CN103204567A - 用于控制水质软化器罐的传感器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于水质软化系统的传感器组件，包括具有第一阀组件、第一流量计和传感器探针的第一处理罐；具有第二阀组件和第二流量计的第二处理罐；以及与第一处理罐和第二处理罐中的每一个独立地连接的卤水罐。控制器被构造用于与该第一处理罐中的传感器探针和第一流量计、以及该第二处理罐中的第二流量计通讯。

Description

用于控制水质软化器罐的传感器组件
本申请是2008年10月8日递交的中国专利申请号200810211596.4的分案申请。
技术领域
本发明通常涉及流体处理系统，如包括水质软化器的水处理系统，更特别地，涉及用于水质软化器系统的传感器组件。应当认识到本发明的许多方面可以应用于其它类型的流体处理系统，如过滤或去离子系统。
背景技术
水质软化器在本领域中是公知的，通常包括生水源、含有离子交换树脂的处理罐、含有卤水溶液的卤水罐，以及用于在该生水源、罐和排水口或其它输出之间导引流体的控制阀。
通过使水流经离子交换树脂发生水质软化，其由钠阳离子置换水中的钙和镁离子。随着离子交换过程的继续，树脂最终失去其软化水质的能力并且必须补充钠离子。使钙和镁离子被去除、离子交换树脂软化水的能力得到恢复、以及钠离子得到补充的过程被称作再生。
再生期间，卤水，即浓缩或饱和的盐溶液经过离子交换树脂，并且树脂中的阳离子被钠离子置换。再生是结合了许多循环，特别是回流、卤水汲取、漂洗和再填充循环的多步骤过程。
通常，水质软化器系统包括由单个控制器调节的处理罐和卤水罐。因此，当需要不止一个处理罐（即，用于使得系统连续服务，或者用于商业或大型住宅应用）时，每增加一个处理罐就需要追加的控制器。这种应用增加了系统的制造成本以及用户或消费者的最终成本。
发明内容
本发明的传感器组件被构造用于使得单个控制器操纵两个处理罐，从而降低制造和消费者的成本。
特别地，本发明的传感器组件在水质软化系统中使用，并且包括第一处理罐，具有第一阀组件、第一流量计和传感器探针；第二处理罐，具有第二阀组件和第二流量计，其中所述第一流量计与所述第二流量计不同；卤水罐，与所述第一处理罐和所述第二处理罐中的每一个独立地连接；以及控制器，与所述第一处理罐中的所述传感器探针和所述第一流量计、以及所述第二处理罐中的所述第二流量计通讯，并且根据从所述传感器探针接收的信号来控制所述第一阀组件和所述第二阀组件以在所述第一处理罐和所述第二处理罐之一内启动再生；所述传感器探针包括一对垂直间隔的电极，所述电极检测所述第一处理罐中的离子交换树脂的阻抗差，并且当所述阻抗达到预定水平时，所述传感器探针向所述控制器发送信号来指示需要再生，并且触发所述第二处理罐的工作；所述第二流量计追踪流过所述第二处理罐的流体的加仑数，并且当所述流体的加仑数达到预定的加仑数时，所述控制器向所述第二阀组件发送信号来指示需要再生。。
在另一个实施方式中，本发明的传感器组件在水软化器系统中使用，并且包括第一处理罐，具有第一阀组件、第一流量计和传感器探针；第二处理罐，具有第二阀组件和第二流量计，其中所述第一流量计与所述第二流量计不同；卤水罐，与所述第一处理罐和所述第二处理罐中的每一个独立地连接；控制器，与所述第一处理罐中的所述传感器探针和所述第一流量计、以及所述第二处理罐中的所述第二流量计通讯；以及远程显示器，与所述控制器通讯，以允许在远程位置控制所述第一阀组件和所述第二阀组件，所述传感器探针包括一对垂直间隔的电极，所述电极检测所述第一处理罐中的离子交换树脂的阻抗差，并且当所述阻抗达到预定水平时，所述传感器探针与所述控制器通讯来指示需要再生，并且触发所述第二处理罐的工作，所述第二流量计追踪流过所述第二处理罐的流体的加仑数，并且当所述流体的加仑数达到预定的加仑数时，所述控制器与所述第二阀组件通讯来指示需要再生。
在另一个实施方式中，一种用于控制水质软化系统的方法包括提供具有第一阀组件、第一流量计和传感器探针的第一处理罐；提供具有第二阀组件和第二流量计的第二处理罐；将卤水罐独立地连接到所述第一处理罐和所述第二处理罐中的每一个；与所述第一处理罐中的所述传感器探针和所述第一流量计、以及所述第二处理罐中的所述第二流量计通讯；检测所述第一处理罐中的离子交换树脂的阻抗差，并且当所述阻抗达到预定水平时，存储由所述第一流量计追踪到的加仑数，向所述第一处理罐发送信号来指示需要再生，并且触发所述第二处理罐的工作；由所述第二流量计追踪流过第二处理罐的加仑数，并且一旦所述第二流量计达到由所述第一流量计追踪到的加仑数，向所述第二处理罐发送信号来指示需要再生并且触发所述第一处理罐的工作；以及发送讯息到远离现场的服务供应商网络，以报告所述水质软化系统的状况。
附图说明
图1示出本发明的用于双罐水质软化系统的传感器组件的示意图。
具体实施方式
参考图1，本发明的传感器组件普遍地被指定为10，并且被构造用于与水质软化器组件12一起使用，该传感器组件包括第一处理罐14和第二处理罐16，每个独立地连接到卤水罐18。如本领域中公知的，该第一和第二处理罐14、16分别填充有离子交换树脂19、21，而卤水罐18填充有包括水22和盐粒24的卤水溶液20。
第一处理罐14包括第一阀组件26，该第一阀组件26被构造用于控制第一生水入口28、第一处理罐入口30、第一处理罐出口32、第一卤水罐入口/出口34、用于向住宅或商业建筑供水的第一旁通出口36以及第一排水口38之间的水流。类似地，第二处理罐16包括第二阀组件40，该第二阀组件被构造并设置用于控制第二生水入口42、第二处理罐入口44、第二处理罐出口46、第二卤水罐入口/出口48、用于向住宅或商业建筑供水的第二旁通出口50以及第二排水口52之间的水流。在2007年10月2日提交的名称为“CONTROL VALVE FOR A FLUID TREATMENT SYSTEM（代理人案号No.0308.78999）”的共同拥有且共同未决的美国申请No.60/997317中描述了阀组件26、40的特定工作，其通过引用引入本文。
传感器探针54位于第一处理罐14中，该传感器探针包括两对垂直安装的电极56、58，并且经由配线61等电连接到控制器60。如本领域中公知的，电极56、58彼此垂直间隔，以检测第一处理罐14中离子交换树脂19的阻抗差。当第二电极和第一电极58、56之间的阻抗差达到预定水平时，传感器探针54向控制器60发送信号来指示第一处理罐14中的离子交换树脂19被耗尽并且需要再生。传感器探针54的优选实施方式是以Culligan InternationalCompany所拥有的
Figure BDA00002909603700041
商标商业销售的，并且在名称为“WATER SOFTENING SYSTEM WITH SELF-ADJUSTING RINSE CYCLE”的共同拥有的美国专利No.5699272中描述，其通过引用引入本文。
第一处理罐14中还提供第一流量计62，该第一流量计与控制器60通讯。如本领域中公知的，流量计62测量流过第一处理罐14的加仑数，并且被构造用于将该值通讯到控制器60。
如图1所示，控制器60包括与第一处理罐14中的传感器探针54和第一流量计62通讯的初级电路板64。第一阀组件26还经由配线61或类似的电缆而电连接到控制器60，并因此也与初级电路板64通讯。控制器60中还包括至少一个槽66用于容纳与初级电路板64中的微处理器70通讯的二级电路板68。
为了保持第一和第二处理罐14、16之间的通讯，第二阀组件40硬线电连接到控制器60，并且特别地，与二级电路板68通讯。此外，第二处理罐16包括第二流量计72，该第二流量计经由配线61等连接到控制器60，并且被构造用于与第二电路板68通讯。
特别地，在组件12工作期间，第一处理罐14先于第二处理罐16被置于服务。在服务阶段（即正常工作阶段），生水流经第一生水入口28和第一处理罐入口30，进入罐14。水在第一处理罐14中被软化后，该软化水流过第一处理罐出口32，并且通过旁通出口36离开，用户可以在该旁通出口处使用该软化水。
当第一处理罐14工作时，第一流量计62追踪流经罐的加仑数，直到第二对和第一对电极58、56之间的阻抗差达到预定的水平。此时，如上所述，传感器探针54警告控制器60，特别是初级电路板64该离子交换树脂19不再具有软化水质的能力。微处理器70将第一流量计62追踪的加仑数存储为“X”加仑。而且此时，初级电路板64与第一阀组件26通讯来指示需要再生。
再生期间，第一阀组件26作用，以便处理罐14通过回流、卤水汲取、冲洗和再填充步骤循环，恢复罐中的离子交换树脂19软化水的能力。在名称为“CONTROL VALVE FOR A FLUID TREATMENT SYSTEM”的共同拥有且共同未决的美国申请No.60/997317中描述了这些步骤中每个以及阀组件26的工作。
当第一处理罐14中的离子交换树脂19经历再生时，第二处理罐16被置于服务用于住宅或商业建筑。特别地，二级电路板68提供允许微处理器70与第二阀组件40通讯的界面以开始工作。因此，生水流经第二生水入口42和第二处理罐入口44使得生水进入罐16。水在第二处理罐16中被软化之后，该软化水流经第二处理罐出口46，并且通过第二旁通阀50离开，从而允许消费者使用该软化水。
服务期间，第二流量计72追踪流过罐16的加仑数，直到其达到微处理器70中存储的“X”加仑值。当达到“X”加仑时，微处理器70经由二级电路板68与第二阀组件40通讯来指示第二处理罐16中的离子交换树脂21不能再软化水，并且需要再生。
在第二处理罐16的再生期间，微处理器70经由主电路板64与第一阀组件26通讯，将第一处理罐14置于服务阶段。这一过程保证了罐14或16中的一个处于服务阶段，而另一个则正在再生，从而允许连续的水质软化。
为了使消费者在远离控制器60的位置接收关于第一和第二罐14、16的状态信息，传感器系统10还包括远程显示器74，该远程显示器具有带无线电发射机78的主电路板76和至少一个用于容纳次电路板82的槽80，以及在需要时还具有额外的插入部件。控制器60被构造用于与远程显示器74通讯。特别地，将存储在微处理器70中的“X”加仑数据经由初级电路板64通过无线或硬线通讯与远程显示器主电路板76进行通讯。
当利用无线通讯时，数据从初级电路板64中的无线发射机79经由无线发射机78被发送到次电路板82，数据在该次电路板处由编码数/字母串被转换成可读的格式，并且被发送到远程显示器74来指示例如第一处理罐14处于再生，而第二处理罐16处于服务模式。
本发明的传感器系统10还能够将数据从水质软化器组件12发送到服务供应商网络86。特别地，次电路板82包括第二调制解调卡88，该次电路板将从控制器60接收的数据转换成电子邮件讯息，经由电话发送到服务供应商，并且登录服务供应商网络86而以可读的格式显示该讯息。因此，如果软化器12故障（即传感器探针54中的电极56、58故障，或者第二流量计72停止工作），那么服务供应商可以被警告该错误，并且安排一次任务来服务该软化器。
控制器60还可以通过将信号从微处理器70发送到调制解调器84而直接与服务供应商网络86通讯，该控制器连接到服务供应商网络，登录并且将讯息显示为电子邮件。在2007年10月5日申请的名称为“COMMUNICATIONSYSTEM FOR A WATER SOFTENER SYSTEM”的、共同拥有且共同未决的美国申请No.60/977740中描述了控制器、远程显示器和服务供应商之间的通讯的其它方面，其通过引用引入本文。
本发明的传感器系统10使得单个控制器60调节两个处理罐14、16，从而降低制造成本和购买价格。此外，本发明的传感器系统10通过第一处理罐14或第二处理罐16允许水质软化器组件12的连续服务。另外，本发明的传感器系统10被构造用于与远程显示器74以及远离现场的服务供应商网络86通讯，从而当软化器组件12故障时提供状态更新以及错误讯息。
虽然在此描述了本发明用于水质软化器组件的传感器系统的具体实施方式，但是本领域技术人员应当理解在不背离本发明更广义的范围内，可以对其进行改变和修改。

Claims (11)

1.一种用于水质软化系统的传感器组件，包括：
第一处理罐，具有第一阀组件、第一流量计和传感器探针；
第二处理罐，具有第二阀组件和第二流量计，其中所述第一流量计与所述第二流量计不同；
卤水罐，与所述第一处理罐和所述第二处理罐中的每一个独立地连接；以及
控制器，与所述第一处理罐中的所述传感器探针和所述第一流量计、以及所述第二处理罐中的所述第二流量计通讯，并且根据从所述传感器探针接收的信号来控制所述第一阀组件和所述第二阀组件以在所述第一处理罐和所述第二处理罐之一内启动再生；
所述传感器探针包括一对垂直间隔的电极，所述电极检测所述第一处理罐中的离子交换树脂的阻抗差，并且当所述阻抗达到预定水平时，所述传感器探针向所述控制器发送信号来指示需要再生，并且触发所述第二处理罐的工作；
所述第二流量计追踪流过所述第二处理罐的流体的加仑数，并且当所述流体的加仑数达到预定的加仑数时，所述控制器向所述第二阀组件发送信号来指示需要再生。
2.如权利要求1所述的传感器组件，进一步包括与所述控制器通讯的远程显示器，以允许在远程位置控制所述第一阀组件和所述第二阀组件。
3.如权利要求2所述的传感器组件，其中所述远程显示器包括主电路板和无线发射机。
4.如权利要求1所述的传感器组件，进一步包括调制解调器，所述调制解调器与所述控制器通讯，并且发送提供状态更新和错误讯息的电子讯息。
5.一种用于水质软化系统的传感器组件，包括：
第一处理罐，具有第一阀组件、第一流量计和传感器探针；
第二处理罐，具有第二阀组件和第二流量计，其中所述第一流量计与所述第二流量计不同；
卤水罐，与所述第一处理罐和所述第二处理罐中的每一个独立地连接；
控制器，与所述第一处理罐中的所述传感器探针和所述第一流量计、以及所述第二处理罐中的所述第二流量计通讯；以及
远程显示器，与所述控制器通讯，以允许在远程位置控制所述第一阀组件和所述第二阀组件，
所述传感器探针包括一对垂直间隔的电极，所述电极检测所述第一处理罐中的离子交换树脂的阻抗差，并且当所述阻抗达到预定水平时，所述传感器探针与所述控制器通讯来指示需要再生，并且触发所述第二处理罐的工作，
所述第二流量计追踪流过所述第二处理罐的流体的加仑数，并且当所述流体的加仑数达到预定的加仑数时，所述控制器与所述第二阀组件通讯来指示需要再生。
6.如权利要求5所述的传感器组件，进一步包括微处理器，其中所述微处理器与所述第一阀组件通讯，并且当所述第一处理罐需要再生时，所述微处理器向所述第一阀组件发送信号，以从所述服务阶段切换到所述再生阶段，并且触发所述第二处理罐的工作。
7.如权利要求6所述的传感器组件，其中所述微处理器与所述第二阀组件通讯，并且当所述第二处理罐需要再生时，所述微处理器使所述第一阀组件从所述再生阶段切换到所述服务阶段，以及向所述第二阀组件发送信号使其从所述服务阶段切换到所述再生阶段。
8.如权利要求5所述的传感器组件，包括与所述控制器通讯的调制解调器，所述调制解调器是可操作的以发送提供状态更新和错误讯息的电子讯息。
9.一种用于控制水质软化系统的方法，包括：
提供具有第一阀组件、第一流量计和传感器探针的第一处理罐；
提供具有第二阀组件和第二流量计的第二处理罐；
将卤水罐独立地连接到所述第一处理罐和所述第二处理罐中的每一个；
与所述第一处理罐中的所述传感器探针和所述第一流量计、以及所述第二处理罐中的所述第二流量计通讯；
检测所述第一处理罐中的离子交换树脂的阻抗差，并且当所述阻抗达到预定水平时，存储由所述第一流量计追踪到的加仑数，向所述第一处理罐发送信号来指示需要再生，并且触发所述第二处理罐的工作；
由所述第二流量计追踪流过第二处理罐的加仑数，并且一旦所述第二流量计达到由所述第一流量计追踪到的加仑数，向所述第二处理罐发送信号来指示需要再生并且触发所述第一处理罐的工作；以及
发送讯息到远离现场的服务供应商网络，以报告所述水质软化系统的状况。
10.如权利要求9所述的方法，其中与所述传感器探针和所述第一流量计通讯包括使用远程显示器与所述传感器探针和所述第一流量计远程通讯，以在远程位置控制所述水质软化系统。
11.如权利要求9所述的方法，其中所述状况包括至少一种与所述水质软化系统相关的状态更新和错误讯息。
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