，口 11將通過導(dǎo)管238a連接到口 21。口 12將通過238b連接到口 22，依此類推，直到口 18將通過導(dǎo)管238h與口 28連接。圖28示出在旋轉(zhuǎn)頭240以及進而導(dǎo)管238已經(jīng)從圖27中的位置轉(zhuǎn)換一個位置之后的同一固定頭230?？?11現(xiàn)在將通過導(dǎo)管238b連接到口 22?？?12將通過導(dǎo)管238c連接到口 23，依此類推，直到口 18將通過導(dǎo)管238a連接到口 21。以此方式，在每次轉(zhuǎn)換時，導(dǎo)管順序地將流從一個室移動到下一個室。在8室的實施例中，旋轉(zhuǎn)頭的每次轉(zhuǎn)動完成兩個完整周期。通過將這個構(gòu)思與圖1中描述的水軟化器例子結(jié)合，可以看到室如何順序地移動完成整個過程。因此，組合的多口旋轉(zhuǎn)閥200如下地操作:憑借傳動馬達292，旋轉(zhuǎn)頭230、240移動到目標(biāo)293與接近傳感器294對準(zhǔn)的位置。對于該實施例，旋轉(zhuǎn)頭被對準(zhǔn)，這樣流A將與流體固體室I連接，如其他流B至H將與流體固體室2至8對準(zhǔn)一樣。返回參照針對以上提及的水軟化應(yīng)用的圖1、圖10、圖11、圖12、圖20、圖21和圖22并且只使用供應(yīng)水流A為例，供應(yīng)水流將通過導(dǎo)管111在頂部固定頭230的口 11進入設(shè)備并且通過固定頭導(dǎo)管226前進到平坦面231處的口的內(nèi)同心圓222i上的孔和細長窗222，平坦面231被設(shè)置成與頂部旋轉(zhuǎn)頭240密封接觸于平坦面239，供應(yīng)水流進入內(nèi)同心圓235i上的旋轉(zhuǎn)頭口 241a，并且通過內(nèi)部通道238a前進到頂部旋轉(zhuǎn)頭平坦面239上的口的外同心圓235ο上的孔和口241b，并且在外同心圓223ο處的細長窗223重新進入頂部固定頭230，并且通過內(nèi)部通道前進到頂部固定頭的口 21。然后，流A通過導(dǎo)管121前進，通過Ia進入第一流體固體接觸室I并且與其中包含的處理媒介接觸，然后流A在Ib處離開室I成為經(jīng)處理的流A'，并且通過導(dǎo)管141在口 41進入底部固定頭270，從而具有通往頂部固定頭的令人稱贊的流動路徑。然后，經(jīng)處理的流A'通過內(nèi)部導(dǎo)管277前進到被設(shè)置成與底部旋轉(zhuǎn)頭平坦面259接觸的底部固定頭270的頂部平坦面271上的細長窗273，并且前進以在口 261b處進入底部旋轉(zhuǎn)頭。流A'通過內(nèi)部通道258a前進到底部旋轉(zhuǎn)頭260中并且被重新導(dǎo)向旋轉(zhuǎn)頭平坦面259和口 261a。流V通過平坦面返回到底部固定頭270并且通過細長窗272進入并且通過內(nèi)部通道276前進，以通過口 31和外部導(dǎo)管131離開設(shè)備。其他流將通過類似通道通過它們各自的室前進。供應(yīng)流A將沿著這同一路徑繼續(xù)前進，直到控制器將旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)換到下一目標(biāo)位置。通常，控制器被設(shè)置用于當(dāng)室中的媒介接近耗盡時轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)頭。在同一8室實施例中，其他7個流將通過類似路徑前進到它們各自的7個室。在由控制器啟動之后，傳動馬達將把組合的旋轉(zhuǎn)頭順時針移動(當(dāng)從頂部端蓋210觀察時)一個位置，到達下一個目標(biāo)位置。由于頂部固定頭中的細長且偏移的窗222、223和底部固定頭中的細長且偏移的窗272、273，導(dǎo)致第一次轉(zhuǎn)換將移動內(nèi)部通道238和258，以便將流A連接到室2，流B將連接到室3，流C將連接到室4并且直至流H將連接到室I。這個模式將在每次轉(zhuǎn)換時進行，直到它在旋轉(zhuǎn)頭的一次360度旋轉(zhuǎn)時完成序列的兩倍(2X)為止。繼續(xù)詳細地只使用流A的實施例，在第一次轉(zhuǎn)換之后，流A仍將在頂部固定頭230的口 11進入本發(fā)明200并且通過固定頭導(dǎo)管226前進到平坦面231處口的內(nèi)同心圓222i上的孔和細長窗222，平坦面231被設(shè)置成接觸頂部旋轉(zhuǎn)頭240的平坦面239。由于偏移細長窗的引導(dǎo)，流A進入內(nèi)同心圓235i上的新旋轉(zhuǎn)頭的口 242a并且通過內(nèi)部通道238b前進到頂部旋轉(zhuǎn)頭的平坦面239上的口的外同心圓235ο上的口 242b，并且在外同心圓223ο上的細長窗223處重新進入頂部固定頭230。內(nèi)部通道238b現(xiàn)在連接到與口 22相關(guān)聯(lián)的細長窗223。然后，流A通過導(dǎo)管122前進，通過2a進入第二流體固體接觸室2并且接觸其內(nèi)包含的處理媒介，然后它在2b處離開室成為經(jīng)處理的流A'，并且通過導(dǎo)管142前進，在口42進入底部固定頭270。然后，經(jīng)處理的流Ai通過內(nèi)部導(dǎo)管277前進到底部固定頭270的頂部平坦面271上的外同心圓273ο上的細長窗273，頂部平坦面271被設(shè)置成與底部旋轉(zhuǎn)頭的平坦面259密封接觸。由于底部旋轉(zhuǎn)頭的反向旋轉(zhuǎn)以及偏移和細長窗，導(dǎo)致經(jīng)處理的流A'在同一口 261b回到底部旋轉(zhuǎn)頭。流A'通過內(nèi)部通道258a前進到底部旋轉(zhuǎn)頭260中并且被重新導(dǎo)向旋轉(zhuǎn)頭的平坦面259和口 261a。流A'通過平坦面回到底部固定頭270并且通過細長窗272進入并且通過內(nèi)部通道276前進，以通過口 31和導(dǎo)管131離開設(shè)備。旋轉(zhuǎn)頭240、260的第二次順時針轉(zhuǎn)換一個位置將表明，流A仍將通過導(dǎo)管111在頂部固定頭230的口 11進入設(shè)備，并且通過固定頭的導(dǎo)管226前進到平坦面231處的口的內(nèi)同心圓222i上的孔和細長窗222，平坦面231被設(shè)置成與頂部旋轉(zhuǎn)頭240的平坦面239密封接觸，并且因為有細長窗，所以流A仍然進入內(nèi)同心圓235i上的旋轉(zhuǎn)頭的口 242a，并且通過內(nèi)部通道238b前進到頂部旋轉(zhuǎn)頭的平坦面239上的口的外同心圓235ο上的孔和口242b，并且在外同心圓223ο上的細長窗223處重新進入頂部固定頭230。內(nèi)部通道238b現(xiàn)在連接到與口 23相關(guān)聯(lián)的細長窗223。然后，流A通過導(dǎo)管123前進，通過3a進入第三流體固體接觸室3并且接觸其內(nèi)包含的處理媒介,然后它在3b處離開室成為經(jīng)處理的流V，并且通過導(dǎo)管143前進，在口 43處進入底部固定頭270。然后，經(jīng)處理的流A'通過內(nèi)部導(dǎo)管277前進到底部固定頭270的頂部平坦面271上的細長窗273，頂部平坦面271被設(shè)置成與底部旋轉(zhuǎn)頭的平坦面259接觸，并且因為偏移和細長窗而在口 262b處回到底部旋轉(zhuǎn)頭。流A'通過內(nèi)部通道258a前進到底部旋轉(zhuǎn)頭260中并且被重新導(dǎo)向旋轉(zhuǎn)頭的平坦面259和口 262a。流A'通過平坦面回到底部固定頭270并且通過細長窗272進入并且通過內(nèi)部通道276前進，以通過口 31和導(dǎo)管131離開設(shè)備。第三次轉(zhuǎn)換將移動流A通過室4，依此類推，直到在第八次轉(zhuǎn)換時它回到室I為止，第八次轉(zhuǎn)換是完整周期的一般或180度角。其他室全都將遵循同一模式，以便當(dāng)前反向移動每個室并且使各種供應(yīng)流A至H順序通過每個室。圖29示出組合的多口旋轉(zhuǎn)閥200的替代殼體，多口旋轉(zhuǎn)閥200使用與驅(qū)動閥座290'上的中心傳動軸205的馬達292和齒輪箱組合的外部貝殼狀殼體301和302。外部殼體將通過機械、氣壓或液壓方式環(huán)繞中心軸包住旋轉(zhuǎn)頭和固定頭并將這二者推到一起。以上是對本發(fā)明的操作的優(yōu)選原理、實施方案和模式的描述；然而，本發(fā)明不應(yīng)該被理解為限于所討論的特定實施方案。替代地，上述實施例應(yīng)該被視為是示例性的而非限制性的，并且應(yīng)該理解，可以在不脫離如所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明范圍的情況下，由其他人得到變化形式、改變形式和等同形式。
權(quán)利要求
1.一種多口閥設(shè)備，所述多口閥設(shè)備通過引導(dǎo)多個流體流進出具有多個流體-固體接觸室的流體-固體接觸設(shè)備來凈化、處理和分離流體，所述多口閥包括: 旋轉(zhuǎn)圓柱形頭，所述旋轉(zhuǎn)圓柱形頭具有圓形密封基面、圓形緊固基面以及連接所述基面的圓柱體側(cè)表面，其中旋轉(zhuǎn)軸線通過所述基面的中心，其中所述基面具有半徑，所述密封基面具有內(nèi)同心圓，所述內(nèi)同心圓的半徑基本上小于所述密封基面的半徑，并且所述密封基面具有外同心圓，所述外同心圓的半徑大于所述內(nèi)同心圓的半徑但小于所述密封基面的半徑， 所述密封基面還包括多個第一旋轉(zhuǎn)口，所述多個第一旋轉(zhuǎn)口定中心于所述外同心圓上，徑向地彼此等距離間隔，并且所述密封基面還包括多個第二旋轉(zhuǎn)口，所述多個第二旋轉(zhuǎn)口定中心于所述內(nèi)同心圓上并且也徑向地彼此等距離間隔，其中，所述多個第一旋轉(zhuǎn)口和所述多個第二旋轉(zhuǎn)口在數(shù)量上彼此相等，并且其中， 每個第一旋轉(zhuǎn)口經(jīng)由橫向通道連接到其對應(yīng)的第二旋轉(zhuǎn)口，從而形成旋轉(zhuǎn)流動對并且其中， 每個流動對按以下方式連接: 從任一第一旋轉(zhuǎn)口開始，然后將所述第一旋轉(zhuǎn)口經(jīng)由橫向通道連接到徑向地最靠近地相鄰的第二旋轉(zhuǎn)口，以形成第一旋轉(zhuǎn)流動對，然后將與所述開始的第一旋轉(zhuǎn)口緊接著下一個徑向地順時針相鄰的第一旋轉(zhuǎn)口經(jīng)由橫向通道連接到與所述開始的第二旋轉(zhuǎn)口緊接著最靠近地徑向地逆時針相鄰的第二旋轉(zhuǎn)口，以形成第二旋轉(zhuǎn)流動對，依此類推，直到每個第一旋轉(zhuǎn)口連接到第二旋轉(zhuǎn)口為止，并且其中，所述旋轉(zhuǎn)流動對的數(shù)量對應(yīng)于所述室的數(shù)量并且其中， 在所述閥旋轉(zhuǎn)之后，所述旋轉(zhuǎn)流動對中的每個能夠被排序，以連接到所述多個流體-固體接觸室，從而引導(dǎo)所述流體流進出所述流體-接觸室。
2.—種多口閥設(shè)備，所述多口閥設(shè)備通過引導(dǎo)多個流體流進出具有多個流體-固體接觸室的流體-固體接觸設(shè)備來凈化、處理和分離流體，所述多口閥包括: 固定圓柱形頭，所述固定圓柱形頭具有圓形密封基面、圓形緊固基面以及連接所述基面的側(cè)表面，其中中心軸線通過所述基面的中心，其中所述基面具有半徑，所述密封基面具有內(nèi)同心圓，所述內(nèi)同心圓的半徑基本上小于所述密封基面的半徑，并且所述密封基面具有外同心圓，所述外同心圓的半徑大于所述內(nèi)同心圓的半徑但小于所述密封基面的半徑， 所述密封基面還包括多個第一固定口以及多個第二固定口，所述多個第一固定口定中心于所述外同心圓上，徑向地彼此等距離間隔，所述多個第二固定口定中心于所述內(nèi)同心圓上并且也徑向地彼此等距離間隔，其中，所述多個第一固定口和所述多個第二固定口在數(shù)量上彼此相等，并且其中， 所述側(cè)表面具有多個上外周接觸口，所述多個上外周接觸口徑向地彼此等距離間隔并且按照所述第二固定口的徑向排列而徑向地對準(zhǔn)，使得每個上接觸口經(jīng)由內(nèi)部通道連接到徑向地相鄰的第二固定口，并且其中， 所述側(cè)表面具有多個下外周接觸口，所述多個下外周接觸口也徑向地彼此等距離間隔并且還按照所述密封基面上的所述第一固定口的徑向排列而徑向地對準(zhǔn)，使得所述側(cè)表面上的每個下接觸口經(jīng)由內(nèi)部通道連接到徑向地相鄰的所述密封基面上的第一固定口，并且其中，每個連接的上接觸口及其對應(yīng)的第二固定口形成第一處理流動對，并且其中，每個連接的下接觸口及其對應(yīng)的第一固定口形成第二處理流動對，使得所述第一處理流動對的數(shù)量等于所述第二處理流動對的數(shù)量并且還等于所述室的數(shù)量，使得每個處理流動對連接到預(yù)先選擇的室或具有與預(yù)定處理一致的預(yù)先選擇的流體流，使得多個流體流被引導(dǎo)進出所述流體-固體接觸室。
3.—種多口閥設(shè)備，所述多口閥設(shè)備通過引導(dǎo)多個流體流進出具有多個流體-固體接觸室的流體-固體接觸設(shè)備來凈化、處理和分離流體，所述多口閥包括: 旋轉(zhuǎn)圓柱形頭，所述旋轉(zhuǎn)圓柱形頭具有圓形密封基面、圓形緊固基面以及連接所述基面的圓柱體側(cè)表面，其中旋轉(zhuǎn)軸線通過所述基面的中心，其中所述基面具有半徑，所述密封基面具有內(nèi)同心圓，所述內(nèi)同心圓的半徑基本上小于所述密封基面的半徑，并且所述密封基面具有外同心圓，所述外同心圓的半徑大于所述內(nèi)同心圓的半徑但小于所述密封基面的半徑， 所述密封基面還包括多個第一旋轉(zhuǎn)口，所述多個第一旋轉(zhuǎn)口定中心于所述外同心圓上，徑向地彼此等距離間隔，并且所述密封基面還包括多個第二旋轉(zhuǎn)口，所述多個第二旋轉(zhuǎn)口定中心于所述內(nèi)同心圓上并且也徑向地彼此等距離間隔，其中，所述多個第一旋轉(zhuǎn)口和所述多個第二旋轉(zhuǎn)口在數(shù)量上彼此相等，并且其中， 每個第一旋轉(zhuǎn)口經(jīng)由橫向通道連接到其對應(yīng)的第二旋轉(zhuǎn)口，從而形成旋轉(zhuǎn)流動對，并且其中， 每個流動對按以下方式連接: 從任一第一旋轉(zhuǎn)口開始，然后將所述第一旋轉(zhuǎn)口經(jīng)由橫向通道連接到徑向地最靠近地相鄰的第二旋轉(zhuǎn)口，以形成第一旋轉(zhuǎn)流動對，然后將與所述開始的第一旋轉(zhuǎn)口緊接著下一個徑向地順時針相鄰的第一旋轉(zhuǎn)口經(jīng)由橫向通道連接到與所述開始的第二旋轉(zhuǎn)口緊接著最靠近地徑向地逆時針相鄰的第二旋轉(zhuǎn)口，以形成第二旋轉(zhuǎn)流動對，依此類推，直到每個第一旋轉(zhuǎn)口連接到第二旋轉(zhuǎn)口為止，并且其中，所述旋轉(zhuǎn)流動對的數(shù)量對應(yīng)于所述室的數(shù)量，并且其中， 在所述閥旋轉(zhuǎn)之后，所述旋轉(zhuǎn)流動對中的每個能夠被排序，以連接到所述多個流體-固體接觸室，從而引導(dǎo)所述流體流進出所述流體-接觸室； 固定圓柱形頭，所述固定圓柱形頭具有圓形密封基面、圓形緊固基面以及連接所述基面的側(cè)表面，其中中心軸線通過所述基面的中心，其中所述基面具有半徑，所述密封基面具有內(nèi)同心圓，所述內(nèi)同心圓的半徑基本上小于所述密封基面的半徑，并且所述密封基面具有外同心圓，所述外同心圓的半徑大于所述內(nèi)同心圓的半徑但小于所述密封基面的半徑， 所述密封基面還包括多個第一固定口以及多個第二固定口，所述多個第一固定口定中心于所述外同心圓上，徑向地彼此等距離間隔，所述多個第二固定口定中心于所述內(nèi)同心圓上并且也徑向地彼此等距離間隔，其中，所述多個第一固定口和所述多個第二固定口在數(shù)量上彼此相等，并且其中， 所述側(cè)表面具有多個上外周接觸口，所述多個上外周接觸口徑向地彼此等距離間隔并且按照所述第二固定口的徑向排列而徑向地對準(zhǔn)，使得每個上接觸口經(jīng)由內(nèi)部通道連接到徑向地相鄰的第二固定口，并且其中， 所述側(cè)表面具有多個下外周接觸口，所述多個下外周接觸口也徑向地彼此等距離間隔并且還按照所述密封基面上的所述第一固定口的徑向排列而徑向地對準(zhǔn)，使得所述側(cè)表面上的每個下接觸口經(jīng)由內(nèi)部通道連接到徑向地相鄰的所述密封基面上的第一固定口，并且其中， 每個連接的上接觸口及其對應(yīng)的第二固定口形成第一處理流動對，并且其中，每個連接的下接觸口及其對應(yīng)的第一口形成第二處理流動對，使得所述第一處理流動對的數(shù)量等于所述第二處理流動對的數(shù)量并且還等于所述室的數(shù)量，使得每個處理流動對連接到預(yù)先選擇的室或具有與預(yù)定處理一致的預(yù)先選擇的流體流，使得多個流體流被引導(dǎo)進出所述流體-固體接觸室； 密封裝置，所述密封裝置附連到所述固定頭的所述緊固基面和所述旋轉(zhuǎn)頭的緊固基面，使得各個密封基面被推向彼此，并且對準(zhǔn)所述基面，使得所述固定基面的中心軸線與所述旋轉(zhuǎn)基面的旋轉(zhuǎn)軸線一致并且使得所述多個第一固定口與所述多個第一旋轉(zhuǎn)口對齊并且使得所述多個第二固定口與所述多個第二旋轉(zhuǎn)口對齊； 傳動裝置，所述傳動裝置用于在其旋轉(zhuǎn)軸線上旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)換所述旋轉(zhuǎn)頭，使得通過所述多口閥流入所述室的流體流能夠被引導(dǎo)進出所述流體-固體接觸室。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多口閥，其中，所述旋轉(zhuǎn)口中的每個具有直徑，其中，所述旋轉(zhuǎn)口中的每個還包括沿著各自的內(nèi)同心圓和外同心圓對準(zhǔn)的弓狀長圓形凹陷，每個凹陷具有與每個口的直徑對應(yīng)的寬度并且具有這樣的長度，即使得每個等距離凹陷與相鄰凹陷之間的間隔大致小于或等于每個口的橫截面面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多口閥，其中，每個外旋轉(zhuǎn)口及其對應(yīng)的凹陷沿著其對應(yīng)凹陷的長度位于同一外部點，并且其中每個內(nèi)旋轉(zhuǎn)口及其對應(yīng)的凹陷沿著其對應(yīng)凹陷的長度位于同一內(nèi)部點。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多口閥，其中，所述固定口中的每個具有直徑，其中，所述固定口中的每個還包括沿著各自的內(nèi)同心圓和外同心圓對準(zhǔn)的弓狀長圓形凹陷，每個凹陷具有與每個固定口的直徑對應(yīng)的寬度并且具有這樣的長度，即使得每個等距離凹陷與相鄰凹陷之間的間隔大致小于或等于每個固定口的橫截面面積。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多口閥，其中，每個外固定口及其對應(yīng)的凹陷沿著其對應(yīng)凹陷的長度位于同一外部點，并且其中每個內(nèi)固定口及其對應(yīng)的凹陷沿著其對應(yīng)凹陷的長度位于同一內(nèi)部點。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多口閥，還包括第二固定頭和第二旋轉(zhuǎn)頭，使得每個旋轉(zhuǎn)頭彼此相鄰并且被對準(zhǔn)使得它們各自的旋轉(zhuǎn)軸線彼此一致并且使得每個旋轉(zhuǎn)頭彼此一致地轉(zhuǎn)換，使得正確的流體流得以保持。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多口閥，其中，所述旋轉(zhuǎn)口中的每個具有直徑，其中，所述旋轉(zhuǎn)口中的每個還包括沿著各自的內(nèi)同心圓和外同心圓對準(zhǔn)的弓狀長圓形凹陷，每個凹陷具有與每個旋轉(zhuǎn)口的直徑對應(yīng)的寬度并且具有這樣的長度，即使得每個等距離凹陷與相鄰凹陷之間的間隔大致小于或等于每個旋轉(zhuǎn)口的橫截面面積。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多口閥，其中，每個外旋轉(zhuǎn)口及其對應(yīng)的凹陷沿著其對應(yīng)凹陷的長度位于同一外部點，并且其中每個內(nèi)旋轉(zhuǎn)口及其對應(yīng)的凹陷沿著其對應(yīng)凹陷的長度位于同一內(nèi)部點。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多口閥，其中，所述固定口中的每個具有直徑，其中，所述固定口中的每個還包括沿著各自的內(nèi)同心圓和外同心圓對準(zhǔn)的弓狀長圓形凹陷，每個凹陷具有與每個固定口的直徑對應(yīng)的寬度并且具有這樣的長度，即使得每個等距離凹陷與相鄰凹陷之間的間隔大致小于或等于每個固定口的橫截面面積。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多口閥，其中，每個外固定口及其對應(yīng)的凹陷沿著其對應(yīng)凹陷的長度位于同一外部點，并且其中每個內(nèi)固定口及其對應(yīng)的凹陷沿著其對應(yīng)凹陷的長度位于同一內(nèi)部點。
全文摘要
一種用于引導(dǎo)流體流的多口旋轉(zhuǎn)閥設(shè)備，該多口旋轉(zhuǎn)閥設(shè)備具有兩個圓形固定頭和兩個圓形旋轉(zhuǎn)頭。第一固定頭具有至少兩個且優(yōu)選地為更多個與流體流連接的主口以及對應(yīng)數(shù)量的連接到流體-固體接觸室的輔口。第二固定頭具有與第一固定頭相同數(shù)量(至少兩個且優(yōu)選地為更多個)的用于與流體流連接的主口以及相同數(shù)量的用于與流體-固體接觸室形成第二連接的輔口。每個固定頭包括內(nèi)部通道路，內(nèi)部通道用于將主口和輔口連接到旋轉(zhuǎn)頭。第一旋轉(zhuǎn)頭與第一固定頭連通，而第二旋轉(zhuǎn)頭與第二固定頭連通。
文檔編號F16K11/074GK103210246SQ201180055037
公開日2013年7月17日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者B·K·阿爾格倫, B·K·佩德森 申請人:格爾夫希投資有限責(zé)任公司