CN101379330A - 用于水处理系统的具有累积流量传感器的旁通阀 - Google Patents

用于水处理系统的具有累积流量传感器的旁通阀 Download PDF

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Abstract

旁通阀(10)包括主体(12)，该主体(12)具有通过桥路连接的第一室和第二室(41，43)、均与第一室(41)相通的未处理水入口(18)和未处理水出口(20)、以及均与第二室(43)相通的已处理水入口(24)和已处理水出口(22)。第一阀门元件(40)可转动地容纳在第一室(41)中以使入口可选地与未处理水出口或者与桥路连通。第二阀门元件(42)可转动地容纳在第二室(43)中以使出口可选地与已处理水出口或者桥路连通。可手动操作的机构转动第一室中的第一阀门构件和第二室中的第二阀门构件。流量传感器装在流量计罩(60)内容纳在第一或者第二阀门元件中以测量通过旁通阀的水流量。

Description

用于水处理系统的具有累积流量传感器的旁通阀
技术领域
本发明涉及水处理系统，更具体地，涉及用于水处理设备用旁通阀(bypass valve)和测量通过该处理系统的水流量的传感器。
背景技术
水处理系统例如软水器或反渗透过滤器常常安装在建筑物的管道系统中。例如，通常认为从井中获取的饮用水为“硬水”，因为其包含对肥皂和洗涤剂的清洁能力具有负面影响的矿物质。此外，这些矿物质在卫生洁具、玻璃器具等上留下有害沉积物。因而，使用软水器或过滤器来除去矿物质并对水进行“软化”。
有时需要对水处理系统进行维护，例如更换过滤介质或失效部件。为进行这种维护，水处理设备必须从功能上，有时从物理上与建筑物的管道系统断开。然而，在进行维护的同时，希望向建筑物提供未经处理的水用于饮用、洗手间冲洗和其它用途。因而，在水处理设备与建筑管道系统的接合处设置有旁通阀。旁通阀同时使处理设备的入口和出口与管道系统的管件断开并使这些管件相互连通，从而在进行维护的同时向整个建筑物供水。
前述水处理系统安装了流量传感器，例如连接在产生电信号的转换器上的涡轮叶轮，以指示通过该系统的水流量。控制器应用该流量指示信号，累积测量系统已处理的水的体积，从而指示何时需要对水处理系统进行维护或者软水器何时需要更新。目前流量传感器安装在水处理设备的主控制阀门组件中或者安装在放置在远离水处理设备的管件中的独立壳体中。然而，这种远程定位要求额外的管道连接，因而增加了水处理系统的人工成本和部件成本。
发明内容
用于水处理系统的旁通阀包括主体，该主体具有第一室和通过桥路与第一室连接的第二室。该主体还包括与第一室相通以接收未处理水的入口、与第一室相通的未处理水出口、与第二室相通的已处理水入口、以及与第二室相通并且已处理水离开阀门所经过的出口。
第一阀门元件可转动地容纳在第一室中。第一阀门元件处于第一位置时使入口与未处理水出口连通。第一阀门元件处于第二位置时，入口与桥路连通并且与未处理水出口断开。第二阀门元件可转动地容纳在第二室中。第二阀门元件处于第三位置时使出口与已处理水入口连通。第二阀门元件处于第四位置时，出口与桥路连通并且与已处理水入口断开。设置可手动操作的机构以转动第一室中的第一阀门元件和第二室中的第二阀门元件。
该旁通阀的另一方面在于流量传感器安装在第一或第二阀门元件中。优选地，涡轮可转动地容纳在所述阀门元件中，转换器响应涡轮的转动而产生电信号。
附图说明
图1是根据本发明的旁通阀的等视图；
图2是旁通阀与建筑管道系统连接的一侧的前视图；
图3是穿过旁通阀上的顶盖组件之一的截面图；
图4是示出了旁通阀的部件的分解图；
图5是穿过处于水处理工作位置的已装配的旁通阀的水平截面图；
图6是穿过处于旁通位置的已装配的旁通阀的水平截面图；和
图7是穿过处于关闭位置的已装配的旁通阀的水平截面图。
具体实施方式
首先参考图1，设置旁通阀10，以使水处理设备从功能上与建筑物的管道系统断开，同时仍允许向整个建筑物供水。该旁通阀10包括主体12，该主体12具有通过管状桥16连接的第一壳体14和第二壳体15。第一壳体14具有用于与建筑管道系统提供将要由水处理系统处理的水的管件连通的入口18。未处理水出口20与入口18径向相对地从第一壳体14伸出。类似地，第二壳体15具有出口22，该出口22与入口18在旁通阀10的同一侧伸出。已处理水入口24与出口22径向相对地位于第二壳体15上。
第一壳体14和第二壳体15在它们的顶部具有开口，所述开口由相同构造的独立顶盖26和28密封。各顶盖26和28螺纹连接在相应的第一壳体14或第二壳体15的外周面上。第一顶盖26的细节如图3所示。橡胶密封圈39位于顶盖内以接合相应的第一壳体14的上环形表面以防止水从其间漏出，第一顶盖26具有居中地位于其圆拱顶中的孔30，阀门操作器34的轴32伸入该孔30。轴32的上端与例如球柄(knob)36或杆等的机构连接，使用者可握住并转动该机构来操纵旁通阀。促动轴32的内端固定到盘状驱动装置38。
参考图4，第一壳体14具有第一室41，其中入口、未处理水出口和穿过桥16的通路55与第一室41相通。第二壳体15具有第二室43，其中出口、已处理水入口和桥路55与第二室43相通。相同的管状第一阀门元件40和第二阀门元件42分别容纳在第一室41和第二室43中。元件40和42各自具有围绕其外曲面延伸约150度的第一长孔44。第二圆形孔46穿过该外曲面与第一孔44的一端径向相对。密封圈48与第二孔46中心间隔90度容纳在阀门元件外表面中的环形凹槽中。
流量计罩(flow meter cage)60插在管状第二阀门元件42中。流量计罩60中的开口对准第一孔44和第二孔46，从而允许水流过第二阀门元件42和流量计罩两者。流量计罩60具有横向构件61，该横向构件61向外弯入图3所示阀门操作器34的驱动装置38中的切口(notch)63中，从而，如将要描述的，阀门操作器的转动也使流量计罩转动。横向构件61紧密装配在驱动装置的切口中，以致在第二顶盖28从第二壳体15上卸下时流量计罩60被从第二阀门构件中拉出。
盘状涡轮62可转动地容纳在流量计罩60内并在其中随着流体流过第二壳体15而旋转。永磁体64安装在涡轮62上。如图2所示，霍尔效应传感器66安装在第二壳体15的底面上，并作为转换器在永磁体64每次经过该传感器时产生电信号脉冲。从而，可通过常规电路以已知方式对电信号脉冲进行计数以测量通过旁通阀的水流量。
再次参考图4，处于所示取向时，第一阀门元件40和第二阀门元件42的上边缘具有销50，如图3所示，所述销50容纳在其相应顶盖26或28下面的传动驱动装置38边缘中的凹槽(recess)52内。这种接合使得在使用者转动相应顶盖26或28上的球柄36或37时阀门构件在相应壳体14或15内转动。然而，当顶盖26或28从相应的第一壳体14或第二壳体15上卸下时，销50容易地从凹槽52滑出，从而允许相关的第一阀门元件40或第二阀门元件42保留在壳体中。
当两个球柄36和37转到图1所示的位置时，第一阀门元件40和第二阀门元件42转到图5所示的“工作”位置。此时，第一阀门元件40处于第一位置，第二阀门元件42处于第三位置。在所述位置，第一阀门元件40的第一孔44与入口18连通，该阀门元件的第二孔46与未处理水出口20对准，从而将流体从供水系统送至水处理设备。旁通阀10处于该状态时，第二阀门元件42的第一孔44与已处理水入口24连通，该阀门元件的第二孔46与旁通阀出口22相通。从而将流体从已处理水入口24送至旁通阀出口22。通过涡轮62和相应的霍尔效应传感器66测量该流体的流量。应当注意的是，第二阀门元件42的实心部分关闭通过桥16的流体通路55，从而阻止水在第一壳体14和第二壳体15之间流动。
当球柄36和37从图1和图5所示的方向逆时针转动90度时，第一阀门元件40和第二阀门元件42转动相同的角度进入图6所示的“旁通”位置。此时，第一阀门元件40处于第二位置，第二阀门元件42处于第四位置。处于这种取向时，第一阀门元件40的第一孔44同时与入口18和桥路55连通。第一阀门元件40的实心部分关闭未处理水出口20。第二阀门元件42的两个孔44和46与桥路55和出口22连通。第二阀门元件42的实心部分关闭已处理水入口24。从而，处于“旁通”位置时，经由桥路55将来自入口18的水直接送至出口22，从而将未处理水供给建筑物。水绕处于旁通位置时不转动的涡轮62流动。在这种状态下，水处理设备的两个接口20和24关闭，从而可对该设备进行检修或对其进行维护。
如果球柄36和37从图5所示的“工作”位置顺时针转动90度，那么第一阀门元件40和第二阀门元件42逆时针转动相同的角度进入图7所示的关闭位置。此时，第一阀门元件40处于第五位置，第二阀门元件42处于第六位置。在这种状态下，第一阀门元件40的实心部分关闭旁通阀的入口18，第二阀门元件42的实心部分关闭出口22。此时，不仅水处理设备与连接在入口18和出口22上的管道系统的管件断开，而且还阻止水通过旁通阀10在入口和出口之间流动。因此，在这种状态下，旁通阀完全关闭，因为没有流体能够流过。
完全关闭状态允许将旁通阀的顶盖26或28和内部部件卸下以进行维护。参考图3和图4，流量计罩60上的横向构件61在驱动装置38的切口63中的紧密装配，在将第二顶盖28从第二壳体15上取下时，将流量计罩和涡轮62从第二阀门构件中拉出。然而，第一和第二阀门元件40、42通过各自的密封圈48与相应的第一和第二壳体14、15的内表面紧密接合，从而使所述阀门元件保留在所述壳体中并使相关入口或出口18或22保持关闭。
前述说明主要涉及本发明的优选实施方案。尽管对落在本发明范围内的多种替换方案给予了以一定关注，但应当理解的是本领域技术人员能够类似地实现根据本发明实施方案的内容而显而易见的其它替换方案。因而，本发明的范围应当由所附权利要求确定而不受限于上述内容。

Claims (20)

1.一种用于水处理系统的旁通阀，包括:
主体，其具有第一室、通过桥路与所述第一室连接的第二室、与所述第一室相通以接收未处理水的入口、与所述第一室相通的未处理水出口、与所述第二室相通的已处理水入口、以及与所述第二室相通并且已处理水流过的出口；
第一阀门元件，其可转动地容纳在所述第一室中并且具有第一位置和第二位置，在所述第一位置所述入口与所述未处理水出口连通，以及在所述第二位置所述入口与所述桥路连通而与所述未处理水出口断开；
第二阀门元件，其可转动地容纳在所述第二室中并且具有第三位置和第四位置，在所述第三位置所述已处理水入口与所述出口连通，以及在所述第四位置所述出口与所述桥路连通而与所述未处理水出口断开，其中处于所述第一位置的第一阀门元件和处于所述第三位置的第二阀门元件中的至少一个阻止水流过所述桥路；以及
可手动操作的机构，转动所述第一室中的第一阀门元件和所述第二室中的第二阀门元件。
2.权利要求1的旁通阀，其中所述第一阀门元件具有阻止水流过所述入口的第五位置；以及所述第二阀门元件具有阻止水流过所述出口的第六位置。
3.权利要求1的旁通阀，其中所述第一阀门元件和所述第二阀门元件每个均为具有外曲面的管形，并且每个都具有围绕所述外曲面延伸超过90度的第一长孔和围绕所述外曲面与所述第一孔隔开的第二孔。
4.权利要求3的旁通阀，其中所述第一阀门元件和所述第二阀门元件还每一个都包括在所述第一孔和所述第二孔之间位于所述外曲面的部分上的环形密封件。
5.权利要求1的旁通阀，还包括在所述第一室和所述第二室其中之一中的传感器，其中所述传感器产生多少流体流过所述旁通阀的指示。
6.权利要求1的旁通阀，还包括:涡轮，其可转动地容纳在所述第一阀门元件和第二阀门元件其中之一内；和转换器，其响应所述涡轮的转动而产生电信号以指示通过所述旁通阀的流体流量。
7.权利要求1的旁通阀，还包括:涡轮，其上安装有磁体并可转动地容纳在所述第一阀门元件和第二阀门元件其中之一内；和霍尔效应传感器，其响应所述磁体产生电信号以指示通过所述旁通阀的流体流量。
8.权利要求1的旁通阀，其中所述主体包括限定所述第一室的第一壳体、限定所述第二室的第二壳体、以及连接在所述第一壳体和所述第二壳体之间的桥路。
9.权利要求8的旁通阀，其中:
所述第一壳体具有第一开口以及所述第二壳体具有第二开口；并且
所述可手动操作的机构包括:
a)第一顶盖，其具有从中穿过的第一孔并连接到所述第一壳体以封闭所述第一开口；和第一阀门操作器，其包括位于所述第一壳体之外且具有伸入所述第一孔的第一部分的可手动操作第一构件，所述第一阀门操作器还包括固定在所述第一部分上并与所述第一阀门元件接合的第一驱动装置，以及
b)第二组件，其包括:第二顶盖，其具有从中穿过的第二孔并连接到所述第二壳体以封闭所述第二开口；和第二阀门操作器，所述第二阀门操作器包括位于所述第二壳体之外且具有伸入所述第二孔的第二部分的可手动操作第二构件，所述第二阀门操作器还包括固定在所述第二部分上并与所述第二阀门元件接合的第二驱动装置。
10.一种用于水处理系统的旁通阀，包括:
主体，其具有第一室、通过桥路与所述第一室连接的第二室、与所述第一室相通以接收未处理水的入口、与所述第一室相通的未处理水出口、与所述第二室相通的已处理水入口、以及与所述第二室相通并且已处理水流过的出口；
第一阀门元件，其可转动地容纳在所述第一室中并且具有第一位置和第二位置，在所述第一位置所述入口与所述未处理水出口连通，以及在所述第二位置所述入口与所述桥路连通并且与所述未处理水出口断开；
第二阀门元件，其可转动地容纳在所述第二室中并且具有第三位置和第四位置，在所述第三位置所述已处理水入口与所述出口连通，以及在所述第四位置所述出口与所述桥路连通并且与所述未处理水出口断开，其中处于所述第一位置的第一阀门元件和处于所述第三位置的第二阀门元件中的至少一个阻止水流过所述桥路；
可手动操作的机构，转动所述第一室中的第一阀门元件和所述第二室中的第二阀门元件；和
传感器，其位于所述第一室和所述第二室其中之一中并产生多少流体流过所述旁通阀的指示。
11.权利要求10的旁通阀，其中所述传感器位于所述第二阀门元件中。
12.权利要求10的旁通阀，还包括:可转动地容纳在所述第一阀门元件和所述第二阀门元件其中之一内的涡轮；和响应所述涡轮的转动产生响应于所述涡轮转动的电信号的转换器。
13.权利要求10的旁通阀，还包括:涡轮，其上安装有磁体并可转动地容纳在所述第一阀门元件和所述第二阀门元件其中之一内；和霍尔效应传感器，其响应所述磁体产生电信号以指示通过所述旁通阀的流体流量。
14.权利要求10的旁通阀，其中所述第一阀门元件具有阻止水流过所述入口的第五位置；以及所述第二阀门元件具有阻止水流过所述出口的第六位置。
15.权利要求10的旁通阀，其中所述第一阀门元件和所述第二阀门元件每个均为具有外曲面的管形，并且每个都具有围绕所述外曲面延伸超过90度的第一长孔和围绕所述外曲面与所述第一孔隔开的第二孔。
16.权利要求15的旁通阀，其中所述第一阀门元件和所述第二阀门元件还每一个都包括在所述第一孔和所述第二孔之间位于所述外曲面的部分上的环形密封件。
17.权利要求10的旁通阀，其中所述主体包括限定所述第一室的第一壳体、限定所述第二室的第二壳体、以及连接在所述第一壳体和所述第二壳体之间的桥路。
18.权利要求10的旁通阀，其中:
所述主体包括限定所述第一室并具有第一开口的第一壳体、可拆卸地连接到所述第一壳体以封闭所述第一开口的第一顶盖、限定所述第二室并具有第二开口的第二壳体、可拆卸地连接到所述第二壳体以封闭所述第二开口的第二顶盖、以及连接所述第一室和所述第二室的桥路；以及
所述可手动操作的机构包括:
a)第一阀门操作器，其包括:可手动操作第一构件，其位于所述第一壳体之外且具有伸入所述第一顶盖中第一孔的第一部分；和第一驱动装置，其固定在所述第一部分上并与所述第一阀门元件接合，以及
b)第二阀门操作器，其包括:可手动操作第二构件，其位于所述第二壳体之外且具有伸入所述第二顶盖中第二孔的第二部分；和第二驱动装置，其固定在所述第二部分上并与所述第二阀门元件接合。
19.权利要求18的旁通阀，其中:
所述第一驱动装置和所述第一阀门元件中的一个具有第一销，并且所述第一驱动装置和所述第一阀门元件中的另一个具有容纳所述第一销的第一凹槽；和
所述第二驱动装置和所述第二阀门元件中的一个具有第二销，并且所述第二驱动装置和所述第二阀门元件中的另一个具有容纳所述第二销的第二凹槽。
20.权利要求10的旁通阀，其中:
所述主体包括限定所述第一室并具有第一开口的第一壳体、可拆卸地连接到所述第一壳体以封闭所述第一开口的第一顶盖、限定所述第二室并具有第二开口的第二壳体、可拆卸地连接到所述第二壳体以封闭所述第二开口的第二顶盖、以及连接所述第一室和所述第二室的桥路；
所述可手动操作的机构包括:
可手动操作第一构件，其位于所述第一壳体之外并具有伸入所述第一顶盖中的第一孔的第一部分，
第一驱动装置，其固定在所述第一部分上并与所述第一阀门元件接合，
可手动操作第二构件，其位于所述第二壳体之外并具有伸入所述第二顶盖中的第二孔的第二部分，和
第二驱动装置，其固定在所述第二部分上并与所述第二阀门元件接合；以及
所述传感器与所述第一驱动装置和所述第二驱动装置其中之一接合，其中与所述第一驱动装置和所述第二驱动装置之一相关联的所述第一顶盖和所述第二顶盖之一的拆除导致所述传感器从所述主体上卸下。
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