CN116119759A - 水蒸馏设备、方法和系统 - Google Patents
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Abstract
公开了水蒸馏设备、方法和系统。一种蒸馏装置,包括:源流体输入;蒸发器;冷凝器;浓缩物料位传感器,所述浓缩物料位传感器被构造成感测浓缩物储存部中的当前浓缩物料位,所述浓缩物储存部具有设置在所述蒸发器上方的流入路径并且具有与所述蒸发器并排延伸的长轴;以及至少一个控制器,所述至少一个控制器被构造成通过基于在低温馏出物生产状态下的低温馏出物生产额定速度命令和在高温馏出物生产状态下的高温馏出物生产额定速度命令来周期性地生成叶轮马达命令,从而管控在所述低温馏出物生产状态和在所述高温馏出物生产状态下的所述叶轮的旋转速度,所述低温馏出物生产额定速度命令是比所述高温馏出物生产额定速度命令更快的马达速度命令。
Description
分案申请
本申请是申请日为2019年3月9日、申请号为201980076323.X、发明名称为“水蒸馏设备、方法和系统”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及水蒸馏,并且更具体地,涉及水蒸汽蒸馏设备、方法和系统。
背景技术
大面积的人类无法得到可靠的清洁水源。例如,加拿大国际开发署报告说,约有12亿人无法获得安全的饮用水。已发表的报告将每年数以百万计的死亡(其中大多数是儿童)归咎于与水有关的疾病。许多水净化技术是众所周知的,包括碳过滤器、氯化、巴氏灭菌和反渗透。这些技术中有许多受水质变化的影响很大,并且无法解决发展中国家和其它地区的供水中可能发现的各种常见污染物,诸如细菌、病毒、有机物、砷、铅、汞和杀虫剂。其中一些系统需要消耗品的供应途径(access to a supply of consumables),诸如过滤器或化学物质。此外,其中一些技术仅非常适合于需要大量基础设施和训练有素的操作员的集中式大规模供水系统。特别是在发展中国家,非常希望能够在不考虑水源的情况下并且在无需消耗品和经常性维护的情况下,以较小的分散规模生产可靠的清洁水。
使用蒸汽压缩蒸馏来净化水是众所周知的,并且可以解决许多这些问题。但是,贫穷的财政资源,有限的技术资产和较低的人口密度使得在许多发展中国家无法建立集中式大规模供水系统,也限制了充足的、负担得起的并且可靠的电力供应(availability)来操作蒸汽压缩蒸馏系统,而且阻碍了适当维护此类系统的能力。在这种情况下,可以提高效率和生产能力,同时减少系统工作所需的电力预算和所需的系统维护量的一种改进的蒸汽压缩蒸馏系统和相关部件可以提供解决方案。
发明内容
根据本公开的实施例,公开了一种用于提供在受控温度下的馏出物的水蒸汽蒸馏系统。水蒸汽蒸馏系统包括水蒸汽蒸馏装置,该水蒸汽蒸馏装置被构造成从流体源接收一定体积的源水并且产生馏出物,该装置包括:浓缩物流路,该浓缩物流路包括浓缩物输出;和馏出物流路,该馏出物流路包括馏出物输出;至少一个源比例阀;第一热交换器,该第一热交换器包括馏出物流路的至少一部分;第二热交换器,该第二热交换器包括浓缩物流路的至少一部分,其中,第一热交换器和第二热交换器与流体源流体流动连通;馏出物传感器组件,该馏出物传感器组件与馏出物流路连通并且位于第一热交换器的下游,该馏出物传感器组件被构造成生成馏出物温度测量值;以及控制器,该控制器被构造成控制源比例阀,该控制器被构造成:接收馏出物温度测量值;确定第一目标温度与馏出物温度测量值之间的差;以及基于第一目标温度与馏出物温度测量值之间的差将来自流体源的源水分流(split)到第一热交换器和第二热交换器之间。
根据本公开的实施例,一种用于输出在受控温度下的馏出物的水净化系统可以包括蒸馏装置,该蒸馏装置经由一组源比例阀与流体源选择性地流体连通。蒸馏装置可以具有浓缩物输出和馏出物输出,该浓缩物输出和该馏出物输出分别联接到浓缩物流路和馏出物流路。该系统可以进一步包括:第一热交换器,该第一热交换器包括馏出物流路的一部分;以及第二热交换器,该第二热交换器包括浓缩物流路的一部分。来自流体源的流路可以与第一热交换器和第二热交换器中的每一个都处于热交换关系。该系统可以进一步包括馏出物传感器组件,该馏出物传感器组件与被包含在第一热交换器中的馏出物流路部分下游的馏出物流路连通。馏出物传感器组件可以被构造成生成馏出物温度测量值。该系统可以进一步包括控制器,该控制器被构造成在第一操作模式下管控源比例阀的操作,以基于第一目标温度和馏出物温度测量值之间的差值将来自流体源的来流分流到第一热交换器和第二热交换器之间。
在一些实施例中,控制器可以被构造成确定总源比例阀占空比,该总源比例阀占空比指示来自流体源的来流的量。在一些实施例中,该系统可以进一步包括浓缩物储存部和浓缩物料位传感器。控制器可以被构造成基于从浓缩物料位传感器的料位测量输出和目标浓缩物积聚速率计算出的浓缩物积聚速率来确定总源比例阀占空比。在一些实施例中,控制器可以被构造成在第二操作模式下管控源比例阀的操作,以将整个总源比例阀占空比分配给将源流选通到第二热交换器的源比例阀,并且以不大于预定极限的增加的占空比打开将源流选通到第一热交换器的源比例阀。在一些实施例中,预定极限可以从包括5%、2%、小于2%和零的列表中选择。在一些实施例中,第一操作模式可以是低温馏出物生产状态,而第二操作模式可以是高温馏出物生产状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于第二目标温度以及在第二操作状态下第二目标温度与当前浓缩物温度之间的差值来打开将源流选通到第一热交换器的源比例阀。在一些实施例中,第二目标温度可以比第一目标温度至少高65℃。在一些实施例中,第二目标温度可以比第一目标温度至少高50℃。在一些实施例中,第二目标温度可以大于95℃且小于100℃。在一些实施例中,第二目标温度可以是96℃。在一些实施例中,第二目标温度可以是第一目标温度的至少两倍。在一些实施例中,第二目标温度可以是第一目标温度的至少2.5倍。在一些实施例中,第二目标温度可以是第一目标温度的至少3.5倍。在一些实施例中,该系统可以进一步包括蒸发器料位传感器,该蒸发器料位传感器设置在蒸发器储存部中,与蒸馏装置的蒸发器流体连通。控制器可以被构造成在第二模式下至少部分地基于指示蒸发器储存部中的水柱的水位的蒸发器料位数据信号来确定总源比例阀占空比。在一些实施例中,第一目标温度可以为至少20℃,但不大于25℃。在一些实施例中,系统可以进一步包括源流体温度传感器。控制器可以被构造成至少部分地基于从源流体温度传感器接收的源流体温度测量值来确定第一目标温度。在一些实施例中,系统可以进一步包括浓缩物传感器组件,该浓缩物传感器组件与在第二热交换器中包括的浓缩物流路的一部分的下游的浓缩物流路连通。浓缩物传感器组件可以被构造成生成浓缩物温度测量值。在一些实施例中,控制器被构造成至少部分地基于第三目标温度与浓缩物温度测量值之间的差值来打开将源流选通到第二热交换器的源比例阀。在一些实施例中,第三目标温度可以是浓缩物温度的历史平均值。在一些实施例中,控制器可以被构造成至少部分地基于最小极限来打开将源流选通到第二热交换器的源比例阀。在一些实施例中,最小极限可以是所有源比例阀的预定占空比或组合占空比的预定百分比中的较大者。在一些实施例中,预定占空比可以是5%。在一些实施例中,预定占空比可以是10%。在一些实施例中,控制器可以设置在电子元件盒中,该电子元件盒与从流体源通向第二热交换器的流路成热传递关系。在一些实施例中,控制器可以被构造成确定电子元件盒冷却占空比命令并且至少部分地基于该电子元件盒冷却占空比命令来打开将源流选通到第二热交换器的源比例阀。在一些实施例中,可以至少部分地基于目标电子元件盒温度和从电子元件盒温度传感器收集的电子元件盒温度测量值之间的差值来确定电子元件盒冷却占空比,其中该电子元件盒温度传感器被构造成测量电子元件盒的温度并且与控制器进行数据通讯。在一些实施例中,馏出物传感器组件可以包括冗余温度传感器。在一些实施例中,馏出物传感器组件可以包括冗余温度传感器和冗余电导率传感器。在一些实施例中,第一热交换器和第二热交换器可以是螺旋形的,并且可以通过将热交换器围绕蒸馏装置的外部缠绕而形成。
根据本公开的实施例,流体蒸馏设备可以包括至少一个控制器和源入口,该源入口经由至少一个阀与流体源选择性地流体连通。流体蒸汽蒸馏设备可以进一步包括与源入口流体连通的蒸发器。流体蒸汽蒸馏设备可以进一步包括蒸汽室(steam chest),该蒸汽室联接到蒸发器并且与压缩机流体连通。流体蒸汽蒸馏设备可以进一步包括浓缩物储存部,该浓缩物储存部经由流入路径附接到蒸汽室。浓缩物储存部可以横向于蒸汽室设置,使得浓缩物储存部的至少一部分与蒸汽室处于同等高度。流体蒸汽蒸馏设备可以进一步包括冷凝器,该冷凝器经由直线流路与压缩机的出口流体连通。直线流路可以包括冷凝器入口,该冷凝器入口具有带有多个开窗(fenestration)的开窗部段。开窗可以建立从冷凝器入口到冷凝器的流路。流体蒸汽蒸馏设备可以进一步包括产物过程流储存部,该产物过程流储存部通过产物储存部入口联接到冷凝器。产物过程流储存部可以相对于冷凝器横向设置,使得产物过程流储存部的至少一部分与冷凝器处于同等高度。
在一些实施例中,流入路径可以包括障碍物。在一些实施例中,障碍物可以包括板。该板可以具有以基本上垂直于流入路径的角度延伸到浓缩物储存部中的部段。在一些实施例中,障碍物可以延伸到浓缩物储存部中,并且将浓缩物储存部分成第一部分和第二遮蔽部分。在一些实施例中,流体蒸汽蒸馏设备可以进一步包括从浓缩物储存部延伸到蒸汽室的排气路径。在一些实施例中,排气路径可以基本上平行于流入路径并且相对于重力在流入路径上方延伸。在一些实施例中,产物储存部入口可以邻近冷凝器的产物积聚表面。在一些实施例中,压缩机可以由安装在凹入到蒸汽室的侧面中的接收井中的马达驱动。在一些实施例中,压缩机可以包括叶轮,该叶轮绕以下轴线旋转,该轴线穿过蒸汽室的至少一部分并且偏离中心但相对于蒸汽室的纵向轴线平行。
根据本公开的另一个实施例,水蒸汽蒸馏设备可以包括贮槽和蒸发器,该蒸发器的第一侧与该贮槽连通。该蒸发器的第二侧可以与蒸汽室流体连通。水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括浓缩物储存部,该浓缩物储存部经由具有第一部分和第二部分的流入路径附接到蒸汽室。第二部分可以至少部分地被障碍物。该障碍物可以在横向于所述第一部分的方向上延伸到浓缩物储存部中,并且可以将浓缩物储存部划分为未遮蔽区段和遮蔽区段。水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括设置在所述遮蔽区段中的浮子组件。在所有蒸汽室液位在期望的蒸汽室液位范围内的情况下,浮子组件可以在包括同等高度的点的位移范围内移位。该水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括传感器,该传感器被构造成监测浮子组件的位置并且基于浮子组件的位置输出指示蒸汽室中的液位的数据信号。该水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括压缩机,该压缩机具有入口和出口,其中该入口与蒸汽室建立流体连通,该出口与冷凝器建立流体连通。
在一些实施例中,传感器可以是编码器。在一些实施例中,浮子组件可以包括至少一个磁体。在一些实施例中,传感器可以是霍尔效应传感器。在一些实施例中,浮子组件可以附接到枢轴。在一些实施例中,浮子组件可以绕枢轴移位。在一些实施例中,障碍物可以以基本垂直于流入路径的第一部分的角度延伸到浓缩物储存部中。在一些实施例中,水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括从浓缩物储存部延伸到蒸汽室的排气路径。在一些实施例中,排气路径可以平行于流入路径的第一部分并在其上方延伸。在一些实施例中,排气路径的截面积可以比流入路径的第一部分的截面积小。
根据本公开的另一个实施例,水蒸汽蒸馏设备可以包括具有源流体输入的贮槽。该水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括蒸发器,该蒸发器的第一侧经由贮槽与源流体输入的流体连通,而第二侧与蒸汽室流体连通。蒸发器可以被构造成:在源流体朝向蒸汽室行进时,该蒸发器将来自源流体输入的源流体转变成低压蒸汽和浓缩物。水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括浓缩物储存部,该浓缩物储存部横向于蒸汽室附接和设置。浓缩物储存部可以包括浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器被构造成监测蒸汽室中浓缩物的料位并且生成指示浓缩物的料位的数据信号。该水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括压缩机,该压缩机具有:低压蒸汽入口,该低压蒸汽入口与蒸汽室建立流体连通;和高压蒸汽出口,该高压蒸汽出口经由冷凝器入口与冷凝器建立流体连通。水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与蒸发器的多个外表面成热传递关系。冷凝器可以被构造成通过使高压蒸汽流与蒸发器的该多个外表面接触来冷凝来自压缩机的高压蒸汽流。冷凝器可以包括冷凝部和冷凝物积聚或存储部。水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括辅助冷凝物储存部,该辅助冷凝物储存部与冷凝物积聚部流体连通。辅助冷凝物储存部可以邻近于积聚部的积聚表面附接到冷凝器。辅助冷凝物储存部可以包括冷凝物料位传感器,该冷凝物料位传感器被构造成监测积聚部中的冷凝物的料位并且生成指示积聚部填充有冷凝物的百分比的数据信号。
在一些实施例中,积聚部可以具有小于十升的容积。在一些实施例中,多个外表面可以是包括在蒸发器中的多个蒸发器管的外表面。在一些实施例中,该多个外表面可以是包括在蒸发器中的90个至100个之间的蒸发器管的外表面。在一些实施例中,该多个外表面可以是包括在蒸发器中的70个至80个之间的蒸发器管的外表面。在一些实施例中,冷凝物料位传感器可以包括附接到枢轴的浮子组件。在一些实施例中,浮子组件可以在包括与由积聚部限定的料位范围同等高度的点的位移范围内绕枢轴移位。在一些实施例中,浓缩物料位传感器可以包括浮子组件,该浮子组件设置在浓缩物储存部的遮蔽区段中,该遮蔽区段通过屏障与浓缩物储存部的未遮蔽部分分开。在一些实施例中,浮子组件可以附接到枢轴,并且在所有蒸汽室浓缩物料位在蒸汽室液位的预期范围内的情况下,浮子组件可以在包括同等高度的点的位移范围内绕枢轴移位。在一些实施例中,浓缩物料位传感器可以设置在形成屏障的套筒内。
根据本公开的另一实施例,一种用于流体蒸汽蒸馏设备的浓缩物料位控制系统可以包括源流体输入,该源流体输入通过至少一个输入阀与源流体储存部选择性地流体连通。浓缩物料位控制系统可以进一步包括蒸发器,该蒸发器与源输入流体连通并且与蒸汽室流体连通。蒸发器可以被构造成当源流体朝向蒸汽室行进时将来自源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流。浓缩物料位控制系统可以进一步包括浓缩物储存部,该浓缩物储存部经由流入路径横向于蒸汽室附接并设置,并且包括经由出口阀与浓缩物目的地选择性连通的出口。浓缩物料位控制系统可以进一步包括浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器被构造成生成指示蒸汽室中浓缩物的料位的数据信号。浓缩物料位控制系统还可以包括控制器,该控制器被构造成通过管控经由流体输入控制回路对至少一个入口阀的致动以及分析数据信号来以预定样式(predetermined pattern)有意地改变浓缩物料位。控制器可以进一步被构造成:当数据信号指示浓缩物料位低于第一阈值时,该控制器将出口阀致动到关闭状态,并且当浓缩物料位大于第二阈值时,该控制器将出口阀致动到打开状态。
在一些实施例中,当随时间绘制浓缩物料位时,预定样式可以产生锯齿波形。在一些实施例中,其中锯齿波形的周期可以至少部分地取决于来自流体输入控制回路的流体输入命令。在一些实施例中,可以基于预定目标浓缩物生产速率来确定流体输入命令。在一些实施例中,控制器可以被构造成在多个操作状态下操作,并且预定目标浓缩物生产速率可以是特定于状态的。在一些实施例中,控制器可以在预定基础上分析数据信号。在一些实施例中,其中可以给浓缩物料位分配预定的预期范围,并且第一阈值可以小于或等于预期范围的最大料位的50%。在一些实施例中,第一阈值可以在预期范围的最大料位的40%和50%之间。在一些实施例中,可以给浓缩物料位分配预定的预期范围,并且第二阈值可以大于或等于预期范围的最大料位的50%。在一些实施例中,第二阈值可以在预期范围的最大料位的50%和60%之间。在一些实施例中,其中可以给浓缩物料位分配预定的预期范围,并且第一阈值可以小于或等于预期范围的最大料位的40%。在一些实施例中,第一阈值可以在预期范围的最大料位的40%和30%之间。在一些实施例中,可以给浓缩物料位分配预定的预期范围,并且第二阈值可以大于或等于预期范围的最大料位的45%。在一些实施例中,第二阈值可以在预期范围的最大料位的45%和55%之间。在一些实施例中,可以给浓缩物料位分配预定的预期范围,并且可以将第一阈值和第二阈值定义为预期范围的最大料位的百分比。第二阈值可以比第一阈值大4个至20个百分点。在一些实施例中,浓缩物目的地是混合罐。
根据本公开的另一实施例,一种用于控制蒸馏装置中浓缩物的料位并且验证蒸馏装置内的流体流动的方法可以包括:通过至少一个入口阀将源流体输入到蒸馏装置中。该方法可以进一步包括:当源流体朝向蒸汽室行进时,使源流体的至少一部分蒸发以产生蒸汽和浓缩物。该方法可以进一步包括:将浓缩物收集在浓缩物储存部中,其中该浓缩物储存部经由流入路径横向于蒸汽室附接并设置。该方法可以进一步包括:从设置在浓缩物储存部中浓缩物料位传感器提供指示蒸汽室中浓缩物的料位的数据信号。该方法可以进一步包括:利用控制器通过如下方式以预定样式改变浓缩物料位:经由流体输入控制回路管控至少一个入口阀的致动以及分析数据信号,并且当数据信号指示浓缩物料位低于第一阈值时将浓缩物储存部的出口阀致动成关闭状态,而当浓缩物料位大于第二阈值时将浓缩物储存部的出口阀致动成打开状态。
在一些实施例中,改变浓缩物料位可以包括:当随时间绘制浓缩物料位时,改变浓缩物料位,以产生锯齿波形。在一些实施例中,分析数据信号可以包括在预定基础上分析数据信号。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:将预定的预期范围分配给浓缩物料位并且将第一阈值设置为小于或等于预期范围的最大料位的50%。在一些实施例中,设置第一阈值可以包括将阈值设置为预期范围的最大料位的40%和50%之间。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:分配浓缩物料位的预定预期范围并且将第二阈值设置为大于或等于预期范围的最大料位的50%。在一些实施例中,设置第二阈值包括将第二阈值设置在预期范围的最大料位的50%和60%之间。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:将预定的预期范围分配给浓缩物料位并且将第一阈值设置为小于或等于预期范围的最大料位的40%。在一些实施例中,设置第一阈值可以包括将阈值设置为预期范围的最大料位的40%和30%之间。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:分配浓缩物料位的预定预期范围并且将第二阈值设置为大于或等于预期范围的最大料位的45%。在一些实施例中,设置第二阈值包括将第二阈值设置在预期范围的最大料位的45%和55%之间。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:分配预定的预期范围的浓缩物料位,并且将第一阈值和第二阈值设置为预期范围的最大料位的百分比,第二阈值比第一阈值大4个至20个百分点。
根据本公开的另一个实施例,用于将蒸馏装置的产物过程流的温度控制到所请求的温度的温度控制系统可以包括经由一组流体输入阀与源流体储存部选择性地流体连通的源流体输入。该系统可以进一步包括蒸发器,该蒸发器与源输入流体连通并且与压缩机流体连通。蒸发器可以被构造成当源流体朝向压缩机行进时将来自源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流。该系统可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与压缩机流体连通,被构造成将来自压缩机的加压蒸汽转变成冷凝物。该系统可以进一步包括冷凝物流路和浓缩物流路,该冷凝物流路和该浓缩物流路包括相应的第一热交换器和第二热交换器。第一热交换器和第二热交换器可以各自包括来自源流体储存部的源流体流路的热交换部。热交换部可以在源流体输入阀的下游。该系统可以进一步包括冷凝物温度传感器,该冷凝物温度传感器被构造成生成指示冷凝物温度的数据信号。冷凝物温度传感器可以设置在第一热交换器下游的冷凝物流路上。该系统可以进一步包括控制器,该控制器被构造成基于第一控制回路和第二控制回路致动输入源阀组,并且在所有输入源阀之间分配总打开状态时间,以将冷凝物温度调节到所请求的温度,其中该第一控制回路管控输入源阀组中的所有输入源阀的总打开状态时间,该第二控制回路接收数据信号和所请求的温度。
在一些实施例中,在第一热交换器和第二热交换器内的源流体流路的热交换部可以被设置成与它们各自的冷凝物流路和浓缩物流路逆流。在一些实施例中,该系统可以进一步包括目的地装置,该目的地装置经由使用点阀与冷凝物流路流体连通。在一些实施例中,所请求的温度可以由目的地装置产生。在一些实施例中,目的地装置可以是医疗系统。在一些实施例中,医疗系统可以被构造成混合至少一种透析液溶液。在一些实施例中,目的地装置可以是透析机。在一些实施例中,目的地装置可以是血液透析机。在一些实施例中,第一控制回路和第二控制回路中的至少一个可以是PID控制回路。在一些实施例中,PID控制回路的至少一项的增益可以为零。在一些实施例中,前馈项可以与第二控制回路的输出相组合。在一些实施例中,前馈项可以基于总打开状态时间的估计分配。在一些实施例中,该系统可以进一步包括浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器被构造成输出指示蒸馏装置内的浓缩物料位的浓缩物料位数据信号。第一控制回路可以被构造成接收目标浓缩物料位和当前浓缩物料位数据信号,并且作为到第一控制回路的输入。在一些实施例中,控制器可以进一步被构造成至少部分地基于输入源阀组中的所有输入源阀的总打开状态时间来调节加热器占空比。在一些实施例中,控制器可以被构造成当输入源阀组中的所有输入源阀的打开状态时间增加时,增加加热器占空比。
根据本公开的另一个实施例,一种用于将蒸馏装置的产物过程流的温度控制到所请求的温度的方法可以包括:通过利用控制器致动一组源流体阀来管控到蒸馏装置的源流体输入的流量。该方法可以进一步包括:在蒸发器中将源流体输入的至少一部分转换成蒸汽和浓缩物。该方法可以进一步包括:在冷凝器中将蒸汽冷凝成冷凝物。该方法可以进一步包括:通过相应的冷凝物流路和浓缩物流路从蒸馏装置去除冷凝物和浓缩物的至少一部分。该方法可以进一步包括:在第一热交换器中在源流体流和冷凝物流路之间交换热量,以及在第二热交换器中在源流体流和浓缩物流路之间交换热量。该方法可以进一步包括:从位于第一热交换器下游的冷凝物流路上的温度传感器向控制器提供冷凝物温度数据信号。该方法可以进一步包括:基于第一控制回路,利用控制器确定流体输入阀组之间的流体输入阀组的总打开状态时间;以及基于第二控制回路在流体输入阀组之间分配总打开状态时间,其中该第二控制回路接收温度数据信号和所请求的温度。
在一些实施例中,该方法可以进一步包括:使冷凝物和浓缩物沿与源流体的流动逆流的方向流过冷凝物流路和浓缩物流路。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:通过致动温度传感器下游的使用点阀将冷凝物提供给目的地装置。在一些实施例中,所请求的温度可以由目的地装置生成。在一些实施例中,目的地装置可以是医疗系统。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:使用冷凝物来混合透析液。在一些实施例中,目的地装置可以是透析机。在一些实施例中,目的地装置可以是血液透析机。在一些实施例中,第一控制回路和第二控制回路中的至少一个可以是PID控制回路。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:将PID控制回路的增益中的至少一个设置为零。在一些实施例中,其中该方法可以进一步包括:将前馈项与第二控制回路的输出相组合。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:基于总打开状态时间的估计分配来确定前馈项。在一些实施例中,其中该方法进一步包括将由浓缩物料位传感器提供的当前浓缩物料位和目标浓缩物料位输入到第一控制回路。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:至少部分地基于输入源阀组中的所有输入源阀的总打开状态时间来调节加热器占空比。在一些实施例中,调节加热器占空比可以包括:当增加输入源阀组的所有输入源阀的打开状态时间时,增加加热器占空比。
根据本公开的另一个实施例,用于将蒸馏装置的产物过程流的温度控制到所请求的温度的温度控制系统可以包括第一源流体输入和第二流体源输入,该第一源流体输入和该第二流体源输入分别经由第一组流体输入阀和第二组流体输入阀与源流体储存部选择性地流体连通。该系统可以进一步包括蒸发器,该蒸发器与第一和第二源流体输入流体连通并且与压缩机流体连通。蒸发器可以具有加热元件,以在源流体朝向压缩机行进时将来自第一源流体输入和第二源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流。该系统可以进一步包括与压缩机流体连通的冷凝器。该冷凝器可以被构造成将来自压缩机的加压蒸汽转变成冷凝物。该系统可以进一步包括冷凝物流路和浓缩物流路,该冷凝物流路和该浓缩物流路包括相应的第一热交换器和第二热交换器。第一热交换器和第二热交换器可以各自包括来自源流体储存部的源流体流路的热交换部,该热交换部在源流体输入阀组的下游。该系统可以进一步包括冷凝物温度传感器,该冷凝物温度传感器被构造成生成指示冷凝物温度的数据信号。冷凝物温度传感器可以设置在第一热交换器下游的冷凝物流路上。该系统还可以包括控制器,该控制器被构造成基于第一控制回路和第二控制回路致动第一组输入源阀,并且在第一组输入源阀中的所有输入源阀之间分配总打开状态时间,以将冷凝物温度调节到所请求的温度,其中该第一控制回路管控第一组输入源阀中的所有输入源阀的总打开状态时间,该第二控制回路接收数据信号和所请求的温度。该控制器可以被构造成监测至少一个过程变量,并且当所述至少一个过程变量中的一个在预定阈值之外时,致动第二组输入源阀。
在一些实施例中,第一组流体输入阀可以包括第二组流体输入阀中未包括的至少一个阀。在一些实施例中,第一源流体输入和第二源流体输入中的一个可以是温度受控的。在一些实施例中,第二源流体输入可以是温度受控的。在一些实施例中,第二源流体输入可以是热流体输入。在一些实施例中,由控制器监测的至少一个过程变量可以是加热元件占空比。在一些实施例中,由控制器监测的该至少一个过程变量可以是第一控制回路的输出。在一些实施例中,该至少一个过程变量可以是压缩机速度。在一些实施例中,源流体流路的热交换部可以是用于来自第一源流体输入和第二源流体输入的流体的公共流路。
根据本公开的另一个实施例,用于将蒸馏装置的产物过程流的温度控制到所请求的温度的温度控制系统可以包括经由一组流体输入阀与源流体储存部选择性地流体连通的源流体输入。该系统可以进一步包括蒸发器,该蒸发器经由旁通阀与源流体输入选择性地流体连通并且与压缩机流体连通。蒸发器可以被构造成当源流体朝向压缩机行进时将来自源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流。该系统可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与压缩机流体连通,被构造成将来自压缩机的加压蒸汽转变成冷凝物。该系统可以进一步包括冷凝物流路和浓缩物流路,该冷凝物流路和该浓缩物流路包括相应的第一热交换器和第二热交换器。第一热交换器和第二热交换器可以各自包括来自源流体储存部的源流体流路的热交换部,该热交换部在源流体输入阀的下游。该系统可以进一步包括冷凝物温度传感器,该冷凝物温度传感器被构造成生成指示冷凝物温度的数据信号。冷凝物温度传感器可以设置在第一热交换器下游的冷凝物流路上。该系统可以进一步包括控制器,该控制器被构造成基于第一控制回路和第二控制回路致动输入源阀组,并且在所有输入源阀之间分配总打开状态时间,以将冷凝物温度调节到所请求的温度,其中该第一控制回路管控输入源阀组中的所有输入源阀的总打开状态时间,该第二控制回路接收数据信号和所请求的温度。旁通阀可以设置在源流体流路的热交换部的下游的源流体流路中。旁通阀可以具有分流阀状态,该分流阀状态将流体从源储存部引导到排放目的地。控制器可以被构造成:当控制器确定出至少一个过程变量在预定阈值之外时,该控制器将旁通阀致动到分流阀状态。
在一些实施例中,至少一个过程变量可以是冷凝物温度与由源流体温度传感器提供的源流体温度之间的关系。在一些实施例中,该至少一个过程变量可以是由源流体温度传感器感测的源流体温度。在一些实施例中,该至少一个过程变量可以至少部分地由冷凝物温度和由源流体温度传感器感测到的源流体温度来限定。在一些实施例中,当旁通阀处于分流阀状态时,控制器可以改变输入源阀中的至少一个的占空比。在一些实施例中,当旁通阀处于分流阀状态时,控制器可以增加输入源阀中的至少一个的占空比。在一些实施例中,当旁通阀处于分流阀状态时,控制器可以将至少一个输入源阀的占空比改变为90%至100%。在一些实施例中,该至少一个输入源阀中的一个可以是以下阀,该阀控制源流体通过第一热交换器的热交换部的流量。
根据本公开的另一个实施例,用于将蒸馏系统的产物过程流的温度控制到所请求的温度的温度控制系统可以包括经由一组流体输入阀与源流体储存部选择性地流体连通的源流体输入。该系统可以进一步包括蒸馏装置,该蒸馏装置被构造成生成浓缩物流和冷凝物流。该系统可以进一步包括冷凝物流路和浓缩物流路,该冷凝物流路和该浓缩物流路包括相应的第一热交换器和第二热交换器。第一热交换器和第二热交换器可以各自包括来自源流体储存部的源流体流路的热交换部,该热交换部在源流体输入阀的下游。该系统可以进一步包括冷凝物温度传感器,该冷凝物温度传感器被构造成生成指示冷凝物温度的数据信号。冷凝物温度传感器可以设置在第一热交换器下游的冷凝物流路上。该系统可以进一步包括与冷凝物流路选择性连通的使用点装置。使用点装置可以具有出口流体路径,该出口流体路径用于输出由使用点装置生成的流体。输出流体路径可以具有第三热交换器,该第三热交换器包括源流体流路的分支的热交换部。该系统可以进一步包括控制器,该控制器被构造成基于第一控制回路和第二控制回路并且基于至少一个过程变量来致动输入源阀组,其中该第一控制回路和该第二控制回路管控穿过第一热交换器和第二热交换器的热交换部的源流体的流体。当所述至少一个过程变量在预定阈值之外时,所述控制器可以致动到源流体流路的分支的分支阀。
在一些实施例中,至少一个过程变量可以是冷凝物温度与由源流体温度传感器提供的源流体温度之间的关系。在一些实施例中,该至少一个过程变量可以是由源流体温度传感器感测的源流体温度。在一些实施例中,该至少一个过程变量可以至少部分地由冷凝物温度和由源流体温度传感器感测到的源流体温度来限定。在一些实施例中,使用点装置可以是医疗装置。在一些实施例中,使用点装置是透析机。在一些实施例中,使用点装置是血液透析机或腹膜透析机。在一些实施例中,使用点装置可以是透析液混合装置。在一些实施例中,源流体流路的分支可以设置在第一热交换器和第二热交换器中的源流体流路的热交换部的上游。在一些实施例中,输出流体可以是透析液流出物。
根据本公开的另一个实施例,用于控制蒸馏装置内的冷凝物积聚速率的冷凝物积聚速率控制系统可以包括经由一组流体输入阀与源流体储存部选择性地流体连通的源流体输入。该系统可以进一步包括蒸发器,该蒸发器与源输入流体连通,并且与具有叶轮的压缩机流体连通,其中该叶轮操作地联接到叶轮马达。蒸发器可以被构造成当源流体朝向压缩机行进时将来自源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流。该系统可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与蒸发器的多个外表面成热传递关系。冷凝器可以被构造成通过使高压蒸汽流与蒸发器的该多个外表面接触来冷凝来自压缩机的高压蒸汽流。该系统可以进一步包括冷凝物料位传感器,该冷凝物料位传感器被构造成感测冷凝器中的冷凝物的当前料位。该系统可以进一步包括至少一个控制器,该至少一个控制器被构造成通过基于最后的马达速度命令、马达速度目标以及速度命令增量极限周期性地生成叶轮马达命令,从而管控叶轮的旋转速度。马达速度目标可以通过控制回路来计算,该控制回路接收当前的冷凝物料位和期望的冷凝物料位作为控制回路输入。
在一些实施例中,速度命令增量极限可以≤10rpm/sec(每分钟转速/秒)。在一些实施例中,其中速度命令增量极限可以≤5rpm/sec。在一些实施例中,控制器可以被构造成将叶轮马达命令与最小命令速度阈值和最大命令速度阈值进行比较,并且当叶轮马达命令小于最小命令速度阈值时,控制器将叶轮马达命令调节成等于最小命令速度阈值的经修改的叶轮马达命令,而当叶轮马达命令大于最大命令速度阈值时,控制器将叶轮马达命令调节成等于最大命令速度阈值的经修改的叶轮马达命令。在一些实施例中,最小命令速度阈值在1500rpm至2500rpm之间。在一些实施例中,每当生成马达速度命令时,就计算最大命令速度阈值。在一些实施例中,可以基于至少一个马达参数来计算最大命令速度阈值。在一些实施例中,该系统可以进一步包括:马达温度传感器,其被构造成输出指示叶轮马达的温度的温度数据信号;以及功率因子校正电流监测电路,该功率因子校正电流监测电路被构造成输出指示当前功率因子校正电流的PFC数据信号,最大命令速度阈值是基于温度数据信号和PFC数据信号来计算的。在一些实施例中,最大命令速度可以被限制为预定值。在一些实施例中,其中预定值可以在4500rpm至6500rpm之间。在一些实施例中,预定值可以是5000rpm。在一些实施例中,预定值可以比最小命令速度阈值大了约2.5倍。
根据本公开的另一个实施例,一种用于控制蒸馏装置内的冷凝物积聚速率的方法可以包括向蒸馏装置提供源流体输入。该方法可以进一步包括:在蒸发器中蒸发输入到低压蒸汽中的源流体的至少一部分。该方法可以进一步包括:经由叶轮将低压蒸汽压缩成高压蒸汽。该方法可以进一步包括:在冷凝器中将高压蒸汽冷凝成冷凝物并且将热量从高压蒸汽传递到蒸发器。该方法可以进一步包括将由冷凝物料位传感器感测到的冷凝器内的冷凝物料位提供给控制器。该方法可以进一步包括:基于冷凝物的料位和期望的冷凝物的料位利用控制器来计算马达速度目标。该方法可以进一步包括:通过基于最后的马达速度命令、马达速度目标、速度命令增量极限来周期性地生成叶轮马达命令,从而用控制器来管控叶轮的旋转速度。
在一些实施例中,速度命令增量极限为≤10rpm/sec。在一些实施例中,速度命令增量极限为≤5rpm/sec。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:利用控制器将叶轮马达命令与最小命令速度阈值和最大命令速度阈值进行比较,并且当叶轮马达命令小于最小命令速度阈值时,将叶轮马达命令调节成等于最小命令速度阈值的经修改的叶轮马达命令,而当叶轮马达命令大于最大命令速度阈值时,将叶轮马达命令调节成等于最大命令速度阈值的经修改的叶轮马达命令。在一些实施例中,最小命令速度阈值可以在1500rpm至2500rpm之间。在一些实施例中,最小命令速度阈值可以是2000rpm。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:每当生成马达速度命令时就计算最大命令速度阈值。在一些实施例中,计算最大命令速度阈值可以包括基于至少一个马达参数来计算最大命令速度阈值。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:从马达温度传感器向控制器提供指示马达温度的温度数据信号,以及从监测电路向控制器提供指示当前功率因子校正电流的功率因子校正数据信号。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:基于温度数据信号和功率因子校正数据信号来计算最大命令速度阈值。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:将最大命令速度阈值的上限设定为预定值。在一些实施例中,预定值可以在4500rpm至6500rpm之间。在一些实施例中,预定值可以是5000rpm。在一些实施例中,预定值可以是最小命令速度阈值或可以比最小命令速度阈值大了约2.5倍。
根据本公开的实施例,具有第一可分离区段和第二可分离区段的流体蒸汽蒸馏设备可以包括源入口,该源入口经由至少一个阀与流体源选择性地流体连通。该设备可以进一步包括在源入口下游的贮槽。该设备可以进一步包括蒸发器,该蒸发器具有与贮槽流体连通的多个管。该设备可以进一步包括蒸汽室,该蒸汽室联接到蒸发器并且与压缩机流体连通。该设备可以进一步包括与压缩机的出口流体连通的冷凝器。冷凝器可以围绕该多个管。该设备可以进一步包括支撑板,该支撑板可旋转地联接到枢轴并且附接到第一区段。该设备可以进一步包括经由至少一个安装件联接到第二区段的壳体。在第一状态下,第一区段和第二区段可以经由一个或多个紧固件保持在一起,而在第二状态下,第一区段和第二区段彼此分离,在该第二状态下,第一区段能够绕枢轴旋转。
在一些实施例中,所述至少一个安装件可以是隔离安装件。在一些实施例中,第一区段可以包括贮槽、蒸发器和冷凝器。在一些实施例中,第二区段可以包括蒸汽室和冷凝器。在一些实施例中,枢轴可以包括偏压构件。在一些实施例中,当第一区段和第二区段处于第一状态时,偏压构件可以处于松弛状态,而当第一区段和第二区段处于第二状态时,偏压构件可以处于压缩状态。在一些实施例中,偏压构件可以具有松弛状态和能量存储状态。支撑板可以具有在偏压构件处于松弛状态时的第一位置与偏压构件处于能量存储状态时的第二位置之间的位移路径。在一些实施例中,位移路径可以是线性位移路径。在一些实施例中,位移路径可以平行于枢轴的轴线。在一些实施例中,偏压构件可以是气体弹簧。
根据本公开的另一个实施例,蒸馏装置可以包括经由一组流体输入阀与源流体储存部选择性地流体连通的源流体输入。该装置可以进一步包括蒸发器,该蒸发器与源输入流体连通并且与压缩机流体连通。蒸发器可以被构造成当源流体朝向压缩机行进时将来自源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流。该装置可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与压缩机流体连通,被构造成将来自压缩机的加压蒸汽转变成冷凝物。该装置可以进一步包括冷凝物流路和浓缩物流路,该冷凝物流路和该浓缩物流路包括相应的第一热交换器和第二热交换器。第一热交换器和第二热交换器可以各自包括来自源流体储存部的源流体流路的热交换部。热交换部可以在源流体输入阀的下游。该装置可以进一步包括冷凝物温度传感器,该冷凝物温度传感器被构造成生成指示冷凝物温度的数据信号。冷凝物温度传感器可以设置在第一热交换器下游的冷凝物流路上。该装置可以进一步包括控制器,该控制器被构造成基于第一多模式控制回路来致动输入源阀组,其中该第一多模式控制回路为输入源阀组中的所有输入源阀产生多个临时的总打开状态命令。控制器可以被构造成基于滑动器来致动输入源阀组,其中该滑动器从多个临时命令中生成单个总打开状态命令。控制器可以被构造成基于第二控制回路来致动输入源阀组,该第二控制回路接收数据信号和温度设定点,并且在所有输入源阀之间分配总打开状态命令,以将冷凝物温度调节到温度设定点。
在一些实施例中,在第一热交换器和第二热交换器内的源流体流路的热交换部可以被设置成与它们相应的冷凝物流路和浓缩物流路逆流。在一些实施例中,控制器可以被构造成在多个操作状态下操作,并且温度设定点可以取决于状态。在一些实施例中,该装置还包括目的地装置,该目的地装置经由使用点阀与冷凝物流路流体连通。在一些实施例中,目的地装置可以是医疗系统。在一些实施例中,医疗系统可以被构造成混合至少一种透析液溶液。在一些实施例中,目的地装置可以是透析机。在一些实施例中,目的地装置可以是血液透析机。在一些实施例中,第一多模式控制回路和第二控制回路中的至少一个可以包括PID控制回路。在一些实施例中,PID控制回路的至少一项的增益可以为零。在一些实施例中,可以通过至少一个调节器控制回路的输出来调节临时总打开状态命令的数量。在一些实施例中,蒸馏装置可以进一步包括贮槽。贮槽可以在源输入和蒸发器的中间。该至少一个调节器控制回路中的一个可以被构造成基于目标贮槽温度和由贮槽温度传感器测量的当前贮槽温度来产生输出,其中该贮槽温度传感器被构造成生成表示贮槽中的流体温度的数据信号。在一些实施例中,该至少一个调节器控制回路中的一个可以被构造成基于目标蒸汽温度和由蒸汽温度传感器测量的当前蒸汽温度来产生输出,其中该蒸汽温度传感器被构造成产生表示蒸汽流温度的数据信号。在一些实施例中,该装置可以进一步包括浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器被构造成输出指示蒸馏装置内的浓缩物料位的浓缩物料位数据信号。控制器可以被构造成从浓缩物料位数据信号确定当前泄料速率(blowdownrate)。第一多模式控制回路可以被构造成接收目标泄料速率和当前泄料速率数据信号并且作为输入。在一些实施例中,临时总打开状态命令中的至少一个可以是第一生产温度状态命令,并且临时总打开状态命令中的至少一个可以是第二生产温度状态命令。在一些实施例中,该装置可以进一步包括蒸发器料位传感器,该蒸发器料位传感器被构造成输出蒸发器数据信号。控制器可以被构造成至少部分地基于目标蒸发器传感器料位和蒸发器数据信号的输入来生成临时总打开状态命令中的至少一个。在一些实施例中,目标蒸发器传感器料位和蒸发器数据信号可以输入到导数控制器中。在一些实施例中,导数控制器可以是其中D项增益比P项和I项大至少一个数量级的PID控制器。
根据本公开的另一个实施例,水蒸汽蒸馏设备可以包括具有源流体输入的贮槽。该设备可以进一步包括蒸发器,该蒸发器的第一侧经由贮槽与源流体输入流体连通,而第二侧与蒸汽室流体连通。蒸发器可以被构造成将来自源流体输入的源流体转变成低压蒸汽和浓缩物。在操作期间,蒸发器中的液位可能不均匀。该设备可以进一步包括蒸发器储存部,该蒸发器储存部横向于蒸发器设置并且经由贮槽与蒸发器流体连通。蒸发器储存部可以包括料位传感器,该料位传感器被构造成监测蒸发器储存部中的水柱的水位并且生成指示水柱的水位的数据信号。该设备可以进一步包括压缩机,该压缩机具有低压蒸汽入口和高压蒸汽出口,其中该低压蒸汽入口与蒸汽室建立流体连通,该高压蒸汽出口经由冷凝器入口与冷凝器建立流体连通。该设备可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与蒸发器的多个外表面成热传递关系。冷凝器可以被构造成通过使高压蒸汽流与蒸发器的该多个外表面接触来冷凝来自压缩机的高压蒸汽流。冷凝器可以包括冷凝部和冷凝物积聚部。该设备可以进一步包括处理器,该处理器被构造成部分地基于数据信号来将一组输入源阀致动到源流体输入。
在一些实施例中,料位传感器可以包括可移位构件,该可移位构件能够在小于蒸发器储存部的高度的位移范围内移位。在一些实施例中,料位传感器可以包括可移位构件,该可移位构件能够在从蒸发器储存部的第一端部延伸到蒸发器储存部的至少中点的位移范围内移位。位移范围可以是小于蒸发器储存部的高度的70%的距离。在一些实施例中,第一端可以是蒸发器储存部的最远离贮槽的一端。在一些实施例中,蒸发器储存部可以经由从蒸发器储存部的第一端部延伸的排气路径与蒸汽室连通。在一些实施例中,排气路径可以从蒸发器储存部延伸到浓缩物储存部,该浓缩物储存部横向于蒸汽室附接并设置。在一些实施例中,蒸发器储存部的高度可以大于蒸发器的高度。在一些实施例中,处理器可以被构造成部分地基于经由数据信号的分析确定出的目标水柱水位以及当前水柱水位来确定输入源阀组的总打开状态时间。在一些实施例中,处理器可以被构造成部分地基于PID控制器的输出来确定输入源阀组的总打开状态时间,其中该PID控制器接收作为输入的目标水柱水位和当前水柱水位。在一些实施例中,PID控制器的P项、I项和D项中的至少一项的增益可以为零。在一些实施例中,PID控制器的D项的增益可以比PID控制器的P项和I项的增益大至少一个数量级。在一些实施例中,PID控制器的D项的增益可以比PID控制器的P项和I项的增益大两个数量级。在一些实施例中,处理器可以被构造成部分地基于目标泄料速率和当前泄料速率来确定总打开状态时间,该目标泄料速率和当前泄料速率如由附接到蒸汽室的泄料储存部中的泄料料位传感器产生的泄料料位数据信号所指示。在一些实施例中,处理器可以被构造成部分地基于至少一个调节器控制回路的输出来确定总打开状态命令。在一些实施例中,该至少一个调节器控制回路中的一个可以被构造成基于目标贮槽温度和由贮槽温度传感器测量的当前贮槽温度来产生输出,该贮槽温度传感器被构造成生成表示贮槽中流体温度的数据信号。在一些实施例中,该至少一个调节器控制回路中的一个可以被构造成基于目标蒸汽温度和由蒸汽温度传感器测量的当前蒸汽温度来产生输出,该蒸汽温度传感器被构造成生成表示蒸汽流温度的数据信号。在一些实施例中,控制器可以被构造成响应于由数据信号指示的水柱水位的变化来改变输入源阀组的总打开状态命令。在一些实施例中,控制器可以被构造成成比例于由数据信号指示的水柱变化速率来改变输入源阀组的总打开状态命令。
根据本公开的另一个实施例,一种控制源流体进入到蒸馏装置中的流量的方法可以包括在蒸馏装置的蒸发器中建立不均匀的液位。该方法可以进一步包括:利用第一料位传感器感测蒸发器储存部中的液柱液位,其中该蒸发器储存部与蒸发器流体连通并且与蒸发器设置在同等高度处。该方法可以进一步包括:利用第二料位传感器感测与蒸发器流体连通的浓缩物储存部中的浓缩物料位。该方法可以进一步包括:至少部分地基于浓缩物料位和目标浓缩物积聚速率以及在液柱液位和目标液柱液位之间的差值,利用处理器来生成源入口阀打开时间命令。该方法可以进一步包括:基于源入口阀打开时间命令来命令多个源入口阀打开。
在一些实施例中,感测液柱液位可以包括使可移位构件在小于蒸发器储存部的高度的位移范围内移位。在一些实施例中,感测液柱液位可以包括使可移位构件在从蒸发器储存部的第一端部延伸到蒸发器储存部的至少中点的位移范围内移位。位移范围可以是小于蒸发器储存部的高度的70%的距离。在一些实施例中,第一端可以是蒸发器储存部的最远离蒸馏装置的贮槽的一端。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:经由排气路径将蒸发器储存部排气到设置在蒸发器上方的蒸馏装置的蒸汽室中。在一些实施例中,排气路径可以从蒸发器储存部延伸到浓缩物储存部,该浓缩物储存部横向于蒸汽室附接并设置。在一些实施例中,生成源入口阀打开时间命令可以包括将差值输入到PID控制器。在一些实施例中,PID控制器的P项、I项和D项中的至少一项的增益可以为零。在一些实施例中,PID控制器的D项的增益可以比PID控制器的P项和I项的增益大至少一个数量级。在一些实施例中,PID控制器的D项的增益可以比PID控制器的P项和I项的增益大两个数量级。在一些实施例中,生成源入口阀打开时间命令可以包括根据浓缩物料位确定当前浓缩物积聚速率,并且计算目标浓缩物速率与当前浓缩物积聚速率之间的差值。在一些实施例中,生成源入口阀打开时间命令可以包括生成至少一个调节器控制回路的输出。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:利用贮槽温度传感器感测当前贮槽温度,并且生成至少一个调节器控制回路的输出包括基于目标贮槽温度和当前贮槽温度来产生输出。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:利用蒸汽温度传感器感测蒸馏装置中的蒸汽流的温度。在一些实施例中,生成至少一个调节器控制器的输出可以包括基于目标蒸汽温度和当前蒸汽温度产生输出。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:响应于液柱液位的改变而改变源入口阀打开时间命令。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:与液柱液位的变化速率成比例地改变源入口阀打开时间命令。
根据本公开的另一实施例,流体蒸汽蒸馏设备可以包括至少一个控制器。该设备可以进一步包括源入口,该源入口经由至少一个阀与流体源选择性地流体连通。该设备可以进一步包括与源入口流体连通的蒸发器。该设备可以进一步包括蒸汽室,该蒸汽室联接到蒸发器并且与压缩机流体连通。蒸汽室的外表面可以形成到压缩机的入口流路的一部分和到压缩机的出口的出口流路的一部分。该设备可以进一步包括浓缩物储存部。浓缩物储存部可以经由流入路径附接到蒸汽室并且横向于蒸汽室设置,使得浓缩物储存部的至少一部分与蒸汽室处于同等高度。该设备可以进一步包括冷凝器,该冷凝器经由直线流路与压缩机的出口流体连通。直线流路可以包括冷凝器入口,该冷凝器入口固定地附接到片材,该片材具有限定蒸汽室的一部分的第一面和限定冷凝器的一部分的相对面。该设备可以进一步包括产物过程流储存部,该产物过程流储存部通过产物储存部入口联接到冷凝器并且横向于冷凝器设置,使得产物过程流储存部的至少一部分与冷凝器处于同等高度。
在一些实施例中,流入路径可以包括障碍物。在一些实施例中,障碍物可以包括壁,该壁以基本垂直于流入路径的角度延伸到浓缩物储存部中。在一些实施例中,障碍物可以延伸到浓缩物储存部中,并且将浓缩物储存部分成第一部分和第二遮蔽部分。在一些实施例中,障碍物可以包括至少一个排气口。在一些实施例中,产物储存部入口可以邻近冷凝器的产物积聚表面。在一些实施例中,压缩机可以由马达驱动,该马达部分地设置在凹入到蒸汽室的侧面中的接收井内。在一些实施例中,压缩机可以包括叶轮,该叶轮绕以下轴线旋转,该轴线相对于蒸汽室横向延伸并且相对于蒸汽室的纵向轴线平行。
根据本公开的另一个实施例,蒸馏装置可以包括经由一组流体输入阀与源选择性地流体连通的源流体输入。该装置可以进一步包括蒸发器,该蒸发器与源输入流体连通,并且与具有叶轮的压缩机流体连通,其中该叶轮操作地联接到叶轮马达。蒸发器可以被构造成当源流体朝向压缩机行进时将来自源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流。该装置可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与蒸发器的多个外表面成热传递关系。冷凝器可以被构造成通过使高压蒸汽流与蒸发器的该多个外表面接触来冷凝来自压缩机的高压蒸汽流。该装置可以进一步包括浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器被构造成感测浓缩物储存部中的当前浓缩物料位,该浓缩物储存部具有设置在蒸发器上方的流入路径并且具有沿着蒸发器并排延伸的长轴。该装置可以进一步包括至少一个控制器,该至少一个控制器被构造成:通过基于在低温馏出物生产状态下的低温馏出物生产额定速度命令和在高温馏出物生产状态下的高温馏出物生产额定速度命令来周期性地生成叶轮马达命令,从而在低温馏出物生产状态和高温馏出物生产状态下管控叶轮的转速。低温馏出物生产额定速度命令可以是比高温馏出物生产额定速度命令更快的马达速度命令。
在一些实施例中,可以基于来自浓缩物料位传感器的数据信号对叶轮马达命令进行调节,其中该数据信号指示浓缩物储存部中浓缩物的料位。在一些实施例中,该调节可以由叶轮马达命令增量极限来限制。在一些实施例中,叶轮马达命令增量极限可以≤10rpm/sec。在一些实施例中,叶轮马达命令增量极限可以是≤5rpm/sec。在一些实施例中,当数据信号指示浓缩物储存部中浓缩物的料位大于第一阈值时,可以减小叶轮马达命令。在一些实施例中,第一阈值可以被定义为以下浓缩物料位:在该浓缩物料位处,浓缩物储存部处于满值的65%至80%的预定填充值。在一些实施例中,当数据信号指示浓缩物储存部中浓缩物的料位大于第一阈值时,可以将叶轮马达命令保持为不大于先前命令的叶轮马达命令值。在一些实施例中,第一阈值可以被定义为以下浓缩物料位:在该浓缩物料位处,浓缩物储存部处于满值的65%至80%的预定填充值。在一些实施例中,当数据信号指示浓缩物储存部中浓缩物的料位大于第二阈值时,可以增加叶轮马达命令。在一些实施例中,高温馏出物生产额定速度命令可以是在制造期间限定的校准值。在一些实施例中,高温馏出物生产额定速度命令可以小于低温馏出物生产额定速度命令的80%并且大于低温馏出物生产额定速度命令的45%。在一些实施例中,低温馏出物生产额定速度命令可以是4500rpm。在一些实施例中,低温馏出物生产额定速度命令可以是5000rpm。
根据本公开的另一实施例,一种控制蒸馏装置的压缩机的方法可以包括:打开至少一个流体输入阀,以将源流体从流体源输送到蒸馏装置的贮槽中。该方法可以进一步包括:在蒸发器中将源流体转变成浓缩物流和蒸汽流。该方法可以进一步包括:利用处理器确定状态特定的压缩机速度命令。压缩机速度命令可以基于在低温馏出物生产状态下的低温馏出物生产额定速度命令,并且可以基于在高温馏出物生产状态下的高温馏出物生产额定速度命令。低温馏出物生产额定速度命令可以是比高温馏出物生产额定速度命令更快的马达速度命令。该方法可以进一步包括:利用处理器基于压缩机速度命令来生成最终命令速度。该方法可以进一步包括:利用处理器命令压缩机的叶轮以最终命令速度旋转。该方法可以进一步包括:经由压缩机来压缩蒸汽流。该方法可以进一步包括:将蒸汽流冷凝成冷凝物,并且随着蒸汽流冷凝而将热量传递到蒸发器。
在一些实施例中,该方法可以进一步包括:利用料位传感器感测与蒸发器流体连通的浓缩物储存部中的浓缩物料位。在一些实施例中,生成最终命令速度可以包括基于浓缩物料位来确定对压缩机速度命令的调节。在一些实施例中,确定调节可以包括当浓缩物料位大于第一阈值时减小压缩机速度命令。在一些实施例中,第一阈值可以被定义为以下浓缩物料位:在该浓缩物料位处,浓缩物储存部处于满值的65%至80%的预定填充值。在一些实施例中,确定调节可以包括:当浓缩物的料位大于第一阈值时,将最终命令速度保持为不大于先前命令的最终命令速度。在一些实施例中,确定调节可以包括:当浓缩物的料位大于第二阈值时,减小压缩机速度命令。在一些实施例中,生成最终命令速度可以包括确定对压缩机速度命令的调节。在一些实施例中,调节可以受到增量极限的限制。在一些实施例中,增量极限可以是≤10rpm/sec。在一些实施例中,增量极限可以是≤5rpm/sec。在一些实施例中,高温馏出物生产额定速度命令可以是在制造期间限定的校准值。在一些实施例中,高温馏出物生产额定速度命令可以小于低温馏出物生产额定速度命令的80%并且大于低温馏出物生产额定速度命令的70%。在一些实施例中,低温馏出物生产额定速度命令可以是4500rpm。
根据本公开的另一个实施例,蒸馏装置可以包括贮槽,该贮槽经由一组流体输入阀与源选择性地流体连通。该装置可以进一步包括至少一个加热元件和在贮槽中的至少一个贮槽温度传感器。贮槽温度传感器可以被构造成生成贮槽温度数据信号。该装置可以进一步包括蒸发器,该蒸发器具有与贮槽流体连通的第一侧和与压缩机流体连通的第二侧,其中该压缩机具有叶轮,该叶轮操作地联接到叶轮马达。蒸发器可以被构造成将源流体从源流体输入转变成蒸汽流和浓缩物。该装置可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与蒸发器的多个外表面成热传递关系。冷凝器可以被构造成通过使高压蒸汽流与蒸发器的该多个外表面接触来冷凝来自压缩机的高压蒸汽流。该装置可以进一步包括浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器被构造成感测浓缩物储存部中的当前浓缩物料位,其中该浓缩物储存部具有设置在蒸发器上方的流入路径并且具有沿着蒸发器并排延伸的长轴。该装置可以进一步包括蒸汽温度传感器,该蒸汽温度传感器设置在蒸汽流的流路中并且被构造成生成蒸汽温度数据信号。该装置可以进一步包括至少一个控制器,该至少一个控制器被构造成确定至少一个加热元件的占空比命令。占空比命令可以至少部分地基于蒸汽流的目标温度、蒸汽温度数据信号、贮槽温度数据信号和用于流体输入阀组的总源打开命令。
在一些实施例中,蒸汽流的目标温度可以是108℃。在一些实施例中,控制器可以被构造成调节占空比命令以符合至少一个极限。在一些实施例中,该极限可以是最大功率消耗极限。在一些实施例中,控制器可以被构造成至少部分地基于压缩机的功率消耗来调节占空比命令。在一些实施例中,控制器可以被构造成通过确定压缩机的功率消耗并且从预定的功率值中减去该压缩机的功率消耗来计算占空比命令的极限。在一些实施例中,预定的功率值可以被定义为系统的最大总功率。在一些实施例中,占空比命令可以被限制为预定的最大占空比。在一些实施例中,预定的最大占空比可以不大于90%的占空比。在一些实施例中,蒸汽流的目标温度可以是状态特定的。在一些实施例中,低温馏出物生产状态下的目标温度可以大于高温馏出物生产状态下的目标温度。在一些实施例中,处于第一状态下的蒸汽流的目标温度可以是108℃,并且处于第二状态下的蒸汽流的目标温度可以是104℃。在一些实施例中,第一状态下的目标温度可以比第二状态下的目标温度高4℃。在一些实施例中,第一状态下的目标温度可以是第二状态下的目标温度的至少95%,但是小于第二状态下的目标温度。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于流体输入阀组的总源打开命令和源流体的至少一个热力学特性来确定用于确定占空比命令的前馈项。在一些实施例中,热力学特性可以是源流体的比热。在一些实施例中,蒸汽流的目标温度可以是111℃至112℃。
根据本公开的实施例,一种在蒸馏装置中加热流体的方法可以包括打开至少一个流体输入阀以将源流体从流体源输送到蒸馏装置的贮槽中。该方法可以进一步包括:经由温度传感器感测贮槽中的源流体的贮槽温度。该方法可以进一步包括:感测从源流体生成的蒸汽流的蒸汽温度。该方法可以进一步包括:利用处理器比较蒸汽温度与目标蒸汽温度。该方法可以进一步包括:将蒸汽温度和目标蒸汽温度之间的差值输入到第一控制器,并且生成第一控制器输出。该方法可以进一步包括:至少部分地基于第一控制器输出和贮槽温度向第二控制器提供输入,并且生成第二控制器输出。该方法可以进一步包括:基于该至少一个流体输入阀的总打开状态时间将第二控制器输出更改为经改变的第二控制器输出。该方法可以进一步包括:基于经改变的第二控制器输出和至少一个极限来命令贮槽中的加热元件的占空比。
在一些实施例中,目标蒸汽温度可以在108℃至112℃的范围内。在一些实施例中,至少一个极限可以包括最大功率消耗极限。在一些实施例中,该至少一个极限可以包括至少部分基于蒸馏装置中的压缩机的功率消耗的极限。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:通过确定压缩机的功率消耗并且从预定的功率值中减去该压缩机的功率消耗来计算该至少一个极限中的一个极限。在一些实施例中,预定的功率值可以被定义为系统的最大总功率。在一些实施例中,该至少一个极限可以包括预定的最大占空比极限。在一些实施例中,预定的最大占空比可以不大于90%的占空比。在一些实施例中,蒸汽流的目标蒸汽温度可以是状态特定的。在一些实施例中,低温馏出物生产状态下的目标温度可以大于高温馏出物生产状态下的目标温度。在一些实施例中,第一状态下的目标温度可以比第二状态下的目标温度高4℃。在一些实施例中,第一状态下的目标温度可以是第二状态下的目标温度的至少95%,但是小于第二状态下的目标温度。在一些实施例中,第二控制器输出到经改变的第二控制器输出中可以包括基于该至少一个流体输入阀的总源打开命令和源流体的至少一个热力学特性来确定前馈项。在一些实施例中,热力学特性可以是源流体的比热。
根据本公开的实施例,水蒸馏装置可以包括贮槽,该贮槽经由一组源比例阀选择性地与流体源流体连通。该装置可以进一步包括与贮槽流体连通的蒸发器。该装置可以进一步包括蒸汽室,该蒸汽室联接到蒸发器并且与压缩机流体连通。该装置可以进一步包括浓缩物储存部,该浓缩物储存部经由流入路径附接到蒸汽室并且具有浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器被构造成生成指示浓缩物储存部的填充百分比的浓缩物料位数据信号。浓缩物储存部可以联接到浓缩物流路。该装置可以进一步包括冷凝器,该冷凝器联接到压缩机的出口并且与冷凝物流路流体连通。该装置可以进一步包括第一热交换器和第二热交换器,该第一热交换器和该第二热交换器包括来自流体源的源流体流路的热交换部。第一热交换器的热交换部可以与冷凝物流路处于热交换关系,而第二热交换器的热交换部可以与浓缩物流路处于热交换关系。源流体流路的热交换部可以在源比例阀的下游。该装置可以进一步包括在第一热交换器下游的点处与冷凝物流路连通的至少一个馏出物传感器。该装置可以进一步包括控制器,该控制器被构造成至少部分地基于浓缩物数据信号和目标浓缩物速率来确定源比例阀的总打开状态时间。控制器可以被构造成基于来自至少一个馏出物传感器的至少一个馏出物传感器数据信号,将总打开状态命令的百分比分配给每一个源比例阀。
在一些实施例中,冷凝器可以包括冷凝部和冷凝物积聚部。在一些实施例中,冷凝器可以与包括冷凝物料位传感器的冷凝物储存部流体连通,其中该冷凝物料位传感器被构造成监测冷凝物储存部中冷凝物的料位并且生成指示冷凝物积聚部的填充百分比的冷凝物数据信号。冷凝物储存部可以在冷凝器和浓缩物流路之间。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于PID控制回路的输出来维持冷凝物积聚部的目标填充百分比,该PID控制回路使用目标填充百分比以及目标填充百分比以及如由冷凝物数据信号所指示的当前填充百分比之间的差值作为输入。在一些实施例中,目标填充百分比可以等于至少一升且小于2升。在一些实施例中,冷凝器可以与包括冷凝物料位传感器的冷凝物储存部流体连通,其中该冷凝物料位传感器被构造成监测冷凝物储存部中冷凝物的料位并且生成指示冷凝物储存部的填充百分比的冷凝物数据信号。冷凝物储存部在冷凝器和浓缩物流路的中间。在一些实施例中,至少一个馏出物传感器可以包括温度传感器。在一些实施例中,该至少一个馏出物传感器数据信号可以是指示通过热交换器之后的当前冷凝物温度的温度数据信号。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于控制回路将总打开状态命令的百分比分配给每一个源比例阀,其中该控制回路使用目标冷凝物温度和当前冷凝物温度作为输入。在一些实施例中,目标温度可以为至少35℃,但不大于40℃。在一些实施例中,目标温度可以为至少20℃,但不大于30℃。在一些实施例中,目标温度可以是至少90℃,但是小于100℃。在一些实施例中,蒸馏装置可以进一步包括流体源温度传感器,该流体源温度传感器生成指示源流体的温度的数据信号,并且目标温度可以由控制器部分地基于源温度数据信号来确定。在一些实施例中,目标温度可以被限制在20℃至25℃的范围内。
根据本公开的另一个实施例,蒸馏系统可以包括蒸馏装置,该蒸馏装置经由一组源比例阀与流体源选择性地流体连通。蒸馏装置可以具有联接到浓缩物流路的浓缩物输出,并且可以具有联接到冷凝物流路的冷凝物输出。该系统可以进一步包括第一热交换器和第二热交换器,该第一热交换器和该第二热交换器各自包括来自源比例阀下游的流体源的源流体流路的热交换部。第一热交换器的热交换部可以与冷凝物流路处于热交换关系,而第二热交换器的热交换部可以与浓缩物流路处于热交换关系。每个热交换器可能都有一个专用的源比例阀。该系统可以进一步包括在第一热交换器下游的点处与冷凝物流路连通的冷凝物传感器组件。该系统可以进一步包括控制器,该控制器被构造成:在第一操作模式下,基于第一目标温度与由控制器从冷凝物传感器组件接收到的当前浓缩物温度之间的差值,在源比例阀之间分配来自流体源的源流体的命令流。在第二模式下,控制器可以被构造成将全部命令流分配给专用于第二热交换器的源比例阀,并且以可能不大于预定极限的占空比打开专用于第一热交换器的源比例阀。
在一些实施例中,预定极限可以是5%。在一些实施例中,预定极限可以是2%。在一些实施例中,预定极限可以是0%。在一些实施例中,冷凝物传感器组件可以包括冗余温度传感器。在一些实施例中,第一热交换器和第二热交换器可以是螺旋形的,并且通过将热交换器围绕蒸馏装置的外部缠绕而形成。在一些实施例中,第一操作模式可以是低温馏出物生产状态,而第二操作模式可以是高温馏出物生产状态。在一些实施例中,第一目标温度可以为至少35℃,但不大于40℃。在一些实施例中,第一目标温度可以为至少20℃,但是小于25℃。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于第二目标温度以及在第二操作模式下第二目标温度与当前浓缩物温度之间的差值来打开专用于第一热交换器的源比例阀。在一些实施例中,第二目标温度可以比第一目标温度至少高65℃。在一些实施例中,第二目标温度可以比第一目标温度至少高50℃。在一些实施例中,第二目标温度可以大于95℃且小于100℃。在一些实施例中,第二目标温度可以是96℃。在一些实施例中,第二目标温度可以是第一目标温度的至少两倍。在一些实施例中,第二目标温度可以是第一目标温度的至少2.5倍。在一些实施例中,第二目标温度可以是第一目标温度的至少3.5倍。在一些实施例中,该系统可以进一步包括蒸发器料位传感器,该蒸发器料位传感器设置在蒸发器储存部中,与蒸馏装置的蒸发器流体连通。控制器可以被构造成在第二操作状态下至少部分地基于指示蒸发器储存部中水柱的水位的蒸发器料位数据信号来确定总流量命令。在一些实施例中,第一目标温度可以为至少20℃,但不大于30℃。在一些实施例中,第一目标温度是25℃。
根据本公开的另一个实施例,一种控制和分配源流体流到蒸馏装置中的流动的方法可以包括:利用浓缩物料位传感器感测与蒸馏装置的蒸发器流体连通的浓缩物储存部中的浓缩物料位。该方法可以进一步包括:在产物热交换器的下游点处感测由蒸馏装置产生的产物流体的温度,其中该产物热交换器使产物流体与来流源流体处于热交换关系。该方法可以进一步包括:利用处理器基于浓缩物料位来确定浓缩物积聚速率。该方法可以进一步包括:利用处理器计算浓缩物积聚速率与第一目标浓缩物积聚速率之间的第一差值以及浓缩物积聚速率与第二目标浓缩物积聚速率之间的第二差值。该方法可以进一步包括:利用处理器确定用于第一源流入比例阀和第二源流入比例阀的第一临时打开状态命令和第二临时打开状态命令。第一临时打开状态命令可以基于第一差值,而第二临时打开状态命令可以基于第二差值。该方法可以进一步包括:利用处理器根据临时打开状态时间命令来计算最终打开状态命令。该方法可以进一步包括:在处理器处于第一操作状态的情况下,在第一源流入比例阀和第二流入比例阀之间分配最终打开状态命令。第一源流入比例阀可以通向产物热交换器。该分配可以基于目标产物温度与产物流体的温度之间的差值。该方法可以进一步包括:在处理器处于第二操作状态的情况下,将整个最终打开状态命令分配给第二源流入比例阀。该方法可以进一步包括:在处理器处于第二操作状态的情况下,经由来自处理器的命令以不大于预定极限的占空比打开第一源流入比例阀。
在一些实施例中,第一目标积聚速率可以大于第二目标积聚速率。在一些实施例中,计算最终打开状态命令可以包括将第一临时打开状态命令和第二临时打开状态命令输入到滑动器中。在一些实施例中,计算最终打开状态命令可以包括根据第一临时源打开状态命令和第二临时源打开状态命令生成混合命令。在一些实施例中,计算最终打开状态命令可以包括确定第一状态分数和第二状态分数,并且将第一临时打开状态命令乘以第一状态分数,而将第二临时打开状态命令乘以第二状态分数。在一些实施例中,计算最终打开状态命令包括在第一操作状态和第二操作状态之间的过渡期间将命令从主要是第一临时打开状态命令调节到主要是第二临时打开状态命令。在一些实施例中,计算最终打开状态命令可以包括在第一操作状态和第二操作状态之间的过渡期间将命令从纯粹第一临时打开状态命令调节成纯粹第二临时打开状态命令。在一些实施例中,第二操作状态可以是热馏出物生产状态。在一些实施例中,该分配可以包括基于目标产物温度和产物流体的温度之间的差值来确定第一源流入比例阀的打开状态命令,以及通过从最终打开状态命令减去第一源流入比例阀的打开状态命令来确定第二源流入比例阀的打开状态命令。在一些实施例中,预定极限可以是小于5%的极限。在一些实施例中,预定极限可以是小于2%的极限。在一些实施例中,预定极限可以是0%。在一些实施例中,确定第二临时打开状态命令可以进一步包括:利用蒸发器料位传感器感测与蒸发器流体连通的蒸发器储存部中液柱的液位。第二临时打开状态命令可以部分地基于液柱的液位与液柱的目标液位之间的差值。在一些实施例中,第二临时打开状态命令可以基于液柱的液位与液柱的目标液位之间的差值的变化速率。
根据本公开的实施例,医疗系统可以包括至少一种浓缩物流体。该系统可以进一步包括蒸馏装置,该蒸馏装置具有蒸发器、冷凝器和净化产物水热交换器,该净化产物水热交换器具有彼此处于热交换关系的源流体流路和净化产物水流路。该系统可以进一步包括医疗装置,该医疗装置可以包括治疗流体制备回路,该治疗流体制备回路经由使用点阀选择性地与净化产物水流路流体连通。医疗装置可以包括治疗装置处理器,该治疗装置处理器被构造成命令所述至少一种浓缩物和净化水混合以通过治疗流体制备回路产生规定的治疗流体。该系统可以进一步包括在医疗装置的治疗装置处理器和蒸馏装置的蒸馏装置处理器之间的通信链路。医疗装置处理器可以被构造成将模式命令传输到蒸馏装置处理器。该系统可以进一步包括与净化产物水流路连通的传感器组件。该系统可以进一步包括在流体源和源流体流路中间的源阀。蒸馏装置处理器可以被构造成至少部分地基于模式命令和来自传感器组件的数据来致动源阀。
在一些实施例中,传感器组件可以包括至少一个温度传感器和至少一个电导率传感器。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成至少部分地基于模式命令和来自传感器组件的温度数据来致动源阀。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成至少部分地基于模式命令和来自传感器组件的数据以及净化水的目标设定点来致动源阀。在一些实施例中,目标设定点可以是温度设定点。在一些实施例中,目标设定点可以由蒸馏装置处理器基于模式命令来确定。在一些实施例中,目标设定点可以基于模式命令中的第一模式命令,该第一模式命令可以在20°至35°的范围内,并且目标设定点可以基于模式命令中的第二模式命令,该第二模式命令可以大于90℃。
在一些实施例中,医疗装置可以是透析机。在一些实施例中,医疗装置可以是血液透析装置。在一些实施例中,治疗流体可以是透析流体。在一些实施例中,冷凝器可以包括冷凝区段和产物存储区段。产物存储部可以具有至少一升的容积。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以进一步被构造成至少部分地基于模式命令来控制蒸馏装置的压缩机马达的操作。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以进一步被构造成至少部分地基于模式命令来管控蒸馏装置的浓缩物出口阀的操作。
根据本公开的实施例,医疗系统可以包括蒸馏装置,该蒸馏装置具有:蒸发器;源入口流路,该源入口流路通向与蒸发器流体连通的源输入;冷凝器;净化产物水输出流路,该净化产物水输出流路与冷凝器流体连通。该系统可以进一步包括在源入口流路中的第一过滤器和第二过滤器。该系统可以进一步包括多个压力传感器,该多个压力传感器包括在第一过滤器上游的第一压力传感器和在第二过滤器下游的第二压力传感器。该系统可以进一步包括医疗装置,该医疗装置包括治疗流体制备回路,该治疗流体制备回路经由使用点阀与净化产物水输出流路选择性地流体连通。该系统可以进一步包括在医疗装置的治疗装置处理器和蒸馏装置的蒸馏装置处理器之间的通信链路。蒸馏装置处理器可以被构造成基于来自该多个压力传感器的数据进行第一过滤器更换检查,并且治疗装置处理器可以被构造成进行第二过滤器更换检查,并且当第一过滤器更换检查或第二过滤器更换检查中的任何一项失败时,经由通信链路命令蒸馏装置处理器进入过滤器更换模式。
在一些实施例中,第二过滤器更换检查可以包括对照极限检查自安装第一过滤器和第二过滤器以来经过的天数。在一些实施例中,医疗装置可以包括图形用户界面。在一些实施例中,第二过滤器更换检查可以包括对照至少一个预定标准检查图形用户界面上的用户输入。在一些实施例中,系统可以进一步包括设置在第一过滤器和第二过滤器中间的采样端口,并且预定标准可以是水化学测试条标准。在一些实施例中,水化学测试条标准可以是氯化料位标准。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成在第一过滤器更换检查或第二过滤器更换检查中的至少一个之前命令对第一过滤器和第二过滤器进行冲洗。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成基于来自第二压力传感器的过滤器输出压力数据信号来进行第一过滤器更换检查。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成当过滤器输出压力低于阈值时指示第一过滤器更换检查的失败。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成基于如由第一压力传感器指示的在第一过滤器和第二过滤器上游的压力与如由第二压力传感器指示的第一过滤器和第二过滤器下游的压力之间的差值进行第一过滤器更换检查。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成当该差值小于阈值时指示第一过滤器更换检查的失败。
根据本公开的另一个实施例,医疗系统可以包括具有源水输入和流体输出流路的蒸馏装置。该系统可以进一步包括医疗装置,该医疗装置包括多个流体流路、多个阀、至少一个流体泵以及流体入口,该流体入口经由使用点阀与流体输出流路选择性地流体连通的。该系统可以进一步包括医疗装置和蒸馏装置之间的通信链路。该系统可以进一步包括与流体输出流路连通的传感器组件。该系统可以进一步包括治疗装置处理器,该治疗装置处理器被构造成致动该多个阀和该至少一个流体泵以将高温流体泵送通过该多个流体流路。该系统可以进一步包括蒸馏装置处理器,该蒸馏装置处理器被构造成基于来自传感器组件的至少一个数据信号和通过通信链路从医疗装置的治疗装置处理器发送来的模式命令来管控蒸馏装置的操作,以在第一时间段和第二时间段期间产生高温流体并且将该高温流体输出到流体输出流路,其中在该第一时间段中蒸馏装置处理器命令使用点阀打开,在该第二时间段中蒸馏装置处理器命令使用点阀关闭并且命令通向与流体输出流路流体连通的流路的阀打开。
在一些实施例中,源水输入可以与非温度受控的流体源流体连通。在一些实施例中,医疗装置可以是透析机。在一些实施例中,医疗装置可以是血液透析机。在一些实施例中,多个流体流路可以包括:通过半透膜彼此分开的第一流路和第二流路。在一些实施例中,该多个流体流路可以至少被包括在血液泵送盒以及透析液泵送盒中。在一些实施例中,医疗装置可以包括流体储存部,并且治疗装置处理器可以被构造成基于包含在流体储存部中的高温流体的量向蒸馏装置处理器发送信号以结束第一时段。在一些实施例中,医疗装置可以包括加热器。在一些实施例中,至少一个数据信号可以包括至少一个温度数据信号。在一些实施例中,蒸馏装置可以包括压缩机,并且蒸馏装置处理器可以被构造成经由部分基于模式命令而确定的压缩机速度命令来管控压缩机的操作。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成基于该至少一个数据信号和通过通信链路从治疗装置处理器发送来的另一模式命令来管控蒸馏装置的操作,以产生医疗流体成分并将产生出的医疗流体成分输出到流体输出流路。在一些实施例中,该多个流路可以包括医疗流体混合回路,并且治疗装置处理器可以被构造成命令该至少一个泵和多个阀的操作以根据预定处方将医疗流体成分与与该多个流路流体连通的至少一种浓缩物混合。
根据本公开的另一个实施例,水蒸馏设备可以包括具有源流体输入的贮槽。该设备可以进一步包括经由贮槽与源流体输入流体连通的蒸发器。该设备可以进一步包括冷凝器,该冷凝器包括冷凝部和冷凝物积聚部。该设备可以进一步包括辅助冷凝物储存部,该辅助冷凝物储存部与冷凝物积聚部流体连通并且附接到与该积聚部的积聚表面相邻的冷凝器。辅助冷凝物储存部可以经由冷凝物流路流体联接到使用点装置。该设备可以进一步包括冷凝物料位传感器,该冷凝物料位传感器被构造成监测积聚部中冷凝物的料位并且生成指示积聚部的料位的数据信号。该设备可以进一步包括控制器,该控制器被构造成至少部分地基于数据信号和目标冷凝物料位来管控包括在冷凝物流路中的分流阀的操作。控制器可以进一步被构造成基于数据信号的导数来将分流阀命令至关闭状态。
在一些实施例中,积聚部可以具有小于十升的容积。在一些实施例中,冷凝物料位传感器可以包括附接到枢轴的浮子组件。浮子组件能够在以下位移范围内绕枢轴移位,该位移范围包括与积聚部中的填充料位的范围处于同等高度的点。在一些实施例中,冷凝物料位传感器可以包括浮子,该浮子能够沿着位移轴在以下位移范围内移位,该位移范围包括与积聚部中的填充料位范围处于同等高度的点。在一些实施例中,冷凝物料位传感器可以包括浮子,该浮子能够沿着位移路径经过以下位移范围,该位移范围包括与积聚部中的填充料位范围同等高度处的点。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于数据信号的导数超过预定的最小阈值而将分流阀命令至关闭状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于数据信号的导数具有大于预定大小的负值而将分流阀命令至关闭状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于数据信号的以下导数来将分流阀命令至关闭状态,其中该数据信号的导数指示使用点装置正在消耗来自蒸馏设备的冷凝物。在一些实施例中,该设备可以进一步包括热交换器,该热交换器包括冷凝物流路的一部分和联接到水源的源流路的一部分以及源流体输入。在一些实施例中,该设备可以进一步包括感测组件,该感测组件与包括在热交换器中的冷凝物流路的一部分下游的冷凝物流路连通。感测组件可以被构造成输出温度数据信号。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于温度数据信号的导数来将分流阀命令至关闭状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于温度数据信号的导数超过预定的最大阈值而将分流阀命令至关闭状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于温度数据信号的导数具有大于预定大小的正值而将分流阀命令至关闭状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于温度数据信号的以下导数来将分流阀命令至关闭状态,其中该温度数据信号的导数指示使用点装置正在消耗来自蒸馏设备的冷凝物。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于温度数据信号的导数的积分来将分流阀命令至关闭状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于温度数据信号的导数的积分超过预定的最大阈值而将分流阀命令至关闭状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于温度数据信号的导数的积分具有大于预定大小的正值而将分流阀命令至关闭状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于温度数据信号的以下导数的积分来将分流阀命令至关闭状态,其中该温度数据信号的导数指示使用点装置正在消耗来自蒸馏设备的冷凝物。
根据本公开的另一个实施例,水蒸馏设备可以包括具有源流体输入的贮槽。该设备可以进一步包括经由贮槽与源流体输入流体连通的蒸发器。该设备可以进一步包括冷凝器,该冷凝器经由冷凝物流路流体联接到使用点装置。该设备可以进一步包括冷凝物料位传感器,该冷凝物料位传感器被构造成生成指示冷凝器的料位的数据信号。该设备可以进一步包括热交换器,该热交换器包括冷凝物流路的一部分和联接到水源的源流路的一部分,以及源流体输入。该设备可以进一步包括感测组件,该感测组件与包括在热交换器中的冷凝物流路的一部分下游的冷凝物流路连通。感测组件可以被构造成输出传感器组件数据信号。该设备可以进一步包括控制器,该控制器被构造成至少部分地基于数据信号和目标冷凝物料位来管控包括在冷凝物流路中的分流阀的操作。控制器可以进一步被构造成基于传感器组件数据信号的导数来将分流阀命令至关闭状态。
在一些实施例中,控制器可以被构造成基于传感器组件数据信号的导数来将分流阀命令至关闭状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于传感器组件数据信号的导数超过预定的最大阈值而将分流阀命令至关闭状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于传感器组件数据信号的导数具有大于预定大小的正值而将分流阀命令至关闭状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于传感器组件数据信号的以下导数来将分流阀命令至关闭状态,其中该传感器组件数据信号的导数指示使用点装置正在消耗来自蒸馏设备的冷凝物。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于使用传感器组件数据信号计算出的积分来将分流阀命令至关闭状态。在一些实施例中,可以根据传感器组件数据信号的导数来计算积分。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于该积分超过预定最大阈值而将分流阀命令至关闭状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于该积分具有大于预定大小的正值而将分流阀命令至关闭状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于以下积分来将分流阀命令至关闭状态,其中该积分指示使用点装置正在消耗来自蒸馏设备的冷凝物。在一些实施例中,传感器组件数据信号可以是温度数据信号。
根据本公开的另一个实施例,用于输出在受控温度下的过程流的水净化系统可以包括蒸馏装置,该蒸馏装置经由一组源比例阀与流体源选择性地流体连通。蒸馏装置可以具有浓缩物输出和馏出物输出,该浓缩物输出和该馏出物输出分别联接到浓缩物流路和馏出物流路。该系统可以进一步包括:第一热交换器,该第一热交换器包括馏出物流路的一部分;以及第二热交换器,该第二热交换器包括浓缩物流路的一部分。来自流体源的流路可以与第一热交换器和第二热交换器中的每一个都处于热交换关系。该系统可以进一步包括馏出物传感器组件,该馏出物传感器组件与包括在第一热交换器中的馏出物流路的部分下游的馏出物流路连通,并且该馏出物传感器组件被构造成生成馏出物温度测量值。该系统可以进一步包括:控制器,该控制器被构造成基于第一多模式控制回路来致动输入源阀组,该第一多模式控制回路为源比例阀生成多个临时总打开状态命令;滑动器,该滑动器根据临时命令的数量生成单个总打开状态命令;第二控制回路,该第二控制回路接收馏出物温度测量值、第一目标温度和第二目标温度,并且该第二控制回路在所有输入源阀之间分配单个总打开状态命令,以将冷凝物温度调节到温度设定点。
在一些实施例中,系统可以进一步包括与源流体流路热连通的电子元件盒。在一些实施例中,第二控制回路可以至少部分地通过至少部分地基于第一目标温度和第二目标温度生成临时分配命令并且将所述临时分配命令输入到第二滑动器中来分配总打开状态命令。在一些实施例中,控制器可以被构造成在多个操作状态下操作,并且温度设定点取决于该状态。在一些实施例中,控制器可以被构造成在该多个操作状态中的第一状态和该多个操作状态中的第二状态之间转换。在一些实施例中,第一多模式控制回路和第二控制回路中的至少一个可以包括一个或多个PID控制回路。在一些实施例中,一个或多个PID控制回路可以包括改变该一个或多个PID回路的输出的前馈项。在一些实施例中,可以通过至少一个调节器控制回路的输出来调节临时总打开状态命令的数量。在一些实施例中,该至少一个调节器控制回路中的一个可以被构造成至少部分地基于浓缩物温度来产生输出。在一些实施例中,可以通过前馈项来调节多个临时总打开状态命令中的至少一个。在一些实施例中,可以基于预分配源占空比命令来改变临时总打开状态命令中的至少一个,其中该预分配源占空比命令至少部分地基于由浓缩物传感器组件感测到的浓缩物温度而确定,其中该浓缩物传感器组件与包括在第二热交换器中的浓缩物流路的部分下游的浓缩物流路连通。在一些实施例中,第二控制回路可以被构造成部分地基于目标电子元件温度和由电子元件温度传感器测量的当前电子元件温度来生成其输出。在一些实施例中,可以由控制器至少部分地基于由源流体温度传感器生成的源流体温度数据信号来调节温度设定点。
根据本公开的另一个实施例,用于输出在受控温度下的过程流的水净化系统可以包括蒸馏装置,该蒸馏装置经由一组源比例阀与流体源选择性地流体连通。蒸馏装置可以具有浓缩物输出和馏出物输出,该浓缩物输出和该馏出物输出分别联接到浓缩物流路和馏出物流路。浓缩物输出可以设置在蒸馏装置的浓缩物储存部中。该系统可以进一步包括:第一热交换器,该第一热交换器包括馏出物流路的一部分;以及第二热交换器,该第二热交换器包括浓缩物流路的一部分;来自流体源的流路,该流路与第一热交换器和第二热交换器中的每一个都处于热交换关系。该系统可以进一步包括馏出物传感器组件,该馏出物传感器组件与包括在第一热交换器中的馏出物流路的部分下游的馏出物流路连通,并且该馏出物传感器组件被构造成生成馏出物温度测量值。该系统可以进一步包括浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器设置在浓缩物储存部内并且被构造成输出浓缩物数据信号。该系统可以进一步包括控制器,该控制器被构造成至少部分地基于浓缩物数据信号、目标浓缩物速率和至少一个源比例的最小打开状态时间来确定源比例阀的总打开状态时间。控制器可以被构造成部分地基于馏出物温度测量值和最小打开状态时间来将总打开状态命令的百分比分配给每一个源比例阀。
在一些实施例中,系统可以进一步包括与源流体流路连通的至少一个源传感器。在一些实施例中,控制器可以被构造成部分地基于源传感器数据信号将总打开状态命令的百分比分配给每一个源比例阀。在一些实施例中,源传感器数据信号可以是指示当前源流体温度的温度数据信号。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于控制回路将总打开状态命令的百分比分配给每一个源比例阀,其中该控制回路使用由控制器基于当前源流体温度而确定的目标馏出物温度。在一些实施例中,该系统可以进一步包括与浓缩物流体流路连通的至少一个浓缩物温度传感器。在一些实施例中,控制器可以被构造成至少部分地基于由该至少一个浓缩物温度传感器生成的浓缩物温度数据信号来确定源比例阀的总打开状态时间。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于控制回路将总打开状态命令的百分比分配给每一个源比例阀,其中该控制回路使用目标浓缩物温度和浓缩物温度数据信号作为输入。在一些实施例中,控制器可以将总打开状态命令的非零百分比分配给源比例阀组中的至少一个。在一些实施例中,控制器可以被构造成至少部分地基于前馈项来确定源比例阀的总打开状态时间。
根据本公开的另一个实施例,一种用于校准设置在蒸汽压缩蒸馏装置的蒸发器和冷凝器之间的流动连通路径中的叶轮压缩机的工作速度设定点的方法,该叶轮压缩机用于将在蒸发器中生成的低压蒸汽压缩成高压蒸汽输出到冷凝器,该方法可以包括基于目标低压蒸汽温度和从低压蒸汽温度传感器测得的低压蒸汽温度,将叶轮旋转驱动到第一速度。该方法可以进一步包括:执行二进制类型搜索以确定工作速度设定点。
在一些实施例中,执行二进制类型搜索可以包括基于目标低压蒸汽温度和测得的低压蒸汽温度来计算速度命令。在一些实施例中,执行二进制类型搜索可以包括计算速度命令与启动速度之间的差值并且将该差值与范围进行比较。在一些实施例中,执行二进制类型搜索可以包括:当差值超出范围时,缩小该范围,并且重置启动速度。在一些实施例中,执行二进制类型搜索可以包括在重置启动速度之前进入稳定状态持续一段时间。在一些实施例中,执行二进制类型搜索可以包括将测得的低压蒸汽温度与目标低压蒸汽温度进行比较。在一些实施例中,执行二进制类型搜索可以包括:当所测得的低压蒸汽温度到目标低压蒸汽温度在彼此的预定范围内时,增加计时器。在一些实施例中,执行二进制类型搜索可以包括:当计时器已经增加到预定值时,将当前速度命令保存为工作速度设定点。
根据本公开的实施例,流体蒸馏设备可以包括至少一个控制器和源入口,该源入口经由至少一个阀与流体源选择性地流体连通。流体蒸汽蒸馏设备可以进一步包括与源入口流体连通的蒸发器。流体蒸汽蒸馏设备可以进一步包括蒸汽室,该蒸汽室联接到蒸发器并且与压缩机流体连通。流体蒸汽蒸馏设备可以进一步包括浓缩物储存部,该浓缩物储存部经由流入路径附接到蒸汽室。浓缩物储存部可以横向于蒸汽室设置,使得浓缩物储存部的至少一部分与蒸汽室处于同等高度。流体蒸汽蒸馏设备可以进一步包括冷凝器,该冷凝器经由直线流路与压缩机的出口流体连通。直线流路可以包括冷凝器入口,该冷凝器入口具有带有多个开窗的开窗部段。开窗可以建立从冷凝器入口到冷凝器的流路。流体蒸汽蒸馏设备可以进一步包括产物过程流储存部,该产物过程流储存部通过产物储存部入口联接到冷凝器。产物过程流储存部可以相对于冷凝器横向设置,使得产物过程流储存部的至少一部分与冷凝器处于同等高度。
在一些实施例中,流入路径可以包括障碍物。在一些实施例中,障碍物可以包括板。该板可以具有以基本上垂直于流入路径的角度延伸到浓缩物储存部中的部段。在一些实施例中,障碍物可以延伸到浓缩物储存部中,并且将浓缩物储存部分成第一部分和第二遮蔽部分。在一些实施例中,流体蒸汽蒸馏设备可以进一步包括从浓缩物储存部延伸到蒸汽室的排气路径。在一些实施例中,排气路径可以基本上平行于流入路径并且相对于重力在流入路径上方延伸。在一些实施例中,产物储存部入口可以邻近冷凝器的产物积聚表面。在一些实施例中,压缩机可以由安装在凹入到蒸汽室的侧面中的接收井中的马达驱动。在一些实施例中,压缩机可以包括叶轮,该叶轮绕以下轴线旋转,该轴线穿过蒸汽室的至少一部分并且偏离中心但相对于蒸汽室的纵向轴线平行。
根据本公开的另一个实施例,水蒸汽蒸馏设备可以包括贮槽和蒸发器,该蒸发器的第一侧与该贮槽连通。该蒸发器的第二侧可以与蒸汽室流体连通。水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括浓缩物储存部,该浓缩物储存部经由具有第一部分和第二部分的流入路径附接到蒸汽室。第二部分可以至少部分地被障碍物。该障碍物可以在横向于所述第一部分的方向上延伸到浓缩物储存部中,并且可以将浓缩物储存部划分为未遮蔽区段和遮蔽区段。水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括设置在所述遮蔽区段中的浮子组件。在所有蒸汽室液位在期望的蒸汽室液位范围内的情况下,浮子组件可以在包括同等高度的点的位移范围内移位。该水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括传感器,该传感器被构造成监测浮子组件的位置并且基于浮子组件的位置输出指示蒸汽室中的液位的数据信号。该水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括压缩机,该压缩机具有入口和出口,其中该入口与蒸汽室建立流体连通,该出口与冷凝器建立流体连通。
在一些实施例中,传感器可以是编码器。在一些实施例中,浮子组件可以包括至少一个磁体。在一些实施例中,传感器可以是霍尔效应传感器。在一些实施例中,浮子组件可以附接到枢轴。在一些实施例中,浮子组件可以绕枢轴移位。在一些实施例中,障碍物可以以基本垂直于流入路径的第一部分的角度延伸到浓缩物储存部中。在一些实施例中,水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括从浓缩物储存部延伸到蒸汽室的排气路径。在一些实施例中,排气路径可以平行于流入路径的第一部分并在其上方延伸。在一些实施例中,排气路径的截面积可以比流入路径的第一部分的截面积小。
根据本公开的另一个实施例,水蒸汽蒸馏设备可以包括具有源流体输入的贮槽。该水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括蒸发器,该蒸发器的第一侧经由贮槽与源流体输入的流体连通,而第二侧与蒸汽室流体连通。蒸发器可以被构造成:在源流体朝向蒸汽室行进时,该蒸发器将来自源流体输入的源流体转变成低压蒸汽和浓缩物。水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括浓缩物储存部,该浓缩物储存部横向于蒸汽室附接和设置。浓缩物储存部可以包括浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器被构造成监测蒸汽室中浓缩物的料位并且生成指示浓缩物的料位的数据信号。该水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括压缩机,该压缩机具有:低压蒸汽入口,该低压蒸汽入口与蒸汽室建立流体连通;和高压蒸汽出口,该高压蒸汽出口经由冷凝器入口与冷凝器建立流体连通。水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与蒸发器的多个外表面成热传递关系。冷凝器可以被构造成通过使高压蒸汽流与蒸发器的该多个外表面接触来冷凝来自压缩机的高压蒸汽流。冷凝器可以包括冷凝部和冷凝物积聚或存储部。水蒸汽蒸馏设备可以进一步包括辅助冷凝物储存部,该辅助冷凝物储存部与冷凝物积聚部流体连通。辅助冷凝物储存部可以邻近于积聚部的积聚表面附接到冷凝器。辅助冷凝物储存部可以包括冷凝物料位传感器,该冷凝物料位传感器被构造成监测积聚部中的冷凝物的料位并且生成指示积聚部填充有冷凝物的百分比的数据信号。
在一些实施例中,积聚部可以具有小于十升的容积。在一些实施例中,多个外表面可以是包括在蒸发器中的多个蒸发器管的外表面。在一些实施例中,该多个外表面可以是包括在蒸发器中的90个至100个之间的蒸发器管的外表面。在一些实施例中,该多个外表面可以是包括在蒸发器中的70个至80个之间的蒸发器管的外表面。在一些实施例中,冷凝物料位传感器可以包括附接到枢轴的浮子组件。在一些实施例中,浮子组件可以在包括与由积聚部限定的料位范围同等高度的点的位移范围内绕枢轴移位。在一些实施例中,浓缩物料位传感器可以包括浮子组件,该浮子组件设置在浓缩物储存部的遮蔽区段中,该遮蔽区段通过屏障与浓缩物储存部的未遮蔽部分开。在一些实施例中,浮子组件可以附接到枢轴,并且在所有蒸汽室浓缩物料位在蒸汽室液位的预期范围内的情况下,浮子组件可以在包括同等高度的点的位移范围内绕枢轴移位。在一些实施例中,浓缩物料位传感器可以设置在形成屏障的套筒内。
根据本公开的另一实施例,一种用于流体蒸汽蒸馏设备的浓缩物料位控制系统可以包括源流体输入,该源流体输入通过至少一个输入阀与源流体储存部选择性地流体连通。浓缩物料位控制系统可以进一步包括蒸发器,该蒸发器与源输入流体连通并且与蒸汽室流体连通。蒸发器可以被构造成当源流体朝向蒸汽室行进时将来自源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流。浓缩物料位控制系统可以进一步包括浓缩物储存部,该浓缩物储存部经由流入路径横向于蒸汽室附接并设置,并且包括经由出口阀与浓缩物目的地选择性连通的出口。浓缩物料位控制系统可以进一步包括浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器被构造成生成指示蒸汽室中浓缩物的料位的数据信号。浓缩物料位控制系统还可以包括控制器,该控制器被构造成通过管控经由流体输入控制回路对至少一个入口阀的致动以及分析数据信号来以预定样式有意地改变浓缩物料位。控制器可以进一步被构造成:当数据信号指示浓缩物料位低于第一阈值时,该控制器将出口阀致动到关闭状态,并且当浓缩物料位大于第二阈值时,该控制器将出口阀致动到打开状态。
在一些实施例中,当随时间绘制浓缩物料位时,预定样式可以产生锯齿波形。在一些实施例中,其中锯齿波形的周期可以至少部分地取决于来自流体输入控制回路的流体输入命令。在一些实施例中,可以基于预定目标浓缩物生产速率来确定流体输入命令。在一些实施例中,控制器可以被构造成在多个操作状态下操作,并且预定目标浓缩物生产速率可以是特定于状态的。在一些实施例中,控制器可以在预定基础上分析数据信号。在一些实施例中,其中可以给浓缩物料位分配预定的预期范围,并且第一阈值可以小于或等于预期范围的最大料位的50%。在一些实施例中,第一阈值可以在预期范围的最大料位的40%和50%之间。在一些实施例中,可以给浓缩物料位分配预定的预期范围,并且第二阈值可以大于或等于预期范围的最大料位的50%。在一些实施例中,第二阈值可以在预期范围的最大料位的50%和60%之间。在一些实施例中,其中可以给浓缩物料位分配预定的预期范围,并且第一阈值可以小于或等于预期范围的最大料位的40%。在一些实施例中,第一阈值可以在预期范围的最大料位的40%和30%之间。在一些实施例中,可以给浓缩物料位分配预定的预期范围,并且第二阈值可以大于或等于预期范围的最大料位的45%。在一些实施例中,第二阈值可以在预期范围的最大料位的45%和55%之间。在一些实施例中,可以给浓缩物料位分配预定的预期范围,并且可以将第一阈值和第二阈值定义为预期范围的最大料位的百分比。第二阈值可以比第一阈值大4个至20个百分点。在一些实施例中,浓缩物目的地是混合罐。
根据本公开的另一实施例,一种用于控制蒸馏装置中浓缩物的料位并且验证蒸馏装置内的流体流动的方法可以包括:通过至少一个入口阀将源流体输入到蒸馏装置中。该方法可以进一步包括:当源流体朝向蒸汽室行进时,使源流体的至少一部分蒸发以产生蒸汽和浓缩物。该方法可以进一步包括:将浓缩物收集在浓缩物储存部中,其中该浓缩物储存部经由流入路径横向于蒸汽室附接并设置。该方法可以进一步包括:从设置在浓缩物储存部中浓缩物料位传感器提供指示蒸汽室中浓缩物的料位的数据信号。该方法可以进一步包括:利用控制器通过如下方式以预定样式改变浓缩物料位:经由流体输入控制回路管控至少一个入口阀的致动以及分析数据信号,并且当数据信号指示浓缩物料位低于第一阈值时将浓缩物储存部的出口阀致动成关闭状态,而当浓缩物料位大于第二阈值时将浓缩物储存部的出口阀致动成打开状态。
在一些实施例中,改变浓缩物料位可以包括:当随时间绘制浓缩物料位时,改变浓缩物料位,以产生锯齿波形。在一些实施例中,分析数据信号可以包括在预定基础上分析数据信号。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:将预定的预期范围分配给浓缩物料位并且将第一阈值设置为小于或等于预期范围的最大料位的50%。在一些实施例中,设置第一阈值可以包括将阈值设置为预期范围的最大料位的40%和50%之间。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:分配浓缩物料位的预定预期范围并且将第二阈值设置为大于或等于预期范围的最大料位的50%。在一些实施例中,设置第二阈值包括将第二阈值设置在预期范围的最大料位的50%和60%之间。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:将预定的预期范围分配给浓缩物料位并且将第一阈值设置为小于或等于预期范围的最大料位的40%。在一些实施例中,设置第一阈值可以包括将阈值设置为预期范围的最大料位的40%和30%之间。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:分配浓缩物料位的预定预期范围并且将第二阈值设置为大于或等于预期范围的最大料位的45%。在一些实施例中,设置第二阈值包括将第二阈值设置在预期范围的最大料位的45%和55%之间。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:分配预定的预期范围的浓缩物料位,并且将第一阈值和第二阈值设置为预期范围的最大料位的百分比,第二阈值比第一阈值大4个至20个百分点。
根据本公开的另一个实施例,用于将蒸馏装置的产物过程流的温度控制到所请求的温度的温度控制系统可以包括经由一组流体输入阀与源流体储存部选择性地流体连通的源流体输入。该系统可以进一步包括蒸发器,该蒸发器与源输入流体连通并且与压缩机流体连通。蒸发器可以被构造成当源流体朝向压缩机行进时将来自源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流。该系统可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与压缩机流体连通,被构造成将来自压缩机的加压蒸汽转变成冷凝物。该系统可以进一步包括冷凝物流路和浓缩物流路,该冷凝物流路和该浓缩物流路包括相应的第一热交换器和第二热交换器。第一热交换器和第二热交换器可以各自包括来自源流体储存部的源流体流路的热交换部。热交换部可以在源流体输入阀的下游。该系统可以进一步包括冷凝物温度传感器,该冷凝物温度传感器被构造成生成指示冷凝物温度的数据信号。冷凝物温度传感器可以设置在第一热交换器下游的冷凝物流路上。该系统可以进一步包括控制器,该控制器被构造成基于第一控制回路和第二控制回路致动输入源阀组,并且在所有输入源阀之间分配总打开状态时间,以将冷凝物温度调节到所请求的温度,其中该第一控制回路管控输入源阀组中的所有输入源阀的总打开状态时间,该第二控制回路接收数据信号和所请求的温度。
在一些实施例中,在第一热交换器和第二热交换器内的源流体流路的热交换部可以被设置成与它们各自的冷凝物流路和浓缩物流路逆流。在一些实施例中,该系统可以进一步包括目的地装置,该目的地装置经由使用点阀与冷凝物流路流体连通。在一些实施例中,所请求的温度可以由目的地装置产生。在一些实施例中,目的地装置可以是医疗系统。在一些实施例中,医疗系统可以被构造成混合至少一种透析液溶液。在一些实施例中,目的地装置可以是透析机。在一些实施例中,目的地装置可以是血液透析机。在一些实施例中,第一控制回路和第二控制回路中的至少一个可以是PID控制回路。在一些实施例中,PID控制回路的至少一项的增益可以为零。在一些实施例中,前馈项可以与第二控制回路的输出相组合。在一些实施例中,前馈项可以基于总打开状态时间的估计分配。在一些实施例中,该系统可以进一步包括浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器被构造成输出指示蒸馏装置内的浓缩物料位的浓缩物料位数据信号。第一控制回路可以被构造成接收目标浓缩物料位和当前浓缩物料位数据信号,并且作为到第一控制回路的输入。在一些实施例中,控制器可以进一步被构造成至少部分地基于输入源阀组中的所有输入源阀的总打开状态时间来调节加热器占空比。在一些实施例中,控制器可以被构造成当输入源阀组中的所有输入源阀的打开状态时间增加时,增加加热器占空比。
根据本公开的另一个实施例,一种用于将蒸馏装置的产物过程流的温度控制到所请求的温度的方法可以包括:通过利用控制器致动一组源流体阀来管控到蒸馏装置的源流体输入的流量。该方法可以进一步包括:在蒸发器中将源流体输入的至少一部分转换成蒸汽和浓缩物。该方法可以进一步包括:在冷凝器中将蒸汽冷凝成冷凝物。该方法可以进一步包括:通过相应的冷凝物流路和浓缩物流路从蒸馏装置去除冷凝物和浓缩物的至少一部分。该方法可以进一步包括:在第一热交换器中在源流体流和冷凝物流路之间交换热量,以及在第二热交换器中在源流体流和浓缩物流路之间交换热量。该方法可以进一步包括:从位于第一热交换器下游的冷凝物流路上的温度传感器向控制器提供冷凝物温度数据信号。该方法可以进一步包括:基于第一控制回路,利用控制器确定流体输入阀组之间的流体输入阀组的总打开状态时间;以及基于第二控制回路在流体输入阀组之间分配总打开状态时间,其中该第二控制回路接收温度数据信号和所请求的温度。
在一些实施例中,该方法可以进一步包括:使冷凝物和浓缩物沿与源流体的流动逆流的方向流过冷凝物流路和浓缩物流路。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:通过致动温度传感器下游的使用点阀将冷凝物提供给目的地装置。在一些实施例中,所请求的温度可以由目的地装置生成。在一些实施例中,目的地装置可以是医疗系统。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:使用冷凝物来混合透析液。在一些实施例中,目的地装置可以是透析机。在一些实施例中,目的地装置可以是血液透析机。在一些实施例中,第一控制回路和第二控制回路中的至少一个可以是PID控制回路。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:将PID控制回路的增益中的至少一个设置为零。在一些实施例中,其中该方法可以进一步包括:将前馈项与第二控制回路的输出相组合。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:基于总打开状态时间的估计分配来确定前馈项。在一些实施例中,其中该方法进一步包括将由浓缩物料位传感器提供的当前浓缩物料位和目标浓缩物料位输入到第一控制回路。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:至少部分地基于输入源阀组中的所有输入源阀的总打开状态时间来调节加热器占空比。在一些实施例中,调节加热器占空比可以包括:当增加输入源阀组的所有输入源阀的打开状态时间时,增加加热器占空比。
根据本公开的另一个实施例,用于将蒸馏装置的产物过程流的温度控制到所请求的温度的温度控制系统可以包括第一源流体输入和第二流体源输入,该第一源流体输入和该第二流体源输入分别经由第一组流体输入阀和第二组流体输入阀与源流体储存部选择性地流体连通。该系统可以进一步包括蒸发器,该蒸发器与第一和第二源流体输入流体连通并且与压缩机流体连通。蒸发器可以具有加热元件,以在源流体朝向压缩机行进时将来自第一源流体输入和第二源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流。该系统可以进一步包括与压缩机流体连通的冷凝器。该冷凝器可以被构造成将来自压缩机的加压蒸汽转变成冷凝物。该系统可以进一步包括冷凝物流路和浓缩物流路,该冷凝物流路和该浓缩物流路包括相应的第一热交换器和第二热交换器。第一热交换器和第二热交换器可以各自包括来自源流体储存部的源流体流路的热交换部,该热交换部在源流体输入阀组的下游。该系统可以进一步包括冷凝物温度传感器,该冷凝物温度传感器被构造成生成指示冷凝物温度的数据信号。冷凝物温度传感器可以设置在第一热交换器下游的冷凝物流路上。该系统还可以包括控制器,该控制器被构造成基于第一控制回路和第二控制回路致动第一组输入源阀,并且在第一组输入源阀中的所有输入源阀之间分配总打开状态时间,以将冷凝物温度调节到所请求的温度,其中该第一控制回路管控第一组输入源阀中的所有输入源阀的总打开状态时间,该第二控制回路接收数据信号和所请求的温度。该控制器可以被构造成监测至少一个过程变量,并且当所述至少一个过程变量中的一个在预定阈值之外时,致动第二组输入源阀。
在一些实施例中,第一组流体输入阀可以包括第二组流体输入阀中未包括的至少一个阀。在一些实施例中,第一源流体输入和第二源流体输入中的一个可以是温度受控的。在一些实施例中,第二源流体输入可以是温度受控的。在一些实施例中,第二源流体输入可以是热流体输入。在一些实施例中,由控制器监测的至少一个过程变量可以是加热元件占空比。在一些实施例中,由控制器监测的该至少一个过程变量可以是第一控制回路的输出。在一些实施例中,该至少一个过程变量可以是压缩机速度。在一些实施例中,源流体流路的热交换部可以是用于来自第一源流体输入和第二源流体输入的流体的公共流路。
根据本公开的另一个实施例,用于将蒸馏装置的产物过程流的温度控制到所请求的温度的温度控制系统可以包括经由一组流体输入阀与源流体储存部选择性地流体连通的源流体输入。该系统可以进一步包括蒸发器,该蒸发器经由旁通阀与源流体输入选择性地流体连通并且与压缩机流体连通。蒸发器可以被构造成当源流体朝向压缩机行进时将来自源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流。该系统可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与压缩机流体连通,被构造成将来自压缩机的加压蒸汽转变成冷凝物。该系统可以进一步包括冷凝物流路和浓缩物流路,该冷凝物流路和该浓缩物流路包括相应的第一热交换器和第二热交换器。第一热交换器和第二热交换器可以各自包括来自源流体储存部的源流体流路的热交换部,该热交换部在源流体输入阀的下游。该系统可以进一步包括冷凝物温度传感器,该冷凝物温度传感器被构造成生成指示冷凝物温度的数据信号。冷凝物温度传感器可以设置在第一热交换器下游的冷凝物流路上。该系统可以进一步包括控制器,该控制器被构造成基于第一控制回路和第二控制回路致动输入源阀组,并且在所有输入源阀之间分配总打开状态时间,以将冷凝物温度调节到所请求的温度,其中该第一控制回路管控输入源阀组中的所有输入源阀的总打开状态时间,该第二控制回路接收数据信号和所请求的温度。旁通阀可以设置在源流体流路的热交换部的上游的源流体流路中。旁通阀可以具有分流阀状态,该分流阀状态将流体从源储存部引导到排放目的地。控制器可以被构造成:当控制器确定出至少一个过程变量在预定阈值之外时,该控制器将旁通阀致动到分流阀状态。
在一些实施例中,至少一个过程变量可以是冷凝物温度与由源流体温度传感器提供的源流体温度之间的关系。在一些实施例中,该至少一个过程变量可以是由源流体温度传感器感测的源流体温度。在一些实施例中,该至少一个过程变量可以至少部分地由冷凝物温度和由源流体温度传感器感测到的源流体温度来限定。在一些实施例中,当旁通阀处于分流阀状态时,控制器可以改变输入源阀中的至少一个的占空比。在一些实施例中,当旁通阀处于分流阀状态时,控制器可以增加输入源阀中的至少一个的占空比。在一些实施例中,当旁通阀处于分流阀状态时,控制器可以将至少一个输入源阀的占空比改变为90%至100%。在一些实施例中,该至少一个输入源阀中的一个可以是以下阀,该阀控制源流体通过第一热交换器的热交换部的流量。
根据本公开的另一个实施例,用于将蒸馏系统的产物过程流的温度控制到所请求的温度的温度控制系统可以包括经由一组流体输入阀与源流体储存部选择性地流体连通的源流体输入。该系统可以进一步包括蒸馏装置,该蒸馏装置被构造成生成浓缩物流和冷凝物流。该系统可以进一步包括冷凝物流路和浓缩物流路,该冷凝物流路和该浓缩物流路包括相应的第一热交换器和第二热交换器。第一热交换器和第二热交换器可以各自包括来自源流体储存部的源流体流路的热交换部,该热交换部在源流体输入阀的下游。该系统可以进一步包括冷凝物温度传感器,该冷凝物温度传感器被构造成生成指示冷凝物温度的数据信号。冷凝物温度传感器可以设置在第一热交换器下游的冷凝物流路上。该系统可以进一步包括与冷凝物流路选择性连通的使用点装置。使用点装置可以具有出口流体路径,该出口流体路径用于输出由使用点装置生成的流体。输出流体路径可以具有第三热交换器,该第三热交换器包括源流体流路的分支的热交换部。该系统可以进一步包括控制器,该控制器被构造成基于第一控制回路和第二控制回路并且基于至少一个过程变量来致动输入源阀组,其中该第一控制回路和该第二控制回路管控穿过第一热交换器和第二热交换器的热交换部的源流体的流体。当所述至少一个过程变量在预定阈值之外时,所述控制器可以致动到源流体流路的分支的分支阀。
在一些实施例中,至少一个过程变量可以是冷凝物温度与由源流体温度传感器提供的源流体温度之间的关系。在一些实施例中,该至少一个过程变量可以是由源流体温度传感器感测的源流体温度。在一些实施例中,该至少一个过程变量可以至少部分地由冷凝物温度和由源流体温度传感器感测到的源流体温度来限定。在一些实施例中,使用点装置可以是医疗装置。在一些实施例中,使用点装置是透析机。在一些实施例中,使用点装置是血液透析机或腹膜透析机。在一些实施例中,使用点装置可以是透析液混合装置。在一些实施例中,源流体流路的分支可以设置在第一热交换器和第二热交换器中的源流体流路的热交换部的上游。在一些实施例中,输出流体可以是透析液流出物。
根据本公开的另一个实施例,用于控制蒸馏装置内的冷凝物积聚速率的冷凝物积聚速率控制系统可以包括经由一组流体输入阀与源流体储存部选择性地流体连通的源流体输入。该系统可以进一步包括蒸发器,该蒸发器与源输入流体连通,并且与具有叶轮的压缩机流体连通,其中该叶轮操作地联接到叶轮马达。蒸发器可以被构造成当源流体朝向压缩机行进时将来自源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流。该系统可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与蒸发器的多个外表面成热传递关系。冷凝器可以被构造成通过使高压蒸汽流与蒸发器的该多个外表面接触来冷凝来自压缩机的高压蒸汽流。该系统可以进一步包括冷凝物料位传感器,该冷凝物料位传感器被构造成感测冷凝器中的冷凝物的当前料位。该系统可以进一步包括至少一个控制器,该至少一个控制器被构造成通过基于最后的马达速度命令、马达速度目标以及速度命令增量极限周期性地生成叶轮马达命令,从而管控叶轮的旋转速度。马达速度目标可以通过控制回路来计算,该控制回路接收当前的冷凝物料位和期望的冷凝物料位作为控制回路输入。
在一些实施例中,速度命令增量极限可以≤10rpm/sec(每分钟转速/秒)。在一些实施例中,其中速度命令增量极限可以≤5rpm/sec。在一些实施例中,控制器可以被构造成将叶轮马达命令与最小命令速度阈值和最大命令速度阈值进行比较,并且当叶轮马达命令小于最小命令速度阈值时,控制器将叶轮马达命令调节成等于最小命令速度阈值的经修改的叶轮马达命令,而当叶轮马达命令大于最大命令速度阈值时,控制器将叶轮马达命令调节成等于最大命令速度阈值的经修改的叶轮马达命令。在一些实施例中,最小命令速度阈值在1500rpm至2500rpm之间。在一些实施例中,每当生成马达速度命令时,就计算最大命令速度阈值。在一些实施例中,可以基于至少一个马达参数来计算最大命令速度阈值。在一些实施例中,该系统可以进一步包括:马达温度传感器,其被构造成输出指示叶轮马达的温度的温度数据信号;以及功率因子校正电流监测电路,该功率因子校正电流监测电路被构造成输出指示当前功率因子校正电流的PFC数据信号,最大命令速度阈值是基于温度数据信号和PFC数据信号来计算的。在一些实施例中,最大命令速度可以被限制为预定值。在一些实施例中,其中预定值可以在4500rpm至6500rpm之间。在一些实施例中,预定值可以是5000rpm。在一些实施例中,预定值可以比最小命令速度阈值大了约2.5倍。
根据本公开的另一个实施例,一种用于控制蒸馏装置内的冷凝物积聚速率的方法可以包括向蒸馏装置提供源流体输入。该方法可以进一步包括:在蒸发器中蒸发输入到低压蒸汽中的源流体的至少一部分。该方法可以进一步包括:经由叶轮将低压蒸汽压缩成高压蒸汽。该方法可以进一步包括:在冷凝器中将高压蒸汽冷凝成冷凝物并且将热量从高压蒸汽传递到蒸发器。该方法可以进一步包括将由冷凝物料位传感器感测到的冷凝器内的冷凝物料位提供给控制器。该方法可以进一步包括:基于冷凝物的料位和期望的冷凝物的料位利用控制器来计算马达速度目标。该方法可以进一步包括:通过基于最后的马达速度命令、马达速度目标、速度命令增量极限来周期性地生成叶轮马达命令,从而用控制器来管控叶轮的旋转速度。
在一些实施例中,速度命令增量极限为≤10rpm/sec。在一些实施例中,速度命令增量极限为≤5rpm/sec。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:利用控制器将叶轮马达命令与最小命令速度阈值和最大命令速度阈值进行比较,并且当叶轮马达命令小于最小命令速度阈值时,将叶轮马达命令调节成等于最小命令速度阈值的经修改的叶轮马达命令,而当叶轮马达命令大于最大命令速度阈值时,将叶轮马达命令调节成等于最大命令速度阈值的经修改的叶轮马达命令。在一些实施例中,最小命令速度阈值可以在1500rpm至2500rpm之间。在一些实施例中,最小命令速度阈值可以是2000rpm。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:每当生成马达速度命令时就计算最大命令速度阈值。在一些实施例中,计算最大命令速度阈值可以包括基于至少一个马达参数来计算最大命令速度阈值。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:从马达温度传感器向控制器提供指示马达温度的温度数据信号,以及从监测电路向控制器提供指示当前功率因子校正电流的功率因子校正数据信号。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:基于温度数据信号和功率因子校正数据信号来计算最大命令速度阈值。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:将最大命令速度阈值的上限设定为预定值。在一些实施例中,预定值可以在4500rpm至6500rpm之间。在一些实施例中,预定值可以是5000rpm。在一些实施例中,预定值可以是最小命令速度阈值或可以比最小命令速度阈值大了约2.5倍。
根据本公开的实施例,具有第一可分离区段和第二可分离区段的流体蒸汽蒸馏设备可以包括源入口,该源入口经由至少一个阀与流体源选择性地流体连通。该设备可以进一步包括在源入口下游的贮槽。该设备可以进一步包括蒸发器,该蒸发器具有与贮槽流体连通的多个管。该设备可以进一步包括蒸汽室,该蒸汽室联接到蒸发器并且与压缩机流体连通。该设备可以进一步包括与压缩机的出口流体连通的冷凝器。冷凝器可以围绕该多个管。该设备可以进一步包括支撑板,该支撑板可旋转地联接到枢轴并且附接到第一区段。该设备可以进一步包括经由至少一个安装件联接到第二区段的壳体。在第一状态下,第一区段和第二区段可以经由一个或多个紧固件保持在一起,而在第二状态下,第一区段和第二区段彼此分离,在该第二状态下,第一区段能够绕枢轴旋转。
在一些实施例中,所述至少一个安装件可以是隔离安装件。在一些实施例中,第一区段可以包括贮槽、蒸发器和冷凝器。在一些实施例中,第二区段可以包括蒸汽室和冷凝器。在一些实施例中,枢轴可以包括偏压构件。在一些实施例中,当第一区段和第二区段处于第一状态时,偏压构件可以处于松弛状态,而当第一区段和第二区段处于第二状态时,偏压构件可以处于压缩状态。在一些实施例中,偏压构件可以具有松弛状态和能量存储状态。支撑板可以具有在偏压构件处于松弛状态时的第一位置与偏压构件处于能量存储状态时的第二位置之间的位移路径。在一些实施例中,位移路径可以是线性位移路径。在一些实施例中,位移路径可以平行于枢轴的轴线。在一些实施例中,偏压构件可以是气体弹簧。
根据本公开的另一个实施例,蒸馏装置可以包括经由一组流体输入阀与源流体储存部选择性地流体连通的源流体输入。该装置可以进一步包括蒸发器,该蒸发器与源输入流体连通并且与压缩机流体连通。蒸发器可以被构造成当源流体朝向压缩机行进时将来自源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流。该装置可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与压缩机流体连通,被构造成将来自压缩机的加压蒸汽转变成冷凝物。该装置可以进一步包括冷凝物流路和浓缩物流路,该冷凝物流路和该浓缩物流路包括相应的第一热交换器和第二热交换器。第一热交换器和第二热交换器可以各自包括来自源流体储存部的源流体流路的热交换部。热交换部可以在源流体输入阀的下游。该装置可以进一步包括冷凝物温度传感器,该冷凝物温度传感器被构造成生成指示冷凝物温度的数据信号。冷凝物温度传感器可以设置在第一热交换器下游的冷凝物流路上。该装置可以进一步包括通向目的地装置的输出。该装置可以进一步包括控制器,该控制器被构造成基于第一多模式控制回路来致动输入源阀组,其中该第一多模式控制回路为输入源阀组中的所有输入源阀产生多个临时的总打开状态命令。控制器可以被构造成基于滑动器来致动输入源阀组,其中该滑动器从多个临时命令中生成单个总打开状态命令。控制器可以被构造成基于第二控制回路来致动输入源阀组,该第二控制回路接收数据信号和所请求的温度,并且在所有输入源阀之间分配总打开状态命令,以将冷凝物温度调节到温度设定点。
在一些实施例中,在第一热交换器和第二热交换器内的源流体流路的热交换部可以被设置成与它们相应的冷凝物流路和浓缩物流路逆流。在一些实施例中,控制器可以被构造成在多个操作状态下操作,并且温度设定点可以取决于状态。在一些实施例中,该装置还包括目的地装置,该目的地装置经由使用点阀与冷凝物流路流体连通。在一些实施例中,目的地装置可以是医疗系统。在一些实施例中,医疗系统可以被构造成混合至少一种透析液溶液。在一些实施例中,目的地装置可以是透析机。在一些实施例中,目的地装置可以是血液透析机。在一些实施例中,第一多模式控制回路和第二控制回路中的至少一个可以包括PID控制回路。在一些实施例中,PID控制回路的至少一项的增益可以为零。在一些实施例中,可以通过至少一个调节器控制回路的输出来调节临时总打开状态命令的数量。在一些实施例中,蒸馏装置可以进一步包括贮槽。贮槽可以在源输入和蒸发器的中间。该至少一个调节器控制回路中的一个可以被构造成基于目标贮槽温度和由贮槽温度传感器测量的当前贮槽温度来产生输出,其中该贮槽温度传感器被构造成生成表示贮槽中的流体温度的数据信号。在一些实施例中,该至少一个调节器控制回路中的一个可以被构造成基于目标蒸汽温度和由蒸汽温度传感器测量的当前蒸汽温度来产生输出,其中该蒸汽温度传感器被构造成产生表示蒸汽流温度的数据信号。在一些实施例中,该装置可以进一步包括浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器被构造成输出指示蒸馏装置内的浓缩物料位的浓缩物料位数据信号。控制器可以被构造成从浓缩物料位数据信号确定当前泄料速率(blowdownrate)。第一多模式控制回路可以被构造成接收目标泄料速率和当前泄料速率数据信号并且作为输入。在一些实施例中,临时总打开状态命令中的至少一个可以是第一生产温度状态命令,并且临时总打开状态命令中的至少一个可以是第二生产温度状态命令。在一些实施例中,该装置可以进一步包括蒸发器料位传感器,该蒸发器料位传感器被构造成输出蒸发器数据信号。控制器可以被构造成至少部分地基于目标蒸发器传感器料位和蒸发器数据信号的输入来生成临时总打开状态命令中的至少一个。在一些实施例中,目标蒸发器传感器料位和蒸发器数据信号可以输入到导数控制器中。在一些实施例中,导数控制器可以是其中D项增益比P项和I项大至少一个数量级的PID控制器。
根据本公开的另一个实施例,水蒸汽蒸馏设备可以包括具有源流体输入的贮槽。该设备可以进一步包括蒸发器,该蒸发器的第一侧经由贮槽与源流体输入流体连通,而第二侧与蒸汽室流体连通。蒸发器可以被构造成:在源流体朝向蒸汽室行进时,该蒸发器将来自源流体输入的源流体转变成低压蒸汽和浓缩物。在操作期间,蒸发器中的液位可能不均匀。该设备可以进一步包括蒸发器储存部,该蒸发器储存部横向于蒸发器设置并且经由贮槽与蒸发器流体连通。蒸发器储存部可以包括料位传感器,该料位传感器被构造成监测蒸发器储存部中的水柱的水位并且生成指示水柱的水位的数据信号。该设备可以进一步包括压缩机,该压缩机具有低压蒸汽入口和高压蒸汽出口,其中该低压蒸汽入口与蒸汽室建立流体连通,该高压蒸汽出口经由冷凝器入口与冷凝器建立流体连通。该设备可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与蒸发器的多个外表面成热传递关系。冷凝器可以被构造成通过使高压蒸汽流与蒸发器的该多个外表面接触来冷凝来自压缩机的高压蒸汽流。冷凝器可以包括冷凝部和冷凝物积聚部。该设备可以进一步包括处理器,该处理器被构造成部分地基于数据信号来将一组输入源阀致动到源流体输入。
在一些实施例中,料位传感器可以包括可移位构件,该可移位构件能够在小于蒸发器储存部的高度的位移范围内移位。在一些实施例中,料位传感器可以包括可移位构件,该可移位构件能够在从蒸发器储存部的第一端部延伸到蒸发器储存部的至少中点的位移范围内移位。位移范围可以是小于蒸发器储存部的高度的70%的距离。在一些实施例中,第一端可以是蒸发器储存部的最远离贮槽的一端。在一些实施例中,蒸发器储存部可以经由从蒸发器储存部的第一端部延伸的排气路径与蒸汽室连通。在一些实施例中,排气路径可以从蒸发器储存部延伸到浓缩物储存部,该浓缩物储存部横向于蒸汽室附接并设置。在一些实施例中,蒸发器储存部的高度可以大于蒸发器的高度。在一些实施例中,处理器可以被构造成部分地基于经由数据信号的分析确定出的目标水柱水位以及当前水柱水位来确定输入源阀组的总打开状态时间。在一些实施例中,处理器可以被构造成部分地基于PID控制器的输出来确定输入源阀组的总打开状态时间,其中该PID控制器接收作为输入的目标水柱水位和当前水柱水位。在一些实施例中,PID控制器的P项、I项和D项中的至少一项的增益可以为零。在一些实施例中,PID控制器的D项的增益可以比PID控制器的P项和I项的增益大至少一个数量级。在一些实施例中,PID控制器的D项的增益可以比PID控制器的P项和I项的增益大两个数量级。在一些实施例中,处理器可以被构造成部分地基于目标泄料速率和当前泄料速率来确定总打开状态时间,该目标泄料速率和当前泄料速率如由附接到蒸汽室的泄料储存部中的泄料料位传感器产生的泄料料位数据信号所指示。在一些实施例中,处理器可以被构造成部分地基于至少一个调节器控制回路的输出来确定总打开状态命令。在一些实施例中,该至少一个调节器控制回路中的一个可以被构造成基于目标贮槽温度和由贮槽温度传感器测量的当前贮槽温度来产生输出,该贮槽温度传感器被构造成生成表示贮槽中流体温度的数据信号。在一些实施例中,该至少一个调节器控制回路中的一个可以被构造成基于目标蒸汽温度和由蒸汽温度传感器测量的当前蒸汽温度来产生输出,该蒸汽温度传感器被构造成生成表示蒸汽流温度的数据信号。在一些实施例中,控制器可以被构造成响应于由数据信号指示的水柱水位的变化来改变输入源阀组的总打开状态命令。在一些实施例中,控制器可以被构造成成比例于由数据信号指示的水柱变化速率来改变输入源阀组的总打开状态命令。
根据本公开的另一个实施例,一种控制源流体进入到蒸馏装置中的流量的方法可以包括:通过使蒸馏装置中的液体沸腾而在蒸馏装置的蒸发器中建立不均匀的液位。该方法可以进一步包括:利用第一料位传感器感测蒸发器储存部中的液柱液位,其中该蒸发器储存部与蒸发器流体连通并且与蒸发器设置在同等高度处。该方法可以进一步包括:利用第二料位传感器感测与蒸发器流体连通的浓缩物储存部中的浓缩物料位。该方法可以进一步包括:至少部分地基于浓缩物料位和目标浓缩物积聚速率以及在液柱液位和目标液柱液位之间的差值,利用处理器来生成源入口阀打开时间命令。该方法可以进一步包括:基于源入口阀打开时间命令来命令多个源入口阀打开。
在一些实施例中,感测液柱液位可以包括使可移位构件在小于蒸发器储存部的高度的位移范围内移位。在一些实施例中,感测液柱液位可以包括使可移位构件在从蒸发器储存部的第一端部延伸到蒸发器储存部的至少中点的位移范围内移位。位移范围可以是小于蒸发器储存部的高度的70%的距离。在一些实施例中,第一端可以是蒸发器储存部的最远离蒸馏装置的贮槽的一端。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:经由排气路径将蒸发器储存部排气到设置在蒸发器上方的蒸馏装置的蒸汽室中。在一些实施例中,排气路径可以从蒸发器储存部延伸到浓缩物储存部,该浓缩物储存部横向于蒸汽室附接并设置。在一些实施例中,生成源入口阀打开时间命令可以包括将差值输入到PID控制器。在一些实施例中,PID控制器的P项、I项和D项中的至少一项的增益可以为零。在一些实施例中,PID控制器的D项的增益可以比PID控制器的P项和I项的增益大至少一个数量级。在一些实施例中,PID控制器的D项的增益可以比PID控制器的P项和I项的增益大两个数量级。在一些实施例中,生成源入口阀打开时间命令可以包括根据浓缩物料位确定当前浓缩物积聚速率,并且计算目标浓缩物速率与当前浓缩物积聚速率之间的差值。在一些实施例中,生成源入口阀打开时间命令可以包括生成至少一个调节器控制回路的输出。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:利用贮槽温度传感器感测当前贮槽温度,并且生成至少一个调节器控制回路的输出包括基于目标贮槽温度和当前贮槽温度来产生输出。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:利用蒸汽温度传感器感测蒸馏装置中的蒸汽流的温度。在一些实施例中,生成至少一个调节器控制器的输出可以包括基于目标蒸汽温度和当前蒸汽温度产生输出。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:响应于液柱液位的改变而改变源入口阀打开时间命令。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:与液柱液位的变化速率成比例地改变源入口阀打开时间命令。
根据本公开的另一实施例,流体蒸汽蒸馏设备可以包括至少一个控制器。该设备可以进一步包括源入口,该源入口经由至少一个阀与流体源选择性地流体连通。该设备可以进一步包括与源入口流体连通的蒸发器。该设备可以进一步包括蒸汽室,该蒸汽室联接到蒸发器并且与压缩机流体连通。蒸汽室的外表面可以形成到压缩机的入口流路的一部分和到压缩机的出口的出口流路的一部分。该设备可以进一步包括浓缩物储存部。浓缩物储存部可以经由流入路径附接到蒸汽室并且横向于蒸汽室设置,使得浓缩物储存部的至少一部分与蒸汽室处于同等高度。该设备可以进一步包括冷凝器,该冷凝器经由直线流路与压缩机的出口流体连通。直线流路可以包括冷凝器入口,该冷凝器入口固定地附接到片材,该片材具有限定蒸汽室的一部分的第一面和限定冷凝器的一部分的相对面。该设备可以进一步包括产物过程流储存部,该产物过程流储存部通过产物储存部入口联接到冷凝器并且横向于冷凝器设置,使得产物过程流储存部的至少一部分与冷凝器处于同等高度。
在一些实施例中,流入路径可以包括障碍物。在一些实施例中,障碍物可以包括壁,该壁以基本垂直于流入路径的角度延伸到浓缩物储存部中。在一些实施例中,障碍物可以延伸到浓缩物储存部中,并且将浓缩物储存部分成第一部分和第二遮蔽部分。在一些实施例中,障碍物可以包括至少一个排气口。在一些实施例中,产物储存部入口可以邻近冷凝器的产物积聚表面。在一些实施例中,压缩机可以由马达驱动,该马达部分地设置在凹入到蒸汽室的侧面中的接收井内。在一些实施例中,压缩机可以包括叶轮,该叶轮绕以下轴线旋转,该轴线相对于蒸汽室横向延伸并且相对于蒸汽室的纵向轴线平行。
根据本公开的另一个实施例,蒸馏装置可以包括经由一组流体输入阀与源选择性地流体连通的源流体输入。该装置可以进一步包括蒸发器,该蒸发器与源输入流体连通,并且与具有叶轮的压缩机流体连通,其中该叶轮操作地联接到叶轮马达。蒸发器可以被构造成当源流体朝向压缩机行进时将来自源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流。该装置可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与蒸发器的多个外表面成热传递关系。冷凝器可以被构造成通过使高压蒸汽流与蒸发器的该多个外表面接触来冷凝来自压缩机的高压蒸汽流。该装置可以进一步包括浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器被构造成感测浓缩物储存部中的当前浓缩物料位,该浓缩物储存部具有设置在蒸发器上方的流入路径并且具有沿着蒸发器并排延伸的长轴。该装置可以进一步包括至少一个控制器,该至少一个控制器被构造成:通过基于在低温馏出物生产状态下的低温馏出物生产额定速度命令和在高温馏出物生产状态下的高温馏出物生产额定速度命令来周期性地生成叶轮马达命令,从而在低温馏出物生产状态和高温馏出物生产状态下管控叶轮的转速。低温馏出物生产额定速度命令可以是比高温馏出物生产额定速度命令更快的马达速度命令。
在一些实施例中,可以基于来自浓缩物料位传感器的数据信号对叶轮马达命令进行调节,其中该数据信号指示浓缩物储存部中浓缩物的料位。在一些实施例中,该调节可以由叶轮马达命令增量极限来限制。在一些实施例中,叶轮马达命令增量极限可以≤10rpm/sec。在一些实施例中,叶轮马达命令增量极限可以是≤5rpm/sec。在一些实施例中,当数据信号指示浓缩物储存部中浓缩物的料位大于第一阈值时,可以减小叶轮马达命令。在一些实施例中,第一阈值可以被定义为浓缩物料位,在该料位下,浓缩物储存部处于65%至80%的满值之间。在一些实施例中,当数据信号指示浓缩物储存部中浓缩物的料位大于第一阈值时,可以将叶轮马达命令保持为不大于先前命令的叶轮马达命令值。在一些实施例中,第一阈值可以被定义为浓缩物料位,在该料位下,浓缩物储存部处于65%至80%的满值之间。在一些实施例中,当数据信号指示浓缩物储存部中浓缩物的料位大于第二阈值时,可以增加叶轮马达命令。在一些实施例中,高温馏出物生产额定速度命令可以是在制造期间限定的校准值。在一些实施例中,高温馏出物生产额定速度命令可以小于低温馏出物生产额定速度命令的80%并且大于低温馏出物生产额定速度命令的70%。在一些实施例中,低温馏出物生产额定速度命令可以是4500rpm。
根据本公开的另一实施例,一种控制蒸馏装置的压缩机的方法可以包括:打开至少一个流体输入阀,以将源流体从流体源输送到蒸馏装置的贮槽中。该方法可以进一步包括:在蒸发器中将源流体转变成浓缩物流和蒸汽流。该方法可以进一步包括:利用处理器确定状态特定的压缩机速度命令。压缩机速度命令可以基于在低温馏出物生产状态下的低温馏出物生产额定速度命令,并且可以基于在高温馏出物生产状态下的高温馏出物生产额定速度命令。低温馏出物生产额定速度命令可以是比高温馏出物生产额定速度命令更快的马达速度命令。该方法可以进一步包括:利用处理器基于压缩机速度命令来生成最终命令速度。该方法可以进一步包括:利用处理器命令压缩机的叶轮以最终命令速度旋转。该方法可以进一步包括:经由压缩机来压缩蒸汽流。该方法可以进一步包括:将蒸汽流冷凝成冷凝物,并且随着蒸汽流冷凝而将热量传递到蒸发器。
在一些实施例中,该方法可以进一步包括:利用料位传感器感测与蒸发器流体连通的浓缩物储存部中的浓缩物料位。在一些实施例中,生成最终命令速度可以包括基于浓缩物料位来确定对压缩机速度命令的调节。在一些实施例中,确定调节可以包括当浓缩物料位大于第一阈值时减小压缩机速度命令。在一些实施例中,第一阈值可以被定义为浓缩物料位,在该料位下,浓缩物储存部处于65%至80%的满值之间。在一些实施例中,确定调节可以包括:当浓缩物的料位大于第一阈值时,将最终命令速度保持为不大于先前命令的最终命令速度。在一些实施例中,确定调节可以包括:当浓缩物的料位大于第二阈值时,减小压缩机速度命令。在一些实施例中,生成最终命令速度可以包括确定对压缩机速度命令的调节。在一些实施例中,调节可以受到增量极限的限制。在一些实施例中,增量极限可以是≤10rpm/sec。在一些实施例中,增量极限可以是≤5rpm/sec。在一些实施例中,高温馏出物生产额定速度命令可以是在制造期间限定的校准值。在一些实施例中,高温馏出物生产额定速度命令可以小于低温馏出物生产额定速度命令的80%并且大于低温馏出物生产额定速度命令的70%。在一些实施例中,低温馏出物生产额定速度命令可以是4500rpm。
根据本公开的另一个实施例,蒸馏装置可以包括贮槽,该贮槽经由一组流体输入阀与源选择性地流体连通。该装置可以进一步包括至少一个加热元件和在贮槽中的至少一个贮槽温度传感器。贮槽温度传感器可以被构造成生成贮槽温度数据信号。该装置可以进一步包括蒸发器,该蒸发器具有与贮槽流体连通的第一侧和与压缩机流体连通的第二侧,其中该压缩机具有叶轮,该叶轮操作地联接到叶轮马达。蒸发器可以被构造成当源流体朝向蒸汽室行进时将源流体从源流体输入转变成蒸汽流和浓缩物。该装置可以进一步包括冷凝器,该冷凝器与蒸发器的多个外表面成热传递关系。冷凝器可以被构造成通过使高压蒸汽流与蒸发器的该多个外表面接触来冷凝来自压缩机的高压蒸汽流。该装置可以进一步包括浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器被构造成感测浓缩物储存部中的当前浓缩物料位,其中该浓缩物储存部具有设置在蒸发器上方的流入路径并且具有沿着蒸发器并排延伸的长轴。该装置可以进一步包括蒸汽温度传感器,该蒸汽温度传感器设置在蒸汽流的流路中并且被构造成生成蒸汽温度数据信号。该装置可以进一步包括至少一个控制器,该至少一个控制器被构造成确定至少一个加热元件的占空比命令。占空比命令可以至少部分地基于蒸汽流的目标温度、蒸汽温度数据信号、贮槽温度数据信号和用于流体输入阀组的总源打开命令。
在一些实施例中,蒸汽流的目标温度可以是108℃。在一些实施例中,控制器可以被构造成调节占空比命令以符合至少一个极限。在一些实施例中,该极限可以是最大功率消耗极限。在一些实施例中,控制器可以被构造成至少部分地基于压缩机的功率消耗来调节占空比命令。在一些实施例中,控制器可以被构造成通过确定压缩机的功率消耗并且从预定的功率值中减去该压缩机的功率消耗来计算占空比命令的极限。在一些实施例中,预定的功率值可以被定义为系统的最大总功率。在一些实施例中,占空比命令可以被限制为预定的最大占空比。在一些实施例中,预定的最大占空比可以不大于90%的占空比。在一些实施例中,蒸汽流的目标温度可以是状态特定的。在一些实施例中,低温馏出物生产状态下的目标温度可以大于高温馏出物生产状态下的目标温度。在一些实施例中,处于第一状态下的蒸汽流的目标温度可以是108℃,并且处于第二状态下的蒸汽流的目标温度可以是104℃。在一些实施例中,第一状态下的目标温度可以比第二状态下的目标温度高4℃。在一些实施例中,第一状态下的目标温度可以是第二状态下的目标温度的至少95%,但是小于第二状态下的目标温度。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于流体输入阀组的总源打开命令和源流体的至少一个热力学特性来确定用于确定占空比命令的前馈项。在一些实施例中,热力学特性可以是源流体的比热。在一些实施例中,蒸汽流的目标温度可以是111℃至112℃。
根据本公开的实施例,一种在蒸馏装置中加热流体的方法可以包括打开至少一个流体输入阀以将源流体从流体源输送到蒸馏装置的贮槽中。该方法可以进一步包括:经由温度传感器感测贮槽中的源流体的贮槽温度。该方法可以进一步包括:感测从源流体生成的蒸汽流的蒸汽温度。该方法可以进一步包括:利用处理器比较蒸汽温度与目标蒸汽温度。该方法可以进一步包括:将蒸汽温度和目标蒸汽温度之间的差值输入到第一控制器,并且生成第一控制器输出。该方法可以进一步包括:至少部分地基于第一控制器输出和贮槽温度向第二控制器提供输入,并且生成第二控制器输出。该方法可以进一步包括:基于该至少一个流体输入阀的总打开状态时间将第二控制器输出更改为经改变的第二控制器输出。该方法可以进一步包括:基于经改变的第二控制器输出和至少一个极限来命令贮槽中的加热元件的占空比。
在一些实施例中,目标蒸汽温度可以在108℃至112℃的范围内。在一些实施例中,至少一个极限可以包括最大功率消耗极限。在一些实施例中,该至少一个极限可以包括至少部分基于蒸馏装置中的压缩机的功率消耗的极限。在一些实施例中,该方法可以进一步包括:通过确定压缩机的功率消耗并且从预定的功率值中减去该压缩机的功率消耗来计算该至少一个极限中的一个极限。在一些实施例中,预定的功率值可以被定义为系统的最大总功率。在一些实施例中,该至少一个极限可以包括预定的最大占空比极限。在一些实施例中,预定的最大占空比可以不大于90%的占空比。在一些实施例中,蒸汽流的目标蒸汽温度可以是状态特定的。在一些实施例中,低温馏出物生产状态下的目标温度可以大于高温馏出物生产状态下的目标温度。在一些实施例中,第一状态下的目标温度可以比第二状态下的目标温度高4℃。在一些实施例中,第一状态下的目标温度可以是第二状态下的目标温度的至少95%,但是小于第二状态下的目标温度。在一些实施例中,第二控制器输出到经改变的第二控制器输出中可以包括基于该至少一个流体输入阀的总源打开命令和源流体的至少一个热力学特性来确定前馈项。在一些实施例中,热力学特性可以是源流体的比热。
根据本公开的实施例,水蒸馏装置可以包括贮槽,该贮槽经由一组源比例阀选择性地与流体源流体连通。该装置可以进一步包括与贮槽流体连通的蒸发器。该装置可以进一步包括蒸汽室,该蒸汽室联接到蒸发器并且与压缩机流体连通。该装置可以进一步包括浓缩物储存部,该浓缩物储存部经由流入路径附接到蒸汽室并且具有浓缩物料位传感器,该浓缩物料位传感器被构造成生成指示浓缩物储存部的填充百分比的浓缩物料位数据信号。浓缩物储存部可以联接到浓缩物流路。该装置可以进一步包括冷凝器,该冷凝器联接到压缩机的出口并且与冷凝物流路流体连通。该装置可以进一步包括第一热交换器和第二热交换器,该第一热交换器和该第二热交换器包括来自流体源的源流体流路的热交换部。第一热交换器的热交换部可以与冷凝物流路处于热交换关系,而第二热交换器的热交换部可以与浓缩物流路处于热交换关系。源流体流路的热交换部可以在源比例阀的下游。该装置可以进一步包括在第一热交换器下游的点处与冷凝物流路连通的至少一个馏出物传感器。该装置可以进一步包括控制器,该控制器被构造成至少部分地基于浓缩物数据信号和目标浓缩物速率来确定源比例阀的总打开状态时间。控制器可以被构造成基于来自至少一个馏出物传感器的至少一个馏出物传感器数据信号,将总打开状态命令的百分比分配给每一个源比例阀。
在一些实施例中,冷凝器可以包括冷凝部和冷凝物积聚部。在一些实施例中,冷凝器可以与包括冷凝物料位传感器的冷凝物储存部流体连通,其中该冷凝物料位传感器被构造成监测冷凝物储存部中冷凝物的料位并且生成指示冷凝物积聚部的填充百分比的冷凝物数据信号。冷凝物储存部可以在冷凝器和浓缩物流路之间。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于PID控制回路的输出来维持冷凝物积聚部的目标填充百分比,该PID控制回路使用目标填充百分比以及目标填充百分比以及如由冷凝物数据信号所指示的当前填充百分比之间的差值作为输入。在一些实施例中,目标填充百分比可以等于至少一升且小于2升。在一些实施例中,冷凝器可以与包括冷凝物料位传感器的冷凝物储存部流体连通,其中该冷凝物料位传感器被构造成监测冷凝物储存部中冷凝物的料位并且生成指示冷凝物储存部的填充百分比的冷凝物数据信号。冷凝物储存部在冷凝器和浓缩物流路的中间。在一些实施例中,至少一个馏出物传感器可以包括温度传感器。在一些实施例中,该至少一个馏出物传感器数据信号可以是指示通过热交换器之后的当前冷凝物温度的温度数据信号。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于控制回路将总打开状态命令的百分比分配给每一个源比例阀,其中该控制回路使用目标冷凝物温度和当前冷凝物温度作为输入。在一些实施例中,目标温度可以为至少35℃,但不大于40℃。在一些实施例中,目标温度可以为至少20℃,但不大于30℃。
根据本公开的另一个实施例,蒸馏系统可以包括蒸馏装置,该蒸馏装置经由一组源比例阀与流体源选择性地流体连通。蒸馏装置可以具有联接到浓缩物流路的浓缩物输出,并且可以具有联接到冷凝物流路的冷凝物输出。该系统可以进一步包括第一热交换器和第二热交换器,该第一热交换器和该第二热交换器各自包括来自源比例阀下游的流体源的源流体流路的热交换部。第一热交换器的热交换部可以与冷凝物流路处于热交换关系,而第二热交换器的热交换部可以与浓缩物流路处于热交换关系。每个热交换器可能都有一个专用的源比例阀。该系统可以进一步包括在第一热交换器下游的点处与冷凝物流路连通的冷凝物传感器组件。该系统可以进一步包括控制器,该控制器被构造成:在第一操作状态下,基于第一目标温度和第一目标温度与由控制器从冷凝物传感器组件接收到的当前浓缩物温度之间的差值,在源比例阀之间分配来自流体源的源流体的命令流。在第二模式下,控制器可以被构造成将全部命令流分配给专用于第二热交换器的源比例阀,并且以可能不大于预定极限的占空比打开专用于第一热交换器的源比例阀。
在一些实施例中,预定极限可以是5%。在一些实施例中,预定极限可以是2%。在一些实施例中,冷凝物传感器组件可以包括冗余温度传感器。在一些实施例中,第一热交换器和第二热交换器可以是螺旋形的,并且通过将热交换器围绕蒸馏装置的外部缠绕而形成。在一些实施例中,第一操作状态可以是低温馏出物生产状态,而第二操作状态可以是高温馏出物生产状态。在一些实施例中,第一目标温度可以为至少35℃,但不大于40℃。在一些实施例中,控制器可以被构造成基于第二目标温度以及在第二操作状态下第二目标温度与当前浓缩物温度之间的差值来打开专用于第一热交换器的源比例阀。在一些实施例中,第二目标温度可以比第一目标温度至少高65℃。在一些实施例中,第二目标温度可以比第一目标温度至少高50℃。在一些实施例中,第二目标温度可以大于95℃且小于100℃。在一些实施例中,第二目标温度可以是96℃。在一些实施例中,第二目标温度可以是第一目标温度的至少两倍。在一些实施例中,第二目标温度可以是第一目标温度的至少2.5倍。在一些实施例中,第二目标温度可以是第一目标温度的至少3.5倍。在一些实施例中,该系统可以进一步包括蒸发器料位传感器,该蒸发器料位传感器设置在蒸发器储存部中,与蒸馏装置的蒸发器流体连通。控制器可以被构造成在第二操作状态下至少部分地基于指示蒸发器储存部中水柱的水位的蒸发器料位数据信号来确定总流量命令。在一些实施例中,第一目标温度可以为至少20℃,但不大于30℃。在一些实施例中,第一目标温度是25℃。
根据本公开的另一个实施例,一种控制和分配源流体流到蒸馏装置中的流动的方法可以包括:利用浓缩物料位传感器感测与蒸馏装置的蒸发器流体连通的浓缩物储存部中的浓缩物料位。该方法可以进一步包括:在产物热交换器的下游点处感测由蒸馏装置产生的产物流体的温度,其中该产物热交换器使产物流体与来流源流体处于热交换关系。该方法可以进一步包括:利用处理器基于浓缩物料位来确定浓缩物积聚速率。该方法可以进一步包括:利用处理器计算浓缩物积聚速率与第一目标浓缩物积聚速率之间的第一差值以及浓缩物积聚速率与第二目标浓缩物积聚速率之间的第二差值。该方法可以进一步包括:利用处理器确定用于第一源流入比例阀和第二源流入比例阀的第一临时打开状态命令和第二临时打开状态命令。第一临时打开状态命令可以基于第一差值,而第二临时打开状态命令可以基于第二差值。该方法可以进一步包括:利用处理器根据临时打开状态时间命令来计算最终打开状态命令。该方法可以进一步包括:在处理器处于第一操作状态的情况下,在第一源流入比例阀和第二流入比例阀之间分配最终打开状态命令。第一源流入比例阀可以通向产物热交换器。该分配可以基于目标产物温度与产物流体的温度之间的差值。该方法可以进一步包括:在处理器处于第二操作状态的情况下,将整个最终打开状态命令分配给第二源流入比例阀。该方法可以进一步包括:在处理器处于第二操作状态的情况下,经由来自处理器的命令以不大于预定极限的占空比打开第一源流入比例阀。
在一些实施例中,第一目标积聚速率可以大于第二目标积聚速率。在一些实施例中,计算最终打开状态命令可以包括将第一临时打开状态命令和第二临时打开状态命令输入到滑动器中。在一些实施例中,计算最终打开状态命令可以包括根据第一临时源打开状态命令和第二临时源打开状态命令生成混合命令。在一些实施例中,计算最终打开状态命令可以包括确定第一状态分数和第二状态分数,并且将第一临时打开状态命令乘以第一状态分数,而将第二临时打开状态命令乘以第二状态分数。在一些实施例中,计算最终打开状态命令包括在第一操作状态和第二操作状态之间的过渡期间将命令从主要是第一临时打开状态命令调节到主要是第二临时打开状态命令。在一些实施例中,计算最终打开状态命令可以包括在第一操作状态和第二操作状态之间的过渡期间将命令从纯粹第一临时打开状态命令调节成纯粹第二临时打开状态命令。在一些实施例中,第二操作状态可以是热馏出物生产状态。在一些实施例中,该分配可以包括基于目标产物温度和产物流体的温度之间的差值来确定第一源流入比例阀的打开状态命令,以及通过从最终打开状态命令减去第一源流入比例阀的打开状态命令来确定第二源流入比例阀的打开状态命令。在一些实施例中,预定极限可以是小于5%的极限。在一些实施例中,预定极限可以是小于2%的极限。在一些实施例中,确定第二临时打开状态命令可以进一步包括:利用蒸发器料位传感器感测与蒸发器流体连通的蒸发器储存部中液柱的液位。第二临时打开状态命令可以部分地基于液柱的液位与液柱的目标液位之间的差值。在一些实施例中,第二临时打开状态命令可以基于液柱的液位与液柱的目标液位之间的差值的变化速率。
根据本公开的实施例,医疗系统可以包括至少一种浓缩物流体。该系统可以进一步包括蒸馏装置,该蒸馏装置具有蒸发器、冷凝器和净化产物水热交换器,该净化产物水热交换器具有彼此处于热交换关系的源流体流路和净化产物水流路。该系统可以进一步包括医疗装置,该医疗装置可以包括治疗流体制备回路,该治疗流体制备回路经由使用点阀选择性地与净化产物水流路流体连通。医疗装置可以包括治疗装置处理器,该治疗装置处理器被构造成命令所述至少一种浓缩物和净化水混合以通过治疗流体制备回路产生规定的治疗流体。该系统可以进一步包括在医疗装置的治疗装置处理器和蒸馏装置的蒸馏装置处理器之间的通信链路。医疗装置处理器可以被构造成将模式命令传输到蒸馏装置处理器。该系统可以进一步包括与净化产物水流路连通的传感器组件。该系统可以进一步包括在流体源和源流体流路中间的源阀。蒸馏装置处理器可以被构造成至少部分地基于模式命令和来自传感器组件的数据来致动源阀。
在一些实施例中,传感器组件可以包括至少一个温度传感器和至少一个电导率传感器。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成至少部分地基于模式命令和来自传感器组件的温度数据来致动源阀。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成至少部分地基于模式命令和来自传感器组件的数据以及净化水的目标设定点来致动源阀。在一些实施例中,目标设定点可以是温度设定点。在一些实施例中,目标设定点可以由蒸馏装置处理器基于模式命令来确定。在一些实施例中,目标设定点可以基于模式命令中的第一模式命令,该第一模式命令可以在20°至30°的范围内,并且目标设定点可以基于模式命令中的第二模式命令,该第二模式命令可以大于90℃。
在一些实施例中,医疗装置可以是透析机。在一些实施例中,医疗装置可以是血液透析装置。在一些实施例中,治疗流体可以是透析流体。在一些实施例中,冷凝器可以包括冷凝区段和产物存储区段。产物存储部可以具有至少一升的容积。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以进一步被构造成至少部分地基于模式命令来控制蒸馏装置的压缩机马达的操作。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以进一步被构造成至少部分地基于模式命令来管控蒸馏装置的浓缩物出口阀的操作。
根据本公开的实施例,医疗系统可以包括蒸馏装置,该蒸馏装置具有:蒸发器;源入口流路,该源入口流路通向与蒸发器流体连通的源输入;冷凝器;净化产物水输出流路,该净化产物水输出流路与冷凝器流体连通。该系统可以进一步包括在源入口流路中的第一过滤器和第二过滤器。该系统可以进一步包括多个压力传感器,该多个压力传感器包括在第一过滤器上游的第一压力传感器和在第二过滤器下游的第二压力传感器。该系统可以进一步包括医疗装置,该医疗装置包括治疗流体制备回路,该治疗流体制备回路经由使用点阀与净化产物水输出流路选择性地流体连通。该系统可以进一步包括在医疗装置的治疗装置处理器和蒸馏装置的蒸馏装置处理器之间的通信链路。蒸馏装置处理器可以被构造成基于来自该多个压力传感器的数据进行第一过滤器更换检查,并且治疗装置处理器可以被构造成进行第二过滤器更换检查,并且当第一过滤器更换检查或第二过滤器更换检查中的任何一项失败时,经由通信链路命令蒸馏装置处理器进入过滤器更换模式。
在一些实施例中,第二过滤器更换检查可以包括对照极限检查自安装第一过滤器和第二过滤器以来经过的天数。在一些实施例中,医疗装置可以包括图形用户界面。在一些实施例中,第二过滤器更换检查可以包括对照至少一个预定标准检查图形用户界面上的用户输入。在一些实施例中,系统可以进一步包括设置在第一过滤器和第二过滤器中间的采样端口,并且预定标准可以是水化学测试条标准。在一些实施例中,水化学测试条标准可以是氯化料位标准。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成在第一过滤器更换检查或第二过滤器更换检查中的至少一个之前命令对第一过滤器和第二过滤器进行冲洗。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成基于来自第二压力传感器的过滤器输出压力数据信号来进行第一过滤器更换检查。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成当过滤器输出压力低于阈值时指示第一过滤器更换检查的失败。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成基于如由第一压力传感器指示的在第一过滤器和第二过滤器上游的压力与如由第二压力传感器指示的第一过滤器和第二过滤器下游的压力之间的差值进行第一过滤器更换检查。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成当该差值小于阈值时指示第一过滤器更换检查的失败。
根据本公开的另一个实施例,医疗系统可以包括具有源水输入和流体输出流路的蒸馏装置。该系统可以进一步包括医疗装置,该医疗装置包括多个流体流路、多个阀、至少一个流体泵以及流体入口,该流体入口经由使用点阀与流体输出流路选择性地流体连通的。该系统可以进一步包括医疗装置和蒸馏装置之间的通信链路。该系统可以进一步包括与流体输出流路连通的传感器组件。该系统可以进一步包括治疗装置处理器,该治疗装置处理器被构造成致动该多个阀和该至少一个流体泵以将高温流体泵送通过该多个流体流路。该系统可以进一步包括蒸馏装置处理器,该蒸馏装置处理器被构造成基于来自传感器组件的至少一个数据信号和通过通信链路从医疗装置的治疗装置处理器发送来的模式命令来管控蒸馏装置的操作,以在第一时间段和第二时间段期间产生高温流体并且将该高温流体输出到流体输出流路,其中在该第一时间段中蒸馏装置处理器命令使用点阀打开,在该第二时间段中蒸馏装置处理器命令使用点阀关闭并且命令通向与流体输出流路流体连通的流路的阀打开。
在一些实施例中,源水输入可以与非温度受控的流体源流体连通。在一些实施例中,医疗装置可以是透析机。在一些实施例中,医疗装置可以是血液透析机。在一些实施例中,多个流体流路可以包括:通过半透膜彼此分开的第一流路和第二流路。在一些实施例中,该多个流体流路可以至少被包括在血液泵送盒以及透析液泵送盒中。在一些实施例中,医疗装置可以包括流体储存部,并且治疗装置处理器可以被构造成基于包含在流体储存部中的高温流体的量向蒸馏装置处理器发送信号以结束第一时段。在一些实施例中,医疗装置可以包括加热器。在一些实施例中,至少一个数据信号可以包括至少一个温度数据信号。在一些实施例中,蒸馏装置可以包括压缩机,并且蒸馏装置处理器可以被构造成经由部分基于模式命令而确定的压缩机速度命令来管控压缩机的操作。在一些实施例中,蒸馏装置处理器可以被构造成基于该至少一个数据信号和通过通信链路从治疗装置处理器发送来的另一模式命令来管控蒸馏装置的操作,以产生医疗流体成分并将产生出的医疗流体成分输出到流体输出流路。在一些实施例中,该多个流路可以包括医疗流体混合回路,并且治疗装置处理器可以被构造成命令该至少一个泵和多个阀的操作以根据预定处方将医疗流体成分与与该多个流路流体连通的至少一种浓缩物混合。
一个或多个实施例的细节在附图和以下描述中阐述。根据说明书、附图和权利要求书,其它特征和优点将变得显而易见。
附图说明
通过以下参考附图对本公开的各种实施例的详细描述,这些和其它方面将变得更加显而易见,在这些附图中:
图1示出了水净化系统的示例示意图;
图2示出了水净化系统的另一示例示意图;
图3示出了水净化系统的另一示例示意图;
图4示出了水净化系统的另一示例示意图;
图5示出了图1中所示的系统的示例性实施例;
图6至图7示出了系统的一部分的视图,其中移除了系统的热区段壳体;
图8示出了示例性热交换器的视图;
图9示出了图8中的示例性热交换器6008的一部分的截面图;
图10示出了填充有源流体的示例净化器的截面图;
图11示出了净化器的一部分的分解图;
图12示出了净化器的一部分的俯视图,其中切掉了浓缩物储存部的一部分;
图13示出了示例浓缩物储存部的截面图;
图14至图15示出了示例蒸汽室的内部容积的透视图;
图16示出了示例浓缩物储存部的另一截面图;
图17示出了示例净化器和浓缩物储存部的透视图;
图18示出了示例蒸汽室和除雾器的分解图;
图19至图20示出了示例流路回旋器的视图;
图21示出了示例承滴盘的视图;
图22示出了承滴盘和除雾器的分解图;
图23示出了从示例蒸汽室分解出的示例压缩机;
图24示出了示例压缩机的分解图;
图25示出了示例压缩机的另一分解图;
图26示出了示例压缩机的俯视图;
图27和图28示出了在图26的指定平面处截取的截面;
图29示出了示例压缩机的另一俯视图;
图30和图31示出了在图29的指定平面处截取的截面;
图32示出了示例净化器的视图,其中分解了蒸汽室、除雾器和冷凝器入口联接器;
图33示出了包括开窗的示例冷凝器入口的透视图;
图34示出了示例净化器的截面图,示出净化器内的高压蒸汽;
图35示出了另一示例冷凝器入口的透视图;
图36示出了示例净化器的蒸发器冷凝器的侧视图,其中切掉了产物储存部的一部分;
图37示出了示例净化器的透视图,该净化器包括多个排气流路;
图38示出了包括多个产物流路的示例净化器的透视图;
图39示出了包括多个产物流路的示例净化器的侧视图;
图40和图41示出了示例感测歧管;
图42和图43示出了示例混合罐的透视图;
图44示出了示例净化器的侧视图,其中将净化器的示例支撑板的枢轴分解;
图45示出了示例净化器的侧视图,其中将联接净化器的第一区段和第二区段的紧固件移除;
图46示出了示例净化器的侧视图,其中将联接净化器的第一区段和第二区段的紧固件移除,并且将第一区段沿着位移路径从第二区段移开;
图47示出了示例净化器的侧视图,其中将联接净化器的第一区段和第二区段的紧固件移除,并且将第一部分绕由枢轴限定的弓形路径从第二区段移开;
图48示出了类似于图3中所示的示例系统的示例系统前透视图;
图49示出了图48中所示的示例系统的后透视图;
图50示出了示例系统的前透视图,其中移除了示例系统的外壳的一部分;
图51示出了示例系统的后透视图,其中移除了示例系统的外壳的一部分;
图52示出了包括多个源流体流路的示例净化器的部分的透视图;
图53示出了包括多个源流体流路的示例净化器的部分的透视图;
图54示出了示例源入口歧管的侧视图;
图55示出了示例产物热交换器歧管的侧视图;
图56示出了示例性热交换器的视图;
图57示出了图56中的示例性热交换器6008的一部分的截面图;
图58示出了示例净化器的俯视图;
图59示出了在图58的所指示平面处截取的、延伸穿过净化器的产物储存部和产物料位传感器的截面图;
图60示出了净化器的示例蒸发器冷凝器的分解图;
图61示出了净化器的示例蒸发器冷凝器的另一分解图;
图62示出了图61的所指示区域的放大细节图;
图63示出了在图58的所指示平面处截取的、延伸穿过净化器的泄料储存部和泄料料位传感器的截面图;
图64示出了示例净化器的一部分的视图,其中该示例净化器的蒸汽室的一部分被切掉;
图65示出了图64的所指示区域的放大细节图;
图66示出了示例泄料储存部和泄料料位传感器的截面图;
图67示出了包括多个泄料流路的示例净化器的部分的透视图;
图68示出了示例蒸汽室的分解图;
图69示出了示例蒸汽室和压缩机,该压缩机从蒸汽室中分解;
图70示出了示例压缩机和蒸汽室,该压缩机被分解出;
图71示出了示例压缩机的分解图;
图72示出了示例压缩机和蒸汽室的俯视图;
图73示出了在图72的所指示平面处截取的截面图;
图74示出了在图72的所指示平面处截取的截面图;
图75示出了示例压缩机和蒸汽室的俯视图;
图76示出了在图75的所指示平面处截取的截面图;
图77示出了在图75的所指示平面处截取的截面图;
图78示出了示例蒸发器冷凝器和蒸汽室的分解图,该蒸汽室从蒸发器冷凝器分解出;
图79示出了示例净化器的截面图,该截面图延伸穿过示例净化器的产物储存部和产物储存部料位传感器的中平面;
图80示出了包括多个排气流路的示例净化器的部分的透视图;
图81示出了示例混合储存部和泄料热交换器歧管的分解图;
图82示出了包括多个产物流路的示例净化器的部分的透视图;
图83示出了示例产物热交换器歧管的分解图;
图84A-84B示出了详细描述在示例系统的操作期间可能发生的许多状态改变的流程图;
图85示出了描绘可以在完整性测试状态下使用的多个示例动作的流程图;
图86示出了详细描述可以在系统的填充状态下使用的多个示例动作的流程图;
图87示出了详细描述可以在净化器的填充期间使用的多个示例动作的流程图;
图88示出了详细描述可以在系统的热量状态下使用的多个示例动作的流程图;
图89示出了详细描述可以冲洗系统的过滤器的多个示例动作的流程图;
图90示出了详细描述可以用于分配水样品的多个示例动作的流程图;
图91示出了详细描述可以用于制备用于过滤器更换的系统多个示例动作的流程图;
图92示出了详细描述可以在系统的生产准备状态下使用的多个示例动作的流程图;
图93示出了详细描述可以在系统的生产起动状态下使用的多个示例动作的流程图;
图94示出了详细描述可以在系统的水生产状态下使用的多个示例动作的流程图;
图95示出了详细描述可以在系统的热水生产准备状态下使用的多个示例动作的流程图;
图96示出了详细描述可以在系统的热水生产状态下使用的多个示例动作的流程图;
图97示出了详细描述可以在当系统处于自消毒模式时在系统的热水生产状态下使用的多个示例动作的流程图;
图98示出了详细描述可以在系统的待机状态下使用的多个示例动作的流程图;
图99示出了详细描述可以用于控制净化器中的液位的多个示例动作的流程图;
图100示出了示例产物温度控制图;
图101A-101B示出了另一示例产物温度控制图;
图101C示出了对于图101B中所示的控制图的部分的可替代温度控制图,在该部分中,产物温度和泄料温度均受到控制;
图102示出了详细描述可以用于确定储存部的填充速率的多个示例动作的流程图;
图103示出了详细描述可以用于利用填充速率估计值来更新填充速率决策的多个示例动作的流程图;
图104示出了详细描述可以用于调节目标泄料速率值的多个示例动作的流程图;
图105A示出了详细描述可以用于调节源比例阀命令的多个示例动作的流程图;
图105B示出了详细描述可以用于调节源比例阀命令的多个示例动作的流程图;
图106A-106B示出了详细描述可以用于确定源比例阀命令的多个示例动作的流程图;
图107示出了详细描述可以用于分流产物水的许多示例动作的流程图;
图108示出了详细描述可以用于监测系统操作期间的错误的多个示例动作的流程图;
图109示出了详细描述可以用于控制净化器中的液位的多个示例动作的流程图;
图110示出了详细描述可以用于控制压缩机的马达的多个示例动作的流程图;
图111示出了详细描述可以用于自动地校准额定马达速度值的多个示例动作的流程图;
图112示出了描绘可以用于自动校准马达速度设定点的多个示例动作的流程图;
图113示出了描绘可以用于自动校准马达速度设定点的多个示例动作的流程图;
图114示出了描绘可以用于自动校准马达速度设定点的多个示例动作的流程图7960;
图115示出了详细描述可以用于控制净化器内的液位的多个示例动作的流程图;
图116示出了详细描述可以用于监测系统操作期间的错误的多个示例动作的流程图;
图117示出了示例加热器控制图;
图118示出了详细描述可以用于确定压缩机马达控制器的前馈命令的多个示例动作的流程图;
图119示出了详细描述可以用于监测系统操作期间的错误的多个示例动作的流程图;
图120示出了包括轴承进给流量传感器的系统的框图;
图121示出了详细描述可以用于监测来自轴承进给泵的流量的多个示例动作的流程图;
图122示出了详细描述可以用于确定产物储存部出口阀命令的多个示例动作的流程图;
图123示出了详细描述可以用于基于来自产物料位传感器和产物温度传感器的数据来调节产物储存部出口阀占空比的多个示例动作的流程图;
图124示出了详细描述可以用于基于来自产物料位传感器产物的数据来调节储存部出口阀占空比的多个示例动作的流程图;
图125示出了详细描述可以用于基于来自一个或多个产物温度传感器的数据来调节产物储存部出口阀占空比的多个示例动作的流程图;
图126示出了描绘可以用于确定系统内异常源水温度的存在的多个示例动作的流程图;
图127示出了描绘可以用于调节过程流的温度设定点的多个示例动作的流程图;
图128示出了详细描述可以用于控制系统的电子元件冷却阀的多个示例动作的流程图;
图129示出了描绘可以用于控制系统的电子元件壳体的冷却的多个示例动作的流程图;以及
图130示出了描绘可以被执行以控制从热交换器输出的泄料过程流的温度的多个示例动作的流程图。
各个附图中相似的参考符号指示相似的元件。
具体实施方式
图1示出了示例性水净化系统6000的示意图。系统6000可以从源6002抽吸水并且净化水以去除各种污染物,从而使水适合供在使用点处消耗。该示例性图中的使用点是医疗系统6004。在某些示例中,系统6000的净化输出可以用作医疗系统6004所使用的医疗流体的成分。但是,系统6000可以用于提供用于饮用目的的水,或用于为要求符合特定质量标准的水的其它装置提供水。可以与净化系统6000一起使用的医疗系统6004可以包括各种透析系统。医疗系统6004可以是用于混合诸如透析液的治疗剂的系统。医疗系统6004还可为患者安排(orchestrate)透析(腹膜或血液)治疗。在特定示例中,医疗系统6004可以是腹膜透析液混合系统,或可以是血液透析系统,诸如在以下专利中所描述的那些系统:2008年2月27日提交的美国专利申请第12/072,908号且标题为“Hemodialysis Systems andMethods(血液透析系统和方法)”,该美国专利申请现在是2012年8月21日发布的美国专利第8,246,826号(代理人参考号F65);2008年8月27日提交的美国专利申请第12/199,055号且标题为“Enclosure for Portable Hemodialysis System(用于便携式血液透析系统的外壳)”,现在是2013年3月12日发布的美国专利第8,393,690号(代理人参考号G20);以及2019年3月29日提交的美国非临时专利申请且标题为“Liquid Pumping Cassettes andAssociated Pressure Distribution Manifold and Related Methods(液体泵送盒和相关压力分配歧管以及相关方法)”(代理人参考号Z35),所有这些专利在此通过引用将其全部内容并入本文。
在如下专利中描述的各种系统、方法和设备可以与本文所述的水蒸馏设备,方法和方法的任何一个或多个实施例一起使用:2013年7月26日提交的美国专利申请第13/952,263号且标题为“Water Vapor Distillation Apparatus,Method and System(水蒸汽蒸馏设备、方法和系统)”,现在是2017年3月28日发布的美国专利第9,604,858号(代理人参考号K95),该美国专利的全部内容通过引用并入本文;以及2003年11月13日提交的美国专利申请第10/713,617号且标题为“Pressurized Vapor Cycle Liquid Distillation(加压蒸汽循环液体蒸馏)”,现在是2009年10月6日发布的美国专利第7,597,784号(代理人参考号D91),该美国专利的全部内容通过引用并入本文。因此,可以构想其它实施例,其中一些实施例包括上述参考文献中描述的一个或多个设备、系统和方法。
如所示出的,水可以从源6002行进到至少一个过滤器6006。源6002可以是将满足美国EPA对饮用水的要求的源6002。源6002可以例如满足《国家一级饮用水规程》(40CFR141)的要求,《国家一级饮用水规程》的全部内容通过引用并入本文。应该注意的是,本公开内容不受第141.2节或上述参考文献所包含的上述任何其它部分中提供的任何定义的约束。在特定实施例中,源或源流体储存部6002可以是住宅供水管线,其分配来自市政供水或私人供水的水。该至少一个过滤器6006可以是活性炭过滤器。也可以使用其它类型的过滤器,其去除源6002的水的预期的不期望的(一种或多种)成分,像氧化剂,诸如氯、氯胺等。在某些实施例中,系统6000中可以包括两个冗余过滤器6006。水可以从该至少一个过滤器6006流到一个或多个热交换器6008A、6008B上。
在示例实施例中,示出了第一热交换器6008A和第二热交换器6008B。这些热交换器6008A、6008B可以是逆流热交换器。进入每个热交换器6008A、6008B的流体可以与来自系统6000的水净化器6010的至少一个过程流处于热交换关系。在每个热交换器6008A、6008B中的该至少一个过程流可以是不同的过程流,但是热交换器6008A、6008B也可以彼此相互携载至少一个共同的过程流。在单个热交换器携载多个流的情况下,可以如关于本文所描述的任何热交换器所描述的那样将流分开。在特定实施例中,一个热交换器6008A可以携载净化或产物过程流,而另一个可以携载来自水净化器6010的所有其它过程流(泄料、截留物、排出的气体、挥发物或其它废弃的过程流)。这样的热交换器6008A、6008B可以分别称为产物热交换器和泄料热交换器。
可以包括一个或多个阀以提供对流向一个热交换器(6008A、6008B)和另一个热交换器(6008A、6008B)的经经过滤的源水的比例的控制。这可以允许从该至少一个过滤器6006流过每一个热交换器6008A、6008B的水的温度或多或少地改变。同样,这可以允许行进穿过热交换器6008A、6008B的过程流的温度或多或少地改变。在一些实施例中,因为针对每一个热交换器6008A、6008B的来流流体的比例被操纵,所以从该至少一个过滤器6006穿过两个热交换器6008A、6008B的总质量流量或总来流流体可以总体上是恒定的,或者可以通过其它不相关的控制算法来控制。从该至少一个过滤器6006穿过热交换器6008A、6008B的流体的总质量流量也可以与此比例串联地(in tandem with)波动。
经过滤的源流可以从热交换器6008A、6008B重新合并并且进入净化器6010以进行净化。净化器6010可以去除或减少源水中的至少一种污染物以及可能的多种污染物的浓度。水净化器6010可以是本文所述的任何水蒸汽蒸馏装置,但是也可以使用其它蒸馏装置或水净化装置。在示例系统6000中,水净化器6010能够将水净化到足以支持医疗系统6004中净化水使用的质量标准。水可以例如符合由政府组织、标准组织、非政府组织或其它适当的组织发布的质量标准。在医疗系统6004是透析系统的情况下,标准可以是例如《USPWater for Hemodialysis Monograph(USP血液透析水专刊)》中的那些标准,该专刊通过引用整体并入本文。
水净化器6010可以产生许多过程流。过程流可以是流体流,并且可以包括但不限于产物水流、泄料水流和气态排气流。这些流中的一些在水净化器6010中生成后可能包含在过程流储存部中。在示例图示中,包括了产物水储存部6012和泄料储存部6014。这些储存部6012、6014可以包括内部容积,该内部容积的大小设计成容纳来自它们各自的过程流的一定体积的流体。每个储存部6012、6014也可以包括料位传感器,以确定每个储存部中的相应过程流的体积。
过程流可以离开水净化器6010或储存部6012、6014,并且前进到系统6000的热交换器6008A、6008B。当这些流穿过热交换器6008A、6008B时,可能在过程流与从该至少一个过滤器6006到净化器6010的途中的源水之间产生热传递。通常,过程流可以将热量传递到源水,从而冷却过程流并且升高源水的温度。在气态过程流穿过热交换器6008A、6008B的情况下,热交换可以导致气态过程流的至少一部分冷凝。
如上所述,可以改变穿过每个热交换器的源水的质量比例。例如,可以控制质量比例以使产物流温度符合预定温度范围或阈值。该温度要求可以是医疗系统6004的可接受的使用温度范围或阈值。医疗系统6004可以接受低于某个阈值温度和/或在某个范围内的温度的水,并且可以控制源水流量的质量比例以确保产物流符合任何此类标准。在医疗系统6004是血液透析系统的情况下,阈值可以在平均人体温度附近(例如,37℃+/-5℃)。
另外,系统6000可以包括至少一个传感器组件6016。该至少一个传感器组件6016可以监测一个或多个过程流的一个受关注的特性或多个受关注的特性。潜在的受关注的特性可以包括但不限于温度、溶解离子的浓度、电导率、光学特性、浊度、特定化合物或元素的存在以及本文其它地方所描述的任何其它水质特性。在一些特定实施例中,传感器组件6016可以监测离开第一热交换器6008A或产物热交换器6008A的水的质量。可以例如测量电导率和温度。来自该至少一个传感器组件6016的数据可以为控制器(例如,P、PI、PID)提供反馈,该控制器管控流过每个热交换器6008A、6008B的源水的质量比例。另外,来自该至少一个传感器组件6016的数据可以通知分流阀的操作,从而允许产物水流前进到医疗系统6004或前进到排放处6018或废弃位置。例如,如果产物水的电导率大于预定阈值,则可以致动分流阀以将产物水分流到排放处6018,直到电导率下降到可接受的水平为止。
排放处6018还可以用于接收由水净化器6010过量产生的任何产物水。如果医疗系统6004不需要水并且产物储存部6012已满,则产物水可以被分流到排放处6018。排放处6018也可以接收来自水净化器6010的其它过程流,诸如泄料流和任何其它废物流。排放处6018可以是任何合适的目的地,诸如市政排放处等。
现在参考图2,示出了来自图1的系统6000的示例的另一代表性框图。示例系统6000包括源止回阀6030,该源止回阀6030允许从源6002到系统6000的其余部分的单向流动。另外,包括截止阀6032。该截止阀6032可以是机械的(例如,球阀)或可以由控制器6034操作。在发生故障状况或其它不利情况时,可以致动该截止阀6032以防止源流体进入系统。示例系统6000还包括压力传感器6036,该压力传感器6036可以与控制器6034进行数据通信并且感测来流源水的压力。
示例性系统6000包括第一过滤器6006A和第二过滤器6006B。在一些实施例中,可以在第一过滤器6006A和第二过滤器6006B的上游包括用于防止大的沉积物进入的附加粗过滤器(未示出)。第一过滤器和第二过滤器6006A、6006B可以是活性炭过滤器(例如,5L至6L活性炭过滤器)。这些过滤器6006A、6006B可以用作有机污染物和/或氧化剂去除元件,并且可以从源水中去除诸如氯、氯胺等的化学物质。
在特定实施方式中,第一过滤器6006A和第二过滤器6006B可以是基本上相同的冗余过滤器。过滤器6006A、6006B可以由包括测试或采样端口6038的流体流路分开。采样端口6038可以允许用户周期性地(例如,在每次使用之前或按照另一预定时间表)抽吸经由第一过滤器6006A过滤的流体用于手动测试。
采样端口6038可以包括阀(例如,手动操作阀),该阀在被致动时允许将样品分配到测试容器等中。在一些实施例中,采样端口6038可以伴随有按钮,该按钮机械地打开水的流路,以使水行进以便通过采样端口6038分配。控制器6034也可以在按下按钮时接收信号。在某些实施例中,当控制器6034接收到按钮按下信号时,采样阀可以由控制器致动并且由控制器6034命令打开。采样端口6038可以与用户界面相关联,例如图形用户界面,并且按钮可以是在触摸屏上显示的软按钮。在其它实施例中,用户界面可以是简单的并且包括一个或多个灯(例如LED)以传达状态信息(功率、系统状态、样品准备好、故障等)。
手动测试可以取决于源6002中可能存在的化学物质的类型,并且可以包括游离氯和/或总氯测试。在替代实施例中,代替或除了测试端口6038之外,可以包括用于感测预期化学物质的浓度的仪表(例如,氯仪表)。这种仪表可以与控制器6034进行数据通信,该控制器6034可以分析经由仪表生成的数据。测试端口6038和/或仪表可以允许用户确定何时需要更换过滤器6006A、6006B。在一些实施例中,系统6000可以阻止水净化器6010的操作,直到控制器6034接收到指示离开第一过滤器6006A的水的可接受的过滤的信号为止。可替代地或附加地,医学系统6004可以不接受来自系统6000的水,除非接收到指示来自第一过滤器6006A的可接受过滤的数据信号。在手动执行测试的情况下,该信号可以经由用户输入到系统6000的用户界面或经由用户输入到医疗系统6004的用户界面而生成。该信号也可以由测试仪表产生。
在穿过第二过滤器6006B之后,经过滤的源水可以进入阀歧管6039。在进入阀歧管6039时,水的压力可以由压力调节器6040调节到预定压力。该预定压力可以在15psig至30psig(例如,20psig)之间。可以通过与控制器6034进行数据通信的压力传感器6044和温度传感器6042来感测水的压力和温度。然后,经过滤的源水可以进入泄料热交换器6008B和产物水热交换器6008A。
通向泄料热交换器的流路可以延伸到系统6000的电子元件壳体6046。当水行进到泄料热交换器6008B时,流路的路径可以与电子元件壳体6046的电子部件建立热交换关系。因此,经过滤的源水在通向泄料热交换器6008B的途中可以用于冷却电子元件壳体6046中的电子元件。可替代地或附加地,可以将通向产物热交换器6008A的途中的源水布设成与电子元件壳体6046的电子元件处于热交换关系。如所示出的,电子元件壳体6046可以与向控制器6034提供温度数据的电子元件温度传感器6048相关联。在某些实施例中,在电子元件壳体6046中可以存在多个温度传感器6048,以用于增加的冗余和/或监测特定部件(例如,功率模块)。
源比例控制阀6050A、6050B可以由控制器6034操作,以管控流过泄料热交换器6008B和产物热交换器6008A中的每一个的源水的质量比例。如上所提及的,可以选择质量比例以实现来自水净化器6010的过程流中的一个或多个的期望温度。但是,应当注意,也可以控制质量比例以确保电子元件壳体6046的充分冷却。在一些实施例中,可以将至少预定比例的来流源水提供给泄料热交换器6008B,以确保充分的冷却。在来自电子元件温度传感器6048的温度数据指示电子元件壳体6046的温度高于阈值的情况下,控制器6034也可以改变热交换器6008A、6008B的质量比例。
在穿过泄料热交换器6008B和产物热交换器6008A之后,经过滤的源水流可以通过包括在贮槽6052中的源流体输入而重新合并并且进入水净化器6052的贮槽6052。贮槽6052可以包括至少一个加热元件6054。该至少一个加热元件6054可以是电阻加热器。也可以包括热熔丝6056作为故障安全措施。该至少一个加热元件6054可以基于控制器6034对来自贮槽温度传感器6058的数据的分析来加热贮槽6052内容物。每个加热元件6054可以与温度传感器6059相关联,以提供关于加热元件6054处的温度的数据。该至少一个加热元件6054可以向来流源水提供热能以帮助或引起水净化器6010的蒸发器6060内的源水蒸发。蒸发器6060可以至少部分地由如在说明书中其它地方描述的管壳型热交换器形成。蒸发器6060的顶部(相对于重力)可以包括蒸汽室6072。在源流体朝向蒸汽室6072行进时,蒸发器6060可以将来自源流体输入的源流体转变成低压蒸汽和浓缩物流。
当源水沸腾时,蒸汽可以从现在更加浓缩的源水中上升并且穿过位于蒸汽室6072中的除雾器6062。除雾器6062可以抑制仍处于液相状态的水分子离开蒸发器6060。除雾器6062可以是例如本文描述的任何示例性除雾器。在去除雾之后,水蒸汽可以行进至压缩机6064。压缩机6064可以是任何合适的压缩机,诸如本文所述的任何压缩机。压缩机6064可以压缩水蒸汽并且在该过程中增加水蒸汽的温度。系统6000可以包括压缩前温度传感器6066和压缩后温度传感器6068。来自这些温度传感器6066、6068的数据可以被提供给控制器6034,并且控制器6034可以利用这些数据来控制压缩机6064。可以进一步包括压缩机温度传感器6070(或冗余压缩机温度传感器),以提供与压缩机6064有关的控制器6034温度数据。
在一些实施例中,控制器6034可以包括可以控制不同的系统6000部件的多个处理器。在一些实施例中,主控制处理器和外围控制处理器可以被包括在控制器6034中。外围控制处理器可以控制至少一个加热元件6054和压缩机6064,而主控制处理器接收传感器数据并且控制系统6000的其它部件。处理器可以交换数据以促进职责的划分。例如,可以将来自主控制处理器的传感器数据和/或高级命令提供给外围控制处理器。外围控制处理器可以将其命令输出提供给主控制处理器。
当纯蒸汽从蒸发器6060传递到压缩机6064时,源水中的杂质可能会浓缩以形成泄料过程流。在示例实施例中,泄料过程流可以从蒸发器6060经过并且进入到泄料储存部6014中。泄料储存部6014可以被设置成横向于蒸汽室6072并且与蒸汽室6072连通。可以包括泄料料位传感器6074,该泄料料位传感器6074可以与泄料储存部6014相关联并且与控制器6034进行数据通信。泄料料位传感器6074可以直接测量并且生成指示蒸汽室6072中浓缩物或泄料的料位的数据信号。来自泄料料位传感器6074的数据可以由控制器6034使用,以确保在蒸发器6060中维持足够量的浓缩物,以及确认存在期望量的泄料通量。在需要将多余的流体从水净化器6010中排放的情况下,泄料储存部6014以及贮槽6052可以经由流体导管与排放处6018直接连通。
可以通过从压缩机6064的高压蒸汽出口流到冷凝器6076的冷凝蒸汽形成产物水过程流。该蒸汽的至少一部分可以冷凝在蒸发器6060的与冷凝器6076连通的区段上。在各种实施例中,冷凝器6076可以与蒸发器6060的多个外表面处于热交换关系。在冷凝器6076内由冷凝物提供的冷凝潜热可以帮助蒸发蒸发器6060中的源水。
如所示出的,产物储存部6012可以附接到冷凝器6076容积并且与冷凝器6076容积连通。产物储存部6012可以包括与控制器6034进行数据通信的产物料位传感器6078。产物料位传感器6012可以用于确定可用于使用的产物水的体积,并且还可用于确认流体正从产物储存部6012流出。产物储存部6012可以被定位成使得它与冷凝器6076的一部分处于同等高度。因此,产物料位传感器6078可以测量产物储存部6012内的水的水位以及冷凝器6076内的水的水位。由此可以估算出可用的产物水的总体积。产物储存部6012可以被设置成使得产物料位传感器6078可以测量高达1L至10L(例如1L、2L、5L或6L)的可用产物料位,但是任何体积范围都是可能的。在这个意义上,产物储存部6012可以用作辅助产物储存部。
在产物料位传感器6078测量冷凝器6076内的冷凝物料位的情况下,冷凝器可以被分为两个区段。第一区段可以是冷凝区段。第二区段可以是冷凝物积聚区段。第二区段的容积可以等于要测量的最大可用产物料位。当第二区段未充满时,第二区段的未填充部分可以与第一区段类似地起作用,并且为高压蒸汽提供冷凝表面以在该表面上冷凝。产物储存部6012可以邻近冷凝物积聚表面流体地连接到冷凝物积聚区段,在冷凝物积聚表面处,冷凝物首先开始聚集(例如,冷凝器6076的底部)。这可以允许产物料位传感器6078在过程流开始积聚之后立即开始测量精确量的可用产物水。
产物储存部6012也可以与进给泵6080连通。进给泵6080可以将流体从产物储存部泵送到压缩机6064。该流体可以用作压缩机6064的冷却剂以及用于压缩机6064的一个或多个轴承的润滑流体。由于轴承进给可能是净化水的源,因此可能不包括返回路径。相反,流体在使用后可以进入压缩机6064,并且在不损害其纯度的情况下返回到冷凝器6076。轴承进给流体的压力和温度可以由分别与控制器6034进行数据通信的轴承进给压力传感器6081和轴承进给温度传感器6083监测。
在离开储存部6012、6014之后,产物和泄料过程流可以流到它们各自的热交换器6008A、6008B。关于产物过程流,在穿过产物热交换器6008A之后,该流可以穿过产物热交换器6008A下游的多个传感器6082A至6082D。这些传感器6082A至6082D可以感测产物流的各种受关注的特性。受关注的特性可以是本文提到的那些特性中的任何一个,但是,在特定实施例中;传感器6082A至6082D可以包括第一和第二电导率传感器以及第一和第二温度传感器。在一些实施例中,传感器6082A至6082D中的一个或多个可以一起被包括作为传感器组件的一部分。控制器6034可以监测由传感器6082A至6082D产生的数据,以确定如何布设产物流。在产物水满足医疗系统6004的质量要求(例如,在预定温度范围内且在预定电导率阈值以下)的情况下,可以致动使用点阀6086以允许产物流传到医疗系统6004。可以包括医疗系统止回阀6088,以确保该流动是单向的。
如果产物流的质量与医疗系统6004的至少一个要求冲突,则控制器6034可以致动分流阀6084。当分流阀6084被致动时,分流阀6084可以建立通向排放处6018目的地的流路,过程流将在该排放处6018目的地处被废弃。可以包括排放止回阀6090以确保从系统6000到排放处6018的流动是单向的。
泄料流也可以被引导到排放处6018。但是,在到达排放处6018之前,泄料流可以通过止回阀6097传到混合储存部6092。如所示出的,泄料储存部出口阀6094可以从泄料热交换器6008B选通冷却的泄料流向混合储存部6092。可以与控制器6034进行数据通信的泄料温度传感器6096可以监测进入混合储存部6092的泄料的温度。混合储存部6092也可以经由被控制器6034致动的排气阀6098而与冷凝器6076选择性地连通。排气阀6098可以被周期性地致动以从冷凝器6076排出蒸汽、挥发物、空气或其它不可冷凝的气体,以维持水净化器6010的最佳工作。排气管线上可以包括真空断路器6099,以避免在净化器6010冷却(例如,使用后)并且其内部压力减小时在净化器6010内建立真空。在混合储存部6092内,排出的气体可以与相对较低温度的泄料过程流合并以使排出的气体冷却并冷凝。因此,可以根据需要从冷凝器6076安全地排出热气体。
如果需要,则可以打开由控制器6034操作的源分流阀6100,以允许源水进入混合储存部6092以提供进一步的冷却。源分流阀6100的致动可以至少部分地基于如根据由泄料温度传感器6096提供的数据而确定的泄料流的温度。附加地或可替代地,源分流阀6100的致动可以至少部分地基于排气阀6098的排气量或排气阀6098的占空比和/或电子元件壳体6046的温度。在水净化器6010已经有足够的源水供应的情况下,源分流阀6100也可以由控制器6034致动到打开状态。源分流阀6100也可以用于在取样之前冲洗过滤器元件6006A、6006B。在温度传感器6048指示电子元件壳体6046的温度违反预定阈值标准的情况下,源分流阀6100也可以允许源流体的迅速流动来冷却电子元件壳体6046。
可以将在高温下工作的系统6000的组件划分为系统6000的热区段壳体6102。如本文其它地方所描述的,可以将该区段绝缘以提高系统6000的效率。可以在热区段6102中包括泄漏传感器6104,以监测系统6000的完整性并且向控制器6034提供数据。泄漏传感器6104可以包括电导率传感器,该电导率传感器监测热区段6102中液体的存在。可替代地,泄漏传感器可以是监测承滴盘或类似储存部的光学传感器。
现在参考图3,描绘了系统6000的示例性框图。与图2相比,图3中的系统6000包含许多差异。如所示出的,图3中的系统6000包括蒸发器储存部6015,该蒸发器储存部6015与蒸发器6060流体连通并且设置在蒸发器6060的外部。蒸发器储存部6015可以包括与控制器6034进行数据通信的蒸发器料位传感器6073。蒸发器料位传感器6012可以用于确定蒸发器内所包含的水的体积,并且可以用于确认流体从流入到蒸发器6060中。蒸发器储存部6015可以被定位成使得其与蒸发器6060的一部分处于同等高度。因此,蒸发器料位传感器6073可以测量蒸发器储存部6015内的水的水位以及蒸发器6060内的水的水位。这些值可以用于帮助在启动期间或在水位尚未到达泄料储存部6012的其它时间通知对蒸发器6060的填充。这些值也可以用作在产物流的生产期间在控制器6034上运行的净化器6010的各种控制回路的输入变量。
系统6000也可以包括空气过滤器6093。空气过滤器可以是HEPA空气过滤器或孔径为0.2微米或更小的空气过滤器。空气过滤器可以与通向净化器6010的真空断路器6099的止回阀6095串联。在真空断路器6099的操作期间,该过滤器可以用作防止碎屑或微生物进入的预防措施。系统6000也可以包括过压卸压阀6091,在净化器6010中的压力升高到预定值以上的情况下,该过压卸压阀6091可以打开以从净化器6010排出压力。取决于实施例,卸压阀6091可以是纯机械的或受到控制器6034的控制。
图3中示出的示例系统还包括单个排放处6018。分流阀6084可以选通通向混合罐6092的流路。当需要将产物水发送到排放处6018时(例如,不满足感测标准或太多产物水已经积聚在冷凝器6076中),则分流阀6084可以被致动以打开该流路。在某些实施例中,控制器6034可以控制产物储存部6014或冷凝器6076中的目标产物料位。被废弃的产物然后可以流过止回阀6085到混合罐6092。混合罐6092中的流体一旦与所有其它废物或废弃的过程流合并就可以继续前进至排放处6018。
到医疗系统6004的管线可以是绝缘的,如由宽粗线所示。当流体从传感器6082A至6082D行进到医疗系统6004时,这可以帮助防止和损失热量。在水可以在高温下提供给医疗系统6004的某些实施例中,绝缘可以防止用户接触热管线。可以使用任何合适的绝缘。
现在参考图4,示出了系统6000的另一示例性框图。在示例图中,示出了第三热交换器6008C。该热交换器6008C可以是与本文所描述的其它热交换器相似的逆流热交换器。示例性第三热交换器可以在用于净化器的源流体和来自医疗系统6004的热输出流之间交换热量。在一些实施例中,来自医疗系统6004的热输出流可以是来自医疗系统6004的废弃流。例如,第三热交换器6008C可以接收来自血液透析或腹膜透析装置的用过的透析液或流出物。这样的第三热交换器6008C可以帮助提高效率并且促进系统6000的各种过程流的温度控制,其中来自医疗系统6004的热输出流是可用的。
第三热交换器6008C被定位于至少一个过滤器6006与第一热交换器6008A和第二热交换器6008B的中间。离开至少一个过滤器的经过滤的源流体可以在传到第一热交换器6008A和第二热交换器6008B之前穿过第三热交换器6008C。可替代地,第三热交换器6008C可以放置在该至少一个过滤器6006与第一热交换器6008A和第二热交换器6008B中的仅一个(例如,产物水热交换器6008A)的中间。第三热交换器6008C也可以被包括作为用于流过系统6000的源流体的可选流体路径。在这样的实施例中,系统6000可以包括被一个或多个分支阀选通的分支流体路径。当需要时,可以致动一个或多个阀以便建立到第三热交换器6008C的源流体流,或引导源流体流穿过单独的流体路径到第一热交换器和第二热交换器。例如,可以基于控制回路致动分支阀,以建立和中断用于源流体穿过第三热交换器6008C的流路。第三热交换器6008C也可以被设置在产物热交换器6008A与医疗系统6004或传感器组件6016的中间(具有或不具有带阀的分支流体路径)。
第三热交换器6008C可以被布置成将来自医疗系统6004的热输出的热量在到达净化器6010的途中传递到源流体。在净化器6010是蒸馏装置的示例中,这可以帮助减少引起源流体的相变所需的附加能量。可替代地,在第三热交换器6008C位于产物热交换器6008A和传感器组件6016的中间的情况下,医疗系统6004的输出可以根据两种流体之间的温差来辅助对产物过程流进行加热或冷却。在所示的示例中,医疗系统6004的热输出被引导到示例实施例中的废弃或排放目的地6018。在其它实施例中,第三热交换器6008C也可以用作医疗系统6004的冷却器。在一些实施例中,医疗系统6004可以使流体再循环穿过第三热交换器6008C以与相对较冷的源流体流进行热交换。例如,如果提供给医疗系统6004的产物过程流对于特定操作而言太热的话,则这可能是期望的。在第三热交换器6008C中的热传递之后,来自医疗系统6004的输出是再循环到医疗系统6004还是被排到排放目的地6018可以由一个或多个阀控制。
仍然参考图4,在第一热交换器6008A和第二热交换器6008B中的一个上包括旁通阀6009。在来自净化器6010的一个或多个过程流穿过热交换器6008A、6008B时,该旁通阀6009可以被利用来为所述过程流提供额外的冷却。在示例实施例中,在产物热交换器6008A的源水输出上包括旁通阀6009。旁通阀6009可以允许离开产物热交换器6008A的源流体被直接分流到排放目的地6018,如所示出的。当可能需要对产物过程流进行过度冷却时,可以使用这种旁通阀6009。可以将旁通阀6009致动到分流状态,并且可以改变对通过第一热交换器6008A和第二热交换器6008B的源水的流动进行控制的阀中的至少一个的占空比(例如,增加到90%至100%)。因此,可以将相对较冷的源水以迅速的速率传递通过产物热交换器6008A,以从产物过程流中快速抽吸热量,以辅助将产物过程流降低到目标温度。如果源流体体积超过来自净化器6010的需求,那么这个大体积的迅速流动的源水可以经由旁通阀6009排到排放目的地。当控制器6034(例如,参见图2)确定出至少一个过程变量在预定阈值之外时,旁通阀6009可以被致动到分流状态。所述至少一个过程变量可以是冷凝物热交换器6008A下游的冷凝物温度与源流体温度之间的关系,或部分地由冷凝物热交换器6008A下游的冷凝物温度和源流体温度限定。
另一方面,如果离开第一或第二热交换器6008A、6008B的过程流的温度太低,则系统6000的控制器6034(参见,例如图2)可以命令至少部分地从替代流体源6003抽吸源流体。替代流体源6003可以是温度受控的,并且可以是热水源。热水源可以是家用热水加热器或储存部,系统6000的加热储存部部件或任何其它合适的热水源。在所示的示例中,仅示出了第一流体源和第二、替代流体源,但是,在其它实施例中,可以存在多于一个替代流体源6003。第一流体源可以与第一组流体输入阀相关联,并且第二流体源可以与第二组流体输入阀相关联,该第二组流体输入阀包括至少一个不在第一组输入阀中的阀。
通过至少部分地从替代流体源6003抽吸源流体,当来自净化器6010的过程流穿过第一热交换器6008A和第二热交换器6008B时,所述过程流的温度下降可以减小。另外,在过程变量违反预定阈值的情况下,可以从替代流体源6003抽吸流体。例如,如果加热元件6054占空比,源阀命令占空比6432(例如,参见图100至图101C)和/或压缩机6072速度高于预定阈值,则可以从替代流体源6003抽吸流体。这可以帮助允许净化器6010在相同的时间内净化更多的流体,或者可以帮助最小化对净化器6010的各种部件(诸如,加热元件6054或压缩机6072)的需求。
现在参考图5,示出了图1所示的系统6000的示例性实施例。为了清楚起见,在图5中仅示出了携载有源水的流体管线6126。源水可以在连接器6120处进入系统6000。可以包括手动截止阀6032以防止源水流向系统6000。源水可以流过多个过滤器6006A、6006B。在所示的示例中,这些过滤器可以是5L活性炭过滤器。在过滤器6006A、6006B之间包括用户操作的样品端口6038。在该示例中的样品端口6038包括手动致动的球型阀。过滤前后压力传感器6036、6044也可以被包括在内。系统6000包括压力调节器6040,该压力调节器6040可以将源水压力控制到预定值(例如,20psig)。
可以分流源水流以便于将源水个别地分配给产物和泄料热交换器6008A、6008B。在通向泄料热交换器6008B的途中,源水流体管线6126可以延伸到电子元件热交换器入口6122。源水可以流过电子元件壳体6046中的流体导管,并且通过电子元件热交换器出口6124离开电子元件壳体6046。虽然未示出,但是电子元件壳体6046中的流动导管可以以非直线或曲折(例如折回)样式布设,以帮助最大化热传递。从电子元件热交换器出口6124延伸的源水流体管线6126可以提供用于使源水到泄料热交换器6008B的流体路径。如果需要,可以在源水流体管线6126的该区段上包括分支,从而允许源水流被分流到混合储存部6092。源水流体管线6126可以经由热区段壳体6102中的产物热交换器通道6128和泄料热交换器通道6130进入热区段壳体6102。
现在还参考图6至图7,示出了系统6000的部分的视图,其中热区段壳体6102被移除。再次,为清楚起见,仅示出了源水流体管线6126,而未示出那些携载各种过程流的管线。源水流体管线6126可以联接到相应的热交换器6008A、6008B的源水入口6132A、6132B上。源水可以流过热交换器6008A、6008B到达相应的源水出口6134A、6134B。在离开热交换器6008A、6008B之后,源水流可以重新合并并且前进通过源水管线6126,通向水净化器6010的贮槽6052。
现在也参考图8,示出了示例性热交换器6008A、6008B的视图。热交换器6008A、6008B可以各自布置为管件螺旋结构,系统6000的源水和各种过程流可以流过所述管件螺旋结构。由每个热交换器6008A、6008B形成的螺旋结构可以具有基本恒定的半径和螺距。热交换器6008A、6008B可以以同心的方式布置,其中热交换器6008A、6008B中的一个具有较小的半径并且被定位于另一个的内部。在图8示出的示例性实施例中,泄料热交换器6008B被定位于产物热交换器6008A的内部。产物热交换器6008A和泄料热交换器6008B中的流体路径的长度可以基本相等。每个热交换器6008A、6008B的螺距可以基本相等。因此,内部或较小半径的热交换器6008B的高度可以大于外部热交换器6008A的高度。
图9中示出了示例性热交换器6008A、6008B的一部分的截面图。如所示出的,每个热交换器6008A、6008B都包括形成热交换器6008A、6008B的外表面的大直径源流动导管6136A、6136B。这些源流动导管6136A、6136B被示出为具有基本相等的直径,但是,在一些示例中,它们的直径可以不同,其中一个大于另一个。
在源流动导管6136A、6136B内是其中携载有来自水净化器6010的过程流的导管。产物水热交换器6008A可以包括至少一个被定位于其源流动导管6136A内的产物流动导管6138。所述至少一个产物流动导管6138中的每一个可以具有相等的直径或可以具有不同的直径。泄料热交换器6008B包括多个内部流动导管。在图9的特定示例中,泄料热交换器包括在其源流动导管6136B内的泄料流动导管6140和排气流动导管6142。在一些实施例中,可以在其中包括附加的流动导管。例如,多个泄料或排气导管6140、6142可以被包括在源流动导管6136B内。在一些实施例中,泄料流动导管6140和排气流动导管6142可以如图所示并排定位,或者可以编织或交织在一起。根据该实施例,产物流动导管6138可以类似地编织或交织。
如图9中最佳所示,为了使热交换器6008A、6008B的紧凑性最大化,热交换器6008A、6008B螺旋结构的螺距可能相对较浅。例如,螺距可以比源流动导管6136A、6136B的外径大5%-40%。在其它实施例中,螺距可以大约等于源流动导管6136A、6136B的外径,并且螺旋结构的每个螺圈(revolution)可能会触碰到与其相邻的螺圈。在源流动导管6136A、6136B由有效地导热的材料(诸如不锈钢或另一种金属)构造的情况下,大于源流动导管6136A、6136B的外径的螺距可能是期望的。在源流动导管6136A、6136B由高温硅或类似材料制成的情况下,螺圈之间的间隙可以减小或省略。如果使用具有高导热率的材料,则也可以省略该间隙。
现在参考图10至图11,示出了示例性系统6000的另外的视图。在源水(在图10中显示为点画)进入到贮槽6052中之后,水可以开始填充多个蒸发器管6140。蒸发器管6140可以从贮槽6052容积延伸通过冷凝器6076到蒸汽室6072容积。第一管板6142A和第二管板6142B可以包括接纳孔口6144,用于接纳每一个蒸发器管6140的端部。管板6142A、6142B可以将蒸发器管6140以大体上均匀间隔的样式保持在冷凝器6076容积内。管板6142A、6142B也可以形成密封件或包括垫片构件,这些垫片构件形成围绕蒸发器管6140的端部的密封件。该密封件可以防止蒸发器管6140与冷凝器6076的内部容积之间的流体连通。在冷凝器6076中也可以包括至少一个板6143,以用作将来流蒸汽引导到蒸发器管6140的外表面的挡板。第二管板6142B可以形成蒸汽室6072的底壁。当源水进入蒸汽室6072时,水可以积聚在第二管板6142B的顶部上的蒸汽室6072的底部内。
在示例实施例中,包括少于100个(具体地96个)蒸发器管6140。在其它实施例中,可以包括更多或更少数量的蒸发器管6140。每个蒸发器管6140都可以具有基本相等的直径。蒸发器管6140的直径可以在冷凝器6072的直径的5%至10%(例如,约6%)之间。在一些实施例中,蒸发器管6140的直径可以不全部相等。蒸发器管6140中的至少一个或多个可以具有不同的直径。
在一些实施例中,蒸发器管6140的直径可以取决于它们的位置而不同。例如,在蒸发器的第一区段中的蒸发器管6140可以是第一直径,而在第二区段中的蒸发器管可以是第二直径,在第三区段中的蒸发器管可以是第三直径,依此类推。在一些实施例中,延伸通过冷凝器6076容积的中心区域的那些蒸发器管可以是第一直径,而在更远离中心区域的区域中的那些蒸发器管可以是第二直径。取决于实施例,第一直径可以大于或小于第二直径。在一些实施例中,可以根据延伸穿过冷凝器6076容积的中心部分的蒸发器管6140和在该中心部分中距蒸发器管6140最远的那些蒸发器管来建立蒸发器管6140直径梯度。例如,随着距中心部分的距离增加,可以包括逐渐增大或减小的管。
蒸发器管6140可以占据冷凝器6076的内部容积的25%和50%之间(例如,约37%)。构成蒸发器管6140的材料可以根据实施例而变化;但是,可以使用具有高导热率的材料。所使用的材料可以是本文其它地方描述的任何材料。
在一些实施例中,蒸发器管6140可以由与用于构造管板6142A、6142B的材料相同或相似的材料制成。蒸发器管6140和管板6142A、6142B这两者都可以是具有高导热率的金属材料。在一些示例中可以使用不锈钢。蒸发器管6140可以被焊接、铜焊或以其它方式结合至管板6142A、6142B。与其中管板由像乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶的弹性材料构造的实施例相比,这可以允许减小净化器6010的总尺寸。在焊接、铜焊或类似附接的地方,管板6142A、6142B与个别蒸发器管6140之间的接头也可以形成不透流体的密封。因此,管板6142A、6142B可以变薄,同时仍维持冷凝器6076容积与贮槽6052/蒸汽室6072之间的牢固密封。
尽管在该实施例中未示出,但是蒸发器管6140可以包括填料元件(例如,参见图62),诸如填充每一个(或可能仅一些)蒸发器管6140的截面积的一部分的杆。这可以促使在填料元件的外部与在其中设置有填料元件的蒸发器管6140的内表面之间存在源流体的薄层或薄膜。
现在参考图12至图16,当来自加热元件6054的热量(例如,参见图2)和冷凝器6076中的冷凝蒸汽使源水蒸发时,可以生成泄料过程流或浓缩物。泄料过程流可以填充蒸汽室6072容积的一部分。如所示出的,泄料或浓缩物储存部6014可以附接到蒸汽室6072的侧面。障碍物6146(图13中最佳示出)可以被包括在其中,或限定从蒸汽室6072到泄料储存部6014的流入路径6148的一部分。例如,流入路径6148可以包括第一部分6333和第二部分6335。该第二部分可以至少部分地由障碍物6146限定。障碍物6146可以是堰或类似的屏障,其遮蔽泄料储存部6014的一部分。障碍物6146可以基本上防止由于蒸汽室6072中的沸腾而引起的飞溅和其它剧烈的液体运动所导致在遮蔽部分6334中的液体不安定。流入路径6148的一部分可以设置在泄料储存部6014的内部容积内。
所示的障碍物6146包括板,该板与流入路径6148的壁成一体并且与来自蒸汽室6072的流入端口6336相对。该板还以与流入路径6148的第一部分6333成横向的角度向下延伸到泄料储存部6012中。该部段可以阻挡飞溅和其它干扰从未遮蔽部分6337进入到遮蔽部分6334。如所示出的,也可以包括排气路径6338,以允许由于来流泄料而被驱替(displaced)的气体或由于蒸发而生成的气体离开泄料储存部6012。排气路径6338可以基本平行于流入路径6148的第一部分6333并且在该第一部分6333上方(相对于重力)延伸。在示例实施例中,排气路径6338可以通向蒸汽室6072。排气路径6338可以具有比流入路径6148的第一部分6333小的截面积。在蒸汽室6072的壁中可以包括排气孔口6152,并且排气端口6152可以在排气路径6338和蒸汽室6072之间建立流体连通。排气孔口6152的截面积可以比排气路径6338的截面积小。
如上所提及的,泄料储存部6014内的液位可以由泄料料位传感器6074感测。可以使用用于测量泄料储存部6014内的液位的任何合适的传感器,但是,示出了类似于本文其它地方所描述的浮子型传感器。泄料料位传感器6074可以包括浮子组件,该浮子组件包括附接到臂部6156的浮子6154。在该示例中,浮子6154被示出为附接到臂部6156的端部的中空结构。在其它实施例中,浮子6154可以是实心的并且由耐热耐腐蚀的易浮材料制成。臂部6156可以联接到枢轴6158。优选地,泄料料位传感器6074可以设置在遮蔽部分6334中。
随着泄料储存部6014内的液位变化,浮子6154位置可以在浮子扫掠范围内以同样的方式上升和下降。当将浮子6154附接到臂部6156时,臂部6156可以绕枢轴6158枢转。泄料料位传感器6074可以包括霍尔效应传感器6160,现在主要参照图16,该霍尔效应传感器6160监测至少一个磁体6155的位置,所述至少一个磁体6155随着液位的变化而移位。所述至少一个磁体6155可以例如位于浮子6154或臂部6156上。在所示的示例中,可以邻近枢轴6158安装两个磁体6155。泄料储存部6014可以设置为至少在净化器6010处于某些状态下(例如,启动)时,允许泄料料位传感器6074直接测量蒸汽室6072中的液位。可以选择浮子6154的扫掠范围或位移范围,使得浮子6154可以随蒸汽室6072中的液位一起上升。尽管示例,所描述的实施例具有霍尔效应传感器6160,但是也可以使用其它类型的传感器。例如,一些实施例可以包括旋转编码器或电位计来代替霍尔效应传感器,或除霍尔效应传感器之外还包括旋转编码器或电位计。
浮子组件的扫掠范围可以被选择为使得该范围包括在至少某些净化器6010操作状态(例如,启动)期间预期的所有蒸汽室液位处于均等高度的点。因此,泄料料位传感器6074可以是直接料位传感器,其直接测量泄料储存部6014所附接到的蒸汽室6072内的浓缩物的料位(如果在预期范围内的话)。
在一些实施例中,当由净化器6010产生净化液体时,可以较少地直接感测液位。例如,泄料料位传感器6074可以具有包括在蒸汽室6072中的液位的预期范围之上的点在内的扫掠范围。在蒸汽室6072中出现的湍流沸腾动作可能偶尔使液体飞溅到泄料料位传感器6074中以填充泄料料位传感器6074。控制器6034(参见,例如,图2)可以分析泄料积聚速率,以确定蒸汽室6072中的液位是否在预期范围内。在该速率超出限定范围的情况下,可以确定出蒸汽室6072中的液位需要调节或是异常的。
现在参考图17,示出了净化器6010和泄料储存部6014的透视图。为了清楚起见,在图17中仅示出泄料流动导管。如所示出的,泄料储存部6014可以附接到泄料流动导管6162,该泄料流动导管6162用作泄料储存部的出口。出口可以建立从泄料储存部6014到泄料热交换器6008B的流路。也可以包括泄料储存部阀6356(例如,参见图42至图43),以控制对于来自净化器6010的泄料过程流的清除(purging)。泄料储存部阀6356可以由控制器6034(例如,参见图2)操作,以将蒸汽室6072内的液位维持在期望范围内。来自泄料料位传感器6074的数据可以用于通知泄料储存部阀6356的致动。由于可以经由泄料料位传感器6074直接监测蒸汽室6072中的料位,因此可以将蒸汽室6072内浓缩物的料位经由泄料储存部阀6356控制到已知的料位。
也可以包括多个手动排放阀6166、6168。这些手动排放阀6166、6168可以用于在维护期间或其它不使用期间清空净化器6010。在图17所示的示例中,手动排放阀6166与泄料储存部6014相关联。手动排放阀6168也与贮槽6052相关联。在特定实施方式中,这些手动排放阀6166、6168可以是手动球阀。尽管将这些阀6166、6168描述为手动操作,但是在其它实施例中,它们也可以由控制器6034致动。
现在参考图18,示出了示例性蒸汽室6072的分解图。蒸汽室6072可以包括除雾器组件6062。除雾器组件6062可以帮助防止液相水流过水净化器的蒸汽室6072。除雾器组件6062可以建立从蒸汽室6072的底部中的沸腾液体到系统6000的压缩机6064的曲折路径。该曲折路径可以使得蒸汽中夹带的任何液相水滴难以一路通过除雾器组件6062。
在所示的示例中,除雾器组件6062包括多个除雾层6170A-C。层6170A-C包括多个开口6172,所述多个开口6172间隔开以产生用于蒸汽的长且曲折的行进路径。第一层6170A包括围绕其外围的开口6172。这些开口6172通常围绕层6170以规则的角度间隔开。下一层6170B包括单个中央开口6172。因此,第二层6170B迫使蒸汽改变方向,并且从蒸汽室6072的侧面行进到蒸汽室6072的中心,以便前进到下一层6170C。第三层6170C包括与第一层6170A相似地沿其外围设置的开口。同样,蒸汽被迫改变方向并且从蒸汽室6072的中心流向蒸汽室6072的侧壁6174。在其它实施例中,层的数量可以不同。
由于要通过(navigate)除雾器组件6062的层6070A-C所必需的方向变化和长的行进路径,任何液相水滴都可能会从蒸汽中掉出。除雾器组件6062的每个层6170A-C都可以具有倾斜表面,这些倾斜表面允许任何液相的水易于从除雾器组件6062排出。在示例实施例中,层6070A-C均被成形为锥形截头锥体,其朝向蒸汽室6072的侧壁6174向下倾斜。在除雾器组件6062的层6170A-C与侧壁6174之间可能存在小的间隙,以允许液相水落回到蒸汽室6062底部处的液体池中。
现在除图18之外,还参考图19至图21,除雾器组件6062也可以包括压缩机进给通道6176,蒸汽在到达压缩机6064之前运送穿过该压缩机进给通道6176。压缩机进给通道6176可以容纳流路回旋器6178或叶片组。流路回旋器6178或叶片组可将来流蒸汽分成多个离散的流动通道6180。每一个流动通道6180都可以包括至少一个流重定向特征6182。同样,这些重定向特征6182可以用于帮助消除任何通过除雾器组件6062前进的液相水滴。
如图19中最佳所示,流路回旋器6178可以包括多个个别的板构件6184,所述多个个别的板构件6184通过连接器轴6186保持在一起。板构件6184以嵌套或分层的方式布置,其中逐渐变小的板构件6184被放置在更靠近蒸汽室6072的中心的位置。流动通道6180由流路回旋器6178的每个相邻板构件6186之间的间隙限定。在一些实施例中,每个流路6180都可以由相等尺寸的间隙限定。在一些特定实施例中,这些间隙可以小于1cm,例如,大约4.5mm。每一个个别的板6184都包括构成重定向特征6182的多个成角度的部段6188。如图18中最佳地示出,流路回旋器6178还可以具有台阶区域6190,该台阶区域6190与压缩机进给通道6176的壁互补并且可以抵靠压缩机进给通道6176的壁。
现在参考图21,承滴盘6192可以形成压缩机进给通道6176的壁中的一个。承滴盘6192可以捕获并且引导由流路回旋器6178去除的任何液相水滴。承滴盘6192可以包括多个凹入特征6194,液体将倾向于流入到所述凹入特征6194中。凹入特征6194可以在其最凹入的部分处包括排放处6196,以允许液体离开压缩机进给通道6176。在所示的示例中,可以包括两种类型的凹部6194。一些凹部被描绘为凹槽,所述凹槽包括这样的坡度,该坡度随着与排放处6196的接近度增加而加深该凹槽。当流路回旋器6178安装在压缩机进给通道6176内时,凹槽通常可以与流路回旋器6178的流动重定向特征6182对准。在承滴盘6192中也可以包括漏斗型凹部。漏斗型凹部可以被成形为锥形截头锥体,其排放处6196在截头锥体中形成开口。当将流路回旋器6178安装在压缩机供给通道6176内时,漏斗型凹部可以设置在流路回旋器6178的下游位置。
现在主要参照图22,除雾组件6062的第三层6170C可以包括护壁构件6198。护壁构件6198可以从第三层6170C突出到承滴盘6192。如所示出的,护壁构件6198被成形为螺旋结构的部段。护壁构件6198还包括钩部6200,该钩部6200大致垂直于护壁构件6198从其延伸的部分。设置护壁构件6198,使得承滴盘6192的所有排放处6196都在护壁构件6198的第一侧上。穿过排放处6196到达第三层6170C的表面的液体可以沿着第三层6170C的表面流动并且由护壁构件6198重定向。由于护壁构件6198被成形为螺旋结构的部段并且第三层6170C的表面是倾斜的,因此护壁构件6198可以将液体沿着向下倾斜的路径朝向护壁构件6198的端部6202重定向。该端部6202可以沿着第三层6170C的外围邻近开口6172定位。
现在主要参考图23和图24,在穿过除雾器组件6062之后,蒸汽可以被压缩机6064压缩。压缩机6064可以是叶轮型压缩机6064,但是在替代实施例中可以使用其它压缩机变型。在示例实施例中,压缩机6064相对于蒸汽室6072的纵向轴线安装在偏心位置。蒸汽室6072包括凹入到蒸汽室6072的侧壁6174中的接收井6210。该接收井6210伸入到蒸汽室6072的内部容积中。除雾器组件6062的各个层6170A-C可以包括接纳接收井6210的井容纳空隙6212(例如,参见图22)。马达6214可以坐置于接收井6210内。马达6214可以例如是或类似于本文其它地方所描述的任何马达。马达6214可以经由马达电力电缆6226接收电力。
马达6214可以驱动安装在压缩机壳体6218A、6218B内的叶轮6216。叶轮6216附接到叶轮转子组件6232,可以经由马达6214的操作促使该叶轮转子组件6232旋转。所示的叶轮6216可以是单级设计,但是可以替代地使用多级设计,诸如本文所描述的任何设计。当压缩机6064安装在偏心位置时,叶轮6216的旋转轴线也可以相对于蒸汽室6074的纵向轴线偏心。叶轮6216的旋转轴线可以穿过蒸汽室6074并且平行于蒸汽室6074的纵向轴线延伸。
蒸汽可以通过入口6220进入压缩机壳体6218A、6218B,被旋转的叶轮6216压缩,并且以升高的压力和温度通过出口6222离开压缩机6064。在入口6220处进入压缩机6064的蒸汽的温度可以由入口温度传感器6066感测。同样地,通过出口6222离开压缩机6062的压缩蒸汽的温度可以由出口温度传感器6068感测。这些温度传感器6066、6068可以是热敏电阻、热电偶或任何其它合适的温度传感器。
压缩机6064还可以包括多个安装件6224。这些安装件6224可以包括紧固件6228,该紧固件6228延伸穿过被包括在压缩机壳体6218A、6218B的一部分上的安装突起6230。紧固件6228可以联接到壳体6102的一部分中(例如,参见图5)。当去除净化器6010的其它部件时,这可以允许压缩机6064和任何附接的部件保持在壳体6102内的适当位置。如本文后面将进一步描述的,在维护期间,可以移除蒸发器6060、冷凝器6076、贮槽6052以及可能的其它部件。安装件6224可以允许压缩机6064和任何附接部件(例如,蒸汽室6072)在没有其它支撑的情况下保持牢固地悬挂在壳体6102上。安装件6224可以包括弹性元件,允许安装件6224成为隔离安装件。在一些实施例中,弹性元件可以是可从纽约州Commack的80ModularAve的Era Industrial Sales获得的60011系列安装件。
现在参考图25至图28,叶轮6216可以被捕获在第一压缩机壳体部分6218A和第二压缩机壳体部分6218B之间。第一压缩机壳体部分6218A和第二压缩机壳体部分6218B各自可以包括压缩管道凹部6234A、6234B(在图25中最佳地示出)。当组装压缩机6064时,这些凹部可以协作以形成压缩管道6236。在操作期间,叶轮6238的叶片6238可以被设置在压缩管道6236内并且在压缩管道6236内行进。另外,压缩管道6236可以形成进入压缩机6064的蒸汽的流路的一部分,从而允许通过叶轮6216的旋转来压缩蒸汽。如所示出的,压缩管道6236的形状通常为弧形。
中断压缩管道6236的弧形形状的可以是位于压缩机6064的入口6220和出口6222之间的压缩管道凹部6234A、6234B的减小的间隙部段6240。减小的间隙部段6240可以帮助隔离压缩机6064的高压区段(在出口6222附近)与压缩机6064的低压区段(在入口6220附近)。减小的间隙部段6240用作卸料板,并且阻挡一定量的高压蒸汽从出口6222附近的区域朝向入口6220传回。在一些实施例中,基本上只有叶轮叶片6238之间的蒸汽才能够在入口6220和出口6222区域之间经过。可以在入口6220附近包括由减小的间隙部段6240中的凹部形成的减压通道6242。这些减压通道6242可以允许高压蒸汽膨胀到较低的压力,以最小化其对来自除雾器组件6062的来流低压蒸汽的影响。在该示例中,减压通道6242是基本楔形的。两个壳体区段6218A、6218B之间在减压通道6242的位置处的距离可以比两个壳体部分6218A、6218B之间在减小的间隙部段6240处的距离大了约5%至35%(例如,大了9%或10%以上或大了约9%或10%)。
现在还参考图29至图31,示出了在图29中的指定线处截取的压缩机6064的入口6220和出口6222的截面图。入口6220(图30)可以由设置在第一压缩机壳体部分6218A和第二压缩机壳体部分6218B中的流动通道以及第一盖构件6244A和第二盖构件6244B形成。第一盖构件6244A可以附接到压缩机壳体部分6218A。第一盖构件6244A将入口6220与外部环境阻隔,并且可以经由紧固件或任何其它合适的联接而联接到第一压缩机壳体部分6218A。可以包括垫片构件6246以帮助建立合适的密封。第一盖构件6244A可以成形为浅底盘或杯。
第二盖构件6244B可以经由紧固件或任何其它合适的联接件附接到第二压缩机壳体部分6218B。第二盖构件6244B可以在入口6220的内部与外部环境之间形成密封。可以包括垫片构件6248以辅助建立合适的密封。本文中描述的垫片构件6246、6248和其它垫片构件可以是O形环(示出)、平面垫片、原位成形垫片或任何其它可压缩或弹性构件。第二盖构件6244B可以成形为细长的穹顶或体育场形状。第二盖构件6244B也可以包括端口6250。端口6250可以允许安装入口蒸汽温度传感器6066。
入口6220也可以包括分隔体6252,该分隔体6252将来流低压蒸气流分流成多个流路。在所示的示例中,分隔体6252是分叉体,其将来流蒸气分成第一流和第二流。由分隔体6252产生的第一流可以通向叶轮6216的第一侧6254A。第二流可以通向叶轮6216的第二侧6254B。分隔体6252也可以形成压缩管道6236的壁的一部分。在示例实施例中,分隔体6252包括压缩管道6236的减小的间隙部段6240的一部分。
出口6222可以经由第一压缩机壳体部分6218A和第二压缩机壳体部分6218B中的流动通道以及盖构件6256和冷凝器入口联接器6258形成。盖构件6256可以经由紧固件或另一种合适的联接器附接到第二压缩机壳体部分6218B。盖构件6256可以在出口6222的内部与外部环境之间形成密封。可以包括垫片构件6260以辅助建立合适的密封。盖构件6256可以包括端口6264。端口6264可以允许安装出口蒸气温度传感器6068。如所示出的,盖构件6256可以大体上为穹顶形。
类似于入口6220,出口6222可以包括分隔体6266。分隔体6266可以将来自多个流路的排出的高压蒸气流合并成单个流路。在所示的示例中,分隔体6266是分叉体,其将流出的蒸气合并成单个流。由分隔体6252产生的第一流可以从叶轮6216的第一侧6254A引向冷凝器入口联接器6258。第二流可以从叶轮6216的第二侧6254B引向冷凝器入口联接器6258。可以在冷凝器入口联接器6258处将两个流合并。可以将分隔体6266成形为使得第一流和第二流在到达冷凝器入口联接器6258之前被合并。分隔体6266也可以形成压缩管道6236的壁的一部分。在示例实施例中,分隔体6266包括压缩管道6236的减小的间隙部段6240的一部分。
尽管压缩机6064可以相对于净化器6010安装在偏心位置,但是经压缩的高温蒸气可以基本上与净化器6010的轴线成一直线离开压缩机6064。在离开压缩机6064之后,压缩蒸气可以沿着基本直线的路径进入到冷凝器6076中。为了促进这一点,冷凝器入口联接器6258可以具有与净化器6010的轴线基本成一直线的中心点。到冷凝器6076中的这种直线流路可以有助于最小化离开压缩机6064的流体的流量损失。
现在参考图32,示出了净化器6010的各个部件的分解图。如所示出的,冷凝器入口联接器6258可以穿过蒸汽室6072的壁附接到中间导管6270。冷凝器入口联接器6258可以包括圆形或倒角的边缘6272,以促进冷凝器入口联接器6258与中间导管6270的配接。为了辅助在冷凝器入口联接器6258和中间导管6270的接口处产生密封,可以包括垫片构件。垫片构件可以是O形环或弧环形弹性体或顺应性构件。
除雾组件6062的一个或多个层6070A-C可以包括套筒突起6276,该套筒突起被定尺寸成接纳中间导管6270的一部分。中间导管6270可以在其外表面中包括凹进区域6286。凹进区域6286可以与可以坐置到凹进区域6286中的垫片构件6280互补地成形。当组装时,垫片构件6280可以在套筒突起6276的内面和中间导管6270的外面之间被压缩。该压缩可以防止蒸汽室6072的下部中的液体穿过在套筒突起6276的内部与中间导管6270的外部之间并且进入到除雾器组件6062中。垫片构件6280也可以辅助对除雾组件6062进行定位。
中间导管6270可以坐置并且密封冷凝器入口6274的端部。该密封可以阻止来自蒸汽室的任何可能包含浓缩泄料的流进入到冷凝器入口6274中。如所示出的,可以包括至少一个垫片构件6282、6284,以帮助在中间导管6270和冷凝器入口6274之间产生牢固的密封。在示例实施例中,包括多个垫片构件6282、6284,以产生冗余的密封。当组装时,来自压缩机6064的高压压缩蒸汽可以在进入蒸发器冷凝器壳体6268之前,沿着由冷凝器入口联接器6258、中间导管6270和冷凝器入口6274形成的直线路径经过这些部件。
现在参考图33至图34,冷凝器入口6274可以延伸穿过第二管板6142B到第一管板6142A。可以由可压缩材料制成的管板6142A、6142B可以围绕冷凝器入口6274的密封部段6290部分的外部形成密封。冷凝器入口6274的密封管板6142A、6142B的部分可以是光滑的、实心长度的管件。由于冷凝器入口6274是中空的,因此内部塞子6294可以放置在冷凝器入口6274内靠近第一管板6142A的位置。该塞子6294可以产生密封,从而防止冷凝器6076和贮槽6052之间的流体连通。塞子6294可以是被焊接或以其它方式联接到冷凝器入口6274中的盘。另外,可以在与塞子6294相邻的位置包括至少一个排放端口6296,以促进产物过程流6298从冷凝器入口6274排放。可替代地,冷凝器入口6274可以仅延伸穿过第二管板6142B,并且延伸到冷凝器6076的内部容积很小的距离(如果有的话)。在一些实施例中,第一管板6142A可以包括代替空隙的实心区段,该实心区段围绕冷凝器入口6274的密封部段6290密封。
冷凝器入口6274也可以包括开窗部段6288。开窗部段6288可以被包括在冷凝器入口6274的密封部段6290之间。该开窗部段6288可以包括多个开窗6292。开窗6292可以用作蒸气流扩散器,并且有助于产生进入冷凝器6076的高压蒸气的均匀分布(以点画示出)。开窗6292可以是任何形状,包括但不限于环形、圆形、卵圆形、椭圆形、多边形和星形。在该示例中,开窗6292是具有圆角的细长矩形。开窗6292可以被包括在设置在开窗部段6288周围的不同位置处的多个组中。在所示的示例中,存在彼此均匀间隔的四个组。在每一组内,开窗6292也可以彼此以基本上均匀的角度间隔放置。可以例如每隔30°至60°(例如,每45°)放置开窗6292。
在图35中示出出替代的冷凝器入口6274。如所示出的,冷凝器入口6274包括开窗区域6288和密封区域6290。在此示例中,开窗6292是倒圆的并且是大致是环形的。另外,冷凝器入口6274包括没有开窗6292的实心跨部6300。当组装净化器6010时,实心跨部6300可以定位在冷凝器6076内。开窗区段6288位于压缩机入口6274的靠近压缩机6064的部分上。因此,开窗区段6288可以定位成使得,冷凝器6076内的冷凝器入口6274的第一部分从压缩机6064接收高压蒸汽。在从开窗区域6288到实心跨部6300的过渡处,可以包括塞子6294(参见,例如图33)。
主要参考图34和图36,当进入冷凝器6076的高压和高温蒸汽开始冷凝时,产物过程流6298可以开始在冷凝器6076的底部聚集。此外,冷凝潜热可以转移到蒸发器管6140,辅助新来流源水的蒸发。可以包括产物储存部6012,并且可以将该产物储存部6012附接到蒸发器冷凝器壳体6268。产物储存部6012可以经由产物储存部入口6302附接到蒸发器冷凝器壳体6268。产物储存部入口6302可以设置成与产物积聚表面相邻,使得产物过程流6298可以在产物水开始聚集时或之后不久开始填充产物储存部6012。在该示例中,产物积聚表面是第一管板6142A。
如所示出的,在产物储存部6012内可以包括产物料位传感器6078。产物料位传感器6078可以是浮子型传感器,并且包括联接到臂部6306的浮子6304,其中该臂部6306围绕枢轴点6308移位。类似于泄料料位传感器6074(例如,参见图16),产物料位传感器6078可以包括多个磁体6310。随着产物储存部6012内液位的上升和下降,在浮子6304移位时,臂部6306可以围绕枢转点6308旋转。磁体6310的位置可以由霍尔效应传感器6322(例如,参见图38)跟踪,以确定产物储存部6012内液体的液位。
设置产物储存部6012,使得产物料位传感器6078不仅可以直接感测产物储存部6012内的液位,而且也可以直接检测冷凝器6076内的液位。为了促进这一点,可以将产物料位传感器6078设置为使得浮子6304的扫掠范围可以经过产物储存部入口6302上方。因此,冷凝器6076也可以兼作产物流储存部,可以经由产物料位传感器6078来监测该冷凝器6076的容积。这样,产物储存部6012可以被描述为辅助产物储存部。在某些实施例中,浮子6304的扫掠范围可以被选择成使得产物料位传感器6078可以测量冷凝器6076中高达4L至10L(例如,6L或6.5L)的产物体积。
产物储存部6012可以包括产物出口6312,产物过程流可以从该产物出口6312离开产物储存部6012。如本文其它地方所描述的,该出口6312可以连接到通向产物热交换器6008A的产物流动导管。示例出口6312位于与产物储存部6012的底部内表面6316成一直线的位置。产物储存部6012也可以包括排气端口6314。在来自压缩机6064的高压蒸气在冷凝器6076内冷凝并且开始填充产物储存部6012时,排气端口6314可以允许气体从产物储存部6012被驱替。也可以包括冷凝器排气端口6318,以根据需要从冷凝器6076释放过量的压力、挥发物和不可冷凝的气体。排气端口6314和冷凝器排气端口6318都可以附接到排气流路6320。
现在参考图37,示出了系统6000的透视图。为了清楚起见,在图37中隐藏了除了排气流路6320之外的流体管线。来自蒸发器冷凝器壳体6268和产物储存部6012的排气可以沿着排气流路6320行进到泄压组件6324。泄压组件6324可以包括泄压阀6326。泄压阀6326可以是故障安全阀,当在净化器6010中形成过压情况时,该故障安全阀打开。在强制打开泄压阀6326的情况下,排放气体可以经由附接到泄压阀6326出口的排气流路6320排放。泄压阀6326可以被设置成以预定压力打开,该预定压力在一些特定示例中可以为15psig或约为15psig。泄压组件6324也可以包括真空断路器6330。真空断路器6330可以允许净化器6010在冷却期间与环境压力相等。真空断路器6330可以例如包括止回阀,该止回阀允许净化器6010在操作期间保持压力,但是如果净化器6010的内部压力低于环境,则吸入环境空气。
气体可以从泄压组件6324行进到排气流路6320,该排气流路6320贯穿泄料热交换器6008B。在一些实施例中,可以包括排气阀6328以控制气体流向泄料热交换器6008B。气体可以以逆流方式贯穿泄料热交换器6008B,以使源水进入系统6000。这些气体可以将热能传递到来流源水,从而使源水变暖。这些气体的冷却可以允许这些气体中的一些在它们穿过热交换器6008B时冷凝,从而使得它们更易于处置。
现在参考图38和图39,详细描述产物流路6322的两个透视图,示出了示例系统6000。为了清楚起见,在图38和图39中仅示出了产物流路6322,而不是源水或其它过程流。如所示出的,离开产物储存部6012的产物水可以流到产物热交换器6008A和轴承进给泵6080这两者。在示例实施例中,包括分支接头(branch fitting)6332以为此目的分流产物流。流过热交换器6008A的产物水在将热量传递给来流源水后,可以在降低的温度下离开热交换器6008A。冷却的产物水可以通过产物流路6322从产物热交换器流出。轴承进给泵6080可以将离开产物储存部6012的产物水的一部分泵送到压缩机6064。轴承进给泵6080可以是电磁泵。如本文其它地方所描述的,产物水可以用于润滑叶轮轴承。
现在主要参考图40至图41,离开产物热交换器6008A的冷却的产物过程流可以前进到感测歧管6340。产物可以在入口端口6342处流入到感测歧管中并且沿着与一个或多个传感器6082A、6082B连通的内部流路流动。在示例实施例中,示出了两个传感器6082A、6082B,但是,其它实施例可以包括附加的传感器。在一些实施例中,可以包括相同传感器6082A、6082B的冗余组。至少一个传感器6082A、6082B可以是电导率传感器或电导率和温度传感器。也可以包括可以提供与水质有关的数据信号的其它传感器类型,诸如浊度、pH、氧化还原电位、TDS、分析物传感器、TOC等。
感测歧管6340也可以包括一个或多个阀6344,所述一个或多个阀6344可以由控制器6034(例如,参见图2)操作,以基于从至少一个传感器6082A、6082B提供的数据来引导产物过程流。如果水质(例如,电导率值)在阈值之外,则可以打开通向排放流路6346的阀。如果水质(例如,电导率)符合预定阈值,则控制器6034(例如,参见图2)可以致动一个或多个阀6084、6086,以将产物过程流引导到医疗系统流路6348。阀6084、6086也可以由控制器6034基于控制器6034从医疗系统6004(参见,例如图2)接收到的信号来致动。
现在主要参照图42至图43,离开泄料热交换器6008B的冷却的排气和泄料流可以行进至混合罐6350。在一些实施例中,排气流可以被布设成不穿过泄料热交换器6008B,而是被布设成直接通向混合罐6350。如所示出的,混合罐6350包括端口6352,泄料流动导管6162附接到该端口6352。混合罐6350还包括端口6354,排气流路6320附接到该端口6354。到混合罐6350的流入可以由阀6356、6358控制,所述阀6356、6358分别控制从泄料端口6352和蒸汽端口6354到混合罐6350的内部容积的连通。联接到源流体管线6126的另外的端口6360也可以被包括在内。混合之后,流体可以经由出口端口6362离开混合罐6350,其中该出口端口6362可以联接到排放导管6364。
混合罐6350可以用于合并来自净化器的许多过程流。例如,排气流可以与冷却的泄料流混合,以确保可能已经通过泄料热交换器6008B的任何热气体被骤冷到相对较低的温度。如所示出的,混合罐6350还包括至少一个传感器6096,该至少一个传感器6096在示例实施例中可以是温度传感器。控制器6034(例如,参见图2)可以监测来自传感器6096的数据,并且确定混合罐6350的内部容积内的温度是否低于预定阈值。如果混合罐6350的内部太热,则冷的源水可能会通过源分流端口6360进入混合罐。分流阀6100(例如,参见图2)可以被包括在混合罐6350的上游(或在一些实施例中,可以附接到混合罐),以控制源水到混合罐6350的流动。在示例实施例中,混合罐6350还包括真空断路器6330。真空断路器6330可以被包括在混合罐6350上,而不是如先前描述的那样被包括在泄压组件6324上。
在一些实施例中,并且现在主要参考图44,净化器6010的一部分可以附接到枢轴6365。枢轴6365可以允许将净化器6010的附接部分容易地从净化器6010移除以进行清洁、更换,以便提供对净化器6010的其它部分的便捷触及或用于其它维护目的。枢轴6365可以例如允许移除蒸发器冷凝器壳体6268,以进行检查或异地清洁操作,诸如除垢程序。在该示例中,蒸发器冷凝器壳体6268和贮槽6052均被布置为经由绕枢轴6365旋转而被移除。
如图44所示,枢轴6365附接到支撑板6370。支撑板6370可以在贮槽6052下方延伸以支撑可移除部件。在一些实施例中,支撑板6370也可以被紧固到贮槽6052,以帮助将可移除部件保持和定位在支撑板6370上。取决于支撑板6370的材料和可移除部件的重量,可以包括支撑构件6372以加强支撑板6370。
净化器6010可以设置成多个区段(例如,第一区段和第二区段),这些区段在第一状态下经由紧固件相互联接。紧固件可以包括至少一个夹具。在示例实施例中,紧固件被示为带夹6374。现在还参照图45至图46,一旦在第二状态下,移除了将蒸发器冷凝器壳体6268联接到蒸汽室6072的带夹6374,则蒸发器冷凝器壳体6268、贮槽6052和任何附接部件的全重就可以由枢轴6365支撑。如图44的分解图中最佳所示,在枢轴6365中可以包括偏压构件6376。因为带夹6374被移除,所以可以导致偏压构件6376过渡到能量存储状态,诸如压缩状态(图46中最佳示出)。当偏压构件6376处于压缩状态时,枢轴6365和可移除部件可以从蒸汽室6072移开。在可移除部件摆动离开净化器6010的其余部分时,可以选择位移量以便为冷凝器入口6274的顶部提供间隙。支撑板6370和附接部件的位移路径可以是线性的,但是并非在所有实施例中都必需如此。具体地,位移路径可以沿着或平行于枢轴6365的轴线。在示例性实施例中,偏压构件6376可以是耐腐蚀气体弹簧。也可以使用其它类型的偏压构件6376,诸如螺旋弹簧、弹簧垫圈、碟形弹簧、可压缩弹性体、气囊或任何其它合适的偏压构件。
一旦偏压构件6376已经过渡成压缩状态或能量存储状态,并且现在还参考图47,则可移除部件(示例中的贮槽6052和蒸发器冷凝器壳体6268)就可以绕枢轴6365的轴线6378旋转。因此,可以将可移除部件从净化器6010的其余部分上摆动下来,并且从枢轴板6370卸下。如果要移除这些部件以进行异地清洁,则可以将部件的备用更换套件放置在枢轴板6370上,然后摆动回适当位置,从而最大程度地减少停机时间。在摆动回适当位置之后,偏压构件6376可以辅助重新组装,因为偏压构件6376将帮助将部件的更换套件提升到位。
现在参考图48至图49,示出了与在图3中代表性地示出的系统相似的示例系统6000。如所示出的,系统6000包括外壳6550。外壳6550的形状为大致矩形。如所示出的,外壳6550的前部包括两个门6552A、6552B。另外,在外壳6550的前部中包括采样凹部6554。采样凹部6554可以包括多孔托盘6556,当从系统6000的采样端口6038(例如,参见图3)分配水时,杯子、玻璃杯或类似容器可以放置在该多孔托盘6556上。任何溢出的样品流体都可以收集在多孔托盘6556下方设置的收集池中。可以包括LED或类似的照明装置来照亮采样凹部6554。在示例实施例中,可以经由按钮6558的按下来分配样品,按钮6558在一些实施例中可以是带背光的。
外壳6550的后部可以包括开口,用于源流体管线的源连接器6560延伸穿过该开口。排放连接器6562也可以延伸穿过外壳6550的背面。取决于实施例,源极连接器6560和排放连接器6562中的每一个可以是快速连接接头。电力和数据连接部6561也可以通过外壳6550的后部提供。
外壳6550的顶部可以大体上是平坦的,并且包括用于净化水的出口管线6564。如所示出的,该出口管线6564可以被绝缘以帮助维持管线内的温度并且防止在非常热时与用户接触。医疗系统6004或其它使用点系统或装置可以被设置在外壳6550的顶部上并且被放置成与出口管线6564流体连通。在一些实施例中,医疗系统6004或其它系统或装置可以被附着(例如螺栓连接、夹紧或以其它方式机械固持)。可替代地,这样的系统或装置可以被动地搁置在外壳6550的顶部上。搁架6566、平台、容置座或类似的结构可以联接到外壳6550上用于存储。在一些实施例中,搁架6566或容置座可以在使用期间保持由医疗系统6004或其它装置利用的部件(例如,用于血液透析机的酸储存部和碳酸氢盐储存部)。
外壳6550可以包括可以彼此绝缘的多个内部隔室。例如,外壳6550可以包括热区段壳体6102,系统6000的高温部件与系统6000的其余部分绝缘地容纳在该热区段壳体6102中。,外壳6550的其它隔室可以是冷区段壳体6103A、6103B,与热区段壳体6103相比较该冷区段壳体6103A、6103B保持相对较冷。在热区段壳体6102中可以包括净化器6010(例如,参见图52)和热交换器6008A、6008B(例如,参见图52)。在一些实施例中,净化器6010和热交换器6008A、6008B的占地面积可以小于200in2(平方英寸)(例如小于180in2)。净化器6010的高度可以小于30英寸(例如,26.5英寸或更小)。
现在还参考图50,示出了外壳6550的前视图,其中门6552A、6552B被移除。如所示出的,第一过滤器6006A和第二过滤器6006B可以被包括在门6552A、6552B的后方。采样端口6038可以设置在两个过滤器6006A、6006B的中间,使得样品代表仅第一过滤器6006A的过滤能力。在其它实施例中,可以包括附加的采样端口6038,并且可以具有在第一过滤器6006A和第二过滤器B这两者的下游收集样品的能力。在某些实施例中,过滤器6006A、6006B可以是相同的并且可以是5L至6L的活性炭过滤器。过滤器6006A、6006B可以被放置在门6552A、6552B的后方,以在过滤器6006A、6006B已达到预定的使用期限或控制器6034确定需要更换过滤器6006A、6006B之后简化过滤器6006A、6006B的更换。可以将过滤源管线6568布设成从冷区段壳体6103B通过冷区段通道6570到冷区段壳体6103A。通道6570可以布设在热区段壳体6102隔室的一部分的下方或上方。
现在还参考图51,示出了系统6000的后透视图,其中外壳6550的后面板被移除。如所示出的,在冷区段壳体6103B中可以包括各种歧管6572、6574、6576、6578以及混合储存部6092。在其它实施例中,所有歧管6572、6574、6576、6578都可以合并成单个整体歧管。在本说明书的稍后部分中更详细地描述歧管6572、6574、6576、6578。收集池6587可以包括在歧管6572、6574、6576、6578下方,并且可以包括泄漏传感器(未示出)。系统6000的电子元件也可以被包括在冷区段壳体6103B中。在示例实施例中,电子元件被分成第一电子元件壳体6046A和第二电子元件壳体6046B。在其它实施例中,可以使用单个壳体。各种数据和电力电缆可以通过设置在热区段壳体6102的壁中的绝缘材料6584的部分中的通孔6580馈送。在某些实施例中,绝缘材料6584的部分可以是可压缩的绝缘泡沫或弹性体材料。在示例实施例中,绝缘材料6584的部分被示出为插塞状结构,其设置在从冷区段壳体6103的内部到热区段壳体6102的开口中。绝缘材料6584的这些部分可以抵靠热区段壳体6102中的开口的壁处于压缩状态。另外,通孔6580可以在延伸穿过其中的任何电缆(未示出)周围压缩。这可以帮助在热区段壳体6102和冷区段壳体6103B之间建立紧密的密封。通向空气过滤器6093的管线也可以穿过热区段壳体6102的壁以到达空气过滤器6093。
现在参考图52和图53,示出了系统6000的透视图,其中移除了外壳6550。为了清楚起见,在图52至图53中仅示出了携载源水的流体管线。源水可以通过源连接管线6582在源连接器6560处进入系统6000。在示例实施例中,并且现在还参考图54,源连接器6560被包括在入口歧管6572上。入口歧管6572也可以包括流量控制阀6032、止回阀6030(例如参见图3)和一个或多个传感器。在示例性实施例中,在入口歧管6572上包括温度传感器6042和压力传感器6036。在其它实施例中,可以包括感测来流源水的不同特性的附加传感器或为所示的那些传感器提供冗余的传感器。
从源歧管6572开始,源流体可以流过过滤器6006A、6006B,并且可以根据系统6000模式或状态6000通过采样端口6038进行采样。在过滤之后,源水可以流到被包括在产物热交换器岐管6578上的经过滤源流体连接器6568。现在还参见图55,产物热交换器歧管6578可以包括压力调节器6040,该压力调节器6040可以将源水压力控制到预定值(例如,10psig至30psig)。在产物热交换器歧管6578中也可以包括过滤后压力传感器6044。控制器6034可以比较压力传感器6036(参见图54)和压力传感器6044的读数,以确定通过过滤器6006A、6006B的压降。可以将该压降与期望值的预定范围进行比较。这可以允许控制器6034检测阻塞的过滤器或检测压降出乎意料地低或高的情况。来自产物热交换器歧管6578的源流体可以通过源管线6590流到产物热交换器6008A。用于源水流到产物热交换器6006A的源比例控制阀6050A也可以设置在产物热交换器歧管6578中。
通向泄料热交换器6008B的流路可以延伸到系统6000的电子元件壳体6046A(例如,参见图51),使得源流可以用于冷却电子元件壳体6046A。可替代地或附加地,可以将在到达产物热交换器6008A途中的源水布设成与电子元件壳体6046A的电子元件处于热交换关系。在图52和图53所示出的示例中,电子元件冷却管线6592被布设在如下路径中:该路径在连接到泄料热交换器歧管6574之前在两个位置处对折在其自身上。基于设置在泄料热交换器歧管6574中的源比例控制阀6050B的操作,源流体可以从泄料热交换器歧管6574穿过源管线6590流向泄料热交换器。在泄料热交换器歧管6574中也可以包括源分流阀6100,以允许源水流体流入到混合储存部6092中,在示例实施例中,该混合储存部6092直接附接到泄料热交换器歧管6574。
当源水经过热交换器6008A、6008B时,其可以被净化器6010的各种过程流加热,这些过程流相对于来流源水处于高温。反过来,各种过程流可以被冷却。在源流体穿过热交换器6008A、6008B之后,源流体可以在流动连结器6594(例如,Y形接头、T形接头、U形接头等)处被连结成单个流并且掉入到净化器6010的贮槽6054中。在一些实施例中,贮槽6054可以是金属铸造部件。
现在也参考图56,示出了示例性热交换器6008A、6008B的视图。热交换器6008A、6008B可以各自布置为管件螺旋结构,系统6000的源水和各种过程流可以流过所述管件螺旋结构。由每个热交换器6008A、6008B形成的螺旋结构可以具有基本恒定的半径和螺距。如所示出的,在热交换器6008A、6008B的端部处,节距可以变得更大。热交换器6008A、6008B可以以同心的方式布置,其中热交换器6008A、6008B中的一个具有较小的半径并且位于另一个的内部。在图56示出的示例性实施例中,泄料热交换器6008B位于产物热交换器6008A的内部。热交换器6008A、6008B中的每一个都可以围绕净化器6010设置以增加系统6000的紧凑性。产物热交换器6008A和泄料热交换器6008B中的流体路径的长度可以基本相等。在一些实施例中,可以使用净化器6010的外表面作为形式来形成热交换器的螺旋结构。在这样的实施例中,热交换器6008A、6008B可以接触净化器6010的侧壁。
图57中示出了示例性热交换器6008A、6008B的一部分的截面图。如所示出的,每个热交换器6008A、6008B包括形成热交换器6008A、6008B的外表面的大直径源流动导管6596A、6596B。在源流动导管6596A、6136B内是其中携载有来自水净化器6010的过程流的导管。在示例性实施例中,产物水热交换器6008A包括位于其源流动导管6596A内的三个产物流动导管6598。示例泄料热交换器6008B在其源流动导管6596B内包括单个内部流动导管6599。该内部流动导管6599可以携载来自净化器6010的浓缩物或泄料过程流。在一些实施例中,可以在其中包括附加的流动导管。在热交换器6008A、6008B是同心的并且嵌套在另一个内部的情况下,最里面的热交换器可以包括绝缘层6597。这可以帮助防止热量向净化器6010传递/从净化器6010传递。在其它实施例中,两个热交换器6008A、600B都可以包括绝缘层6597。
主要参考图59,在图58的线59-59处截取的示例净化器6010的截面,在源水传入到贮槽6052中之后,水可以开始填充多个蒸发器管6140以及蒸发器储存部6015。蒸发器储存部6015可以横向于蒸发器6060设置并且可以具有圆柱形状。在示例实施例中,蒸发器储存部6015的高度大于蒸发器6060的高度。蒸发器储存部6015可以通过延伸到贮槽6052的蒸发器储存部入口6604而与贮槽6052流体连通。在该示例中,蒸发器储存部入口6604定位在蒸发器储存部6015的第一端部处。在源水被引入到贮槽6052中之后不久开始传入到蒸发器储存部6015的点处,蒸发器储存部入口6604可以连接到贮槽6052。这可以允许蒸发器储存部6015中的流体料位与蒸发器6060中的流体料位基本一样高。蒸发器储存部6015的相对的第二端可以包括排气端口,该排气端口被附接到经由泄料储存部6014的端口6612(例如,参见图65)与蒸汽室6072流体连通的排气路径。
蒸发器储存部6015可以包括料位传感器6073,该料位传感器6073基于蒸发器储存部6015内的浮子6606的位移来测量蒸发器6060中的液位。在某些实施例中,浮子6606的移位可以使电位计刮片(potentiometer wiper)移位。在其它实施例中,浮子6606可以包括一个或多个磁体,所述一个或多个磁体的位移由霍尔效应传感器阵列跟踪。可替代地,传感器可以是可从康涅狄格州普莱恩维尔的考尔斯路一号的宝石传感器公司(GemsSensorsInc.)获得的XM-XT(例如,XM-700)系列传感器。也可以使用任何其它合适的传感器。
蒸发器储存部6015可以被设置成使得,至少在净化器6010的操作的某一(某些)状态或模式(例如,填充状态或排放状态)期间,蒸发器储存部6015的内部容积的一部分与在蒸发器6060液位值的可控制范围或预期范围内的任何点一样高。可以选择浮子6606的位移范围以适应在该范围内的感测。在一些实施例中,浮子6606的位移范围可以仅是蒸发器储存部6015的范围的一部分。例如,浮子6606的位移范围可以仅是蒸发器储存部6015的范围或高度的一半(40%至60%)。在示例实施例中,位移范围大致限于蒸发器储存部6015的上半部。在某些实施例中,位移范围可以从蒸发器储存部6015的顶端部分至少延伸到蒸发器储存部6015的中点,但不大于蒸发器储存部6015的范围的70%。在一些实施例中,控制器6034可以从料位传感器6073接收数据信号,该数据信号是以浮子6606位移占浮子6606的整个位移范围的百分比的形式。
在净化水生产模式或状态期间,在蒸发器管6140中可能存在蒸汽气泡,并且由于剧烈沸腾而通常会产生大量飞溅。结果,在净化器6010的蒸发器6060中可能没有清晰或可辨别的液位。相反,液位可能是不均匀的并且是高度动态的。在这样的状态下,蒸发器料位传感器6073可以不测量蒸发器6060中的液位。相反,蒸发器料位传感器6073可以用于监测在控制系统6000的操作中可能有用的其它特性。例如,与可能存在于蒸发器储存部6015中的相对平静的水柱的高度相关的数据可以由蒸发器料位传感器6073输出。在操作期间,蒸发器料位传感器6073可以类似于压力计进行操作。蒸发器料位传感器6073读取的水柱的高度可以至少部分地基于存在于蒸发器6060和蒸汽室6072中的蒸气的压力而变化。蒸发器料位传感器6073读取的水柱的高度也可以至少部分地基于蒸发器管6140中的流体的平均相变位置而变化。在一些实施例中,可以在生产净化水期间监测从蒸发器料位传感器6073输出的水柱高度。在水柱开始从目标位置移位的情况下,系统6000的控制器6034可以增加对加热器6054和压缩机6064中的至少一个提供功率,这可能与水柱移位的速率成比例。可替代地或附加地,控制器6034可以通过降低任何源流比例阀6050A、6050B的占空比来减少引入到净化器6010中的源水的量。同样,该占空比改变可以与水柱水位的移位速率成比例地进行。在生产净化水期间,水柱的高度可能为蒸发器6060高度的50%至60%。在一些实施例中,在蒸发器料位传感器6073的位移范围被限制为蒸发器储存部6015的上半部分的情况下,控制器可以将浮子6606位移的目标定为距其位移范围的底部约10%。
现在主要参照图60,蒸发器管6140可以从贮槽6052容积延伸通过冷凝器6076到蒸汽室6072容积。第一管板6142A和第二管板6142B可以包括接纳孔口6144,用于接纳每一个蒸发器管6140的端部。管板6142A、6142B可以将蒸发器管6140以大体上均匀间隔的样式保持在冷凝器6076容积内。在示例实施例中,管板6142A、6142B可以由金属材料构成,该金属材料被钎焊成与蒸发器管6140连接,从而防止蒸发器管6140与冷凝器6076的内部容积之间的流体连通。第二管板6142B可以形成蒸汽室6072的底壁。金属管板6142A、6142B的使用可以帮助增加净化器6010的紧凑性。
在示例实施例中,包括少于80个(具体地76个)蒸发器管6140。在其它实施例中,可以包括更多或更少数量的蒸发器管6140。每个蒸发器管6140可以具有在冷凝器6072的直径的6%至12%(例如,约8%)之间的基本相等的直径。在一些实施例中,蒸发器管6140的直径可以不全部相等。蒸发器管6140可以占据冷凝器6076的内部容积的35%和65%之间(例如,约49.5%)。构成蒸发器管6140的材料可以根据实施例而变化;但是,可以使用具有高导热率的材料。所使用的材料可以是本文其它地方描述的任何材料。在将蒸发器管6140钎焊到管板6142A、6142B上的实施例中,为蒸发器管6140和管板6142A、6142B选择的材料可以是适于这种钎焊操作的任何合适的材料。在某些实施例中可以使用不锈钢。在一些实施例中,并且如图60所示,提供从压缩机6064(例如,参见图3)到冷凝器6076的路径的一部分的套筒6688也被钎焊到管板6142A、6142B中的一个上的适当位置。
蒸发器管6140可以包括填料元件,该填料元件填充每一个(或可能仅一些)蒸发器管6140的截面积的一部分。在示例实施例中,填料元件被示出为基本圆柱形的杆6600,在杆6600的外部上包括许多小块或其它凸起(a number of nubs or other protuberances)6602。这些小块6602可能有助于将杆6600在蒸发器管6140内对中。这可以促进源流体的薄层或薄膜(在该示例中为薄环面)存在于填料元件的外部与蒸发器管6140的内表面之间,填料元件设置在蒸发器管6140内。
现在主要参照图61和图62,设置在杆6600的端部的小块6602可以搁置在限定蒸汽室6072的底部的管板6142B上。该小块6602可以使杆6602的底部保持悬挂在贮槽6052的底表面上方。在图61中还示出,在一些实施例中可以包括绝缘层6605。绝缘层6605可以放置在冷凝器6076周围。在其中热交换器6008A、6008B在卷绕成它们各自的螺旋结构时直接围绕净化器6010的外部缠绕的实施例中,绝缘层6605可以使净化器6010与热交换器6008A、6008B的热交换绝缘。其它实施例可以类似地被绝缘。
现在主要参考图63至图66,当来自加热元件6054的热量(例如,参见图3)和冷凝器6076中的冷凝蒸汽使源水蒸发时,会产生泄料过程流或浓缩物。泄料过程流可以经由剧烈沸腾填充或飞溅到蒸汽室6072容积的一部分中。如所示出的,泄料或浓缩物储存部6014可以附接到蒸汽室6072的侧面。在示例实施例中,泄料储存部的长轴与蒸发器6060并排延伸但不穿过蒸发器6060。封闭的闸道6610可以从蒸汽室6072延伸并且形成到泄料储存部6014的流入路径6614的第一部分6624。该闸道6610可以是铸件。闸道6610可以联接到限定泄料储存部6014的内部容积的一部分的外壳6616。在示例实施例中,外壳6616是从闸道6610向下延伸的大致圆柱形主体或罐型结构。出口端口6618可以被包括在泄料储存部6014的底部中,使得泄料流体可以从如由控制器6034(例如,参见100A-B)管控的净化器6010中被排空。
如在图66中最佳示出的,在示例实施例中,泄料储存部6014包括插入件6620。在示例实施例中,插入件6620是通常为圆柱形的套筒。插入件6620可以穿过封闭闸道6610的顶部插入并且联接到封闭闸道6610。插入件6620可以具有与外壳6616类似的截面形状,但是尺寸较小,以允许插入件6620嵌套在外壳6616内部。在组装时,在外壳6616的内壁与插入件6620的外部之间可能存在间隙。插入件620也可以与外壳6616的轴线基本上同中心地设置。在所示的示例中,插入件6620是管。该间隙可以形成通向泄料储存部6014的流入路径6614的第二部分6626。因此,插入件6620的壁可以用作障碍物,其遮蔽了泄料储存部6014的部分6628并且提供抵抗蒸汽室6072中飞溅和其它剧烈液体运动的影响的屏障。插入件6620可以包括开口6630,以允许液体从流入路径6614流向遮蔽部分6628。在该示例中,管状插入件6620的底部是敞开的,但是,在其它实施例中,插入件6620替代地包括开窗、网丝区段或格栅区段。料位传感器6074,诸如本文在其它地方描述的那些中的任何一个,可以放置在泄料储存部6014的遮蔽部分6628中。这可以允许料位传感器6074感测在蒸汽室6072中存在的泄料的料位,这基本上不掺杂由于剧烈沸腾或高能沸腾而引起的短暂干扰。在一些实施例中,控制器6034可以从料位传感器6074接收数据信号,该数据信号是以浮子位移占浮子整个位移范围的百分比的形式。在一些示例中,百分之一的位移可以等同于泄料储存部6014内的1ml至2ml(例如,1.86ml)的容积变化。
插入件6620包括各种排气端口6632,这些排气端口可以允许气体随着泄料储存部6014中的液位变化或随着发生蒸发而被排出。在净化器6010的某些操作状态期间,排气端口6632可以位于预期液位范围附近或之上。例如,在生产净化水期间,排气端口6632可以位于液位的预期范围之上。当传感器6074的浮子6627移位时,这些排气端口6632可以允许气体被驱替到遮蔽部分6628中或从遮蔽部分6628被驱替出来。端口6612也可以包括在封闭的闸道6610的壁中,并且允许经由排气导管连接到蒸发器储存部6015。这可以允许根据需要将气体驱替进入蒸发器储存部6015中和从蒸发器储存部6015驱替出来。
现在参考图67,示出了净化器6010的透视图。为了清楚起见,在图67中仅示出了泄料流动导管6634。如所示出的,泄料储存部6014可以附接到泄料流动导管6634,该泄料流动导管6634用作泄料储存部6014的出口。该出口可以建立从泄料储存部6014到泄料热交换器6008B的流路。也可以包括泄料储存部阀6636,以控制对于来自净化器6010的泄料过程流的清除。在示例实施例中,泄料储存部阀6636被包括在泄料热交换器歧管6574中。泄料储存部阀6636可以由控制器6034(例如,参见图3)操作以维持浓缩物从净化器6010流出。来自泄料料位传感器6074的数据可以用于通知对泄料储存部阀6636的致动。因为可以经由泄料料位传感器6074来监测泄料积聚的速率,所以可以经由对泄料储存部阀6636的占空比的改变来控制系统6000内的浓缩物料位。当泄料从泄料热交换器6008B离开时,泄料可以流入到混合储存部6092中,该混合储存部6092联接到到泄料热交换器歧管6574。可以将排放管线6638附接到混合储存部6092,以允许从系统6000清除废物流。
现在还参考图68,示出了示例性蒸汽室6072的分解图。可以包括垫片6641以帮助在蒸汽室和形成蒸汽室6072容积的底部的管板6142B之间建立不透流体的密封。蒸汽室6072可以包括除雾器组件6062。类似于如关于图18所描述的那样,在图68所示的示例中,除雾器组件6062包括四个层6640A至6640D,当蒸汽流朝向压缩机6064行进时,该四个层6640A至6640D对蒸汽流重定向。在示例实施例中,在蒸汽室6072的顶部包括过压卸压阀6091,并且在净化器6010中的压力升高到预定阈值以上的情况下,过压卸压阀6091可以打开。
现在主要参考图69至图74,在穿过除雾器组件6062之后,蒸气可以受到压缩机6064的压缩。压缩机6064可以是叶轮型压缩机6064,但是在替代实施例中可以使用其它压缩机变型。在示例实施例中,压缩机6064相对于蒸汽室6072的纵向轴线安装在偏心位置。蒸汽室6072包括用于压缩机6064马达6644的接收井6646。接收井6646可以凹入到蒸汽室6072的侧壁6648中。示例接收井6646伸入到蒸汽室6072的内部容积中。除雾器组件6062的各个层6640A至6640D中的一个或多个可以包括孔容纳空隙6642(例如,参见图68),这些空隙容纳接收井6646。马达6214可以例如是或类似于本文其它地方所描述的任何马达。
马达6214可以驱动安装在压缩机壳体6650A、6650B内的叶轮6652。在某些实施例中,压缩机壳体6650A、6650B可以是铸造部分。叶轮6652可以是本文描述的任何设计,包括单级设计(示出)或多级设计。蒸汽可以通过入口6654进入压缩机壳体6650A、6650B,被旋转的叶轮6652压缩,并且以升高的压力和温度通过出口6656离开压缩机6064。在入口6654处进入压缩机6064的蒸汽的温度可以由入口温度传感器6066感测。同样地,通过出口6656离开压缩机6064的压缩蒸汽的温度可以由出口温度传感器6068感测。
在一些实施例中,可以经由涂覆工艺(例如,等离子涂覆)来施加用于马达6644的轴承。可以在底切区域上施加涂层。也可以将涂层施加在端圈上。涂层可以例如是氧化铬涂层。
压缩机6064也可以包括多个安装点6658。这些安装点6658可以容纳穿过安装点6665延伸的紧固件6660。紧固件6660可以将压缩机6064联接到至少一个托架6662,该至少一个托架6662从净化器6010的另一部分延伸并辅助支撑压缩机6064的重量。在示例实施例中包括两个托架6662。紧固件6660也可以将压缩机6064联接到蒸汽室6072的表面6663。
现在主要参照图74,可以在蒸汽室6072的表面6663与压缩机壳体6650A之间压缩一个或多个垫片6664,以在部件之间建立不透流体的密封。该一个或多个垫片6664也可以允许蒸汽室6074的外表面提供往返于压缩机6064的入口6654流路和/或出口6656流路的一部分。在图74所示的示例实施例中,压缩机6064的入口6654流路和出口6656流路的底部由蒸汽室6072的顶部外表面6663形成。
现在还参考图75至图77,示出了在图75中的指定线处截取的压缩机6064的入口6654和出口6656的截面图。如上所述,入口6654(图76)可以由设置在第一压缩机壳体部分6650A和第二压缩机壳体部分6650B中的流动通道、盖构件6666以及蒸汽室6072的顶部外表面6663形成。类似于关于图30所描述的,来流低压蒸气流可以通过分隔体6674被分流(例如,如图所示分叉)成多个流路。盖构件6666可以被附接到第二压缩机壳体部分6650B。盖构件6666可以使入口6654与外部环境密封,并且可以经由紧固件或任何其它合适的联接件而联接到第二压缩机壳体部分6650B。可以包括垫片构件6670以帮助建立合适的密封。盖构件6660可以成形为弯曲斜面,如图76中的截面所示。该形状可以帮助将离开蒸汽室6072的蒸气缓慢地重新引导到压缩机6064的压缩管道6672中,并且可以帮助限制从蒸汽室6072进入压缩机6064的流中的湍流量。在盖构件6660中可以包括端口6680,以允许将温度传感器6066引入到低压蒸汽入口6654流路中。
如上所述,出口6656(图77)可以经由第一压缩机壳体部分6650A和第二压缩机壳体部分6650B中的流动通道、第二盖构件6676和蒸汽室6072的顶部外表面6663形成。类似于关于图31所描述的,当喷射的高压蒸气流从多个流路途径分隔体6684进入到单个流路中时,喷射的高压蒸气流可以合并。
第二盖构件6676可以经由紧固件或另一合适的联接件附接到第二压缩机壳体部分6650B。第二盖构件6676可以在出口6656的内部与外部环境之间形成密封。可以包括垫片构件6678以辅助建立合适的密封。第二盖构件6676可以类似于盖构件6660被成形为弯曲的坡道。该形状可以帮助将离开压缩管道6672的蒸气缓慢地重新引导到冷凝器入口6686(例如,参见图78)中并且可以帮助限制湍流。盖构件6676可以包括端口6682。端口6682可以允许安装出口蒸气温度传感器6068。
尽管压缩机6064可以相对于净化器6010安装在偏心位置,但是经压缩的高温蒸气可以基本上与净化器6010的轴线成一直线离开压缩机6064。在离开压缩机6064之后,压缩蒸气可以沿着基本直线的路径进入到冷凝器6076中。为了促进这一点,从压缩机出口6656延伸的冷凝器入口6686可以具有与净化器6010的轴线基本成一直线的中心点。到冷凝器6076中的这种直线流路可以有助于最小化离开压缩机6064的流体的流量损失。
现在参考图78,示出了净化器6010的各个部件的分解图。如所示出的,冷凝器入口6686可以延伸穿过蒸汽室6072的壁。冷凝器入口6686可以包括从管板6142B突出的套筒6688。套筒6688可以与管板6142B钎焊、焊接、一体地形成或以其它方式联接到管板6142B。为了辅助在套筒6688和冷凝器入口6686的其它部分的接口处产生密封,可以包括一个或多个垫片构件。该密封可以阻止任何浓缩泄料从蒸汽室6072流入到冷凝器入口6686或冷凝器6076中。当组装时,来自压缩机6064的高压压缩蒸汽可以沿着直线路径穿过冷凝器入口6686到冷凝器6076。
现在主要参照图79,当进入冷凝器6076的高压高温蒸气开始冷凝时,产物过程流可以开始在冷凝器6076的底部处聚集。此外,冷凝潜热可以转移到蒸发器管6140,辅助新来流源水的蒸发。可以包括产物储存部6012,并且可以将产物储存部6012附接到蒸发器冷凝器壳体6268。产物储存部6012可以经由产物储存部入口6692附接到蒸发器冷凝器壳体6268。产物储存部入口6692可以设置成与产物积聚表面相邻,使得产物过程流6690可以在产物水开始在冷凝器6076中聚集时或之后不久开始填充产物储存部6012。在该示例中,产物积聚表面是第一管板6142A。
如所示出的,在产物储存部6012内可以包括产物料位传感器6078。产物料位传感器6078可以是本文所述的任何合适的传感器。设置产物储存部6012,使得产物料位传感器6078不仅可以直接感测产物储存部6012内的液位,而且也可以直接检测冷凝器6076内的液位。因此,冷凝器6076可以兼作产物流储存部,可以经由产物料位传感器6078来监测冷凝器6076的容积。因此,产物储存部6012可以被描述为辅助产物储存部。在某些实施例中,产物料位传感器6078可以测量冷凝器6076中高达4L的产物体积。在一些实施例中,控制器6034可以从料位传感器6078接收数据信号,该数据信号是以浮子位移占浮子整个位移范围的百分比的形式。在一些示例中,百分之一的位移可以等同于蒸发器和蒸发器储存部中的40ml至50ml(例如,43ml)的容积变化。
产物储存部6012可以包括产物出口6694(在图82中最佳示出),产物过程流可以从该产物出口6694离开产物储存部6012。如本文其它地方所描述的,该出口6694可以连接到通向产物热交换器6008A的产物流动导管。示例出口6694邻近产物储存部6012的底部内表面6316。产物储存部6012也可以包括排气端口6696。在冷凝器6076内的冷凝的液体开始填充产物储存部6012时,排气端口6696可以允许气体从产物储存部6012被驱替出来。在示例实施例中,排气端口6696掉回到冷凝器6076中。
现在参考图80,示出了系统6000的透视图。为了清楚起见,在图80中隐藏了除排气流路6700以外的流体管线。如所示出的,在冷凝器6076中可以包括冷凝器排气端口6698,以根据需要从冷凝器6076释放过压、挥发物和不可冷凝的气体。来自冷凝器6076的排气可以沿着排气流路6700行进到排气阀6098。在泄料热交换器歧管6574上可以包括排气阀6098。在一些实施例中,可以基于如来自压缩机入口温度传感器6066(例如,参见图76)的数据所指示的低压蒸汽温度来确定排气阀6098的占空比。可以将当前的低压蒸汽温度与目标低压蒸汽温度进行比较。目标可以是112℃或大约112℃。可以将这两个值之间的差馈送至P、PI或PID控制器,并且P、PI或PID控制器提供占空比命令作为输出。该输出可以限于模式或状态特定最小占空比和模式或状态特定最大占空比(例如100%)。可替代地,可以以固定的占空比(例如,小于15%或20%的占空比)操作排气阀6098。排气阀6098的占空比可以是用于系统6000的各种状态或模式的预设参数。在水生产状态期间,占空比可以被设置为或具有8%至12%(例如,10%)的模式或状态特定最小值。当处于高温生产状态时,占空比可能会更低。例如,排气阀6098的占空比可以被设置为或具有3%至7%(例如,5%)模式或状态特定最小值。如果排气阀6098占空比维持在预定阈值(例如,100%)或以上持续超过某一时间段(例如,几分钟,诸如5分钟),则控制器6034可以生成错误。
为了冷却从冷凝器6076排出的热气体,泄料热交换器歧管6574可以在气体穿过排气阀6098之后将气体引导到混合储存部6092。混合储存部6092可以是本文所述的任何一种,但是在示例性实施例中直接附接到泄料热交换器歧管6574。混合储存部6092可以具有如图所示的托盘状形状。可替代地,可以使用任何其它合适的形状。
现在还参考图81,图81示出了泄料热交换器歧管6574和混合储存部6092组件的分解图,可以包括排气热交换器6702。当完全组装时,排气热交换器6702可以设置在混合储存部6092的内部容积中。在示例实施例中,排气热交换器6702是螺旋线圈,其限定了从冷凝器6076排出的气体的流路。在一些实施例中,排气热交换器6702可以包括板型热交换器。在这样的实施例中,混合储存部6092的壁(例如底壁)可以至少部分地由排气热交换器6702形成。在操作期间,混合储存部6092可以包含足以至少部分地浸没排气热交换器6702的液体量。当排气穿过排气热交换器6702时,它们可以与浸没液体进入热交换关系。这可以帮助在排出的过程流从排气热交换器6702进入混合储存部6092的主要内部容积之前使流动的气体冷却或凝结。排气热交换器6702可以由具有高热导率的材料构成以促进这种热传递。
泄料歧管6574可以以任何合适的方式附接到混合罐6092。在示例实施例中,泄料歧管6574经由紧固件(未示出)附接到混合罐6092。当组装时,垫片6703可以夹在混合罐6092和泄料歧管6574之间,以帮助建立不透流体的密封。
现在参考图82,示出了详细描述示例系统6000的产物流路6706的透视图。为了清楚起见,在图82中仅示出了产物流路6322,而没有示出源水或其它过程流的那些流路。如所示出的,离开产物储存部6012的产物水可以流到产物热交换器6008A和轴承进给泵6080这两者。在产物储存部6012上可以包括个别的专用出口,用于将水引导到产物热交换器6008A和轴承进给泵6080。轴承进给泵6080可以将离开产物储存部6012的产物水的一部分泵送到压缩机6064。轴承进给泵6080可以是电磁泵、隔膜泵或任何其它合适的泵。如本文其它地方所描述的,产物水可以用于润滑叶轮轴承。在示例实施例中,轴承进给泵6080包括在轴承进给歧管6576中,该轴承进给歧管6576可以包括压力传感器6081和温度6083。来自这些传感器的数据可以由控制器6034监测以验证轴承进给泵6080的适当功能(参见,例如图115)。
在穿过热交换器6008A之后,产物水在将热量传递到来流源水之后可以以降低的温度离开。冷却的产物水可以通过产物流路6706从产物热交换器6608A流出到产物热交换器歧管6578。
现在也参考图83,一旦在产物热交换器歧管6578中,产物水就可以穿过一个或多个传感器6082A至6082D。在示例实施例中,传感器6082A至6082D被包括在传感器组件6708中,该传感器组件6708被联接到产物热交换器歧管6578中。传感器6082A至6082D可以是电导率传感器和温度传感器的冗余对。也可以包括可以提供与水质有关的数据信号的其它传感器类型,例如浊度、pH、氧化还原电势、TDS、分析物传感器、TOC等。
产物热交换器歧管6340也可以包括一个或多个阀6344,该一个或多个阀6344可以由控制器6034(例如,参见图3)操作以基于从该至少一个传感器6082A至6082D提供的数据来引导产物过程流。如果水质(例如,电导率值或温度)在阈值之外,则可以打开通向混合储存部6092的分流阀6084。在示例实施例中,包括分流管线6708以经由泄料热交换器歧管6574将产物热交换器歧管6578连接到混合储存部6092。分流阀6084也可以由控制器6034操作以维持冷凝器6076中流体的目标料位。该料位可以被预先设定(潜在地针对多个不同的操作模式中的每一个),或者可以结合由使用点处的装置(例如,医疗系统6004)确定的预期需求而改变。可以基于来自产物料位传感器6078的读数来使用PID或PI控制回路,以设置分流阀6084的占空比。如果来自产物料位传感器6078的数据所指示的产物料位高于某个第一百分比(例如,在一些示例中为40%至60%和50%),则控制器6034可以生成通知。如果来自产物料位传感器6078的数据所指示的产物料位高于某个第二百分比(例如,在一些示例中为80%至95%和90%),则控制器6034可以生成错误或警报。
如果水质(例如,电导率或温度)符合预定阈值,则控制器6034(例如,参见图3)可以致动使用点阀6086,以将产物过程流引导到出口流路6564,该出口流路6564可以是通向医疗系统6004的流路(例如,参见图3)。阀6084、6086也可以由控制器6034基于控制器6034从医疗系统6004接收的信号来致动。
本文描述的系统6000中的任何一个都可以以多种不同的模式进行操作。这些模式可以在较高级别上管控装置的操作。在这些模式中的每一个中,控制器6034可以取决于该模式被设计成为了实现什么而不同地控制系统6000。例如,控制器6034可以使用一些模式来在控制器6034转变到下一模式之前为该下一模式建立或维持先决条件。其它模式可以将系统6000保持在就绪状态(例如,充满并达到温度),在该状态下可以以相对较小的延迟产生净化水。在较低料位处,控制器6034可以例如针对每种模式使系统6000在至少一种状态下工作,并且在每种模式下控制器6034可以使系统6000过渡经历多种状态。在系统6000的典型使用期间,控制器6034可以在多种模式之间通过。但是,可以禁止特定模式之间的某些过渡。如下表1中示出许多示例模式和示例性允许过渡:
表1:
取决于实施例,用作系统6000的使用点的医疗系统6004通常可以控制模式切换。任何其它使用点装置,诸如非医疗系统的系统,或可能用于生产饮用水或其它家庭消费目的的系统,可以具有类似的控制。医疗系统6004可以做出关于可能需要哪种系统6000操作模式的决定,并且在医疗系统6004需要时指示控制器6034对开关进行安排。医疗系统6004可以向控制器6034查询来自系统6000的信息,以便做出模式切换决定。控制器6034也可以或者替代地在预定基础上向医疗系统6004提供信息。系统6000的控制器6034可以在没有来自医疗系统6004的指令的情况下将系统6000过渡到故障安全模式(但是医疗系统6004也可以命令系统6000进入故障安全模式)。系统6000的控制器6034可以根据某些工作特性或参数在模式内的状态之间切换。可以在没有来自医疗系统6004的直接指令的情况下由控制器6034做出状态切换决定。
诸如超控模式(如果被包括在实施例中)的某些模式仅可以通过技术人员或类似的维护人员来访问。该模式可以允许通过技术人员接口来手动控制各个阀、控制设定点或目标以及其它参数。技术人员接口可以是例如笔记本电脑、PC、平板电脑、智能电话或使用点装置的用户界面。技术人员可能需要特定硬件、密码、编码密钥等中的一个或多个来访问超控模式。
现在参考图84A至图84B,示出了描绘系统6000的实施例的典型使用期间的各种操作状态的流程图7430。如所示出的,可以在框7432中进入怠速状态。在怠速状态下,控制器6034可以关闭所有阀并且禁用任何控制回路、料位控制器,使马达停止等。可以向每个阀发送命令以个别地关闭。在怠速模式下可以使用怠速状态,该怠速模式可以是开机时系统6000的启动模式。系统6000也可以能够从任何其它模式保存故障安全模式过渡到怠速模式。在一些实施例中,当系统6000处于怠速模式或故障安全模式时,可以利用怠速状态。但是,怠速状态在故障安全模式下可能无法退出。在再次允许使用装置之前,可能需要进行服务呼叫。
在一些实施例中,在接收到系统已经通电并且处于怠速模式的针对系统6000的通信之后,使用点装置可以命令过渡到待机模式。待机模式可以将系统6000带到系统6000准备好快速生产净化水的状态。这可以包括填充系统6000的净化器6010并且加热净化器6010中所包含的流体。如果净化器6010被适当地填充和加热,则待机模式可以将系统6000维持在该填充料位和温度。
在接收到进入待机模式的命令时,控制器6034可以使系统6000过渡到待机状态。待机模式的待机状态可以用于维持净化器6010填充料位和温度。关于图98更详细地描述待机状态。如果填充料位或温度中的一个超出各自的限制,则可以退出待机状态。
在替代实施例中,并且如所示出的,在一些实施例中,在框7434中,控制器6034可以从怠速状态过渡到完整性测试状态。在各种实施例中,完整性测试状态可以测试系统6000的各个部件,以确保这些部件正在按预期的那样工作。参照图85更详细地描述完整性测试状态。
在示例流程图7340中,在框7436中,控制器6034将系统6000过渡到填充状态。可以在填充状态下填充净化器6010。关于图86和图87更详细地描述填充状态。然后,在框7438中,控制器6034可以使系统6000过渡到加热状态。该加热状态可以将净化器6010中的流体加热到温度设定点。结合图88更详细地描述加热状态。一旦温度已经达到设定点,就可以在框7440中进行过渡回到待机状态。
在医疗系统6004(或其它使用点装置)接收到指示系统6000在待机状态下被维持在填充料位和温度的通信之后,医疗系统6004就可以命令系统6000过渡到冲洗模式。在此模式下可以使用冲洗状态。在该示例中,在框7442中进入冲洗状态。在冲洗状态下,源水可以流入到系统6000中,并且流过系统6000的任何过滤器6006A、6006B。这可以在获取水样之前完成,以确保过滤器的完整性是合适的。这也可以用来确保可以在随后的水样品中采集的任何水都更能代表过滤器6006A、600B的过滤能力。将参照图89更详细地描述冲洗模式。可以在冲洗状态下监测与过滤器6006A、6006B有关的某些受关注的特性。在框7444中,如果认为受关注的特性是可接受的,则可以在框7446中进入采样状态。在框7444中,如果关注特性是不可接受的,则可以在框7448中进入过滤器更换准备状态。
取决于实施例,在该监测期间收集的数据可以被传送到医疗系统6004(或其它使用点装置),并且医疗系统6004可以做出可接受性决定。在其它实施例中,系统6000的控制器6034可以基于在该监测期间收集的数据来做出通过/失败决定。可以将该通过/失败决定传送到医疗系统6004。如果认为过滤器是可接受的,则医疗系统6004可以命令模式过渡到采样模式。在框7446中,这可以促使进入采样状态。如果过滤器不可接受,则医疗系统6004可以命令模式过渡到更换准备模式。这可以提示进入过滤器更换准备状态,并且可以在框7448中进入该状态。
在更换准备模式中,过滤器6006A、6006B和往返于过滤器6006A、6006B的管线可以被减压,使得过滤器6006A、6006B可以在最小的水溢出的情况下被拆卸。这可以在过滤器更换准备状态下发生,将关于图91更详细地描述该状态。在框7450中,可以安装新的过滤器并且可以进入更换过滤器冲洗状态。关于图91进一步描述该状态。与过滤器6006A、6006B有关的受关注的特性可以在更换冲洗状态下被监测,并且在可以进入采样状态之前,所述关注特性可能需要符合可接受性标准。
在采样状态下,控制器6034可以操作采样端口6038以分配经过滤的水的样品以进行测试。在框7452中,如果测试是可接受的,则可以在框7454中进入待机状态。在框7452中,如果测试是不可接受的,则可以在框7448中进入更换过滤器准备状态。在某些实施例中,可以手动执行测试(例如,利用一个或多个测试条),并且可以将结果直接输入医疗系统6004的用户界面。过渡到更换过滤器准备状态或待机状态可以是响应于来自医疗系统6004的命令从而进入更换准备模式或待机模式中的一个。可以基于测试是可接受还是不可接受来生成此命令。
当医疗系统6004准备就绪时(例如,完成启动测试,接收到所需的用户交互),医疗系统6004可以命令系统6000进入正常水生产模式。在正常水生产模式下,控制器6034可以使系统6000经历许多状态。最初,在框7456中,控制器6034可以进入生产准备状态。在这种状态下,控制器6034可以准备启动压缩机6064。这可以包括使轴承进给泵6080运行一段时间。关于图92进一步描述生产准备状态。然后,控制器6034可以在框7458中进入生产启动状态,在此期间,使压缩机6064达到工作速度。关于图93进一步描述生产启动状态。然后,在框7460中,控制器6034可以进入生产运行状态。关于图94进一步描述该状态。
在生产运行状态下,可以监测与系统6000生产的净化水有关的某些受关注的特性。在框7462中,如果确定需要从使用点对产物水进行分流,则控制器6034可以在框7464中使系统6000过渡到待机状态,或者在框7466中使系统6000过渡到生产分流状态。如果产物水的电导率升高到预定阈值(例如,10μS)以上,则可能会发生过渡到框7464中的待机状态。如果产物水的温度升高到预定阈值以上,则可能会发生过渡到框7466中的生产分流状态。在分流状态下,产物水可以被路由至系统6000的排放处6018,并且被防止传到使用点装置。关于图94进一步描述分流状态。在框7468中,如果不再需要分流(例如,温度回到极限内),则控制器6034可以在框7460中使系统6000返回到生产运行状态。
控制器6034可以保持在正常水生产状态,直到从医疗系统6004(或其它使用点装置)接收到更改模式的命令为止。医疗系统6004可以例如在完成治疗之后命令模式更改。在医疗系统6004的部件可重复使用的情况下,医疗系统6004可以命令将模式更改为热水生产模式。该模式可以向医疗系统6004提供热水,医疗系统6004可以使用热水来对其自身进行消毒。在接收到进入热水生产模式的命令时,系统6000的控制器6034可以在框7470中进入热过渡状态。在这种状态下,控制器6034可以使马达速度朝向其热工作速度转变,并且控制器6034可以在正常生产控制回路和热水生产控制回路之间过渡。关于图95进一步描述该状态。在框7472中,控制器6034可以将系统6000过渡到热生产状态。在这种状态下,可以生产热的净化水并且将其提供给医疗系统(或其它使用点装置)。关于图96进一步描述热生产状态。在框7474中,如果产物水的电导率升高到阈值以上,则在框7464中控制器6034可以将系统6000过渡到待机状态。在一些实施例中,如果温度低于阈值,则可以进入分流状态。但是,在医疗系统6004包括加热器的情况下,这种进入到分流状态可能不是必需的。
热水生产状态也可以在系统6000的自消毒模式下使用。在医疗系统6004指示不需要热水模式之后,系统6000可以自动进入该模式。可替代地,医疗系统6004可以命令系统6000进入自消毒模式。在该模式下,热水生产状态可以用于使热水流过系统6000的各种管线。关于图97进一步描述该模式。
一旦不再需要热水生产,就可以命令系统6000进入待机模式。控制器6034可以维持系统6000,使得其准备好在下次需要时快速生产净化水。这也可以帮助提高系统6000的效率,因为可能需要大量的能量才能使系统6000从冷启动升高至工作温度。
现在参考图85,示出了描绘可以在完整性测试状态下执行的多个示例动作的流程图7500。完整性测试状态可以在框7502中进入。在完整性测试状态下,控制器6034可以向系统6000中包括的每个阀发出命令,以使这些阀在框7504中过渡到关闭状态。在框7506中,控制器6034可以命令马达速度为零,轴承进给泵为关断状态,并且加热器占空比为零。在框7508中,如果一个或多个阀没有按照命令关闭,和/或如果马达、轴承进给泵和加热器没有按照命令关断,则在框7510中可以生成错误。如果在7508框中,所有阀都按照命令关闭并且马达、轴承进给泵和加热器都按照命令关断,则在框7512中,控制器6034可以命令对系统6000的各种电气继电器进行测试。经历测试的继电器可以是系统6000的交流(AC)高压总线上的继电器。可以将这些继电器命令到特定状态,并且可以从总线读取电压以验证继电器是否按照命令改变了状态。在框7514中,如果继电器测试未通过,则在框7510中可以生成错误。在框7514中,如果继电器测试通过,则控制器6034可以在框7516中使系统6000过渡到下一个状态。在某些实施例中,该状态例如可以为填充状态。
应该注意的是,可以在每次系统6000通电时进入完整性测试状态,但是也可以例如在每次使用点装置命令系统6000离开待机状态开始向使用点装置(例如,医疗系统6004)供水之前进入完整性测试状态。在使用点装置是诸如透析系统的医疗系统6004的情况下,系统6000可以在为由医疗系统6004执行的每个分别的治疗提供水之前经历完整性测试状态。
在透析系统的情况下,通常可以在相对一致的基础上进行治疗。当患者例如在上班时间期间在工作或者度过一天时,系统6000可以在待机模式下工作持续一些时间量。通过保持待机状态,系统6000可以在需要时迅速准备好生产用于治疗的水。由于通常可以在患者准备就寝时开始治疗,因此控制器6034可以基于预编程的时间表命令系统6000进入完整性测试状态,该时间表确保在可能开始或计划进行治疗之前不久就已经验证了系统6000完整性。可替代地或另外地,在一些实施例中,可以在完成自消毒状态之后进入完整性测试状态。
现在参考图86,示出了流程图7230,其描绘了可以在填充状态下执行的多个示例动作。在框7232中可以进入填充状态。在填充状态下,可以启用诸如关于图100或图101A至图101C所描述的源阀控制器。其它控制器(例如,加热器控制器、压缩机马达控制器和轴承进给泵控制器)可能会被禁用。在框7236中,可以关闭产物储存部出口阀并且可以打开排气阀6098(例如,参见图3)。在框7236中,源阀控制器也可以填充净化器6010(例如,关于图87所描述)。
在框7238中,控制器6034可以从产物储存部料位传感器6078(例如,参见图3)接收指示产物储存部6012(例如,参见图3)中的液位的数据信号。在框7240中,如果产物料位小于最小值,则控制器6034可以在框7242中使系统6000过渡到第一状态(例如,待机状态)。最小料位可以是5%至15%(例如,10%)的料位,并且可以确保轴承进给泵6080(例如,参见图3)具有充足的流体供应以润滑压缩机6064(例如,参见图3)轴承。在框7240中,如果产物料位大于最小值,则如果在框7244中,蒸发器6060(例如,参见图3)料位等于或高于框7244中的阈值(例如,50%或55%),则控制器6034可以将系统6000过渡到第二状态(框7245)。第二状态可以是加热状态。在框7244中,如果蒸发器6060不高于阈值并且在框7246中净化器6010填充得太慢,则在框7248处可以生成错误。例如,如果经过了5分钟至10分钟(例如,5分钟)的计时器,可以生成错误。
现在参考图87,示出了示例流程图7130,该流程图7130详细描述了可以被执行以填充净化器6010(例如,参见图3)的蒸发器6060(例如,参见图3)的多个动作。例如,这可能在系统6000工作的生产模式或备用模式的填充状态期间发生。系统6000的控制器6034(例如,参见图3)可以在填充状态期间控制源比例阀6050A、6050B(例如,参见图3),使得蒸发器6060被快速填充,同时减轻了过调(overshoot)的可能性。
如所示出的,在框7132中,控制器6034可以确定蒸发器6060的当前填充料位与目标料位之间的差值。可以经由与控制器6034进行数据通信的蒸发器料位传感器6073(例如,参见图3)来感测当前料位。目标料位可以是预定值。在框7134中,如果净化器6010的压缩机马达正在运行,则在框7136中控制器6034可以命令源比例阀6050A、6050B关闭。在填充蒸发器6060之前,控制器6034可以等待马达停止或减速至相对较低的速度。如果在框7138中,当前料位高于目标料位,则在框7140中可以关闭源比例阀6050A、6050B。在框7138中,也可以排放蒸发器,并且在框7132中,可以确定目标值和当前值之间的新的差值。
在框7134中,如果马达关断,并且在框7138中蒸发器料位低于目标,则控制器6034可以填充蒸发器6060。如果在框7142中,在框7132中确定的差值不在预定目标范围内,则在框7144中可以将源比例阀6050A、6050B的占空比设置为100%。这可以允许尽可能迅速地填充蒸发器6060。在框7146中,如果来自框7132的差值在预定目标范围内,则在框7146中可以将用于源阀的占空比设置为慢填充占空比值。在一些实施例中,框7142的范围可以包含目标料位的25%或目标料位的20%之内的值。慢填充占空比可以为大约20%至35%(例如,25%)。这可能有助于防止目标料位出现任何过调。一旦在框7148中达到目标料位,就可以在框7150中完成填充。
现在主要参考图88中的示例流程图7260,控制器6034(例如,参见图3)也可以通过使净化器6010中的流体达到一个温度或温度范围来准备净化器6010(例如,参见图3)以便水净化。在一些实施例中,可以使用多个温度目标。例如,可以使用目标低压蒸气温度和目标贮槽温度。控制器6034可以例如将蒸发器6060(例如,参见图3)中的流体加热到可以将净化器6010过渡到净化水生产状态的程度。
如所示出的,可以在框7262中进入加热状态。在加热状态下,在框7264中,控制器6034可以关闭到净化器6010的出口并且关闭到净化器6010的入口。也可以在框7264中禁用压缩机6064(例如,参见图6)和轴承进给泵6080(例如,参见图3)。然后,在框7266中,净化器6010中的流体可以被加热元件6054(例如,参见图3)加热到温度目标。在框7266中,控制器6034也可以通过致动排气阀6098(例如,参见,图3)来使净化器6010排气。可以致动排气阀6098以达到或维持蒸气温度设定点。控制器6034可以如本文其它地方所描述的那样控制排气阀6098的致动(例如,参见图80的描述)。
在框7268中,控制器6034可以从产物料位传感器6078接收产物料位测量值。在框7270中,如果产物料位低于最小值,则在框7272中,控制器6034可以将系统6000过渡到待机状态。在某些实施例中,该最小值可以为7%至15%(例如,10%)。否则,控制器6034可以在框7274中接收贮槽温度值和低压蒸气温度值。可以分别经由来自贮槽温度传感器6059(例如,参见图3)和低压蒸气温度传感器6066的数据信号来接收这些值(例如,参见图3)。在框7276和框7278中,如果这些值中的一个或两个都不高于相应目标,则控制器6034可以返回到框7264并且继续加热和排气。如果贮槽温度和低压蒸气温度高于各自的最小值,则控制器6034可以将系统6000过渡到下一个状态。该状态例如可以是待机状态。
现在主要参考图89中的示例性流程图7160,在冲洗模式下可以使用冲洗状态。在框7162中进入冲洗状态时,可以打开冷却阀6100(例如,参见图3),并且在框7164中,可以关闭热交换器6008A、6008B的源比例阀6050A、6050B(例如,参见图3)。在冲洗期间,冷却阀6100可以以100%的占空比工作。在框7166中,控制器6034(例如,参见图3)可以从监测过滤器6006A、6006B的各种传感器接收过滤数据。例如,可以接收来自过滤前后压力传感器6036、6044的数据。在框7168中,如果过滤后压力低于最小压力(例如,10psi或更高),则控制器6034可以在框7166中继续监测过滤数据,除非在框7170中已经经过了超时时段。如果已经经过了超时时段,则控制器6034可以在框7172中生成超时错误。超时时段可以是7分钟至15分钟(例如,10分钟)。在一些实施例中,在框7172中,如果生成超时错误,则可能需要更换过滤器6006A、6006B。
在框7168中,如果过滤后压力高于最小压力,则控制器6034可以在框7174中确定过滤前压力传感器6036测量值与过滤后压力传感器6044测量值之间的压降。在框7176中,如果该压降低于预定极限,则控制器6034可以在框7166中继续监测过滤数据,除非在框7170中已经经过了超时时段。如果已经经过了超时时段,则在框7172中可以生成超时错误。在框7176中,如果压降大于预定极限,则在框7178中可以使冲洗计时器递增。用于压降的预定极限可以是至少1psi。
在框7180中,如果冲洗计时器尚未递增到其最小极限(例如,5分钟)之上,则控制器6034可以在框7166中继续监测过滤数据,除非在框7170中已经经过了超时时段。如果已经经过了超时时段,则在框7172中可以生成超时错误。尽管未示出,但是如果在过滤前后传感器6036、6044之间的过滤后压力值或压降降到它们各自的最小值以下,则冲洗计时器可以重置为零。在框7180中,如果冲洗计时器已经递增到最小值以上,则控制器6034可以在框7182中将系统6000过渡到下一个模式或状态。可替代地,控制器6034可以通知使用点装置(例如,图3的医疗系统6004),并且使用点装置可以指导控制器6034将系统6000过渡到另一模式或状态。下一个模式可以是采样模式。
可以在采样模式下使用采样状态。在采样状态下,现在参考图90中所示的示例流程图7190,控制器6034可以分配用于手动测试的样品。这可以再次用于确定过滤器6006A、6006B的适合性。在其它实施例中,可以使用数字测试仪,并且测试可以不是手动的。如所示出的,可以在框7192中进入采样状态。在框7194中,可以将冷却阀6100(例如,参见图3)占空比设置为采样占空比(例如,50%)。如果提供的话,也可以在框7194中为采样端口6038(例如,参见图3)照明器供电。在框7196中,如果未检测到采样按钮的按下,则在框7198中采样阀可以保持关闭。在框7196中,如果按下采样按钮,则在框7200中可以打开采样阀。在一些实施例中,如果采样按钮保持按下持续超过预定的时间段,则控制器6034可以命令采样阀关闭。例如,控制器6034可以在5秒之后关闭采样阀。
现在主要参照图91中的示例性流程图7210,在应当更换过滤器6006A、6006B(例如,参见图3)的情况下,控制器6034(例如,参见图3)可以将系统6000过渡到过滤器更换准备状态。在来自过滤装置的水样品未通过质量测试(例如,氯或氯胺测试)的情况下,可能需要更换过滤器6006A、6006B。在通过过滤器6006A、6006B的压降超出预定范围或在过滤器6006A、6006B的下游测得的过滤后压力太低的情况下,也可能需要更换过滤器6006A、6006B。在一些实施例中,过滤器6006A、6006B可能基于使用特性需要更换。例如,过滤体积,过滤源水的时间,自安装起经过的时间等。在某些实施例中,在质量测试失败或与过滤器6006A、6006B有关的其它感兴趣的特性表明可能必需要更换的情况下,控制器6034可以由附接的使用点装置(例如,图3的医疗系统6004)命令进入更换模式。
当处于更换模式时,控制器6034可以前进经过更换准备状态和更换冲洗状态。如图91所示,在框7212中可以进入过滤器更换准备状态。在框7214中可以关闭除冷却阀6100(例如,参见图3)以外的所有阀。这可以允许系统6000中的任何水压被释放到系统6000的排放处6018(例如,参见图3)。在框7216中,控制器6034可以监测过滤后压力数据。一旦在框7218中,过滤后压力低于阈值,则在框7220中控制器6034可以等待预定的时间量(例如,10秒)。如果在等待时间段内压力上升到阈值以上,则一旦压力再次下降到阈值以下,等待时间段就可以从零开始重置。在框7222中,可以关闭冷却阀。在框7222中,控制器6034也可以将系统6000过渡到怠速。然后,用户可以将使用过的过滤器与系统6000断开联接,并且在下次使用之前安装新的一组过滤器。
一旦已经安装了新的过滤器6006A、6006B,控制器6034就可以将系统6000过渡到新的过滤器冲洗状态。在一些示例中,可以经由使用点装置的用户界面来指示新过滤器6006A、6006B的安装完成。控制器6034可以在从使用点装置接收到用户已经指示已经安装了新过滤器的通信之后,将系统6000过渡到新的过滤器冲洗状态。新的过滤器冲洗状态可以类似于关于图89描述的冲洗状态。对于新的过滤器冲洗状态,超时时段可以更长。在一些实施例中,超时时段可以是20分钟或者是正常冲洗超时时段的两倍。另外,在新的过滤器冲洗期间,可以以更长时间段持续冲洗过滤器6006A、6006B。在一些实施例中,在框7178中用于新的过滤器冲洗的最小极限可以是15分钟或在正常冲洗中使用的最小极限的3倍。在冲洗之后,控制器6034或使用点装置可能会要求系统6000收集另一份水样,以确保新的过滤器6006A、6006B是合适的。
一旦已经认为过滤器6006A、6006B合适,控制器6034(例如,参见图3)就可以开始准备净化器6010(例如,参见图3)用于水净化。在一些实施例中,一旦过滤器6006A、6006B已经通过任何检查,使用点装置(例如,图3的医疗系统6004)就可以指导控制器6034将系统6000过渡到正常净化水生产模式。正常净化水生产模式可以在大约30℃至40℃(例如,37℃)的温度下生产产物水。在其它实施例中,正常净化水生产温度可能更低。例如,在使用点装置(例如,图3的医疗系统6004)包括加热器的情况下,目标温度可以低于使用点装置将会使用水的温度。在一些示例中,目标温度可以是20℃至30℃(例如,25℃)。控制器6034可以可选地通过将系统6000过渡到待机模式来准备系统6000以生产净化水。一旦使用点装置或系统命令将模式改变为正常净化水生产模式,这可以帮助最小化开始生产净化水6010所需的时间量。该准备可以例如包括将净化器6010的温度和填充料位维持在可以将净化器6010过渡到净化水生产状态的程度。
现在主要参照图92中的示例流程图7290,控制器6034(例如,参见图3)也可以通过启动轴承进给泵并且控制泄料料位到起始填充百分比来准备净化器6010(例如,参见图3)以便水净化。如所示出的,在框7292中,控制器6034可以将系统6000过渡到生产准备状态。在框7294中,可以由控制器6034命令轴承进给泵运行。在框7294中,也可以将泄料料位控制到启动料位。在生产准备状态下,马达可以保持关断并且产物出口阀可以保持关闭。可以根据需要继续进行净化器6010的排气,以维持净化器6010中的目标蒸气温度。在框7296中,可以使计时器递增。该计时器可能需要累积经过足以润滑压缩机6064的轴承的预定时间量(例如,参见图3)。这可以是例如15秒至1分钟(例如,30秒)。在框7298中,如果泄料料位等于或低于预定料位(例如,35%),并且在框7300中计时器已经累积经过预定阈值,则控制器6034可以将系统6000过渡到下一状态。在一些实施例中,如果计时器累积经过某个值(例如,5分钟),则控制器6034可以生成错误(未示出)。下一个状态可以是生产启动状态。
在生产启动状态下,现在主要参考图93的流程图7480,可以使压缩机6064(例如,参见图3)提速,并且可以对系统6000的各种控制回路的设定点进行设置。在这种状态下,所产生的任何产物水都可以被分流到排放处6018(例如,参见图3),并且防止与使用点装置或系统流体连通。另外,生产启动状态可以监测受关注的各种工作特性以符合预定标准。控制器6034可能不允许过渡到生产运行状态,直到受关注的工作特性符合它们预定的标准为止。
如所示出的,在框7482中可以进入生产启动状态。在框7484中,可以设置用于系统6000的各种控制回路的控制设定点。控制回路可以在框7486中运行。在框7488中,压缩机马达可以朝向其工作速度转变。在框7490中,如果尚未满足生产过渡条件,则控制器6034可以返回到框7486。另外,在框7492中,控制器6034可以检查是否已经经过了满足过渡条件的最短时间。如果已经经过了该时间,则在框7494中,控制器6034可以将系统过渡到生产运行状态。否则,控制器6034可以返回到框7486。
生产过渡条件可以包括与离开产物热交换器6008A的产物水的温度和/或电导率(例如,如由图3的传感器6082A至6082D所读取的)有关的标准。例如,温度可能需要比生产运行状态的温度设定点高不到几度(例如,2℃)。条件也可以包括与进入系统的源水和进入和/或离开产物热交换器6008A的净化产物水之间的温度差值有关的标准。这些条件也可以包括与压缩机6064速度有关的标准。例如,可能需要压缩机速度大于最小生产运行速度。条件也可以包括与泄料料位或速率以及产物料位有关的标准。另外,可能存在计时器,在该计时器期间必须满足所有标准,以便控制器6034认为生产条件得到满足。也可以使用针对每个标准或标准子集的个别计时器。
在一些示例中,也可以在进入热水生产状态之前进入生产启动状态。如果系统6000要过渡到热水生产状态,则在允许过渡到热水生产状态之前可以施加类似的标准,但是每个特定标准的值可能不同。
现在主要参考图94中的示例流程图7310,在准备工作(例如,处于生产准备状态和生产启动状态)已经完成之后,控制器6034(例如,参见图3)可以将系统6000过渡到净化水生产状态或生产运行状态。如所示出的,可以在框7312中进入生产运行状态。在框7314中,控制器6034可以使系统6000的各种控制回路运行。例如,在框7314中,可以使分流控制器运行。如本文其它地方所描述的那样,分流控制器可以使由系统6000产生的水分流(例如,参见图83和图122)。在框7314中,控制器6034也可以使排气控制器运行。排气控制器可以如本文中其它地方所描述的那样从净化器6010排出蒸气(例如,参见图80)。在框7314中,控制器6034也可以使加热器控制器运行。可以如本文其它地方所描述的那样控制加热器(例如,参见图117至图119)。在框7314中,控制器6034可以进一步使马达控制器运行。可以如本文其它地方所描述的那样控制马达(例如,参见图109至图116)。在框7314中,控制器6034也可以使泄料控制器和来流源水分流控制器运行。这可以如本文其它地方所描述的那样实现(例如,参见图100至图101C)。在框7316中,也可以使计时器递增。
在框7318中,如果离开产物热交换器6008A(例如,参见图3)的产物温度升高到阈值以上,则在框7320中,控制器6034可以将系统6000过渡到产物水分流状态。在某些示例中,该阈值可以约为体温(例如,37℃)。类似地,如果违反了产物水的电导率阈值(未示出),则在框7320中可以进入产物分流状态。在一些实施例中,违反电导率阈值可以引起向待机状态过渡。温度和电导率可以由传感器6082A至6082D感测(例如,参见图3)。在框7322中,如果产物料位下降到阈值以下,则也可以在框7320中进入产物水分流状态。该值例如可以是20%,并且可以由产物料位传感器6078测量(例如,参见图3)测量。一旦在框7324中,任何传感器读数和产物料位符合它们各自的阈值,则在框7326中,就可以使分流计时器递增。在退出分流状态之前,可能需要该分流计时器递增经过预定值,并且可以产生产物水,以便分配给与系统6000连通的使用点。在框7328中,如果分流计时器尚未递增经过预定量,则控制器可以返回到框7324。一旦分流计时器已经递增经过预定量,则在框7312中,控制器6034可以将系统6000过渡回到水生产状态。
当处于水生产状态时,在框7330中,如果控制器6034接收到热水模式请求(例如,来自使用点装置),则在框7332中控制器6034可以将系统6000过渡到热水生产准备状态。在框7318、7322中,如果产物温度和产物料位符合它们各自的阈值,并且在框7330中没有接收到热水请求,则可以继续生产净化水。在其它实施例中,向热水生产准备状态的过渡可以是自动的。这些过渡可以基于在框7316中递增的计时器的时间累积。在框7334中,如果计时器累积的时间大于预期使用时间,则可以在框7332中进入热水生产准备状态。在系统6000为医疗系统6004提供净化水的情况下(例如,参见图3),预期使用时间可以是治疗时间。可以将治疗时间从医疗系统6004传达到系统6000的控制器6034,并且在做出更改时进行更新。例如,一旦计时器已经递增到治疗时间以上,则控制器6034就可以将系统6000过渡到热水生产准备状态7332。在框7334中,如果计时器没有递增到阈值以上,则控制器6034可以返回到框7316,并且继续生产净化水。
现在主要参照图95中的示例流程图7340,在热水生产准备状态下,可以在一些时间段内将系统6000的多个不同参数的设定点改变为热生产设定点。该时间段可以是预定时间段,诸如10分钟至20分钟(例如,15分钟)。在一些实施例中,每个设定点可以在特定于该设定点的(可能预定的)时间段内被改变为其相应的热生产设定点。在其它参数值中,可以例如在一段时间内将压缩机6064(例如,参见图3)马达的速度改变为热水生产速度。在某些实施例中,热水生产速度可能比在正常净化水生产状态下使用的速度慢。
如所示出的,在框7342中,控制器6034可以将系统6000过渡到热水生产准备状态。在框7344中,控制器可以将设定点转变各自的热水生产设定点。如上所提及的,可以使马达速度朝向热水生产马达速度转变。另外,可以使泄料储存部填充速率朝向热水生产泄料储存部填充速率转变。可以使产物温度设定点朝向热水生产温度设定点转变。为了确定转变速率,可以将上述时间段转换成在该时间段内将出现的多个帧。可以确定正常生产设定点和热水生产设定点之间的差值。然后可以将该差值除以帧数,以产生每个帧的转变增量。在框7346中,可以确定当前参数值和热水生产设定点之间的差。在框7348中,如果每个设定点的差值小于针对每一个相应的参数预定的阈值,则控制器6034可以在框7350中过渡到下一状态。这可以是热水生产状态。
在框7348中,如果每一个的差大于为每个相应参数设置的阈值,则在框7351中,控制器6034基于从系统6000中的至少一个温度传感器接收到的数据来计算导数。例如,控制器6034可以在框7351中基于从低压蒸汽温度传感器6066接收到的数据来计算导数。该导数值可以允许判定系统6000是否以不期望的速率冷却或升高温度。在框7352中,如果导数在范围之外,则控制器6034可以在框7354中调节(例如,降低)至少一个参数的转变速率。例如,可以降低产物温度设定点的转变速率。转变速率可以被限制在针对每个设定点预定的范围内。在框7352中,如果导数值在允许范围内,或者在框7354中,如果已调节转变速率,则控制器6034可以检查是否已经过了用于热水生产准备状态的计时器。在框7356中,如果尚未经过计时器,则在框7344中控制器6034可以继续将参数设定点朝向它们各自的热水生产状态目标转变。在框7356中,如果已经过了计时器,则在框7358中可以生成错误。
在某些实施例中,可以通过多种模式来使用热水生产状态。例如,热水生产状态可以用于向与系统6000通信的使用点装置或系统(例如,图3的医疗系统6004)提供热水。热水生产状态也可以在自消毒模式下使用。在这种模式下,高温水可以从净化器6010经过系统6000的各种流路经过持续预定时间段。在某些示例中,自消毒模式只能使热水流过如下管线,所述管线经由阀与净化产物水承载管线直接连通。特别地,自消毒模式可以使热水流过分流管线并且流向排放处6018。
现在主要参照图96中的示例流程图7360,在使用点热水模式下,可以在框7362中进入热水生产状态。在框7364中,控制器6034(例如,参见图3)可以使多个控制器工作。这些控制器可以与以上关于图94的框7314所描述的那些控制器相同,但是,可以使用不同的目标设定点、增益、前馈等。
在框7366中,可以使计时器递增。在框7368中,如果产物料位下降到最小值以下,则控制器6034可以将系统6000过渡到待机状态。否则,控制器6034可以继续为使用点装置或系统生产热水,直到在框7372中,计时器递增到阈值以上(例如,25分钟至40分钟)。一旦计时器已经增加到阈值以上,控制器6034就可以将装置过渡到待机状态。在其它实施例中,当控制器6034从使用点装置或系统接收到其已经完成其消毒工作的通信时,控制器6034可以将系统6000过渡到待机状态。
在自消毒模式下,现在主要参考图97中的示例流程图7380,可以在框7382中进入热生产状态。在框7384中,可以关闭到使用点装置或系统的出口。可以通过控制器6034将系统6000生产的热水引导到排放处6018。这可以作为自消毒来进行,如果执行该自消毒,则通常可以在使用点装置或系统进行其自身的消毒操作之后发生。因此,到使用点装置的任何管线都应该已经被输出到使用点装置或系统的热水消毒了。
在框7386中,控制器6034(例如,参见图3)可以使多个控制器运行。这些控制器可以与以上关于图94的框7314所描述的那些控制器相同,但是,可以使用不同的目标设定点、增益、前馈等。在框7388中,如果产物料位下降到阈值以下,则控制器6034可以在框7390中将系统6000过渡到待机模式。否则,在框7392中,控制器6034可以从一个或多个产物温度传感器(例如,图3的6082A至6082D)接收温度数据信号并且检查分流阀(例如,图3的6084)占空比。在框7394中,如果一个或多个温度数据信号指示产物温度高于阈值并且存在最小流量,则在框7396中可以使计时器递增。否则,控制器6034可以返回到框7386。在某些实施例中,最低温度可以是80℃。最低温度也可以定义为比热水生产状态的净化产物水目标温度低10℃至20℃。分流阀6084(例如,参见图3)的占空比可能需要是控制器6034的至少某个值(例如,10%至20%),以得出存在最小流量的结论。一旦计时器已经递增到阈值以上(例如,25分钟至40分钟),则在框7390中,控制器6034可以将系统6000过渡到待机状态。
热水生产状态也可以具有例如一个小时或更长时间的超时,之后控制器6034可以将系统6000过渡到待机状态。无论系统6000处于自消毒模式还是使用点热水生产模式,都可以使用此超时。
现在主要参照图98中的示例流程图7410,在待机状态下,系统6000可能会保持达到温度并且准备过渡到生产净化水。因此,可以最大程度地缩短开始净化水生产所需的时间。待机状态也可以是中间状态,其中控制器6034在等待来自使用点装置或系统(例如,图3的医疗系统6004)的模式或状态命令时,将系统6000过渡到该中间状态。
如图98所示,可以在框7412中进入待机状态。在待机状态下,可以关断压缩机6064(例如,参见图3)马达,并且可以不使轴承进给泵运行。这些可以在框7414中被关断或禁用。此外,通向净化器6010的源比例阀6050A、6050B(例如,参见图3)通常可以关闭以维持净化器6010中的水位。该操作可以在框7414中完成。在框7416中,控制器6034可以控制加热器以将净化器6010中的水保持在目标温度(例如,111℃)或在该目标温度的范围内。控制器6034还可以控制排气阀以维持低压蒸气温度目标。在框7417中,可以使计时器递增。
在框7418中,如果蒸发器料位低于阈值,则可以关闭将源流选通到电子元件盒6046的冷却阀。在框7422中,可以打开到净化器6010的源比例阀6050A、6050B,以使蒸发器料位上升至目标料位。例如,这可以如关于图86所描述的那样完成。在框7418中,如果蒸发器不低于阈值,则在框7424中,如果计时器已递增到阈值以上,那么在框7426中控制器6034可以将系统6000过渡到下一状态。否则,控制器可以返回到框7416。
在使用点装置是医疗系统6004(例如,参见图3)的实施例中,计时器的阈值可以是两次治疗之间的预定量的停机时间。在其它实施例中,控制器6034可以不基于计时器来自动过渡系统6000,相反,控制器6034可以在从使用点装置或系统接收到模式改变请求时这样做。下一个状态可以是正常的净化水生产状态。
现在参考图99,示出了示例流程图6390,其详细描述了可以被执行以控制系统6000内的液位的多个动作。根据流程图6390,可以控制液位,使得其以预定方式随时间有意改变。通过监测来自监测液位的料位感测组件的输出中的料位的这种有意操纵,可以执行流量评估。如果有意的更改未反映在从料位感测组件收集的数据中,则可以推断出可能存在阻塞、泵送问题、阀致动问题或类似情况,并且可以生成错误。如果需要的话,则可以通过偏离对液位的有意操纵来将液位额外地控制到特定的料位设定。在一些实施例中,控制器6034(例如,参见图2)可以基于预定基础在有意料位改变模式和液位保持模式之间切换。
包含要保持的液位的容积可以与包括料位感测组件的储存部流体连通。包括料位感测组件的储存部可以流体地连接到将被控制的液体容积并且相对于要被控制的液体容积横向地设置。包括料位感测组件的储存部可以被设置成使得至少在净化器6010的某些第一操作状态期间,储存部的一部分与在液位值的可控范围或预期范围内的任何点一样高。在一些实施例中,可以将具有料位感测组件的储存部横向设置,但是在净化器6010的某些第二工作期间,入口在液位值的预期范围之上。在第二状态期间,其中设置有料位感测组件的储存部所处的容积中的液体可能沸腾或飞溅出其预期范围并且进入到入口中。
在一些实施例中,液位传感器可以控制流体地连接的两个容积中的料位。例如,液位传感器可以直接控制传感器所处的第一容积中的液体体积,并且可以间接地控制与第一容积流体连通的第二容积中的液位(例如,达到可接受或期望的操作料位范围,而不必达到精确的体积料位)。第一容积可以包括至少一些高于第二容积中的液体的可接受操作料位范围的点(例如,从第二容积到第一容积的入口)。在某些操作状态下,例如上文描述的第一状态,预期的范围可以不同,使得第二容积中的液位至少上升到第一容积的入口。在这种情况下,液位传感器可以直接控制第一容积的液位和第二容积的液位。例如,这种情况可能会在启动之后最初填充净化器6010时发生。
在特定示例中,要测量的液位可以是净化器6010的蒸发器6060中的液位。液位感测组件可以位于泄料储存部中(例如,参见图12至图16、图63、图66)。可替代地,要控制的液位可以是净化器6010的冷凝器6076中的液位。料位感测组件可以位于产物储存部6012中(例如,参见图37)。在其它实施例中,料位感测组件可以位于蒸发器储存部中(例如,参见图59)。在液位传感器测量两个液位且一个液位直接测量而第二个液位间接测量的实施例中,直接感测的液位可以是泄料储存部6014中的液位(例如,参见图2)。可以经由泄料储存部6014中感测的液位间接地感测蒸汽室6072中的料位(例如,参见图2)。
出于示例的目的,将流程图6390描述为:感测到的料位是否开始高于最小阈值,到储存部的出口是否打开以降低液位。如所示出的,在框6392中,系统6000的控制器6034(例如,参见图2)可以在预定基础上检查由料位感测组件指示的料位。这可以是周期性的预设基础(例如,基于固定时间的间隔),或者可以附加地或可替代地响应于一个或多个预定事件(例如,阀致动,诸如源阀致动)的发生。在框6394中,控制器6034可以确定料位是否小于(或在一些示例中小于或等于)最小料位阈值。关于图99描述的阈值被描述为预期范围或可控制范围的液位的最大液位的百分比,但是并非在所有实施例中都需要这样。在一些特定实施例中,最小料位或阈值可以是40%至50%之间(例如,47.5%)的值。在某些其它实施例中,最小料位值可以在30%至40%之间(例如,35%)。
当料位处于最小阈值或低于最小阈值时,在框6396中,控制器6034可以将包含料位感测组件的储存部的出口阀致动到关闭状态。在框6396中,控制器6034也可以设定目标料位。例如,目标料位可以被设置为最小料位。在框6398中,控制器6034可以在预定基础上检查料位。
在框6400中,如果该目标等于或大于最小目标但小于最大目标,则在框6402中控制器6034可以调节该目标。在某些示例中,最大目标可以是储存部容积的90%至100%之间(例如,95%)。在该示例中,根据公式向上调节目标。所示的特定公式将新目标设置为等于:
目标当前*t*速率
其中目标当前是当前目标值,“t”是到下一次料位感测组件料位检查的时间量,并且速率是每单位时间转移到包含料位感测组件的储存部的期望液体量。该速率可以是预设的,或者可以根据系统6000所处的当前状态(例如,待机、水生产、消毒等)而变化。在泄料储存部的背景下,该速率可以是浓缩物生产速率,其可以通过改变一个或多个源输入阀的占空比来改变。该速率因此可以确定进入净化器6010的源输入的源流体的量。由控制器6034执行的流体输入控制回路(例如,参见图100至图101C)可以管控这些阀的致动。
在框6404中,控制器6034可以在预定基础上检查来自料位传感器组件的料位。在框6406中,如果该料位大于或等于最大料位,则可以打开储存部的出口阀,并且在框6408中可以将目标向下调节。在该示例中,在框6408中,控制器6034将目标料位设置为最小料位。所使用的最大料位可以等于或低于最大目标料位。最大料位可以在50%至60%之间(例如,52.5%)或在45%至55%之间(例如,50%)。可替代地,最大料位可以比最小阈值大4个至20个百分点。
在框6410中,如果流程图6390的框6392-6408没有被重复预定的次数,则流程图6390然后可以返回到框6392并且重复。该重复可以建立被控制的液体的液位的周期性上升和下降。这种周期性的上升和下降可能会产生一个波形,当随时间绘制时,该波形通常是锯齿状的。在泄料储存部6014的情况下,该波形的周期和形状可以取决于由流体输入命令产生的浓缩物生产速率。在一些实施例中,预定数量的迭代次数可以是单次迭代。在框6410中,如果框6392-6408已经被重复了至少预定次数,则控制器6034可以在框6412中检查预期样式(例如,锯齿状的上升和下降)。假设存在该波形,也可以对照当前操作参数(例如,浓缩物生产)的预期额定波形对波形的形状和周期进行检查。额定波形可以凭经验确定。在框6414中,如果按预期检测到样式,则流程图6390可以返回到框6392并且重复。在框6414中,如果确定不存在样式,则在框6416中,控制器6034可以生成错误。
在一些实施例中,可以采用附加的逻辑来防止例如泄料储存部6014在某些情况下排放。如果泄料储存部6014填充料位小于一定量,则控制器6034可以例如禁止打开排放阀。如果泄料储存部6014为空或接近空,则可以禁止泄料储存部6014的排放阀打开。另外,如果蒸汽室6072内的压力(例如,如从图2的传感器6066的信号所确定的)低于预定值,则控制器6034可以防止泄料储存部6014的排放阀打开。同样地,如果压力高于预定值并且泄料储存部6014中的料位高于预定极限(例如,储存部被浸没),则控制器6034可以超控控制回路并且致动泄料储存部6014的排放阀到打开位置。
控制器6034也可以跟踪例如到泄料储存部6014的排放阀已经处于打开位置的时间量。在到泄料储存部6014的排放阀保持打开已经持续超过了预定时间段,则在框6416中可以生成错误。该预定时间量例如可能在2分钟到7分钟之间(例如,5分钟)。如果储存部已经排放持续超过第二预定时间量,则控制器6034也可以生成通知。第二预定时间量可以小于第一预定时间量。在一些实施例中,第二预定时间量可以在1分钟至3分钟(例如,2分钟)之间。
控制器6034也可以跟踪填充诸如泄料储存部6014的储存部所需的时间量。例如,如果泄料储存部6014的排放阀关闭并且泄料储存部6014中的料位低于目标料位持续超过预定时间限制,则在框6416中可以生成错误。预定填充时间量可以例如在5分钟到15分钟之间(例如,10分钟)。可替代地,预定填充时间量可以是第一预定排放时间量的至少两倍。当系统6000处于某些操作状态时,控制器6034可以仅监测该过量的填充时间。例如,在用于热水生产(例如,用于医疗系统6004的消毒)的启动状态期间,如果超过预定量的填充时间,则控制器6034可以不生成错误。可替代地,在这种操作状态下可以采用大于第一预定填充时间量的第二预定填充时间量。在泄料储存部料位传感器6074返回的值大于被指定为最大填充料位的预定值的情况下,控制器6034可以致动将净化器6010的流体提供至关闭状态的源阀。
现在参考图100至图101C,示出了详细描述示例控制系统的多个控制图6420、7020。这些控制系统可以用于通过更改通过多个过程流热交换器6008A、6008B的输入源流体的流量来将系统6000内的一个或多个过程流的温度控制到相应的目标温度或温度范围(例如,参见图3)。控制器6034(例如,参见图2)可以收集关于离开多个热交换器6008A、6008B的至少一个过程流的温度数据,并且使用该数据来划分热交换器6008A、6008B之间的质量流量或来流源液体的总量。由于输入源流体比净化器6010的输出流冷,因此增加流过热交换器6008A、6008B的输入源流体的量将降低离开热交换器6008A、6008B的过程流的温度。
这些控制图6420、7020可以例如在为目的地系统(诸如医疗系统6004)生产净化产物水的系统6000(例如,参见图3)中实施。目的地系统可以生成温度请求,该温度请求被提供为从系统6000输出的产物过程流的目标温度或温度范围,或者该目标温度可以由控制器6034根据例如来流源流体的温度测量值来确定(例如,参见图127)。通过改变通过产物和泄料热交换器6008A、6008B的源水的流量,可以将产物水控制到目标温度或温度范围(例如,参见图6至图9或图56和图57)。在一些示例中,离开净化器6010的泄料的温度也可以以相同的方式控制到目标温度,以允许热量被系统6000有效地回收并且降低总功耗。
所示的控制图6420、7020各自都包括流体输入控制系统或回路6422和分流控制系统或回路6424。流体输入控制回路6422可以控制流过热交换器6008A、6008B并且进入净化器6010的源水的总量。为此,流体输入控制回路6422可以管控源输入阀在给定间隔内处于打开状态的总时间量或累计时间量。分流控制系统或回路6424可以控制被引导通过每一个热交换器6008A、6008B的源水的比例。换句话说,分流控制回路6424可以控制每一个单独的源输入阀将被分配的打开状态时间总量的比例(通过流体输入控制回路6422输出)。
具体地参考图100中的流体输入控制回路6422,可以至少部分地基于净化器6010的蒸汽室6072内的目标泄料料位来建立设定点。类似于以上关于图99的描述或以下关于图104的描述,目标料位计算器6426可以确定目标泄料料位。该目标料位可以被传到加法器6428。也可以将如根据泄料料位传感器6074提供的数据所确定的当前泄料料位提供给加法器6428。本文中描述的加法器(包括加法器6428)将其各种输入组合成输出;在本文中任何地方使用“加法器”一词均不得解释为仅必须进行加法运算。
在加法器6428处,可以发现当前泄料料位与目标泄料料位之间的差。该输出或误差值可以被传到PID控制器6430,该PID控制器6430输出源占空比命令6432。源占空比命令6432可以管控进入到系统6000中的源流体的总体流量或总流量。应当注意,用于PID控制器6430的比例项、积分项和导数项的增益可以根据实施例而变化,并且可以潜在地将至少一个设置为零(例如,导数项)。
在一些实施例中,流体输入控制回路6422也可以从加热器控制回路(图100中未示出)接收数据。例如,流体控制回路6422可以接收针对加热元件6054发出的占空比命令。取决于加热元件占空比命令,流体控制回路6422可以调节其输出。如果加热元件占空比大于预定阈值,则可以使源占空比命令6432衰减。例如,当加热元件占空比大于预定阈值(例如,100%占空比)时,源占空比命令6432可被设置成零或设置成从流体输入控制回路6422生成的源占空比命令6432的一部分。这可以帮助避免使净化器6010的蒸发器6060骤冷。可替代地或附加地,当加热器占空比命令变大时,压缩机速度可以向上增加。
参照分流控制系统6424,可以至少部分地基于从医疗系统6004提供的温度请求来建立设定点。该温度请求可以根据医疗系统6004的操作模式或状态而变化。医疗系统6004可以具有第一低温操作模式和第二高温操作模式。低温模式可以是治疗模式,其生成大约或略低于(例如,20℃至30℃)正常人体温度的温度请求。高温模式可以是消毒模式,其生成足以引起医疗系统6004的目标部件的消毒的温度的温度请求。高温模式也可以用于系统6000的自消毒。消毒模式温度要求可以取决于所输送的产物水的预期接触时间,并且可以至少为例如60℃但低于沸点(例如,96℃)。可替代地,目的地系统可以为系统6000设置生产模式,而不是发送特定的温度设定点。系统6000可以将温度控制到针对该模式定义的设定点或范围。系统6000也可以将温度控制到为控制器6034在该特定模式下使用的状态所定义的设定点或范围。各种模式和状态在本文其它地方更深入地描述。可以在低温和高温模式下使用相同的源6002(例如,参见图3)。该源可以是非温度控制的流体源。在某些实施例中,特别是在高温模式下,系统6000也可以可选地还从热水源(例如,住宅热水箱)中抽吸。
温度请求以及根据产物输出传感器6082E提供的数据确定的产物或冷凝物输出温度可以传到加法器6436,在加法器6436处确定这两者之间的差。然后可以将加法器6436输出传到温度PID控制器6438,以生成输出。应当注意,与PID控制器6438的比例项、积分项和导数项相关的增益可以根据实施例而变化。与源PID控制器6430(以及本文中描述的所有其它PID控制器)一样,可以将该PID控制器的增益中的至少一个设置为零(例如,导数项)。
在一些实施例中,还可包括至少一个干扰监测器6440。干扰监测器可以将与所监测的干扰有关的数据提供给前馈控制器6442。前馈控制器6442可以生成干扰补偿输出,该干扰补偿输出被传到加法器6444。在监测了多个干扰的情况下,每个干扰都可以与其自身的前馈控制器相关联。在将合并的补偿输出提供给加法器6444之前,可以在前馈加法器(未示出)中将来自多个前馈控制器的多个补偿输出合并。可替代地,前馈控制器6442可以基于对于热交换器命令应当是什么所进行的粗略估计。该粗略估计可以凭经验确定。在这种情况下,前馈控制器6442可以允许分流控制系统6424在某些条件下更迅速地进行调节以达到目标温度。例如,这样的前馈项可以帮助使分流控制系统6424在启动时迅速地达到期望的温度设定点。
在加法器6444处,温度PID控制器6438的输出和干扰补偿输出可以被加在一起以生成热交换器命令6446。然后,热交换器(HX)命令6446可以用于计算将流会过每一个热交换器6008A、6008B的来流源水的量。在示例实施例中,热交换器命令6446可以乘以乘积生成器6448中的源占空比命令6432。所得乘积可以用作泄料热交换器命令6450(在图100中称为返回HX)。也可以在加法器6452中从初始源占空比命令中减去泄料热交换器命令6450,以产生产物热交换器命令6454。泄料和产物热交换器命令6450、6454可以用于分别控制泄料比例阀6050B和产物比例阀6050A。通过该比例,可以将为医疗系统6004生成并且离开产物热交换器6008A的产物水的温度控制为温度请求。当没有产物水流过产物热交换器时,所有源水都可以通过泄料热交换器。可替代地,在一些实施例中,一小部分源水可以继续流过产物热交换器6008A。
现在参考图101A至图101C所示的示例控制图7020,流体输入控制回路6422可以是多模式控制回路。在这样的实施例中,流体输入控制回路6422可以输出用于源占空比命令的多个临时值。然后,这些值可以用于确定单源占空比命令7050。该单源占空比命令7050可以是基于两个或更多个临时值组成的混合命令。在使用这种混合命令的情况下,可以对临时命令对单源占空比命令的贡献进行加权。例如,可以将第一临时命令的30%添加到第二临时命令的70%,以达到单源占空比命令7050。可以在操作期间基于操作状态或模式变化、传感器数据、来自使用点系统的通信来更改百分比。系统6000的控制器6034也可以将临时命令中的一个用作单源占空比命令7050,而任何其它临时命令都不会影响单源占空比命令7050。换句话说,可以将一个临时命令的100%和任何其它命令的零%相加在一起,以生成单源占空比命令7050。
在某些实施例中,临时源命令占空比的数量可以等于净化器6010可以生成净化水的模式或状态的数量。例如,控制器6034可以在热模式(例如,用于医疗系统6004或系统6000本身的消毒)和正常模式下产生净化水。在这样的实施例中并且如图101A所示,流体输入控制回路6422可以为这些生产模式中的每一个输出临时值。尽管关于图101A描述了两个,但是对于其它实施例可以生成更多数量的临时命令。
如所示出的,可以部分地基于来自净化器6010的目标泄料速率来建立用于流体输入控制回路6422的设定点或源占空比命令7050。目标速率计算器7022可以确定目标泄料速率(在下文中关于图104进一步描述)。在其它实施例中,目标速率可以是预定值。该目标速率可以被传到加法器7023。也可以将如根据泄料料位传感器6074提供的数据所确定的当前泄料速率7024提供给加法器7023(关于图102至图103进一步描述)。在加法器7023处,可以发现当前泄料速率7024与目标泄料速率之间的差。该输出或误差值可以被传到PID控制器7025,该PID控制器7025将第一临时源占空命令输出到加法器7026。应当注意,用于PID控制器7025的比例项、积分项和导数项的增益可以根据实施例而变化,并且可以潜在地将至少一个设置为零(例如,导数项)。
在一些实施例中,PID控制器7025可以在将第一临时占空比命令传到加法器7026之前基于前馈项来改变其输出值。该前馈项可以基于预分配源占空比命令的量,从穿过泄料热交换器6008B的泄料回收热量。例如,可以从PID控制器7025的输出值中减去用于源泄料比例阀6050B的预分配源占空比命令,并且结果可以被传到加法器7026。在一些实施例中,最小量的来流源水可能需要流过泄料热交换器6008B,并且可以通过改变流过泄料热交换器6008B的源水的量将泄料温度控制到预定范围(例如,参见图130)。前馈项可以预分配由PID控制器7025生成的源占空比命令的一部分,以确保最小量的源流经过泄料热交换器6008B,并且分配一定的占空比以实现对期望温度的控制。在电子元件盒6064(例如,参见图3)可以被引到泄料热交换器6008B(例如,参见图129)的来流源水冷却的情况下,前馈项可以类似地针对该目的预分配一部分来流源水。
在某些实施例中,并且如图101A所示,流体输入控制回路6422也可以生成第二临时源占空比命令。该第二临时源占空比命令可以部分地基于用于热水生产的目标泄料速率。目标热水生产泄料速率计算器7052可以确定目标速率。可替代地,该模式的目标泄料速率可以是预定值。该目标速率可以被传到加法器7054。当前泄料速率7024也可以被提供给加法器7054。在加法器7054处,可以发现当前泄料速率与目标之间的差。该输出或误差值可以被传到热生产PID控制器7056,该热生产PID控制器7056向加法器7058提供输出。应当注意,用于热生产PID控制器7056的比例项、积分项和导数项的增益可以根据实施例而变化,并且可以潜在地将至少一个设置为零(例如,导数项)。
第二临时源占空比命令也可以部分地基于热水生产中蒸发器的目标料位。在某些实施例中,蒸发器目标料位7060可以是预定值。该目标料位可以被传到加法器7064。如从蒸发器料位传感器6073(例如,参见图3)提供的数据所确定的当前蒸发器料位7062也可以提供给加法器7064。在加法器7064处,可以发现当前蒸发器料位7062与目标料位7060之间的差。该输出或误差值可以被传到蒸发器控制器7066,该蒸发器控制器7066将输出提供给加法器7058。加法器7058可以将蒸发器控制器7066和热生产PID控制器7056的输出合并成第二临时源占空比命令。该命令可以被传到加法器7036。
在一些实施例中,蒸发器控制器7066可以是PID控制器。应当注意,用于蒸发器控制器7066的比例项、积分项和导数项的增益可以根据实施例而变化,并且至少一个可以潜在地设置为零。蒸发器控制器7066可以主要是导数控制器。在一些实施例中,蒸发器控制器7066可以是PD控制器,其中P项上的增益明显小于(例如,1个至2个或更多数量级)D项增益。蒸发器料位的目标料位也可以如刚刚描述的那样用于第一临时源占空比命令的生成(未示出)。
在一些实施例中,流体输入控制回路6422也可以从加热器控制回路接收数据。例如,流体控制回路6422可以接收目标贮槽温度7028和当前贮槽温度7030,并且将它们馈送到加法器7032,该加法器7032确定这些值之间的差值。取决于目标贮槽温度7028、当前贮槽温度7030和/或所述差值的值,流体控制回路6422可以调节其输出。例如,如关于图105A、105B所描述的,可以由控制器6034来决定是否应用调节。如果要进行调节,则贮槽调节器控制器7034可以基于来自加法器7032的输入来生成调节输出。贮槽调节器控制器7034可以是PID回路。取决于实施例,可以将用于PID回路的一项或多项的增益设置为零。例如,贮槽调节器控制器7034可以将积分项增益和导数项增益设置为零。在这样的实施例中,贮槽调节器控制器7034可以充当P控制器。来自贮槽调节器控制器7034的输出可以被提供给两个加法器7036、7026。
另外,在一些实施例中,流体输入控制回路6422也可以从压缩机马达控制回路接收数据。例如,流体控制回路6422可以接收目标低压蒸气温度7038和当前低压蒸气温度7040。这些值可以被馈送到加法器7042,该加法器7042确定所述值之间的差值。取决于目标低压蒸气温度7038、当前低压蒸气温度7040和/或所述差值的值,流体控制回路6422可以调节其输出。例如,关于图105A、105B所描述的,可以由控制器6034做出是否应用调节的决定。如果要进行调节,则低压蒸气调节器控制器7044可以基于来自加法器7042的输入来生成调节输出。低压蒸气调节器控制器7044可以是PID回路。取决于实施例,可以将用于PID回路的一项或多项的增益设置为零。例如,低压蒸气调节器控制器7044可以将积分项增益和导数项增益设置为零。在这样的实施例中,低压蒸气调节器控制器7044可以充当P控制器。低压蒸气调节器控制器7044的输出可以被提供给两个加法器7036、7026。来自贮槽调节器控制器7034和低压蒸气调节器控制器7044的任何调节都可以用于在加法器7026和7036处改变第一和第二临时占空比命令。在进行任何调节之后,可以将临时占空比命令提供给滑动器7048。
滑动器7048可以允许从源输入控制回路6422输出的源占空比命令7050成为由源输入控制回路6422生成的不同临时源命令之间的混合。滑动器7048也可以忽略允许临时源占空比命令中的一个。例如,当系统6000处于热净化水生产模式或状态时,第一临时源占空比命令可能对源占空比命令7050几乎没有影响。同样地,当系统6000处于正常净化水生产模式或状态时,第二临时源占空比命令可能对源占空比命令7050几乎没有影响。在两种模式或状态之间的过渡期间,滑动器7048可以从临时占空比命令中的仅一个或占主导地位的一个缓慢地调节到临时占空比命令中的仅另一个或占主导地位的另一个。例如,该调节可以基于每帧的预定增量的量。类似的滑动器7018(参见图101C)可以用于对产物热交换器6008A的临时源比例命令。
使用用于热模式或状态的临时源命令和用于正常模式或状态的临时源命令的示例,控制器6034可以确定滑动器7048要使用的热分数和正常分数。然后可以将临时源命令乘以它们各自的分数,然后将它们加在一起以确定源占空比命令7050。当在正常模式下时,热模式分数可以为零。当处于热模式时,正常模式分数可以为零。在从一种模式过渡到另一种模式期间,可以根据转变速率极限来增加新模式分数,并且可以根据该极限来降低旧模式分数。在某些示例中,这可以继续直到新模式分数已经增加到100%,而旧模式分数已经减少到0%。
参照分流控制系统6424,可以至少部分地基于从诸如医疗系统6004的使用点系统提供的温度请求或生产模式设置来建立设定点。该温度请求或生产模式设置可以根据医疗系统6004的操作模式或状态而变化。系统6000的控制器6034可以根据温度请求或生产模式设置7065来确定目标温度7068。在某些示例中,目标温度也可以如关于图127所描述的那样确定。
在框7069中,如果系统6000当前处于正常水生产模式,则目标温度7068以及根据由产物输出传感器(例如,图3的传感器6082A至6082D中的一个或多个)提供的数据所确定的产物或冷凝物输出温度7070可以被传到加法器7072,在该加法器中确定这两者之间的差。然后可以将加法器7072输出传到温度PID控制器7074,以生成输出。应当注意,与温度PID控制器7074的比例项、积分项和导数项相关联的增益可以根据实施例而变化。温度PID控制器7074的增益中的至少一个可以被设置为零(例如,导数项)。
温度PID控制器7074的输出可以在限制器7076处被限制为最小值和最大值以生成产物热交换器命令7078。在框7080中,如果系统6000处于正常生产模式或状态,则可以在加法器7082处从总源占空比命令7050中减去产物热交换器命令。可以将源占空比命令7050的其余部分或命令控制的源流分配给泄料热交换器命令7084。限制器7086可以将加法器7082的输出限制为最小值和最大值,然后将其设置为泄料热交换器命令7084。
在一些实施例中,如图101C所示,可以为泄料热交换器6008B预分配一些量的源占空比命令。这尤其可以允许系统6000中的电子元件盒6046的更大的热回收和更有效的冷却。在上面并且关于图130提供了进一步的描述。在框7083中,可以将该预分配命令添加至加法器7082的输出。限制器7086可以将框7083的输出限制为最小值和最大值,然后将其设置为泄料热交换器命令7084。
如果系统6000处于热水生产模式或状态,则可以将整个源命令占空比7050或命令控制的源流分配给(在由限制器7086限制之后)泄料热交换器命令7084。产物热交换器命令7078可以独立于源输入控制回路6422。在热生产模式或状态下用于产物热交换器命令7078的限制器7077可以将产物热交换器命令限制为低值(例如,小于5%,并且在一些实施例中,2%的占空比),这样添加的来流源流体(除了源输入控制回路6422所要求的流体外)不会对泄料速率控制产生问题。
在一些实施例中,并且如图101C所示,目标温度7071以及产物或冷凝物输出温度7070可以被传到加法器7073,在加法器7073中确定这两者之间的差。然后可以将加法器7073输出传到高温PID控制器7075,以生成输出。应当注意,与高温PID控制器7075的比例项、积分项和导数项相关联的增益可以根据实施例而变化。可以将高温PID控制器7075的增益中的至少一个设置为零(例如,导数项)。在热生产模式或状态下用于产物热交换器命令7078的限制器7077可以类似于上述地限制产物热交换器命令。当系统6000从常温水生产状态转变成热水温度生产状态时,类似于关于图101A所描述的那样的滑动器7081可以用于促进产物热交换器命令7082的平稳过渡。
泄料和产物热交换器命令7078、7084可以用于分别控制泄料比例阀6050B和产物比例阀6050A(参见,例如3)。通过该比例,可以将为医疗系统6004生成的并且离开产物热交换器6008A的产物水的温度控制为温度目标。
现在参考图102,示出了流程图6820,该流程图6820详细描述了多个示例动作,所述多个示例动作可以被执行以确定储存部的填充速率并且控制储存部的出口阀。在某些实施例中,储存部可以是系统6000的泄料储存部6014(例如,参见图3)。流程图6820将被描述为在储存部刚完成排放之后感测到的储存部料位以最小料位开始。
如所示出的,在框6822中,控制器6034(例如,参见图3)可以将最小料位值设置为当前料位值。如果储存部是泄料储存部6014,则可以从储存部料位传感器,诸如泄料料位传感器6074读取料位值。在框6824中,控制器6034可以检查储存部中的液位。这可以在预定基础(例如,每秒或每几秒)上完成。在框6826中,如果液位低于在框6822中设置的最小值,则流程图6820可以返回到框6822并且将该最小值设置为当前料位。在框6826中,如果料位高于最小料位,则可以在框6828中将计时器递增。在框6830中,如果该计时器尚未递增到阈值以上,则控制器6034可以继续检查液位并且返回到框6824。在框6830中,如果该计时器已经递增到阈值以上,则在框6832中,控制器6034可以确定储存部的填充速率。取决于该实施例,该阈值可以被预定并且为或等于0.025秒至2秒(例如,0.5秒)。可以通过确定与储存部中的先前液位有关的值和当前液位之间的差值来进行速率确定。然后可以使用自从收集先前液位值以来经过的时间将该差值转换成速率。可以禁止填充速率值降至零以下。如果填充速率值小于零,则填充速率值可以被重置为零。在框6834中,可以将填充速率传到滤波器。该滤波器可以是低通滤波器。
在框6836中,如果正在填充储存部,并且在框6838中,如果储存部的填充料位大于或等于最大填充值,则在框6840中可以打开储存部的出口阀。然后可以排放储存部。如果储存部的出口打开,则来流源阀可以关闭。如果系统正在产生热水,则可能不会命令关闭控制来流源水通过产物热交换器到净化器6010的流动的阀。相反,可以以小于10%(例如,2%或5%或更少)的低占空比打开阀。最大填充值可以与以上关于图99描述的最大阈值相同。在排放储存部时,在框6842中可以在预定基础上检查储存部的料位。
在框6836中,如果正在排放储存部,并且在框6844中,如果储存部料位高于最小料位,则可以在框6845中在预定基础上检查储存部的料位。在框6836中,如果正在排放储存部,并且在框6844中,如果储存部的料位低于或处于最小料位,则在框6846中可以关闭出口阀。然后,储存部可以开始填充。可以将最小料位设置为关于图99所描述的最小阈值的任何值。也可以在框6846中使填充循环计数器递增。该填充循环计数器可以跟踪已经发生的填充和排放迭代的次数。在允许系统6000产生的任何水前进到使用点之前,控制器6034可以要求该计数器已经达到至少一定数量的计数。另外,在计数器已经累积了一定数量的计数之前,可以不使用诸如关于图101A至图101C所描述的控制逻辑。
在一些实施例中,在储存部的填充和排放期间,如果储存部料位被耗尽到接近空阈值(例如,5%至10%)以下,则控制器6034可以命令关闭出口阀。这可以防止蒸汽和热蒸汽通过储存部的出口离开净化器6010。另外,在一些实施例中,如果净化器6010中的压力下降到预定值以下,则可以由控制器6034命令关闭出口。这可以由控制器6034通过分析来自压力传感器的数据信号来确定。可替代地,这可以通过分析从例如低压蒸汽温度传感器6066接收到的温度数据信号来确定。在这样的实施例中,在其下出口可以被关闭的温度可以是104℃。在一些示例中,控制器6034可以监测储存部正在填充或排放的总时间。如果在储存部填充或排放经过的时间超过了阈值,则可以生成错误。在一些实施例中,可以在超过第一阈值之后生成通知,并且可以在大于第一阈值的第二阈值之后生成错误。在一些实施例中,该通知可以显示在使用点装置的用户界面上。生成通知后,可以允许操作继续。
在某些实施例中,并且现在主要参考图103中的示例流程图6850,可以在某些情况下调节填充速率值。例如,如果控制器6034(例如,参见图3)确定排放所花费的时间比预期的长,并且传感器数据指示净化器6010(例如,参见图3)内应有足够的压力来从储存部驱动流体,则可以调节填充速率。例如,控制器6034可以将填充速率调节到高值,在该高值处,储存部将不能排放。
如所示出的,在框6852中,系统6000的控制器6034可以监测储存部正在排放的时间。在框6854中,如果计时器低于阈值,则在框6856中,系统6000的操作可以照常继续。在框6854中,如果计时器已经递增到阈值以上,则在框6858中如果蒸汽温度读数低于最小阈值(例如,104℃),则系统6000的操作可以在框6856继续正常进行。在框6858中,如果蒸汽温度高于最小阈值,则可以在框6860中调节填充速率。可以将填充速率调节成储存部不能排放的填充速率估计值。在某些实施例中,该填充速率可以被预定,并且可以是特定于模式或状态的。例如,在正常模式下,填充速率估计值可以设置为每分钟250ml。在热产物水生产模式下,填充速率估计值可以设置为正常工作时填充速率估计值的25%至35%(例如,每分钟80毫升)。填充速率估计值可以取决于实施例而变化并且可以凭经验确定。在一些实施例中,框6860中的预定填充速率估计值可以是方程的输出。例如,可以将估计的预定填充速率计算为目标填充速率和大于1的估计因子的乘积。在某些示例中,估计因子可以具有1.25至1.75之间(例如,1.5)的值。
现在参考图104,示出了流程图8040,其详细描述了可以被执行以调节目标泄料速率值的多个示例动作。在某些示例中,系统6000的每个模式或状态可以具有额定泄料速率目标设置。可以在操作期间基于系统6000中包括的各种传感器的其它被测参数来调节泄料速率目标。例如,在一些实施例中,可以基于如源水产物温度传感器6042读取的进入系统6000的源水的温度来调节目标泄料速率(例如,参见图3)。
如所示出的,在框8042中,控制器6034(例如,参见图3)可以从至少一个源水产物温度传感器6042接收源水或供水温度。在框8044中,如果源水温度不高于预定阈值,则可以在框8046中将用于泄料速率目标的调节值设置为零。在某些示例中,该预定阈值可以在22℃至26℃之间(例如,24℃)。在框8044中,如果源水温度高于该预定阈值,则可以在框8048中确定对泄料速率目标的调节。为确定该调节,可以从在框8042中读取的当前温度值中减去阈值,并且结果可以乘以偏移因子(offset factor)。在一些实施例中,偏移因子可以在15mL/min至35mL/min(例如,25mL/min)的范围内。因此,对于高于阈值温度值的每一度,泄料速率目标可以增加一定量。在框8050中可以限制对泄料速率目标的调节。例如,可以将调节限制为不大于50mL/min的正值。在框8050或框8046中确定的调节值可以在框8052中被滤波(例如,在低通滤波器中)。在框8054中,目标泄料速率可以设置为当前泄料速率加上在框8052中确定的滤波后的调节值。
现在参考图105A,示出了描绘可以被执行以调节源PID回路(例如,图100的6430或图101A至图101C的7025、7058)的输出的多个示例动作的流程图6874。可以基于系统6000的各个部分中的状态(例如,温度、压力等)来进行调节。例如,可以基于贮槽温度来进行调节。附加地或可替代地,调节可以基于净化器6010中的低压蒸汽的温度。在图105A所示出的流程图6874中,示出了基于贮槽温度的调节器和基于低压蒸汽温度的调节器。
如所示出的,在框6876中,控制器6034可以从贮槽温度传感器6058(例如,参见图3)接收贮槽6050温度数据信号。在框6878中,如果贮槽温度值小于目标温度且低于最小贮槽温度阈值,则在框6880中,可以使贮槽调节器PID回路(例如,参见图101A至图101C的7034)运行。作为输入,可以向贮槽调节器PID馈送当前贮槽温度和目标贮槽温度。在框6878中,如果贮槽温度值大于目标或大于最小贮槽温度阈值,则在框6882中可以将贮槽调节器PID输出设置为零。最小贮槽温度可以在实施例之间变化并且可以是特定于实施例的模式或状态。例如,当生产净化水时,最小贮槽温度可以在85℃至95℃之间(例如,90℃),而当生产热净化水时,最小贮槽温度可以在75℃至85℃(例如,80℃)之间。在一些示例中,目标贮槽温度可以是静态值。该值可以是模式或状态特定的。例如,当生产净化水时,目标贮槽温度可以在100℃至110℃之间(例如,105℃),而当生产热净化水时,目标贮槽温度可以在100℃至105℃(例如,100℃)之间。
在框6884中,控制器6034可以从例如低压蒸汽温度传感器6066(例如,参见图3)接收当前低压蒸汽温度。在框6886中,如果该温度值高于低值,则可以在框6890中将温度值馈送通过滤波器。这可以生成经滤波的低压蒸气温度值。在某些实施例中,可以使用低通滤波器。在框6886中,如果当前温度值低于低值,则控制器6034可以在框6888中将低值重置为当前值。该低值可以是历史低值,例如先前在生产期间或在生产的前期所测得的最低的低压蒸汽温度值。如果重置低值,则也可以将滤波后的值设置为当前值。这样的布置可以允许滤波器滤出噪声,但是不能使可能需要快速反应以获得最佳结果的温度下降模糊。
在一些实施例中,并且如图105B的流程图6874’所示,可以在例如低通滤波器中对在框6884’中接收的低压蒸汽温度进行滤波。框6886’可以检查滤波后的低压蒸汽值,以查看其是否低于滤波器的最后输出。在框6886'中,如果该温度值低于最后的滤波器输出值,则在框6888’中可以将低通滤波器重新初始化为当前的低压蒸汽温度值。否则,在框6890’中可以用新的低压蒸汽温度值来更新低通滤波器。
再次主要参考图105A,在框6892中,如果滤波后的低压蒸汽值小于目标值且大于最小阈值,则在框6894中,可以使低压蒸汽调节器PID回路(例如,参见图101A至图101C的7042)运行。作为输入,可以向低压蒸汽调节器PID馈送经滤波的低值和目标低压蒸汽温度值。在框6892中,如果滤波后的低值高于目标值或低于最小值,则在框6896中可以将低压蒸汽调节器输出设置为零。最小阈值可以是静态值,该静态值可以是或可以不是模式或状态特定的。例如,最小阈值可以是104℃的温度。在一些示例中,目标可以在实施例之间变化并且可以在实施例内是模式或状态特定的。例如,当生产净化水时,目标低压蒸汽温度可以在104℃至112℃(例如,108℃)之间,而当生产热净化水时,目标低压蒸汽温度可以在101℃至107℃(例如,104℃)之间。在确定调节器的输出之后,在框6898中,可以基于调节器PID回路的输出来改变源PID回路的输出(例如,图100中的6430或图101A至图101C中的7025、7058)。
现在参考图106A和图106B,流程图6910描绘了可以被执行以确定如何在多个热交换器之间分流来流源水的流动的多个示例动作。例如,来流源水的流动可以在产物热交换器和泄料热交换器之间分流。可以分流,以确保产物水已经被冷却到期望的设定点。可以根据期望的设定点不同地确定来流的分流。例如,在正常生产期间,可以以第一方式来计算分流,而在生产热水的过程中(例如,用于医疗系统6004的消毒),可以以第二方式来分流。
如所示出的,在框6912中,可以由控制器6034(例如,参见图3)确定源命令。源命令可以是占空比值,可以将其在控制源水流入到泄料热交换器和产物热交换器中的阀之间进行分配。例如,可以如关于图100至图101C所描述的那样确定源命令。在框6914中,可以将任何调节应用于源命令。可以如本文其它地方所描述的,例如,如关于图105A至图105B和图101A至图101C所描述的那样来确定调节。
在框6916中,如果源命令在任何可选调节之后不在极限内,则可以将源命令约束为与框6918中的极限相符。例如,可以将源命令设置为最接近的极限值。在某些实施例中,源命令可以被限制在零和大于100%的数字之间。最大极限可以是200%或等于100%乘以源流比例阀6050A、6050B的数量(例如,参见图3)或热交换器的数量(例如,参见图4的6008A至6008C)。在一些实施例中,最小值也可以是大于零的数字。例如,最小值可以在5%至15%之间(例如,10%)。
在框6918中,使源命令符合任何限制之后,或者在框6916中,如果源命令在限制之内,则在热交换器之间分流来流源流的方式可以是模式或状态特定的。在框6920中,如果系统正在产生热水,则在框6922中,控制器6034可以将泄料热交换器阀命令设置为整个源占空比命令。该值可以被限制为100%(若高于100%)。然后,在框6924中,控制器6034可以对产物水目标温度施加转变限制。这可以使当前目标温度缓慢地改变为热水生产模式的目标温度设定点。在框6926中,控制器6034可以从温度传感器(例如,图3的传感器6082A至6082D中的一个)接收指示当前产物水温的温度数据信号。这可以被馈送到控制回路(例如,图101A至图101C的7074),并且在框6928中可以将产物阀占空比设置为该控制回路的输出。在一些实施例中,占空比可以具有极限,例如可以被防止大于10%(例如,被限制为5%或更少)。
在框6920中,如果系统6000未处于热水生产模式,则在框6930中处理器6034可以确定最大产物命令。可以经由控制回路(例如,图101A至图101C的7074)确定产物阀占空比。在框6932中,可以将产物阀占空比设置为该控制回路的输出。在框6934中,可以从源命令中减去产物阀占空比命令,以确定泄料阀占空比命令。在框6936中,如果泄料命令大于100%,则在框6938中可以增加产物阀命令,并且在框6940中可以将泄料命令设置为100%。在示例实施例中,产物命令增加的量可以等于泄料命令减去100%的量。在框6942中,如果泄料命令低于最小阈值,则可以在框6944中将泄料命令设置为最小阈值。该阈值可以是可以被设置为小于10%(例如,5%)的预定占空比。可替代地,阈值可以是基于源命令确定的计算值。例如,泄料命令可以被设置为总源命令的至少某个百分比(例如10%)的值。在一些实施例中,阈值可以被设置为多个值中的最大值。在这样的示例中,这些值可以是预定占空比,或者可以是总源命令的百分比。在任意多个值之间存在切换(例如,从预定最小占空比到总命令的最小百分比)的情况下,泄料热交换器阀的命令可能会随时间转变,以防止阶跃过渡。这可以确保当从净化器6010移除泄料时,多余的热量不会从系统6000被排出。通过实施限制以确保泄料热交换器6008B中存在最小的源流(例如,参见图3),可以回收更多热量,从而使系统6000以更高的效率工作。另外,限制通过泄料热交换器6008B的流量可以允许使用该流量来冷却系统6000的电子元件盒6046(例如,参见图3)(关于图129更详细地描述)。在框6946中,控制器6034可以使用产物和泄料阀占空比命令在系统6000的热交换器之间分流。
现在参考图107中的流程图6950,在某些实施例中,控制器6034(例如,参见图3)可以防止净化器6010生成的产物水在某些情况下到达使用点(例如,医疗系统6004)。例如,如果泄料储存部的料位增加到阈值以上的时间太长,则处理器6034可以将净化器6010生成的产物水分流到排放处6018持续一段时间,或者直到预定体积的产物水已经被分流为止。在蒸汽室6072中的任何液体可能已经进入到冷凝器6076中的情况下,这可以用于冲洗净化器6010的冷凝器6076。在流程图6950中,在这种冲洗期间使用计时器。如果储存部中的料位变得太高,则处理器6034也可以生成错误。
如所示出的,系统6000的处理器6034可以在框6952中监测泄料料位。在框6954中,如果泄料料位违反第一预定料位,则在框6956中可以生成错误。否则,在框6958中,如果泄料料位增加到预定第二料位以上,则可以在框6960中递增第一计时器。第二预定料位可以低于第一预定料位。在一些实施例中,第一预定料位可以等于或大于80%(例如,90%),而第二预定料位可以等于或大于65%(例如,70%)。在框6962中,如果第一计时器已经增加到预定阈值以上,则在框6964中,来自净化器6010的产物水可以被分流到排水处6018。否则,控制器6034可能返回到框6952。第一计时器的预定阈值可能会超过三分钟(例如,五分钟)。在框6966中,如果泄料料位降到第一预定料位和第二预定料位以下,则在框6968中可以递增第二计时器。否则,控制器6034可以返回到框6954。如果泄料料位下降到第一预定料位和第二预定料位以下,则第一计时器可以重置到0。在框6970中,如果第二计时器已经递增到第二计时器的阈值以上,则在框6972中,处理器6034可以允许产物水到达使用点,诸如医疗系统6004。第二计时器的阈值可以为5分钟或为约5分钟。在一些实施例中,第一计时器的阈值和第二计时器的阈值可以相等。
在框6970中,如果第二计时器低于阈值,则处理器可以在框6974中继续监测泄料料位,并且在框6968中递增第二计时器。但是,在框6966中,如果泄料料位增加到预定料位中的一个以上,则在框6956中可以生成错误,或者在框6960中,第一计时器可以根据已超过的那个预定料位而递增。第二计时器也可以重置为零。
现在参考图108中示出的流程图6980,控制器6034也可以监测泄料料位在很长一段时间内太低的情况。这可以允许控制器识别阻止净化器6010产生泄料的故障状况。如所示出的,在框6982中,控制器可以监测泄料料位。在框6984中,如果泄料料位小于预定料位,则可以在框6986中增加计时器。预定料位可以是小于或等于5%至15%(例如,10%)的料位。在框6988中,如果计时器已增加到阈值以上,则在框6990中可以生成错误。在某些实施例中,可以将阈值设置为三分钟以上(例如,5分钟)。在框6988中,如果计时器未递增到阈值以上,则控制器6034可以在框6982继续监测泄料料位。在框6984中,泄料料位升高到预定料位以上的情况下,可以将计时器重置为零。
现在参考图109,示出了示例流程图6460,其详细描述了可以被执行以控制系统6000内的液位的多个动作。液体可以是在储存部内的第一液体,该第一液体与第二液体进行热传递并且流体连通。第一液位可以是由冷凝从第二液体蒸发掉的蒸气而形成的冷凝物。因此,可以通过控制第二液体的蒸发量来调节第一液位。根据流程图6460,可以通过压缩机6064的操作来调节蒸发。压缩机6064可以用于增加从蒸发的第二液体进入到存储第一液体的储存部中的蒸气的压力和温度。经由压缩机6064产生的温度升高的量可以用于改变从包含第一液体的储存部到第二液体中的热传递量。热传递的增加可以改变第二液体的蒸发量,并且因此导致更多的冷凝物形成和第一液位的变化。
第一液体可以是在净化器6010(例如,参见图2)的冷凝器6076(例如,参见图2)中的净化水过程流。第二液体可以是净化器6010的蒸发器6060(例如,参见图2)中所包含的未净化的源水。冷凝器6076内的净化水位可以通过将出口阀打开至使用点或在冷凝器6076与使用点之间的质量感测系统而耗尽。净化水在使用点处的消耗速度可能比净化器6010能够生产的速度更快。控制器6034(例如,参见图2)可以用于确保期望的净化水的备用量可用于补偿这种需求增加的时期。
在框6462中,控制器6034可以接收当前产物料位或净化水位并且确定期望的产物料位。可以从产物料位传感器组件6078(例如,参见图36)提供当前产物料位。期望的产物料位可以是可以以任何合适的方式确定的计算值或预设值。在一些实施例中,例如,可以基于产物水的当前使用率来确定期望的产物料位。根据这些值,在框6464中,控制器6034可以计算马达速度目标。马达速度目标可以是控制回路(例如,PID或PI回路)的输出,其分别利用期望的产物料位和当前产物料位作为设定点和反馈。
在一些实施例中,可以提供至少一个前馈输入以调节马达速度目标。源占空比命令(例如,参见图100至图101A至图101C)和/或加热元件占空比命令可以用作前馈输入。前馈项可以使压缩机速度目标与所提供的前馈输入成比例地进行调节。例如,如果加热元件占空比大于预定阈值(例如,在90%或100%),则压缩机速度目标可以增加到预定值或增加预定量。这可以帮助加热蒸发器6060中的流体,这是因为压缩机6064将生成更热的高压蒸汽。然后,该蒸汽将在冷凝时将热量传递到蒸发器6060。在一些实施例中,如果源阀占空比命令6432高于预定阈值,则可以将压缩机速度目标增加预定量或增加到预定值。同样,这可以帮助引起更多的热量传递到蒸发器6060中的流体中。当加热元件占空比和源阀占空比两者都处于预定关系时,也可以产生压缩机速度目标的增加。例如,如果加热元件和源阀的合并的占空比大于预定值(例如,180%至190%),则可以如上所述提高压缩机速度目标。
控制器6034然后可以在框6466中生成马达速度命令。可以通过将朝向马达速度目标的最后命令的马达速度增加一定量来确定该命令。在一些实施例中,可以朝马达速度目标增加当前的马达速度而不是最后命令的马达速度。该量可以被限制为一定的增量极限,该增量极限用于限制马达的加速和减速。转变速率限制可能会导致马达速度斜升到目标值。对于任何单个调节,增量极限可以将增量限制为小于或等于5rpm/sec至10rpm/sec。在框6468中,控制器6034还可将马达速度命令与最小速度命令值和最大速度命令值进行比较。在一些特定实施例中,最小值可以是大约1500rpm至2500rpm(例如,2000rpm)。最大值可以取决于至少一个与马达相关的参数(例如,如本说明书稍后所述)而不同。尽管最大值可能会因各种操作因素而不同,但此变化可能会限制为不超过定义为rpm值的预定硬极限或硬上限。
在框6470中,如果马达速度命令低于由最小值和最大值定义的范围,则在框6472中可以将马达速度命令设置为最小值。如果在该范围之上,则在框6474中可以将马达速度命令设置为最大值。然后,在框6476中,可以将马达速度命令供应给马达或单独的马达控制器,该马达控制器负责马达操作的低级控制并且与马达硬件接口。马达速度命令可以以预定的时间间隔周期性地生成。因此,每当经过了间隔时,马达速度命令就可以被更新。
在某些实施例中,并且现在参考图110中的流程图7000,马达速度命令可以基于模式或状态特定的预定马达速度命令。例如,通常可以将马达速度命令设置为为使用压缩机6064(例如,参见图3)的每种模式定义的额定值。可以选择额定值,以使它们基于预期的泄料速率和产物使用率实现良好的液位控制。在系统6000已经进入该模式状态之后,马达速度命令可以朝向为该模式或状态定义的额定值倾斜。这可能以与上述转变速率限制类似的方式产生。另外,可以基于在系统6000的操作期间可以周期性地计算出的命令极限,根据定义的额定值来改变马达速度命令。如图110中的流程图7000所示,在框7002中,控制器6034可以接收泄料料位值。在框7004中,如果泄料料位大于预定阈值,则在框7006中可以使用最后的马达速度命令。在一些实施例中,可以替代地递减马达速度命令。在某些实施例中,预定阈值可以是65%至80%(例如,75%)的泄料料位值。这可以帮助避免在水位高的情况下使净化器6010(例如,参见图3)中的源水更剧烈地沸腾。
在框7004中,如果泄料料位值低于预定阈值,则可以在框7008中确定转变速率受限的马达速度命令。控制器6034(例如,参见图3)可以例如朝向针对系统6000当前所处的模式或状态定义的额定马达速度以增量极限来调节马达速度命令。在某些实施例中,增量极限可以在5rpm/sec至10rpm/sec之间(例如,8rpm/sec)。对于正常的产物水生产,额定马达速度可以被设置为4500rpm。对于热水生产,可以将额定马达速度设置为低于正常产物水生产的额定马达速度。例如,可以将额定马达速度设置在2200rpm至3700rpm之间(例如,3500rpm),以便热产物水生产。热产物水生产额定马达速度可以是正常产物水额定马达速度的50%至80%。
在框7010中,控制器6034可以确保马达速度命令在任何马达速度命令限制内。这样的限制在说明书的其它地方描述。在框7012中,可以生成新的马达速度命令。
在一些实施例中,用于热水生产的额定马达速度可以是校准值。同样地,在一些实施例中,用于常温水生产的额定马达速度也可以是校准值。可以在制造期间确定校准值,并且校准值可以基于特定的净化器6010。例如,可以通过使系统6000进入热水生产状态并且随着压缩机6064的马达速度在一定范围内变化而收集数据来确定热水生产额定马达速度值。可替代地,控制器6034可以分配一定量的时间以使马达控制回路稳定在理想值上。为额定热水生产马达速度选择的特定值可以是对该特定净化器6010最佳的速度。该值可以基于许多特性中的任何特性或任何组合来选择。例如,用于额定热水生产马达速度的值可以是产生高于特定阈值(例如,96℃)的产物水输出温度(例如,如图3的传感器6082A至6082D所感测的)的值。该值可以是低压蒸气具有至少某个阈值的温度(例如,108℃)的值。该值也可以是诸如产物水的输出温度或蒸气流的温度之类的温度相对稳定的值。该值也可以是来自净化器6010中的任何料位传感器的料位读数相对稳定的值。该值可以基于从低压蒸气传感器6064(例如,参见图3)和高压蒸气压力传感器6068(例如,参见图3)读取的温度之间的关系来选择。例如,可能要求这些值之间的差值大于一定量。这些值也可能要求相对稳定。可能还需要蒸汽压力值足够高以在操作期间将流体驱出净化器6010。也可以基于产物水的输出量来选择用于热水生产的额定马达速度值。该值例如可以是每单位时间至少产生一定量的产物水的值。
现在还参考图111,流程图7900详细描述了示例动作,这些动作可以用于自动校准额定马达速度值。在示例实施例中,关于热水生产马达速度描述了自动校准,但是可以以类似的方式确定用于系统6000的其它工作状态的马达速度值的自动校准。如所示出的,在框7902中,在控制器6034上工作的马达控制器可以进入从正常水生产到热水生产的过渡状态。例如,这可以在系统6000进入热水生产准备状态时发生(关于图95进一步描述)。如所示出的,在框7902中,一旦处于过渡状态,马达速度就可以朝向一个值转变,该值使所测得的蒸汽温度朝向该蒸汽温度的目标。蒸汽温度可以是由低压蒸汽温度传感器6066(例如,参见图3)测量的低压蒸汽温度。马达速度的这种转变可以持续直到经过预定的时间量为止。关于图112进一步描述了过渡状态。在框7904中,马达控制器可以进入稳定状态持续一段时间。这可以确保在进入下一个马达控制器状态之前,将蒸汽温度保持在相对稳定的值。关于图112进一步描述了稳定状态。
在框7906中,马达控制器可以进入热水生产状态。例如,这可以在系统6000进入热水生产状态时发生(例如,关于图96进一步描述)。如所示出的,在框7906中,马达速度可以再次朝向一个值转变,该值使所测得的蒸汽温度朝向该蒸汽温度的目标。例如,在图113中提供了进一步的描述。为了朝向热生产状态下的理想马达速度值前进,可以执行二进制类型搜索。在框7908中,控制器6034可以确定当前速度与热生产状态启动马达速度之间的差值。在框7910中,如果差值在范围之外,则控制器6034可以在框7912中缩小由马达控制器使用的范围,并且在框7904中重新进入稳定状态。这可以帮助确保马达速度已经始终围绕被挑选为热水生产的理想校准值的值。在一些实施例中,该范围可以由最小和最大允许值的界限来限定。当在框7912中缩小范围时,可以缩小与超出的界限相反的界限的值。例如,超出的界限可以乘以-0.5(或其它负分数),并且可以将乘积设置为新的相对界限。关于图114提供进一步的描述。
在框7910中,如果差值在该范围内,则控制器6034可以在框7914中确定当前蒸汽温度与热生产状态的目标蒸汽温度之间的差。在框7916中,如果差值不低于阈值,则流程图7900可以返回到框7906,并且马达速度控制器可以基于差值来使马达速度转变。在框7916中,如果差值低于阈值,则在框7918中可以使计时器递增。在框7920中,如果计时器已经递增至阈值以上,则在框7922中可以将当前马达速度保存为理想的校准热水生产马达速度值。在框7920中,如果计时器不高于阈值,则流程图7900可以返回到框7906,并且马达速度控制器可以基于差值来使马达速度转变。在框7916中,如果差值上升到阈值以上,则可以将计时器重置为零。
现在还参考图112,示出了流程图6860,其示出了可以在对马达速度设定点的自动校准中使用的多个示例动作。在校准在热水生产状态期间使用的马达速度值的背景下描述了示例流程图6860。如所示出的,在框7862中,马达控制器可以在启用自动校准的情况下进入马达速度过渡状态。通常,这可能在系统6000首次运行时发生(可能是在制造期间,在发布给消费者之前)。在一些实施例中,可以在系统6000累积一定数量的运行小时之后执行自动校准。因此,可以调节马达速度设定点以解决可能随着系统6000的老化而引入的差异。
在框7864中,马达控制器可以接收用于过渡状态的当前蒸汽温度和目标流温度。蒸汽温度可以是由低压蒸汽温度传感器6066(例如,参见图3)测量的低压蒸汽温度。在某些示例中,目标蒸汽温度可以在107至℃110℃之间(例如,108.5℃)。在框7866中,控制器6034可以生成转变速率命令,并且将该命令应用于马达速度。在框7868中,可以递增过渡状态计时器和自动校准总时间。在框7870中,如果过渡状态计时器不超过阈值,则控制器6034可以返回到框7864。过渡状态时间阈值可以是预定时间量,该时间量大于不启用自动校准时的典型过渡状态时间。在一些实施例中,过渡状态计时器可以是100分钟至150分钟(例如,130分钟)或者是典型过渡状态时间的6倍至7倍(例如,6.5倍)。
在框7870中,如果已经经过了过渡状态计时器,则控制器6034可以指示过渡状态已经完成,并且在框7872中可以初始化至少一个热水生产状态控制器。在框7874中,马达控制器可以输入校准稳定状态。在框7876中,可以递增稳定状态计时器,并且可以递增自动校准总时间。一旦在框7878中,稳定状态计时器已经增加到预定阈值以上,马达控制器就可以在框7880中进入下一个状态。在稳定状态结束时的马达速度也可以被保存作为用于框7880中下一个状态的起始马达速度值。下一个状态可以为热水生产状态。
现在参考图113,示出了流程图7930,其示出了可以在对马达速度设定点的自动校准中使用的多个示例动作。在校准在热水生产状态期间使用的马达速度值的背景下描述了示例流程图7930。如所示出的,在框7932中,马达控制器可以进入热水生产状态,其中启用自动校准。当系统6000进入关于图96进一步描述的热水生产状态时,可能发生这种情况。在框7934中,可以向至少一个热水状态马达控制器提供当前蒸汽温度和目标热水生产状态温度。蒸汽温度可以是由低压蒸汽温度传感器6066(例如,参见图3)测量的低压蒸汽温度。
在框7936中,如果当前温度低于阈值,则控制器6034可以在框7938中得出马达速度过高的结论。在框7940中,如果当前温度高于第二阈值或加热器命令饱和,则在框7942中,控制器6034可以得出马达速度过低的结论。在一些实施例中,在加热器命令高于预定占空比(例如,90%)的情况下,可以确定加热器命令处于饱和状态。可替代地或附加地,在加热器命令处于使系统6000处于系统功率抽吸阈值的占空比的情况下,则加热器命令可以被确定为饱和。
在框7944中,如果当前温度未违反框7936和框7940中的第一阈值或第二阈值,则在框7946中,第一控制器的输出可以用于确定命令控制的马达速度。在框7944中,如果当前温度违反框7936和框7940中的第一阈值或第二阈值,则在框7946中,第二控制器的输出可以用于确定命令控制的马达速度。在框7950中,可以生成命令。第一控制回路和第二控制回路可以是具有不同增益的PID或PI控制器。另外,第一控制器和第二控制器的初始输出可以被不同地过滤。例如,可以对第一控制回路进行低通滤波,并且对其增益进行设置,以使其不那么激进。因此,第一控制回路可以比第二控制回路更慢或反应更少。如图113所示,在控制回路之间发生切换的情况下,可以将控制回路设置为使得其初始输出在先前控制回路的输出处或附近。这可以帮助避免在框7950中生成的命令中的较大的阶跃改变。在某些示例中,当发生切换时,可以将一个项的值(例如,积分器项)初始设置为另一个控制回路的积分器项的值。
现在还参考图114,示出了流程图7960,其示出了可以在对马达速度设定点的自动校准中使用的多个示例动作。在校准在热水生产状态期间使用的马达速度值的背景下描述了示例流程图7960。如以上关于图111所提及的,在自动校准期间的热水生产状态下(参见图112),控制器6034可以监测自进入热水状态以来的马达速度的差值。如果该差值增加到超过特定点,则控制器6034可以退出热水生产状态并且重新进入稳定状态。这可以帮助确保控制器6034不会将过调值或下冲峰值误认为是处于热水生产状态的马达的理想速度。
如所示出的,在框7962中,控制器可以在进入状态时确定当前马达速度和马达速度之间的差。在框7964中,如果所述差大于或等于最大阈值,则可以在框7966中减小相对的最小阈值。如所示出的,在框7966中,可以将最小差阈值减去当前最大差阈值和预定调节因子的乘积。该调节因子可以是负分数,诸如-0.5。在框7968中可以重新输入稳定状态。在框7970中,如果来自框7962的差值小于或等于最小阈值,则可以在框7972中减小最大差阈值。如所示出的,在框7972中,可以通过当前最小差阈值和预定调节因子的乘积来减小最大差阈值。该调节因子可以是负分数,诸如-0.5。在框7968中可以重新输入稳定状态。在框7964和7970中,如果差值在最大和最小阈值的界限内,则可以在框7974中递增自动校准总时间。
如关于图111所描述的,控制器6034可以继续调节马达速度,直到蒸汽温度在一段时间内接近目标值为止。一旦蒸汽温度稳定并且接近目标值,当前马达速度就可以被保存为理想的校准马达速度值,以在将来系统6000进入热水生产状态时使用。
现在也参考图115所示的流程图6480,每当生成新的马达速度命令时,就可以计算出最大马达速度值。在框6482中,控制器6034可以接收指示至少一个马达参数的数据信号。在示例流程图6480中,列出的参数是马达温度和功率因子校正电流。在一些实施例中,可以仅使用温度,并且可以不根据功率因子校正电流来确定或调节最大速度值。参数可以分别由与马达相关联的马达温度传感器(例如,热敏电阻或热电偶)功率因子校正电流监测电路生成。在框6484中,控制器可以检查马达温度是否高于阈值。在框6486中,控制器6034也可以检查功率因子校正电流是否高于阈值。在其中的一个高于其预定阈值的情况下,在框6488中,控制器6034可以检查当前最大速度值是否高于马达速度命令。如果最大速度值高于马达速度命令,则在框6490中可以将最大速度设置为命令控制的马达速度。在框6490中调节最大速度值之后,或者如果最大速度不超过马达速度命令,则可以在框6492中降低最大速度值。为了降低最大速度,可以将最大速度降低一定量。在各种示例中,该量可以是以上关于图109或图110描述的增量极限。可替代地,该量可以小于增量极限。在某些示例中,该量可以是5rpm/sec。如果最大速度值低于最小速度,则可以将最大速度设置为等于最小速度值。如所示出的,如果例如递减导致最大速度值下降到最小速度值以下,则可以在框6492中调节最大速度。
在某些情况下,最大速度值也可能会增加。例如,在框6494中,如果马达温度低于第二阈值,或者在框6496中,如果功率因子校正电流低于第二阈值,则在框6498中可以增加最大速度。最大速度值可以增加以上关于图109和图110描述的增量极限。可替代地,最大速度可以增加小于增量极限的量。在某些示例中,该量可以是5rpm/sec。第二温度阈值或功率因子校正阈值可以与上述各个第一阈值相同或不同。可能还有一个马达速度上限,该马达速度上限防止最大速度值超过预定值。在增量将会导致最大速度值超过上限的情况下,可以将最大速度值调节成上限。在一些实施例中,上限可以是大约4500rpm至6500rpm(例如,5000rpm)。上限可能是最小速度值的约2倍至3倍(例如,2.5倍)。
如果当前马达温度和功率因子校正电流在它们各自的第一阈值和第二阈值之间,则在框6500中可以保持最大速度而没有变化。在框6502中,可以将最大速度提供给诸如上文关于图100描述的控制器。因此,若需要,可以在系统操作期间动态地调节最大速度值。
现在参考图116,系统6000(例如,参见图3)的控制器6034也可以监测压缩机马达的非典型操作,并且如果得到授权的话,可能生成故障状况。如图116的流程图6740中所示,在框6742中,控制器6034可以确定当前马达速度与命令控制的马达速度之间的差值。在框6744中,如果该差值低于预定阈值,则控制器6034可以在框6746中,继续命令马达的正常操作,如本文其它地方所描述的。控制器6034可以在整个操作期间继续监测非典型的马达操作。如果在框6744中,差值高于阈值,则可以在框6748中使计时器递增。在某些实施例中,可以将阈值设置为400rpm至600rpm(例如,500rpm)。在框6750中,如果计时器递增到预定极限以上,则在框6752中可以生成错误。马达也可以被禁用并且被命令停止。计时器极限可能短于1分钟(例如,30秒)。在框6750中,如果计时器没有违反极限,则操作可以在框6746中正常继续。如果在超过阈值之后差值下降到阈值以下,则可以将计时器的任何累积时间重置为零。在一些实施例中,如果差值已经上升到阈值以上,则在重置计时器之前,可能需要在一段时间内将差值降低到阈值以下。
现在参考图117,示出了详细描述示例控制系统的示例控制图6510。该控制系统可以是级联控制系统,并且可以用于生成命令6544,该命令6545管控净化器6010的至少一个加热元件6054的操作。可以使用多个控制回路来生成该命令。例如,第一控制回路可以间接地控制加热元件6054,而第二控制回路可以直接输出加热器占空比命令。在这样的实施例中,第一控制回路可以生成第二控制回路的设定点。
可以计算命令以使净化器6010中的流体达到目标温度或温度范围(例如,102℃至116℃),同时符合施加给命令6544的各种控制限制(例如,功率或其它电气限制)。控制器6034(例如,参见图2)可以收集关于至少一种流体的温度数据以及贮槽6052中与加热元件6054相邻的第二流体的温度。该数据可以与第一流体和第二流体的温度设定点结合使用,以生成命令6544。还被配备了图117中的示例性控制图6510,以帮助快速响应于各种干扰,这些干扰可以迅速改变净化器6010内的温度。
如所示出的,可以由与该过程流连通的温度传感器6066获取第一过程流的温度读数6512。在该示例中,温度传感器是低压蒸气传感器6066,其监测进入压缩机6064的蒸气温度。温度读数6512可以与加法器6516中的目标温度值6514合并。同样,如先前所提及的,本文任何地方使用“加法器”一词均不得解释为仅必须进行加法运算,仅将各种输入合并成输出即可。加法器6516的输出可以被馈送到用于第一流体温度6518的控制回路。在示例实施例中,第一流体温度控制回路6518被描绘为PID控制回路,其向加法器6524提供输出。在各实施例中,第一流体温度控制回路6518中的增益值中的至少一个可以被设置为零(例如,KD)。在一些实施例中,可以根据一组预定标准来改变第一流体温度控制回路6518的至少一个增益(例如,Ki)。例如,在另一控制回路的输出变得饱和的情况下,可以减小改变的增益(例如,设置为零)。目标温度6512在某些实施例中可以是预定值,并且可以是模式或状态特定的。例如,正常净化水生产和热净化水生产期间的目标温度可以分别为108℃和104℃。热净化水生产期间的目标温度可能低于正常净化水生产状态下的目标温度,但至少为该目标温度的95%。
目标温度6512也可以与加法器6522中的偏移6520组合。该偏移6520可以是预定值,例如-1℃至-10℃(例如,-4℃)。偏移6520可以用于以初始状态启动控制系统,该初始状态比仅在控制回路6518、6538的管控下更快地达到提供的任何目标设定点。加法器6522的输出可以与加法器6524中第一温度控制回路6518的输出合并。
第二流体的当前温度6528可以由温度传感器6058感测,并且在加法器6530中与加法器6524的输出合并。第二流体可以是已经被接收在净化器的贮槽6052中的源流体。加法器6530的输出可以被馈送到第二流体控制回路6532,该第二流体控制回路6532可以控制贮槽6052中流体的温度。这样,第一流体温度控制回路6518可以充当外部控制回路,而第二流体温度控制回路6532可以充当内部控制回路。类似于第一流体温度控制回路6518,第二流体温度控制回路可以是PID控制回路。第二流体控制回路6532中的增益中的至少一个可以被设置为零(例如,KD)。第二流体温度控制回路6532的输出可以是临时加热器命令占空比。
在一些实施例中,也可以包括至少一个干扰监测器。干扰监测器可以将与所监测的干扰有关的数据提供给前馈控制器6536。前馈控制器6536可以生成干扰补偿输出,该干扰补偿输出被传到加法器6538。在监测了多个干扰的情况下,每个干扰都可以与其自身的前馈控制器相关联。在将合并的补偿输出提供给加法器6538之前,可以在前馈加法器(未示出)中合并来自多个前馈控制器的多个补偿输出。在图117中所示的示例中,干扰是源命令占空比6432(例如,参见图100)。随着源命令占空比6432增加,较大体积的相对冷的源流体可以进入贮槽6052,从而冷却总体温度。前馈控制器6536可以用于抢先调节临时加热器命令输出,以补偿进入净化器6010的冷却源水的增加的体积。例如,如果源命令占空比6432大(例如,100%),则前馈控制器6536可以产生输出,该输出增加用于加热元件6054的临时占空比命令。
在提供从加法器6538到至少一个加热元件6054的前馈调节加热器命令占空比之前,可以对照一个或多个阈值6540来检查加法器6538的输出。如果加法器6538的输出将导致违反其中一个阈值,则可以再次调节加热器占空比。控制器6034可以检查功率因子校正电流并且确定其是否在预定极限以上。在高于预定极限的情况下,可以在电流限制器6542中改变前馈调节占空比命令。例如,可以将该命令改变为最后命令的加热器占空比6544。可替代地,可以对照最大加热器功率极限来检查来自加法器6538的命令。此极限可以是动态的,并且可以设置为不超过最大系统6000功率。可以至少部分地基于分配给压缩机6064的马达的功率量来确定该极限(例如,参见图3)。可以例如通过从系统6000的预定功率值(例如,最大总功率)中减去分配给压缩机6064马达的功率来计算最大加热器6054(例如,参见图3)功率极限。该最大总功率可能为1150瓦或约1150瓦。在一些实施例中,最大加热器6054功率极限可以用加热器占空比来表示。加热器占空比百分比和瓦特数之间的关系可以用于执行转换。该关系可以凭经验确定。在使用占空比极限的情况下,可以将占空比限制为最大值,诸如90%。
在改变之后,或者如果加法器6538的输出不高于阈值6540,则可以生成最终的加热器占空比命令6544。该命令可以被提供给加热元件6054。
现在参考图118,示出了流程图6590,其示出了可以被执行以生成前馈命令的多个示例动作。如所示出的,在框6592中,控制器可以确定期望温度与源入口温度之间的差。期望温度可以是例如关于图117描述的目标温度6514,或者可以由系统6000的另一控制回路以其它方式生成。例如,它可以是来自图117的第一流体温度控制回路6518或加法器6524的输出。源入口温度可以由监测进入净化器6010的流体流的温度传感器提供。在替代实施例中,可以使用贮槽6052中流体温度的读数。在框6594中也可以确定进入净化器6010的估计的质量流量。可以采用传感器来监测质量流量。可替代地,可以通过根据经验确定源入口阀占空比与进入净化器的水体积之间的关系来估计质量流量。例如,可以根据经验确定每单位时间每百分比占空比的mL(毫升)数。然后,在框6594中可以使用该值作为进入净化器6010的质量流量的估计。在框6596中,控制器6034可以确定将流入净化器6010的估计的质量流量加热到期望温度所需的功率量。估计的质量流量、热力学特性(例如,水的比热、蒸发热等)以及源或贮槽温度与期望温度之间的差值可以用于计算框6596中所需的功率。可以使用在框6596中计算出功率需求来确定在框6598中用作前馈项的对应的加热器占空比。加热器占空比百分比和瓦特数之间的关系可以用于执行转换。在框6600中,前馈项可以被发送到加热元件控制器。在一些实施例中,在框6600中被发送到加热元件控制器之前,前馈项可以被限制在针对前馈项定义的最小值和最大值之间。在某些实施例中,前馈项可以被限制在0%至90%之间。
现在参考图119,系统6000的控制器6034也可以监测加热器6054的非典型操作,并且如果得到授权的话,控制器6034可以生成故障状况。如在图119中示出的流程图6760中所示,在框6762中,控制器6034(例如,参见图3)可以确定当前加热器电压和加热器电流。在框6764中,控制器6034可以确定当前加热器功率。在框6766中,控制器6034可以获得当前加热器占空比命令。在框6768中,可以根据当前加热器占空比命令确定预期的加热器功率。在框6770中,可以计算当前加热器功率与预期功率之间的差值。在框6772中,如果这差值低于预定阈值,则在框6774中控制器6034可以继续命令加热器6054正常工作,如本文其它地方所描述的那样。控制器6034可以在整个操作期间继续监测非典型加热器操作。在框6772中,如果差值高于预定阈值,则可以在框6776中递增计时器。在框6778中,如果已经将计时器递增至预设的计时器极限以上,则可以在框6780中生成错误。否则,在框6774中,加热器6054的操作可以正常地继续。如果在超过阈值之后差值下降到阈值以下,则可以将计时器的任何累积时间重置为零。在一些实施例中,如果差值已经上升到阈值以上,则在重置计时器之前,可能需要在一段时间内将差值降低到阈值以下。
现在参考图120,示出了包括轴承进给流量传感器6562的系统6000的代表性框图。轴承进给流量传感器6562可以生成指示流体确实流向用于水净化器6010的叶轮6216的叶轮轴承6560的数据。如本文其它地方所描述的,用于轴承进给的流体源可以是附接到水净化器6010的冷凝器6076的净化水储存部6012。轴承进给流量传感器6562也可以指示到叶轮轴承6560的流体流速在可接受的预定范围内(例如,大约1克/秒)。如所示出的,轴承进给流量传感器6562位于轴承进给泵6080的下游。根据实施例,轴承进给流量传感器6562可以附加地或可替代地设置在轴承进给泵6080的上游。任何合适的流量传感器都可以用作轴承进给流量传感器6562,但是,在示例性实施例中,轴承进给流量传感器6562被示出为热传感器。在某些实施例中,轴承进给流量传感器6562可以包括热传感器和压力传感器。在使用热传感器的情况下,热传感器(例如,热电偶或热敏电阻)可以是直线探针(inline probe),其向系统6000的控制器6034提供代表轴承进给流温度的信号。轴承进给流传感器6562和/或泵6080可以包括有助于快速散热的散热特征6564,诸如翅片或类似的突起。
现在参考图121,在轴承进给流量传感器6562是热传感器的情况下,由传感器生成的温度数据可以指示是否存在流体流量和/或轴承进给流量的速率是否可接受。如图121的流程图6570所示,在框6572中可以激活轴承进给泵。在框6574中,可以清除轴承进给导管中的任何先前存在的流体,并且可以将导管升高到净化水的温度。在框6576中,轴承进给流量传感器6562可以监测轴承进给流的温度,并且将代表温度的数据提供给控制器6034(例如,参见图2)。
在轴承进给泵6080不能正常起作用的情况下,发生阻塞或轴承进给泵6080无法从产物储存部6012抽吸流体,轴承进给导管中的温度可能会开始下降。该下降可能是相对显著的,并且在一些实施例中,可能大于每五秒1℃。在框6578中,如果轴承进给流量传感器6562指示的温度下降到预定值以外,则可以在框6580中生成错误。在框6578中,如果温度没有下降到该值以下,则在框6582中可以继续进行操作,因为数据表明轴承进给导管中的流量符合预期。
在一些实施例中,预定温度值可以是静态值。在其它实施例中,可以基于系统6000中的另一温度测量值来计算用于生成错误的温度值。例如,控制器6034可以使用低压蒸汽温度(例如,来自温度传感器6066)来确定错误温度值。可以将错误温度值设置为比低压蒸汽温度低25℃至35℃(例如,30℃)。控制器6034可以跟踪这两个温度之间的差值,以确定轴承进给泵6080是否按预期工作。
在一些实施例中,温度值本身可以不用于确定是否存在错误。相反,可以进一步分析温度信号以潜在地提供对轴承进给导管中异常流动状况的更快检测。在这样的实施例中,可以区分温度信号并且可以使用变化速率代替温度值。如果变化速率大于预定率,则在框6580中控制器6034可以生成错误。
现在参考图122,流程图7100示出了可以被执行以控制净化器6010(例如,参见图3)的冷凝器6076(例如,参见图3)中的产物料位的多个示例动作。在某些实施例中,可以经由流体地连接到冷凝器6076的产物储存部6012中的产物储存部料位传感器6078来测量该料位。如本文中其它地方所描述的,控制器6034(例如,参见图3)可以维持冷凝器6076中产物水的体积,使得冷凝器6076充当储存部。这可以允许产物水以比净化器6010可以生产的更快的速率在使用点处使用。可以基于所附接的使用点装置或系统的预期需求和需求变化来选择在净化器6010中保持的量。关于图83提供了进一步的描述。
如所示出的,在框7102中,系统6000的控制器6034可以接收高压蒸气温度。该读数可以经由高压蒸气温度传感器6068(例如,参见图3)供应。在框7104中,如果高压蒸气温度低于最小极限(例如,104℃),则在框7106中可以关闭产物储存部出口。在一些实施例中,产物储存部出口可以是分流阀6084(例如,参见图3),分流阀6084被打开以将产物水分流到排放目的地6018(例如,参见图3)或其它储存部,以便在产物储存部6012中维持期望的料位。在框7104中,如果高压蒸汽温度低于最小极限,则也可以关闭其它产物储存部出口阀,诸如通向使用点装置(例如,医疗系统6004)的阀。这可以帮助建立压力,该压力可以被用来驱动产物水从冷凝器6076和产物储存部6012流出。在框7104中,如果高压蒸气温度大于最小极限,则在框7108中控制器6034可以将限制当前目标产物料位的速率朝向预定容积存储目标转变。预定容积存储目标可以是产物储存部6012中的30%的料位。在一些实施例中,这可以维持冷凝器6076和产物储存部6012中1升至2升的缓冲容积,其中系统的使用点装置(例如,图3的医疗装置6004)在高净化水使用期间可能会从该冷凝器6076和该产物储存部6012抽吸。
在框7110中,控制器6034可以从产物储存部料位传感器6078接收料位。在框7112中,料位控制器可以确定产物储存部出口(例如,图3的分流阀6084)阀占空比命令。料位控制器可以是PID控制器,其使用当前料位和当前目标料位之间的差值来产生输出。在这样的实施例中,PID控制器的一个或多个增益可以被设置为零(例如,导数项的增益)。除非在框7114和框7118中确定产物储存部6012中的料位太高,否则控制器6034可以命令出口阀以在框7122中确定的占空比进行操作。在框7114中,如果料位高于第一阈值,则在7116中可以生成错误。在一些实施例中,第一阈值可以在80至95%之间(例如,90%)。在框7118中,如果该料位大于第二阈值,则可以在框7120中生成通知。第二阈值可以小于第一阈值。在一些示例中,第二阈值可以是45%至65%(例如,50%)。在一些实施例中,在第一阈值被违返的情况下,控制器6034可以停止系统6000的操作。在第二阈值被违反的情况下,控制器6034可以允许系统6000继续操作。
在一些实施例中,在框7112中生成的出口阀占空比命令可以取决于至少一个传感器值。例如,在一些实施例中,出口阀占空比可以取决于来自诸如产物料位传感器6078(例如,参见图3)或产物温度传感器(例如,图3的6082A至6082D)的传感器的值。当这些传感器指示使用点装置(例如,图3的医疗系统6004)当前正在从产物储存部6012抽吸产物水时,可以改变出口阀占空比命令。这可以帮助确保产物储存部6012和冷凝器6076(例如,参见图3)包含相对较大储备体积的馏出物以供在使用点装置中使用。另外,这可以帮助确保穿过产物热交换器6008A的热水的质量流量的大幅增加不会使产物温度上升超过期望的料位。通常,出口阀占空比指令可以减小(例如,被设置成最小值或可能为零)。在一些示例中,在确定使用点装置不再消耗系统6000中的水时,可以在降低料位控制器之前基于其原始输出来恢复料位控制器。
现在还参考图123,流程图7520详细描述了多个示例动作,可以基于来自产物料位传感器6078(参见图3)和产物温度传感器(例如,图3的6082A至6082D)的数据来执行所述多个示例动作,以调节产物储存部出口阀占空比。尽管在示例中使用了来自产物料位传感器6078和产物温度传感器6082A至6082D的数据,但其它实施例可以仅使用来自产物料位传感器6078和产物温度传感器6082A至6082D中的一个的读数来调节产物储存部阀占空比。
如所示出的,在框7522中,控制器6034可以从产物料位传感器6078接收数据并且使用该数据得出导数。在框7524中,如果产物料位的导数低于阈值(例如,负值或超过预定大小的负值),则在框7526中可以减小出口阀占空比。产物料位的这种负导数可以表明产物水正被抽吸到使用点装置中。可替代地,使用点装置可以向系统6000发送指示其正在抽吸产物水的通信。在这样的示例中,可以可选地仍然计算和检查导数,例如,以向系统6000添加双重检查冗余。当出口阀占空比减小时,可以保存料位控制器的输出,如在框7526中所示。
在框7528中,控制器6034可以从每个产物温度传感器(例如,图3的6082A至6082D)接收数据,并且使用该数据得出至少一个导数值。可以计算由每个单独的产物温度传感器6082A至6082D感测到的产物温度的导数。在其它实施例中,来自每个产物温度传感器6082A至6082D的温度可以被平均,并且可以基于这些平均值来计算单个导数。在框7530中,如果产物温度导数高于阈值(例如,高于某个正值),则在框7526中可以减小出口阀占空比。如上所述,当在框7526中减小占空比时,可以保存料位控制器的出口输出。如果对每个温度传感器(例如,图3的6082A至6082D)个别地取导数,则如果导数中的任何一个违反阈值,则流程图7520可以前进到框7526。
在一些实施例中,也可以获取来自这些传感器的数据和/或计算出的导数值的积分,并且如果违反阈值,则可以命令减小出口阀占空比。在这种情况下,也可以保存料位控制器的输出。这可以确保捕获由于使用点装置消耗来自系统6000的水而引起的缓慢变化。例如,可以获取来自产物温度传感器(例如,图3的6082A至6082D)的数据的积分。可以计算由每个个别的产物温度传感器感测到的产物温度的积分。在其它实施例中,来自每个产物温度传感器的温度可以被平均,并且可以基于这些平均值来计算积分。
在框7526中减小占空比之后,控制器6034可以在框7522至框7530继续监测传感器数据导数(以及可选地积分)。在框7532中,如果产物储存部出口阀占空比命令处于减小状态,并且在框7524和7530中传感器输出导数未违返其阈值,则在框7534中可以基于其保存的值恢复料位控制器输出。然后,控制器6034可以如上所述关于图122继续确定出口阀占空比命令。
现在还参考图124,流程图7800详细描述了多个示例动作,可以基于来自产物料位传感器6078(例如,参见图3)的数据来执行所述多个示例动作以调节产物储存部出口阀占空比。在框7802中,控制器6034可以基于从产物料位传感器6078接收到的数据来得出产物料位的导数。在框7804中,如果该导数小于阈值并且未将控制回路指示为重置,则控制器6034可以前进到框7806。在框7806中,可以保存分流阀控制回路命令并且可以减小控制回路输出。控制器6034也可以在框7806中指示(例如,通过设置标志)控制回路已经被重置。在该示例中,控制回路的输出减小至零。在某些实施例中,诸如控制回路的I项之类的项的输出可以减小(例如,减小至零)。控制回路的输出可能受到限制(例如,可能禁止控制回路命令负占空比),使得具有负输出的控制回路的项将不起作用。
在框7804中,如果导数高于阈值并且控制回路被指示为被重置,并且在框7808中,如果导数大于第二阈值,则控制器6034可以前进到框7810。在某些示例中,第二阈值可以是零。在框7810中,控制器6034可以指示控制回路尚未被重置。因此,如果产物料位的导数再次下降到第一阈值以下,则可以再次重置控制回路。
在框7812中,如果产物料位的导数增加到超过第三阈值,控制回路尚未恢复,并且所保存的控制回路输出不为零,则控制器6034可以前进到框7814。第三阈值可以被设置为一些正值。在框7814中,控制器6034可以将控制回路重置为框7806中的所保存的输出值。另外,在框7814中,控制器6034可以指示控制回路已经恢复。在框7806中减小控制回路的项(诸如I项)的输出的实施例中,可以将控制回路重置为框7806中的所保存的输出值减去该回路的另一项或多项的当前贡献。
在框7812中,如果产物料位的导数低于第三阈值,控制回路已经恢复,或者所保存的命令为零,并且在框7816中,如果产物料位导数小于第四阈值,则控制器6034可以前进到框7818。在一些实施例中,第四阈值可以为零。在框7818中,控制器6034可以将控制回路输出值保存为零,并且指示(例如,通过设置标记)控制回路尚未恢复。如果当产物料位的导数增加回到第三阈值,则这可以允许控制回路再次恢复。
现在还参考图125,示出了流程图7830,其详细描述了多个示例动作,可以基于来自一个或多个产物温度传感器6082A至6082D(例如,参见图3)的数据来执行所述多个示例动作以调节产物储存部出口阀占空比。在框7832中,控制器6034可以基于从(一个或多个)产物温度传感器6082A至6082D接收的数据来得出产物料位的导数。如在其它地方提到的,在使用来自多个产物温度传感器6082A至6082D的数据的实施例中,可以计算由每个个别的产物温度传感器6082A至6082D感测的产物温度的导数。在其它实施例中,来自每个产物温度传感器6082A至6082D的温度可以被平均,并且可以基于这些平均值来计算单个导数。同样,在框7832中,可以基于由控制器6034确定的任何导数值来计算积分。
在框7834中,如果导数和/或积分都高于导数和/或积分各自的相应的阈值,尚未将控制回路指示为重置,并且产物料位温度高于预定值,则控制器6034可以前进到框7836。在框7836中,可以保存分流阀控制回路命令并且可以减小控制回路输出。控制器6034也可以在框7806中指示(例如,通过设置标志)控制回路已经被重置。在该示例中,控制回路输出减小至零。在某些实施例中,诸如控制回路的I项之类的项的输出可以减小(例如,减小至零)。控制回路的输出可能受到限制(例如,可能禁止控制回路命令负占空比),使得具有负输出的控制回路的项将不起作用。
如上文所提及的,仅在产物水温大于预定量的情况下,控制器6034才可以前进到框7836。这可以阻止调节产物出口占空比命令,除非产物温度接近特定温度。例如,在使用点装置是医疗系统6004(例如,参见图3)的情况下,系统6000可以被设计成避免输出例如大于体温(37℃)的水。在这样的情况下,预定温度阈值可以低于该温度(例如,30℃)。
再次参考图125,在框7834中,如果导数和/或积分低于阈值并且控制回路被指示为被重置,并且在框7838中,如果导数小于第二阈值,则控制器6034可以前进到框7840。在某些示例中,第二阈值可以是零。在一些实施例中,可能要求从每个产物温度传感器6082A至6082D确定的个别导数都小于阈值,以便控制器6034前进到框7840。在框7840中,控制器6034可以指示在7810中控制回路尚未被重置。因此,如果产物温度的导数或积分再次上升到它们的第一阈值以上,则控制回路可以再次被重置。
在框7842中,如果产物温度的导数减小到超过第三阈值,控制回路尚未恢复,并且所保存的控制回路输出不为零,则控制器6034可以前进到框7844。第三阈值可以被设置为一些负值。在一些实施例中,如果从每个产物温度传感器6082A至6082D确定的任何个别的导数小于阈值,则控制器6034可以前进到框7844。在框7844中,控制器6034可以将控制回路重置为框7836中的保存的输出值。另外,在框7844中,控制器6034可以指示控制回路已经恢复。在框7836中减小控制回路的项(诸如I项)的输出的实施例中,可以将控制回路重置为框7836中的所保存的输出值减去该回路的另一项或多项的当前贡献。
在框7842中,如果产物温度的导数高于第三阈值,控制回路已经恢复,或者所保存的命令为零,并且在框7846中,如果产物温度的导数小于第四阈值,则控制器6034可以前进到框7848。在一些实施例中,第四阈值可以是零。在框7848中,控制器6034可以将控制回路输出值保存为零,并且指示(例如,通过设置标记)控制回路尚未恢复。当产物料位的导数减小回到第三阈值以下时,这可以允许控制回路再次恢复。
现在也参考图126,示出了流程图7600,其描绘了可以被执行以确定系统6000内异常源水温度的存在的多个示例动作。由于多种原因,可能期望检测到异常的源温度。除其它事项外,这种检测可以允许控制器6034在来流源水温度可能难以达到离开热交换器6008A、6008B的过程流中的一个的目标温度的情况下作出反应。例如,随着来流源水温度升高,每个热交换器6008A、6008B中的过程流的可能的冷却量可能减少。在各种实施例中,可以通过用源水温度传感器6036(例如,参见图3)监测进入系统6000的源水的温度来检测异常源水温度。系统6000的控制器6034可以从温度传感器6036接收数据信号,并且对照一个或多个阈值检查所测得的温度。如果温度超过阈值持续超过预定时间段,则控制器6034可能会生成通知或错误。尽管相对于来流源水描述,但是对于每个流预定的异常温度,也可以类似地监测其它过程流上的温度参数(诸如本文所描述的任何温度)。
如框7602中所示,控制器6034可以监测源水流到系统6000中的存在。对框7602中的流量的监测可以包括但不限于读取一个或多个传感器,读取一个或多个变量,或使用控制器6034检查一个或多个当前命令输出。例如,在某些实施例中,控制器6034可以检查到热交换器6008A、6008B以及分流阀6100的源比例阀6050A、6050B的占空比(例如,参见图3)。如果这些占空比中的任何一个大于零,则控制器6034可以得出结论:正在发生源水流入系统6000中。在框7604中,如果存在源水流入到系统6000中,则在框7606中可以由控制器6034从源水温度传感器6036(例如,参见图3)获得源水的温度。另外,在框7606中,可以将水源的温度与第一温度阈值和第二温度阈值进行比较。可以基于使用点装置的特性和热交换器6008A、6008B的特性来确定第一温度阈值和第二温度阈值。例如,在使用点装置是诸如透析机的医疗系统6004的情况下(例如,参见图3),温度阈值可以被设置为小于体温(例如,30℃和35℃)。在框7606中,如果源水的温度不超过任何阈值,则可以在框7608中将与每个阈值相关联的计时器设置为零。在框7606中,如果水源的温度超过第一阈值或第二阈值,则可以在框7610中递增与每个超出的阈值相关联的计时器。在框7612中,如果计时器超过针对每个计时器预定的超时阈值,则可以在框7614中生成错误。例如,可以将第一温度阈值和第二温度阈值中的一个的超时阈值设置为五秒。如果关联的计时器超过五秒,则可以生成错误。生成的错误可以取决于超出的特定温度阈值。例如,针对违反第一阈值而生成的错误可以是温度过高通知,其可能导致使用点装置上的用户界面显示关联的屏幕或屏幕流。针对违反第二温度阈值(其可以被设置为高于第一温度阈值)而生成的错误可能是温度过高错误,该温度过高错误可能导致控制器6034将系统6000过渡离开水生产状态或促使由系统6000产生的产物水从分流阀6084分流。
现在还参考图127,示出了流程图7650,其描绘了可以被执行以调节过程流的温度设定点的多个示例动作。在各个实施例中,调节温度设定点可以包括测量到系统6000的来流源水的温度,并且基于该源水温度设置系统6000内的过程流的期望温度。在一些实施例中,可以将偏移量应用到源水温度以达到过程流的温度设定点。可能期望基于进入系统6000的源水的温度来设置例如离开产物热交换器6008A的产物水的目标温度。
在框7652中,可以获得水源的温度。在框7652中,获得水源的温度可以包括从一个或多个传感器(诸如源水温度传感器6036(例如,参见图3))读取输出。在框7654中,可以对水源的温度进行滤波以产生经滤波的温度。在框7654中,滤波水源的温度可以通过使温度通过诸如低通滤波器之类的滤波器来实现。在框7656中,可以使用偏移值来调节经滤波的温度。在某些示例中,偏移可以在7℃至15℃之间(例如,10℃)。可以将偏移添加到来自框7654的经滤波的温度,以达到偏移调节后的温度。在框7658中,可以将偏移调节后的温度限制到期望范围。期望范围可以例如是大约20℃至大约25℃。在框7660中,可以将产物过程流的目标温度设置为从框7658输出的有限温度。
现在还参考图128,示出了流程图6710,其描绘了可以被执行以控制系统6000的电子元件壳体(例如,参见图51的6046A、6046B)的冷却的多个示例动作。在框6712中,可以选择电子元件壳体的目标温度。取决于实施例,系统6000可以在许多不同的模式和/或状态下工作。例如可以定义用于以下模式或状态的模式或状态特定的冷却方案,即,过滤器(例如,参见图3的6006A、6006B)冲洗模式、过滤器冲洗状态、水生产模式,用于水生产模式、待机模式的状态,待机状态和/或本文描述的任意其它模式或状态。可以取决于模式或状态来不同地控制系统6000中电子元件的冷却。例如,可以定义多个预定目标温度,每个预定目标温度都与系统6000的操作模式或状态相关联。第一模式或状态以及第二模式或状态(例如,冲洗状态和水生产运行状态)可以具有45℃的设定点,但是在替代实施例中这些设定点可以彼此不同。第三模式或状态可以具有40℃至45℃的设定目标范围。第三模式或状态可以是源水不是定期被引导到净化器6010中的模式或状态(例如,待机模式/状态、加热模式/状态等)。
在框6714中,可以设置以下阀的占空比极限,该阀控制流经与电子元件壳体呈热交换关系源管线的源水。可以根据系统6000所处的模式或状态来预定这些极限。在某些实施例中,阀可以是源分流阀6100(例如,参见图3)。在第一模式或状态(例如,冲洗模式或状态)下,可以使用100%的最大极限以及50%的最小极限。在第二模式或状态(例如,生产运行状态,诸如热水生产状态)下,可以使用25%的最大限制以及0%的最小限制。在第三模式或状态(例如,待机模式或状态)下,可以使用100%的最大极限以及0%的最小极限。当系统6000不净化水时,这可以允许在需要时进行零星的冷却并且有助于防止过度使用源水。
在框6716中,可以由系统6000的控制器6034(参见,例如图3)接收来自电子元件温度传感器(例如,参见图3的6048)的数据。在框6718中,可以将目标温度和由电子元件温度传感器指示的温度之间的差值输入到由控制器6034运行的PID回路。在一些实施例中,可以将一个项(例如,导数项)的增益设置为零。在框6720中,回路的输出可以用于设置或命令以下阀的占空比,该阀控制流经电子元件壳体的源流体。PID回路的项的增益也可以是模式或状态特定的,并且取决于系统6000处于哪种模式或状态而设定。
在目标温度由范围定义的模式或实施例中,控制器6034可以基于某些标准在范围内的值(例如,范围的界限)之间切换目标温度。如所示出的,在框6722中,控制器6034可以接收来自电子温度传感器6048(例如,参见图3)的数据。在框6724中,如果传感器数据指示电子元件壳体的当前温度大于高温极限,则在框6726中,可以将目标温度值设置为低温极限。高温极限可以为45℃或更高。低温极限可以低于高温极限,例如,等于或低于40℃。如果替代地在框6728中,传感器数据指示电子元件壳体的当前温度小于低温极限,则在框6730中,可以将目标温度值设置为高温极限。在重置目标温度之后或者如果温度在高温极限和低温极限之间,则流程图6710可以返回到框6718。在一些实施例中,如果已经调节了目标温度,则可以重新初始化PID回路。在未将目标温度定义为范围的实施例或模式/状态下,可以不使用框6722、6724、6728、6730。
在一些实施例中,可以通过控制多个阀的占空比来实现对系统6000的电子元件壳体(例如,参见图51的6046A、6046B)的冷却的控制。如以上更详细地描述的,流向源分流阀6100和源比例控制阀6050B二者的源水选通流入到泄料热交换器6008B中。两个阀6100、6050B的占空比的改变可以用于控制电子元件壳体6046的温度。控制电子元件壳体温度6046,这两个阀都可以提高系统6000的效率并且限制用于冷却目的然后被引向排放处6018的水的消耗。因此,进入系统6000的较大比例的源水可以转换成净化产物水。这样的多阀温度控制可以在系统6000正在产生水的模式或状态下使用。在一些实施例中,当进入框6712中的模式或状态是常温水生产模式或状态时,可以利用这种类型的控制。
现在参考图129,示出了流程图7990,其描绘了可以被执行以控制系统6000的电子元件壳体(例如,参见图51的6046A、6046B)的冷却的多个示例动作。在框7992中,控制器可以从电子元件盒6046接收温度数据(例如,参见图3)。该数据可以由至少一个电子元件温度传感器6048(例如,参见图3)收集。可以在框7994中将温度数据馈送到通过控制器6034运行的PID回路中。该PID回路可以类似于关于图128的框6718所描述的PID回路。在框7996中,可以对PID回路的输出进行限制处理,并且可以生成总冷却占空比命令。例如,PID回路的原始输出命令可以被限制为小于预定占空比命令。在一些实施例中,输出可以被限制为小于15%至30%(例如,20%)。在框7998中,如果总命令不大于最大极限,则在框8000中可以将泄料热交换器6008B的源比例阀6050B设置为以等于总命令(这将与原始PID回路输出相同)的占空比工作。在这种情况下,也可以将用于冷却电子元件盒6046的所有水用于净化器6010内的净化。用于总命令的最大限制可以是预定占空比,该预定占空比在某些示例中可以为10%至20%(例如,15%)。在框7998中,如果总命令值大于最大极限,则可以在框8002中确定最大极限与总输出之间的差。在框8004中,用于泄料热交换器6008B的源比例阀6050B的占空比命令可以被设置为最大极限。同样在框8004中,源冷却阀6100(例如,参见图3)的占空比可以被设置为在框8002中确定的差。在一些实施例中,剩余命令值也可能受到限制。例如,在一些实施例中,该命令可以被限制为不超过10%的占空比命令。
现在还参考图130,示出了流程图8010,该流程图8010示出了多个示例动作,该多个示例动作可以被执行以控制从热交换器6008B(例如,参见图3)输出的泄料过程流的温度。可以通过调节在进入净化器6010之前经过泄料热交换器6008B的源水的量来改变泄料过程流的温度。出于多种原因,可能期望对泄料过程流的温度进行控制。其中,控制泄料过程流的温度可以允许在系统6000内回收更多的热量。在某些实施例中,并且取决于系统6000的操作模式或状态,热量回收的量可能足以使净化器6010能够在净化器6010所包括的加热器6054(例如,图3)消耗最小的功率或不消耗功率的情况下工作。在某些示例中,回收的热量可能足以使加热器6054通常以零百分比占空比(例如,大部分时间)工作,但是可能会以5%或以下的占空比短暂工作。压缩机6064(例如,参见图3)的能量输入可能足以维持净化器6010内的期望工作温度。因此,可以控制泄料过程流的温度以将加热器6054保持在最小或零百分比占空比。这可以提高系统6000的效率。取决于实施例,可以仅在系统6000的某些操作模式或状态下控制从泄料热交换器6008B输出的泄料过程流的温度。例如,可以仅在非热水生产状态的生产状态下控制泄料过程流的温度。
如图130所示,在框8014中,泄料温度可以由控制器6034接收并且通过滤波器。滤波器可以是低通滤波器,并且可以确定历史平均泄料温度值。该值可以被设置为期望的泄料温度值。在框8016中,如果系统6000处于生产启动状态,则可以将目标泄料温度设置为期望的温度值。在框8018中,可以初始化泄料温度控制回路,并且也可以确定额外的源阀命令上限。该上限可以是预定的附加占空比百分比,当系统6000处于启动状态时,可以将该预定的附加占空比百分比添加到泄料热交换源比例阀6050B。在某些实施例中,该上限可以设置为5%至15%(例如,10%)。这可以防止泄料温度控制回路在启动期间严重影响系统6000。
在框8016中,如果系统6000未处于生产启动状态,则在框8020中,可以将离开泄料热交换器6008B的泄料过程流的目标温度设置为在框8014中确定的期望温度。在框8020中,温度值也可以被限制为符合预定范围。在某些实施例中,预定范围可以将目标泄料温度限制在45℃至75℃的范围内。在框8022中,可以将泄料温度目标与离开泄料热交换器6008B的泄料温度的当前值(可能经过低通滤波)一起馈送到泄料温度控制回路。泄料温度控制回路可以包括PID控制器,该PID控制器输出泄料阀占空比命令。应当注意,用于泄料温度控制回路的比例项、积分项和导数项的增益可以根据实施例而变化,并且可以潜在地将至少一个设置为零(例如,导数项)。也可以在框8022中确定额外的源阀命令上限。该上限可以是预定的附加占空比百分比,当系统6000处于水生产状态时,可以将该预定的附加占空比百分比添加到泄料热交换器源比例阀6050B。在某些实施例中,该上限可以设置为20%至30%(例如,25%)。
额外的源阀命令值可以在框8024中由控制器6034确定。例如,在框8024中,控制器6034可以使用泄料温度控制回路的输出作为额外的源阀命令值。在其它实施例中,源阀命令可以将泄料温度控制回路的输出与控制器6034确定的第二值进行合并。在流到泄料热交换器6008B的源水用于冷却系统6000的电子元件盒6046(例如,参见图129)的实施例中,可以将冷却占空比贡献添加到泄料温度控制回路的输出。在框8024中,取决于系统6000所处的状态,额外的源阀命令也可以被限制为在框8018或8022中设置的额外的源阀命令上限。在框8026中,额外的源阀命令值可以被转变限制为产生转变限制的额外源阀命令值。在框8028中,可以将转变后的额外源命令值添加到泄料比例阀命令中。在框8030中,可以使用转变后的额外命令值来生成前馈项。该前馈项可以用于调节总源阀命令7050(关于图101A至图101C更详细地描述)。例如,前馈项可以使转变后的额外的源阀命令值从总源阀命令7050中移除,以便分配专门用于控制的泄料温度的源比例阀打开时间的该移除部分。
系统6000可以经由任何合适的通信方案与使用点装置或系统(例如,图3的医疗装置6004)通信。系统6000和使用点装置可以例如经由电磁或声学通信链路(诸如射频、IR、超声等)进行通信。示例通信协议可以包括蓝牙、Zigbee、Z-Wave、WiFi、ULE、802.11.15.4、ANT、NFC、EPCGen2等。通信也可以是有线的。例如,系统6000和使用点装置可以彼此进行硬连线数据通信。例如,可以使用以太网或类似电缆、光纤电缆或其它光导类型的电缆。经由通信链路发送的通信可以被加密。
通信链路尤其可以用于更新软件,传输日志数据,协调系统6000和使用点装置的操作。在一些实施例中,医疗系统6004可以为系统6000提供用户界面,并且通信链路可以促进这一点。系统6000和医疗系统6004之间的信息交换可以基于对医疗系统6004的用户界面的输入而发生。
例如,软件更新可以(例如,经由云)被下载到使用点装置并且经由通信链路被传送到系统6000。在操作期间,可以按预定的时间表将日志数据从系统6000提供给使用点装置。该日志数据可以作为状态消息的一部分来提供。在某些实施例中,可以比日志数据更频繁地发送状态消息。例如,可以每五个状态消息发送一次日志数据,并且每秒可以发送五次状态消息。在一些实施例中,如果错误条件被触发,则可以与下一状态消息一起发送日志记录数据。可以在无需考虑何时发送了带有状态数据的最后一条消息的情况下完成此操作。
状态消息可以包含各种信息,这些信息可以有助于系统6000与使用点装置的操作的协调。状态消息可能包含系统6000标识号,该标识号对于特定系统可能是唯一的。状态消息可以包括与系统6000的各个可更换部件有关的使用信息。例如,状态消息可以包括与过滤器6006A、过滤器6006B有关的安装日期,使用小时数据等。如果在180天或更早之前安装过滤器6006A、6006B,则使用点装置可能需要更换过滤器6006A、6006B。如果系统6000确定过滤器6006A、6006B需要更换(例如,参见图89),则这也可以在状态消息中传送到使用点装置。在系统6000传达出过滤器6006A、6006B需要更换的情况下,使用点装置可以命令系统6000进入更换准备模式(例如,参见图91)。状态消息还可以用于向使用点装置传达是否需要冲洗过滤器6006A、6006B。如果系统6000处于待机或怠速状态的时间超过特定时间段,则可能需要冲洗过滤器6006A、6006B。可替代地,每次要取水样时都可能需要冲洗过滤器。如果需要冲洗过滤器6006A、6006B,则使用点装置可以命令系统6000进入过滤器冲洗模式(例如,参见图89)。
该状态消息还可以包括自系统6000的最后一次自消毒以来的时间,和/或是否需要对系统6000进行消毒的指示。在使用点装置是医疗系统6004(例如,参见图3)的情况下,如果系统6000的最后一次自消毒大于过去的预定时间(例如,72小时)或者如果系统6000传达出需要进行自消毒,则医疗系统6004可能不会开始治疗。在这种情况下,医疗系统6004可以命令系统6000执行自消毒。
状态消息还可以包括错误信息。例如,该信息可以包括错误代码。状态消息也可以指定错误级。例如,状态消息可以传达错误是低级错误(通知),操作错误还是故障安全条件引发错误。使用点装置可以使用错误级别来确定应做出的反应(如果有)。例如,如果在通信链路上传达了低级错误,则使用点可能会继续工作。错误代码可以用于确定要经由使用点装置的用户界面显示的屏幕或屏幕流。
状态消息也可以包括系统6000当前所处的模式和/或状态的标识符。在一些实施例中也可以包括较低级别的信息。例如,状态消息还可以包括系统6000到使用点装置的阀是否关闭的指示。如本文其它地方所讨论的,该阀可以在某些情况下关闭(例如,产物水温过低,电导率超出极限等)。这种状态信息可以允许使用点装置以节水模式工作或暂停治疗。它也可以允许使用点装置避免基于来流水管线中的低流量或堵塞检测而触发错误。使用点装置仍可以检测到这种情况,并且将该检测传达给系统6000,用于增加的冗余。
在将通信链接用于日志目的的情况下,日志数据可以包括但不限于传感器数据、目标设定点、模式、状态、各种部件(例如,压缩机、轴承进给泵)的开启/关断状态、阀命令以及各种控制器输出的极限值。这些可以从本文描述的任何传感器、控制回路等中收集。
关于系统6000和使用点装置之间的协调,使用点装置可以经由通信链路向系统6000发送多条消息。表2中描述了许多示例消息,如下所示:
表2
系统6000也可以经由通信链路向使用点装置发送许多消息。表3中描述了许多示例消息,如下所示:
表3:
通过通信链路在系统6000和使用点装置或系统之间发送的消息可以用于引导系统6000通过例如关于图84A至图84B描述的各种操作状态。
在不脱离本公开的情况下,本领域技术人员可以设计出各种替代和修改。因此,本公开旨在涵盖所有这样的替代方案、修改和变化。另外,尽管已经在附图中示出和/或在本文中讨论了本公开的几个实施例,但是不意图将本公开限制于此,因为意图是本公开的范围在本领域将允许的范围内,并且规范也应同样阅读。因此,以上描述不应被解释为限制性的,而仅仅是特定实施例的示例。并且,本领域技术人员将想到在所附权利要求的范围和精神内的其它修改。与上文描述的和/或所附权利要求书中所描述的要素,步骤,方法和技术没有实质性不同的其它要素,步骤,方法和技术也意图在本公开的范围内。
呈现附图中所示的实施例仅是为了说明本公开的某些示例。并且,所描述的附图仅是说明性的并且是非限制性的。在附图中,出于说明性目的,一些元件的尺寸可能被放大并且未按特定比例绘制。另外,根据上下文,附图中示出的具有相同编号的元件可以是完全相同的元件或可以是相似元件。
在本说明书和权利要求书中使用术语“包括”时,其不排除其它元件或步骤。当提及单数名词(例如,“一”、“一个”或“该”)时使用不定冠词或定冠词时,除非特别说明,否则该词包括该名词的复数形式。因此,术语“包括”不应解释为限于此后列出的项目;它不排除其它元件或步骤,因此表述“包括项目A和B的装置”的范围不应限于仅由部件A和B组成的装置。
此外,提供术语“第一”、“第二”、“第三”等,无论是在说明书中还是在权利要求中使用,都是为了在相似的元件之间进行区分,而不一定是为了描述顺序或时间顺序。应当理解,如此使用的术语在适当的情况下是可互换的(除非另外明确地公开),并且本文所述的本公开的实施例能够以不同于本文所述或所示的其它顺序和/或布置来操作。
尽管本文已经描述了本公开的原理,但是本领域技术人员应理解,该描述仅是通过示例的方式进行的,并且不作为对本公开的范围的限制。除了本文示出和描述的示例性实施例之外,在本公开的范围内也可以想到其它实施例。本领域普通技术人员中的一个的修改和替换被认为在本公开的范围内。
Claims (52)
1.一种蒸馏装置,包括:
源流体输入,所述源流体输入经由流体输入阀组与源选择性地流体连通;
蒸发器,所述蒸发器与所述源输入流体连通并且与压缩机流体连通,所述压缩机具有叶轮,所述叶轮操作地联接到叶轮马达,所述蒸发器被构造成当所述源流体朝向所述压缩机行进时将来自所述源流体输入的源流体转变成蒸汽流和浓缩物流;
冷凝器,所述冷凝器与所述蒸发器的多个外表面成热传递关系,所述冷凝器被构造成通过使高压蒸汽流与所述蒸发器的所述多个外表面接触来冷凝来自所述压缩机的所述高压蒸汽流;
浓缩物料位传感器,所述浓缩物料位传感器被构造成感测浓缩物储存部中的当前浓缩物料位,所述浓缩物储存部具有设置在所述蒸发器上方的流入路径并且具有与所述蒸发器并排延伸的长轴;以及
至少一个控制器,所述至少一个控制器被构造成通过基于在低温馏出物生产状态下的低温馏出物生产额定速度命令和在高温馏出物生产状态下的高温馏出物生产额定速度命令来周期性地生成叶轮马达命令,从而管控在所述低温馏出物生产状态和在所述高温馏出物生产状态下的所述叶轮的旋转速度,所述低温馏出物生产额定速度命令是比所述高温馏出物生产额定速度命令更快的马达速度命令。
2.根据权利要求1所述的蒸馏装置,其中,基于来自所述浓缩物料位传感器的指示所述浓缩物储存部中的浓缩物料位的数据信号,对所述叶轮马达命令进行调节。
3.根据权利要求2所述的蒸馏装置,其中,所述调节受到叶轮马达命令增量极限的限制。
4.根据权利要求3所述的蒸馏装置,其中,所述叶轮马达命令增量极限为≤10rpm/sec。
5.根据权利要求3所述的蒸馏装置,其中,所述叶轮马达命令增量极限为≤5rpm/sec。
6.根据权利要求2所述的蒸馏装置,其中,当所述数据信号指示所述浓缩物储存部中的所述浓缩物料位大于第一阈值时,所述叶轮马达命令减小。
7.根据权利要求6所述的蒸馏装置,其中,所述第一阈值被定义为以下浓缩物料位,在所述浓缩物料位处,所述浓缩物储存部处于满值的65%至80%之间的预定填充值。
8.根据权利要求2所述的蒸馏装置,其中,当所述数据信号指示所述浓缩物储存部中的所述浓缩物料位大于第一阈值时,将所述叶轮马达命令保持为不大于先前命令的叶轮马达命令值。
9.根据权利要求8所述的蒸馏装置,其中,所述第一阈值被定义为以下浓缩物料位,在所述浓缩物料位处,所述浓缩物储存部处于满值的65%至80%之间的预定填充值。
10.根据权利要求2所述的蒸馏装置,其中,当所述数据信号指示所述浓缩物储存部中的所述浓缩物料位大于第二阈值时,增加所述叶轮马达命令。
11.根据权利要求1所述的蒸馏装置,其中,所述高温馏出物生产额定速度命令是在制造期间限定的校准值。
12.根据权利要求1所述的蒸馏装置,其中,所述高温馏出物生产额定速度命令小于所述低温馏出物生产额定速度命令的80%。
13.根据权利要求1所述的蒸馏装置,其中,所述高温馏出物生产额定速度命令大于所述低温馏出物生产额定速度命令的45%。
14.根据权利要求1所述的蒸馏装置,其中,所述低温馏出物生产额定速度命令为4500rpm。
15.根据权利要求1所述的蒸馏装置,其中,所述低温馏出物生产额定速度命令为5000rpm。
16.一种控制蒸馏装置的压缩机的方法,所述方法包括:
打开至少一个流体输入阀以将源流体从流体源输送到所述蒸馏装置的贮槽中;
在蒸发器中将源流体转变成浓缩物流和蒸汽流;
利用处理器确定状态特定的压缩机速度命令,所述压缩机速度命令基于在低温馏出物生产状态下的低温馏出物生产额定速度命令并且基于在高温馏出物生产状态下的高温馏出物生产额定速度命令,所述低温馏出物生产额定速度命令是比所述高温馏出物生产额定速度命令更快的马达速度命令;
利用所述处理器基于所述压缩机速度命令生成最终命令速度;
利用所述处理器命令所述压缩机的叶轮以所述最终命令速度旋转;
经由所述压缩机压缩所述蒸汽流;以及
使所述蒸汽流冷凝为冷凝物并且随着所述蒸汽流冷凝将热量传递至所述蒸发器。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,所述方法进一步包括利用料位传感器感测与所述蒸发器流体连通的浓缩物储存部中的浓缩物料位。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,生成所述最终命令速度包括基于所述浓缩物料位确定对所述压缩机速度命令的调节。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,确定所述调节包括:当所述浓缩物料位大于第一阈值时,减小所述压缩机速度命令。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,所述第一阈值被定义为以下浓缩物料位,在所述浓缩物料位处,所述浓缩物储存部处于满值的65%至80%之间的预定填充值。
21.根据权利要求18所述的方法,其中,确定所述调节包括:当所述浓缩物料位大于所述第一阈值时,将所述最终命令速度保持为不大于先前命令的最终命令速度。
22.根据权利要求18所述的方法,其中,确定所述调节包括当所述浓缩物料位大于第二阈值时,减小所述压缩机速度命令。
23.根据权利要求16所述的方法,其中,生成所述最终命令速度包括确定对所述压缩机速度命令的调节。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述调节受到增量极限的限制。
25.根据权利要求23所述的方法,其中,所述增量极限为≤10rpm/sec。
26.根据权利要求23所述的方法,其中,所述增量极限为≤5rpm/sec。
27.根据权利要求16所述的方法,其中,所述高温馏出物生产额定速度命令是在制造期间定义的校准值。
28.根据权利要求16所述的方法,其中,所述高温馏出物生产额定速度命令小于所述低温馏出物生产额定速度命令的80%。
29.根据权利要求16所述的方法,其中,所述高温馏出物生产额定速度命令大于所述低温馏出物生产额定速度命令的45%。
30.根据权利要求16所述的方法,其中,所述低温馏出物生产额定速度命令是4500rpm。
31.根据权利要求16所述的方法,其中,所述低温馏出物生产额定速度命令是5000rpm。
32.一种水净化系统,包括:
蒸馏装置,所述蒸馏装置经由源比例阀组选择性地与流体源流体连通,所述蒸馏装置具有与浓缩物流路联接的浓缩物输出和与冷凝物流路联接的冷凝物输出;
第一热交换器和第二热交换器,所述第一热交换器和所述第二热交换器各自包括来自所述源比例阀下游的流体源的源流体流路的热交换部,所述第一热交换器的热交换部与所述冷凝物流路成热交换关系,并且所述第二热交换器的热交换部与所述浓缩物流路成热交换关系,存在用于每个热交换器的专用源比例阀;
冷凝物传感器组件,所述冷凝物传感器组件在所述第一热交换器下游的点处与所述冷凝物流路连通;以及
控制器,所述控制器被构造成在第一操作模式下,基于第一目标温度与由所述控制器从所述冷凝物传感器组件接收的当前浓缩物温度之间的差值,在所述源比例阀之间分配来自所述流体源的源流体的命令流,而在第二模式下,将整个所述命令流分配给专用于所述第二热交换器的源比例阀,并且以不大于预定极限的占空比打开专用于所述第一热交换器的源比例阀。
33.根据权利要求32所述的系统,其中,所述预定极限是5%。
34.根据权利要求32所述的系统,其中,所述预定极限是2%。
35.根据权利要求32所述的系统,其中,所述预定极限是0%。
36.根据权利要求32所述的系统,其中,所述冷凝物传感器组件包括冗余温度传感器。
37.根据权利要求32所述的系统,其中,所述第一热交换器和所述第二热交换器是螺旋形的,并且通过将所述热交换器围绕所述蒸馏装置的外部进行缠绕而形成。
38.根据权利要求32所述的系统,其中,所述第一操作模式是低温馏出物生产状态,而所述第二操作模式是高温馏出物生产状态。
39.根据权利要求32所述的系统,其中,所述第一目标温度为至少35℃,但不大于40℃。
40.根据权利要求32所述的系统,其中,所述第一目标温度为至少20℃,但不大于25℃。
41.根据权利要求32所述的系统,其中,所述控制器被构造成基于第二目标温度以及在第二操作模式下所述第二目标温度与所述当前浓缩物温度之间的差值来打开专用于所述第一热交换器的源比例阀。
42.根据权利要求41所述的系统,其中,所述第二目标温度比所述第一目标温度高至少65℃。
43.根据权利要求41所述的系统,其中,所述第二目标温度比所述第一目标温度高至少50℃。
44.根据权利要求41所述的系统,其中,所述第二目标温度大于95℃且小于100℃。
45.根据权利要求41所述的系统,其中,所述第二目标温度是96℃。
46.根据权利要求41所述的系统,其中,所述第二目标温度是所述第一目标温度的至少两倍。
47.根据权利要求41所述的系统,其中,所述第二目标温度是所述第一目标温度的至少2.5倍。
48.根据权利要求41所述的系统,其中,所述第二目标温度是所述第一目标温度的至少3.5倍。
49.根据权利要求32所述的系统,其中,所述系统进一步包括蒸发器料位传感器,所述蒸发器料位传感器设置在与所述蒸馏装置的蒸发器流体连通的蒸发器储存部中,所述控制器被构造成在所述第二操作状态下至少部分地基于指示所述蒸发器储存部中水柱的水位的蒸发器料位数据信号来确定所述总流量命令。
50.根据权利要求32所述的系统,其中,所述第一目标温度为至少20℃,但不大于30℃。
51.根据权利要求32所述的系统,其中,所述第一目标温度是25℃。
52.一种控制和分配源流体流到蒸馏装置中的流量的方法,所述方法包括:
用浓缩物料位传感器感测与所述蒸馏装置的蒸发器流体连通的浓缩物储存部中的浓缩物料位;
在产物热交换器的下游点处感测由所述蒸馏装置产生的产物流体的温度,所述产物热交换器使产物流体与来流源流体处于热交换关系;
利用处理器基于所述浓缩物料位确定浓缩物积聚速率;
利用处理器计算所述浓缩物积聚速率与第一目标浓缩物积聚速率之间的第一差值以及所述浓缩物积聚速率与第二目标浓缩物积聚速率之间的第二差值;
利用处理器确定用于第一源流入比例阀和第二源流入比例阀的第一临时打开状态命令和第二临时打开状态命令,所述第一临时打开状态命令基于所述第一差值,所述第二临时打开状态命令基于所述第二差值;
利用处理器根据所述临时打开状态时间命令计算最终打开状态命令;以及
在所述处理器处于第一操作状态的情况下,在所述第一源流入比例阀和第二源流入比例阀之间分配所述最终打开状态命令,所述第一源流入比例阀通向产物热交换器,所述分配基于目标产物温度和所述产物流体的温度之间的差值,并且在所述处理器处于第二操作状态的情况下,将全部所述最终打开状态命令分配给所述第二源流入比例阀,并且经由来自所述处理器的命令以不大于预定极限的占空比打开所述第一源流入比例阀。
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