CN209262322U - 用于净水系统的换向阀以及净水系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于净水系统的换向阀以及净水系统。换向阀构造为四通两路阀，并且包括：彼此配合在一起的上壳体和下壳体，下壳体包括筒形的导流部，导流部包括底壁、侧壁、以及由底壁和侧壁包围而成的导流部腔室，相互交叉的第一隔板和第二隔板将导流部腔室分成彼此独立且顺时针依次排列的第一至第四隔间；导流板，导流板设置在上壳体和下壳体的内部并且位于导流部的上方，导流板在其下表面上设有第一凹部和第二凹部；驱动机构，驱动机构设置在上壳体和下壳体外部，并且利用其驱动轴驱动导流板在第一工作位置和第二工作位置之间旋转。换向阀能够定期切换进入净水装置的水流方向，从而将膜冲洗干净，解决膜被杂质局部堵塞的问题。

Description

用于净水系统的换向阀以及净水系统

技术领域

本公开总体上涉及净水领域。更具体来说，本公开涉及一种用于净水系统的换向阀以及净水系统。

背景技术

随着社会和经济的发展，人们对于生活品质有不断提高的追求以及对健康意识有不断提高的重视。饮用水的安全越来越受到重视。净水系统能够制备清洁、安全可靠的饮用水，已经在居民家庭和许多公共场所得到普及。

净水系统利用各种形式的膜(例如超滤膜、反渗透膜等)来过滤原水(例如自来水)，以去除杂质，获取净化水。膜可以形成为中空的筒状，并且未净化的水从筒的一端进入，净化过的水经筒的侧壁过滤出来，而废水从筒的另一端排出。随着水从筒的一端流向筒的另一端，水中的杂质浓度越来越高，因此，杂质会更多地沉积在筒的另一端。杂质在筒和膜上的不均匀沉积容易造成筒的另一端处过滤孔的堵塞，并且沉积物难以从膜上清理掉，从而影响膜的过滤性能。

实用新型内容

本公开的目的之一是提供一种能够克服现有技术中至少一个缺陷的换向阀以及包括换向阀的净水系统。

1.一种用于净水系统的换向阀，其中，所述换向阀构造为四通两路阀，并且包括：

彼此配合在一起的上壳体和下壳体，所述下壳体包括筒形的导流部，所述导流部包括底壁、侧壁、以及由底壁和侧壁包围而成的导流部腔室，相互交叉的第一隔板和第二隔板将导流部腔室分成彼此独立且顺时针依次排列的第一隔间、第二隔间、第三隔间和第四隔间；

导流板，所述导流板设置在上壳体和下壳体的内部并且位于导流部的上方，导流板在其下表面上设有第一凹部和第二凹部；

驱动机构，所述驱动机构设置在上壳体和下壳体外部，并且利用其驱动轴驱动导流板在第一工作位置和第二工作位置之间旋转；

其中，在导流板处于第一工作位置时，第一凹部跨在第一隔间和第二隔间上、第二凹部跨在第三隔间和第四隔间上，由此第一凹部使第一隔间和第二隔间流体连通、第二凹部使第三隔间和第四隔间流体连通，在导流板处于第二工作位置时，第一凹部跨在第一隔间和第四隔间上、第二凹部跨在第二隔间和第三隔间上，由此第一凹部使第一隔间和第四隔间流体连通、第二凹部使第二隔间和第三隔间流体连通。

2.根据条款1所述的换向阀，其中，第一隔板和第二隔板从底壁竖直向上伸出到且高度比侧壁低，并且径向两端与侧壁相连。

3.根据条款1所述的换向阀，其中，第一隔间、第二隔间、第三隔间和第四隔间均设有进出端口，每个进出端口的开口设置在侧壁上或者设置在底壁上。

4.根据条款1至3中任一项所述的换向阀，其中，下壳体包括将下壳体连接至上壳体的连接部，所述连接部包括从导流部的侧壁的上端径向向外伸出的底壁、侧壁、以及由连接部的底壁和侧壁包围的连接部腔室。

5.根据条款4所述的换向阀，其中，连接部腔室和导流部腔室流体连通，并且径向尺寸大于导流部腔室。

6.根据条款5所述的换向阀，其中，下壳体在导流部的侧壁和连接部的底壁中设有贯通的孔，以用于连通导流部的腔室和连接部的腔室。

7.根据条款4所述的换向阀，其中，上壳体包括连接板和从连接板竖直向上伸出的支撑座。

8.根据条款7所述的换向阀，其中，连接板设有螺孔，用于和连接部的侧壁的螺孔对准并穿过螺钉，以将上壳体连接至下壳体。

9.根据条款7所述的换向阀，其中，连接板具有竖直向下伸出的凸缘，凸缘的外轮廓与连接部的侧壁的内轮廓匹配，从而凸缘能够插入连接部的侧壁内。

10.根据条款9所述的换向阀，其中，在凸缘的底部和连接部的底壁之间设有密封圈。

11.根据条款7所述的换向阀，其中，支撑座设置在连接板的中心，并且构造成支撑驱动机构。

12.根据条款11所述的换向阀，其中，连接板在支撑座的两侧设有螺孔，以通过螺钉将驱动机构固定到上壳体上。

13.根据条款7所述的换向阀，其中，连接板和支撑座设有贯通孔，以用于接收连接件，所述连接件构造成将驱动机构可操作地连接至导流板。

14.根据条款13所述的换向阀，其中，连接件的上端面设有凹槽，用于接收驱动机构的输出轴，从而驱动机构能够驱动连接件转动。

15根据条款13所述的换向阀，其中，连接件的上端面设有止挡件，支撑座的贯通孔设有相应止挡件，由此限定连接件和导流板只能从第一工作位置顺时针旋转到第二工作位置、以及从第二工作位置逆时针旋转到第一工作位置，或者只能从第一工作位置逆时针旋转到第二工作位置、以及从第二工作位置顺时针旋转到第一工作位置。

16.根据条款13所述的换向阀，其中，连接件的下端部设有两个或更多个向下伸出的爪部，导流板在上表面上设有两个或更多个切口，用于接收连接件的爪部。

17.根据条款7所述的换向阀，其中，导流板设置在下壳体的连接部和上壳体的连接板所组成的内部空间中。

18.根据条款1至3中任一项所述的换向阀，其中，第一凹部和第二凹部呈扇形，并且相对于导流板的中心对称分布。

19.根据条款1至3中任一项所述的换向阀，其中，第一凹部和第二凹部对应的弧度与第一隔板和第二隔板交叉的角度相同或者互补。

20.根据条款1至3中任一项所述的换向阀，其中，驱动机构是步进电机。

21.根据条款1至3中任一项所述的换向阀，其中，换向阀还包括位于导流部腔室中的隔间盖，所述隔间盖放置在第一隔板和第二隔板上并且被构造成支撑导流板在上旋转。

22.根据条款21所述的换向阀，其中，隔间盖呈轮辐状，并且包括侧壁、以及在隔间盖中心处交叉且两端连接至隔间盖的侧壁的两条或者更多条的加强杆。

23.根据条款20所述的换向阀，其中，隔间盖在其侧壁设有突起，以便接收在导流部的侧壁的凹部中。

24.根据条款21所述的换向阀，其中，在隔间盖和第一隔板和第二隔板之间设有密封圈。

25.根据条款21所述的换向阀，其中，导流板和隔间盖由陶瓷材料制成。

26.一种净水系统，其中，所述净水系统包括彼此串联的多个净水装置，所述多个净水装置中的至少一个净水装置包括筒状膜和根据条款1-25中任一项所述的换向阀。

27.根据条款26所述的净水系统，其中，换向阀的第一隔间、第二隔间、第三隔间和第四隔间分别设有进水端口、第一中间端口、排水端口和第二中间端口，第一中间端口流体连接至筒状膜的第一开口端，第二中间端口流体连接至筒状膜的第二开口端，进水端口和排水端口分别流体连接至所述至少一个净水装置的进水管和排水管。

28.根据条款27所述的净水系统，其中，所述至少一个净水装置的排水管中设有限流塞，以限制废水的流速。

29.根据条款27所述的净水系统，其中，所述至少一个净水装置还包括水质传感器、以及连接至水质传感器和换向阀的控制器。

30.根据条款29所述的净水系统，其中，水质传感器设置在所述至少一个净水装置的进水管中，以测量来水的水质。

31.根据条款29所述的净水系统，其中，水质传感器设置在所述至少一个净水装置的排水管中，以测量来水的水质。

32.根据条款29所述的净水系统，其中，水质传感器设置在所述至少一个净水装置的进水管和排水管中，以测量来水的水质和排水的水质。

33.根据条款30至32中任一项所述的净水系统，其中，控制器被构造成基于水质传感器测量的水质来确定换向阀在第一工作位置和第二工作位置之间切换的频率。

34.根据条款30至32中任一项所述的净水系统，其中，水质包括水中的总固体溶解度。

35.根据条款28所述的净水系统，其中，所述至少一个净水装置还包括冲洗阀，所述冲洗阀被构造成在换向阀在第一工作位置和第二工作位置之间切换之前冲洗掉筒状膜的作为排水端的第一开口端口或第二开口端口处的废水。

36.根据条款35所述的净水系统，其中，所述冲洗阀设置在所述至少一个净水装置的排水管中与限流塞并联。

37.一种操作净水系统的方法，其中，所述净水系统包括彼此串联的多个净水装置，所述多个净水装置中的至少一个净水装置包括筒状膜和根据条款1-25中任一项所述的换向阀，换向阀的第一隔间、第二隔间、第三隔间和第四隔间分别设有进水端口、第一中间端口、排水端口和第二中间端口，第一中间端口流体连接至筒状膜的第一开口端，第二中间端口流体连接至筒状膜的第二开口端，进水端口和排水端口分别流体连接至所述至少一个净水装置的进水管和排水管，排水管中设有并联的限流塞和冲洗阀，所述方法包括：

将换向阀切换到第一工作位置并维持在第一工作位置达X秒，由此，导流板的第一凹部跨在第一隔间和第二隔间上、第二凹部跨在第三隔间和第四隔间上；

来水从进水管流入换向阀的进水端口，并且经第一中间端口流入筒状膜的第一开口端，净化后的水从筒状膜的中心传送离开，而废水从筒状膜的第二开口端流入换向阀的第二中间端口，并且经排水端口和排水管排走；

打开冲洗阀达Y秒，由此来水冲洗掉筒状膜的第二开口端口附近的高杂质浓度的废水；

将换向阀切换到第二工作位置并维持在第二工作位置达X秒，由此，导流板的第一凹部跨在第一隔间和第四隔间上、第二凹部跨在第二隔间和第三隔间上；

来水从进水管流入换向阀的进水端口，并且经第二中间端口流入筒状膜的第二开口端，净化后的水从筒状膜的中心传送离开，而废水从筒状膜的第一开口端流入换向阀的第一中间端口，并且经排水端口和排水管排走；

打开冲洗阀达Y秒，由此来水冲洗掉筒状膜的第一开口端口附近的高杂质浓度的废水。

38.根据条款37所述的方法，其中，所述冲洗阀设置在所述至少一个净水装置的排水管中与限流塞并联。

39.根据条款37所述的方法，其中，所述至少一个净水装置还包括水质传感器、以及连接至水质传感器和换向阀的控制器。

40.根据条款39所述的方法，其中，水质传感器设置在所述至少一个净水装置的进水管中，以测量来水的水质。

41.根据条款39所述的方法，其中，水质传感器设置在所述至少一个净水装置的排水管中，以测量来水的水质。

42.根据条款39所述的方法，其中，水质传感器设置在所述至少一个净水装置的进水管和排水管中，以测量来水的水质和排水的水质。

43.根据条款40至42中任一项所述的方法，其中，控制器被构造成基于水质传感器测量的水质来确定换向阀在第一工作位置和第二工作位置之间切换的频率。

44.根据条款40至42中任一项所述的方法，其中，水质包括水中的总固体溶解度。

45.根据条款40至42中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括控制器向水质传感器发送采样指令，并且水质传感器测量水质，并将测量值发送给控制器。

46.根据条款40至42中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括控制器将水质测量值与预存值进行比较，以确定换向阀的切换频率，并将切换指令发送给换向阀。

附图说明

在结合附图阅读下文的具体实施方式后，将更好地理解本公开的多个方面，在附图中：

图1A-1D示出根据本公开实施例的净水系统的的示意图及其净水装置的示意图；

图2A和图2B分别示出根据本公开实施例的净水系统的换向阀的组装立体图和分解立体图；

图3A-3C分别示出根据本公开实施例的换向阀的下壳体的俯视状态的立体图、仰视状态的立体图和俯视图；

图4A和4B分别示出根据本公开实施例的换向阀的上壳体和驱动机构的仰视状态的立体图和俯视状态的立体图；

图5A和5B示出根据本公开实施例的换向阀的上壳体的连接件的立体图；

图6示出根据本公开实施例的换向阀的导流板的立体图；

图7A和7B示出根据本公开实施例的换向阀的剖视图；

图8A和8B分别示出根据本公开实施例的换向阀处于第一工作位置和第二工作位置的示意图；和

图9示出根据本公开实施例的换向阀的隔间盖的立体图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本公开，其中的附图示出了本公开的若干实施例。然而应当理解的是，本公开可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本公开的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本公开的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。

应当理解的是，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，为清楚起见，某些特征的尺寸可以进行变形。

应当理解的是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本公开。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。

说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明，均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征，但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。说明书使用的用辞“在X和Y之间”和“在大约X和Y之间”应当解释为包括X和Y。本说明书使用的用辞“在大约X和Y之间”的意思是“在大约X和大约Y之间”，并且本说明书使用的用辞“从大约X至Y”的意思是“从大约X至大约Y”。

在说明书中，称一个元件位于另一元件“上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“耦合”至另一元件、或“接触”另一元件等时，该元件可以直接位于另一元件上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件，或者可以存在中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一元件“上”、“直接附接”至另一元件、“直接连接”至另一元件、“直接耦合”至另一元件或、或“直接接触”另一元件时，将不存在中间元件。在说明书中，一个特征布置成与另一特征“相邻”，可以指一个特征具有与相邻特征重叠的部分或者位于相邻特征上方或下方的部分。

在说明书中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用辞可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是，空间关系用辞除了包含附图所示的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“下方”的特征，此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，此时将相应地解释相对空间关系。

图1A示出了净水系统PS的一个示例性示意图。净水系统PS包括若干级串联的净水装置PD。原水依次流过这些净水装置PD，最终得到净化后的水。图1B和1C示出其中一级净水装置PD的示意图。如图1B和1C所示，净水装置PD包括筒状的膜MEM、换向阀1、以及流体连接膜MEM和换向阀1的水管LINE1和LINE2。换向阀1包括四个端口，即进水端口I、排水端口D、第一中间端口R1和第二中间端口R2。水管LINE1以流体连通的方式连接筒状膜MEM的第一开口端和换向阀1的第一中间端口R1，而水管LINE2以流体连通的方式连接筒状膜MEM的第二开口端和换向阀1的第二中间端口R2。换向阀1的进水端口I和排水端口D分别流体连接到净水装置PD的进水管LINE3和排水管LINE4。排水管LINE4中设有限流塞RTR，以限制废水流速，保持限流塞RTR上游的筒状膜MEM中存在一定水压，以确保过滤过程顺利进行。

换向阀1具有如图1B和图1C所示的两个工作位置。如图1B所示，当换向阀1处于第一工作位置时，换向阀1的进水端口I和第一中间端口R1流体连通，而排水端口D和第二中间端口R2流体连通。如图1C所示，当换向阀1处于第二工作位置时，换向阀1的进水端口I和第二中间端口R2流体连通，而排水端口D和第一中间端口R1流体连通。

如图1B所示，当换向阀1处于第一位置时，来水从进水管LINE3流入换向阀1的进水端口I，并且经第一中间端口R1和水管LINE1流入膜MEM的第一开口端(此时作为进水端)。净化后的水从筒的中心传送离开膜MEM，而废水从膜MEM的第二开口端(此时作为排水端)经水管LINE2流入换向阀1的第二中间端口R2，并且经排水端口D和排水管LINE4排走。

如图1C所示，当换向阀1处于第二位置时，来水从进水管LINE3流入换向阀1的进水端口I，并且经第二中间端口R2和水管LINE2流入膜MEM的第二开口端(此时作为进水端)。净化后的水从筒的中心传送离开膜MEM，而废水从膜MEM的第一开口端(此时作为排水端)经水管LINE1流入换向阀1的第一中间端口R1，并且经排水端口D和排水管LINE4排走。

换向阀1使来水定期从膜的第一开口端流入、从第二开口端流出，然后从膜的第二开口端流入、从第一开口端流出。水流方向的定期切换能够使杂质在膜上保持均匀分布，解决膜被杂质局部堵塞难以清理的问题。

在一些实施例中，如图1D所示，净水装置PD还可以包括水质传感器SNR、以及连接至水质传感器和换向阀1的控制器CTL。水质传感器SNR用于测量来水和/或排水的水质，并且控制器CTL基于测量的水质来确定换向阀1在第一工作位置和第二工作位置之间切换的频率。水质较好，可以降低换向阀1的切换频率；水质较差，可以增大换向阀1的切换频率。在一些实施例中，水质的衡量指标可以为水中的总固体溶解度(TDS)，并且水质传感器SNR可以是TDS传感器。

如图1D所示，水质传感器SNR可以同时设置在换向阀1的上游和下游，以测量来水和废水两者的水质；水质传感器SNR也可以仅设置在换向阀1的上游(例如进水管LINE3中)，以测量来水的水质；或者，水质传感器SNR可以仅设置在换向阀1的下游(例如排水管LINE4中)，以测量废水的水质。

在一些实施例中，如图1D所示，净水装置PD还可以包括冲洗阀FV，用于在换向阀1切换膜MEM的来水排水方向之前冲洗掉膜MEM的排水端处高杂质浓度的废水，以防止切换后高杂质浓度的废水重新返回到膜MEM中。该冲洗阀FV可以设置在排水管LINE4中与限流塞RTR并联，并且连接至控制器CTL。

图2A和图2B分别示出了用于净水系统的换向阀1的组装立体图和分解立体图。换向阀1可以是四通两位的换向阀。换向阀1包括彼此配合在一起的下壳体10和上壳体20、位于上壳体20和下壳体10内的导流板30、以及位于上壳体20和下壳体10外的驱动机构40。驱动机构40用于驱动导流板30在上下壳体10和20内转动，从而改变上下壳体10和20内的水流流向。

图3A-3C分别示出了下壳体10俯视状态的立体图、仰视状态的立体图和俯视图。如图所示，下壳体10包括连接在一起的下方导流部11和上方连接部12。导流部11与导流板30配合，以改变水流流向。导流部11呈筒状，并且包括底壁111、以及围绕底壁111的周缘并从周缘竖直向上伸出的侧壁112，从而形成导流部11的腔室113。在一个实施例中，导流部11可以是圆筒形的本体。

腔室113内设有在其中心处相互交叉的两块隔板114和115。隔板114和115从底壁111竖直向上伸出到且高度比侧壁112低，并且径向两端与侧壁112相连。由此，隔板114和115将腔室113分成四个彼此独立的隔间113A、113B、113C和113D。在一个实施例中，隔板114和115的交叉角度为60度，并且隔间113A和113C对应的弧度为120度，而隔间113B和113D对应的弧度为60度。每个隔间113A、113B、113C和113D均设有进出端口116A、116B、116C和116D。进出端口116A、116B、116C和116D的开口可以设置在侧壁112上，或者设置在底壁111上。进出端口116A、116B、116C和116D连接至管，以将水引入或引出相应的隔间。在一些实施例中，端口116A、116B、116C和116D分别设定为换向阀的进水端口、第一中间端口、排水端口和第二中间端口。

连接部12用于将下壳体10连接至上壳体20。连接部12的外轮廓可以呈大致圆形、大致方形等形状。连接部12包括从导流部11的侧壁112的上端径向向外伸出的底壁121、以及围绕底壁121的周缘并从周缘竖直向上伸出的侧壁122，从而形成连接部12的腔室123。腔室123与导流部11的腔室113流体连通，并且径向尺寸稍大于导流部11的腔室113，以用于容纳导流板30等部件。侧壁122的上表面围绕腔室123设有周向均匀分布的螺孔124，用于和上壳体10的相应螺孔211(参见图4A)对准并且穿过螺钉，以将上壳体10连接至下壳体20。

图4A和4B分别示出了上壳体20和驱动机构40的仰视状态的立体图和俯视状态的立体图。如图所示，上壳体20包括连接板21和从连接板21竖直向上伸出的支撑座22。连接板21的周缘设有周向均匀分布的螺孔211，用于和下壳体10的连接部12的螺孔124对准并穿过螺钉，以将上壳体10连接至下壳体20。连接板21的下方可以设置竖直向下伸出的凸缘23。凸缘23的外轮廓与下壳体10的连接部12的侧壁122的内轮廓匹配，从而凸缘23能够插入侧壁122中，以帮助将上壳体20定位在下壳体10中。在一些实施例中，在凸缘23的底部和连接部12的底壁121之间设有密封圈231(参见图2B)，以防止上下壳体10和20内的水通过两者之间的间隙泄漏出来。

支撑座22设置在连接板21的中心，并且用于支撑驱动机构40。在连接板21上支撑座22的两侧设有螺孔222，以通过螺钉将驱动机构40固定到上壳体21上。连接板21和支撑座22设有贯通的圆形中心孔221，以用于接收将驱动机构40可操作地连接至导流板30的连接件24。

如图5A-5B所示，连接件24呈大致圆柱形，并且能够在中心孔221中绕其中心轴线旋转。连接件24在其外表面上设有一个或多个轴向间隔开的密封环(未示出)，以密封连接件24和中心孔221之间的间隙，防止上下壳体10和20内部的水通过间隙泄漏出去。连接件24的上端面设有凹槽241，用于接收驱动机构40的输出轴401(参见图7A)，从而驱动机构40能够驱动连接件24转动。连接件24的下端部设有两个或更多个向下伸出的爪部242，用于夹持导流板30，从而连接件24的旋转能够带动导流板30一起旋转。

图6示出了导流板30的立体图，并且图7A和7B示出了导流板30在换向阀1中的位置。如图所示，导流板30设置在下壳体10的连接部12和上壳体20的连接板21所组成的内部空间中，并且用于引导水在两个相邻的隔间113A、113B、113C和113D之间流动。导流板30呈圆形的薄板状。导流板30在上表面上设有两个或更多个切口31，用于接收连接件24的爪部242，从而将导流板30连接至连接件24。导流板30在下表面上设有两个对称分布的凹部32A和32B，用于流体连通两个相邻的隔间。两个凹部32A和32B呈扇形，并且相对于导流板30的中心对称分布。

在隔板114和115的交叉角度为60度的情况下，隔间113A和113C对应的弧度为120度，隔间113B和113D对应的弧度为60度，而两个凹部30对应的弧度为120度。如图8A所示，在导流板30处于第一工作位置时，第一凹部32A跨在隔间113A和113B上、第二凹部32B跨在隔间113C和113D上，由此第一凹部32A使隔间113A和113B流体连通、而第二凹部32B使隔间113C和113D流体连通。如图8B所示，在导流板30在驱动机构40的驱动下顺时针旋转240度或者逆时针旋转120度到达第二工作位置时，第一凹部32A跨在隔间113A和113D上、第二凹部32B跨在隔间113B和113C上，由此第一凹部32A使隔间113A和113D流体连通、而第二凹部32B使隔间113B和113C流体连通。

在一些实施例中，如图5A和5B所示，连接件24的上端面上设有突出的止挡件243，支撑座22的中心孔221中设有突出的相应止挡件，由此限定连接件24和导流板30只能从第一工作位置顺时针旋转到第二工作位置、以及从第二工作位置逆时针旋转到第一工作位置，或者只能从第一工作位置逆时针旋转到第二工作位置、以及从第二工作位置顺时针旋转到第一工作位置。

在一些实施例中，如图7A所示，下壳体10在其导流部11的侧壁112和连接部12的底壁121中设有贯通的孔117，以用于连通导流部11的腔室113和连接部12的腔室123。由此，腔室113和123中的压力保持均衡，以消除作用在导流板30上的向上作用力。

参见图7A和7B，驱动机构40固定在上壳体20上，并且其输出轴401插入连接件24的凹槽241，从而驱动机构40通过连接件24与导流板30相连，以驱动导流板30在下壳体10的隔间上方转动。在一个实施例中，驱动机构40可以是步进电机。

在一些实施例中，换向阀1还可以包括隔间盖50，如图7A、7B和9所示。隔间盖50位于下壳体10的腔室113中，并且放置在隔板114和115上。隔间盖50用于支撑导流板30在上旋转。隔间盖50呈轮辐状，并且包括环形的侧壁51、以及在隔间盖中心处交叉且两端连接至侧壁51的两条或者更多条的加强杆52。隔间盖50在侧壁51还设有突起53，以便接收在下壳体10的导流部11的侧壁112的凹部117(参见图3C)中，以防止隔间盖50相对于下壳体10转动。在一些实施例中，在隔间盖50和隔板114和115之间设有密封圈118，以防止水通过隔间盖50和隔板114和115之间的间隙在隔间之间流动。

在一些实施例中，隔间盖50和导流板30由陶瓷材料制成，而上下壳体10和20由塑料等制成。

参照图2B介绍组装换向阀1的步骤。首先，将隔间盖50放置在下壳体10的导流部11的隔板114和115上，并且将隔间盖50的突起53卡到下壳体10的导流部11的侧壁112的凹部117中，以将隔间盖50在隔板114和115上固定就位。将密封圈231放置在下壳体10的连接部12的底壁121上，以便后期密封底壁121和上壳体20的凸缘23之间的间隙。然后，将导流板30放置在隔间盖50上，并且将连接件24的爪部242卡入导流板30的切口31中，从而将连接件24连接到导流板30上。之后，将上壳体20的中心孔221穿过连接件24，上下壳体10和20的螺孔相互对准并且穿过螺丝，以将上下壳体10和20连接在一起。最后，将驱动机构40的输出轴401插入连接件24的凹槽241中，并且将螺钉穿过驱动机构40上的孔和上壳体20的螺孔222，以将驱动机构40固定到上壳体22。由此，完成换向阀1的组装。

参照图1D介绍净水系统PS的操作流程。使用者根据例如当地水质随时间变化的规律，来确定水质传感器SNR的采样频率，并将其输入净水系统PS的控制器CTL中。如果水质随时间变化较小，则采样频率降低；如果水质随时间变化较大，则采样频率增大。

净水系统PS启动后，控制器CTL在到达采样时间段时向水质传感器SNR发送采样指令。位于换向阀1上游的水质传感器SNR对来水进行采样，测量来水水质(例如TDS值)，并将测量值发送给控制器CTL。类似的，位于换向阀1下游的水质传感器SNR对废水进行采样，测量废水水质(例如TDS值)，并将测量值发送给控制器CTL。控制器CTL在其内置或外置存储器中预存有换向阀1在第一和第二工作位置之间切换的频率与来水排水水质之间的对应关系。控制器CTL将来水排水的水质测量值与存储器中的预存值进行比较，以确定换向阀1的切换频率(例如每1分钟一次到10分钟一次)，并将切换指令发送给换向阀1的驱动机构40。另外，控制器CTL还可以根据排水的水质测量值与来水的水质测量值之间的比率，来确定膜MEM的堵塞程度以及使用寿命，并且将该数值反馈给使用者。

在可替换实施例中，控制器CTL可以仅根据来水的水质测量值确定换向阀1的切换频率；或者控制器CTL可以仅根据排水的水质测量值确定换向阀1的切换频率。

在制水期间，控制器CTL根据所确定的换向阀1的切换频率，定期在第一工作位置和第二工作位置之间切换换向阀1。在换向阀1处于第一工作位置时，导流板30的第一凹部32A跨在隔间113A和113B上、第二凹部32B跨在隔间113C和113D上，由此第一凹部32A使隔间113A和113B流体连通、而第二凹部32B使隔间113C和113D流体连通，如图8A所示。此时，来水从进水管LINE3流入换向阀1的进水端口I，并且经第一中间端口R1和水管LINE1流入膜MEM的第一开口端。净化后的水从筒的中心传送离开膜MEM，而废水从膜MEM的第二开口端经水管LINE2流入换向阀1的第二中间端口R2，并且经排水端口D和排水管LINE4排走。

在换向阀1处于第一工作位置、并且膜MEM净化来水达X秒之后，控制器CTL对冲洗阀FV发出打开指令，冲洗阀FV打开Y秒，从而释放掉筒状膜MEM中的废水水压。来水通过进水管LINE3、换向阀1的进水端口I和第一中间端口R1、水管LINE1、膜MEM的第一开口端口而到达膜MEM的第二开口端口，由此将膜MEM的第二开口端口附近的高杂质浓度废水通过水管LINE2、换向阀1的第二中间端口R2和排水端口D、排水管LINE4和冲洗阀FV冲向下游。之后，控制器CTL对冲洗阀FV发出关闭指令，冲洗阀FV关闭。控制器CTL对换向阀1的驱动机构40发出切换指令。驱动机构40将导流板30顺时针旋转240度或者逆时针旋转120度，以将换向阀1从第一工作位置切换到第二工作位置。

在换向阀1处于第二工作位置时，导流板30的第一凹部32A跨在隔间113A和113D上、第二凹部32B跨在隔间113B和113C上，由此第一凹部32A使隔间113A和113D流体连通、而第二凹部32B使隔间113B和113C流体连通，如图8B所示。此时，来水从进水管LINE3流入换向阀1的进水端口I，并且经第二中间端口R2和水管LINE2流入膜MEM的第二开口端。净化后的水从筒的中心传送离开膜MEM，而废水从膜MEM的第一开口端经水管LINE1流入换向阀1的第一中间端口R1，并且经排水端口D和排水管LINE4排走。

在换向阀1处于第二工作位置、并且膜MEM净化来水达X秒之后，控制器CTL对冲洗阀FV发出打开指令，并且冲洗阀FV打开Y秒，从而释放掉筒状膜MEM中的废水水压。来水通过进水管LINE3、换向阀1的进水端口I和第二中间端口R2、水管LINE2、膜MEM的第二开口端口而到达膜MEM的第一开口端口，由此将膜MEM的第一开口端口附近的高杂质浓度废水通过水管LINE1、换向阀1的第一中间端口R1和排水端口D、排水管LINE4和冲洗阀FV冲向下游。之后，控制器CTL对冲洗阀FV发出关闭指令，冲洗阀FV关闭。控制器CTL对换向阀1的驱动机构40发出切换指令，并且驱动机构40将导流板30顺时针旋转120度或者逆时针旋转240度，以将换向阀1从第二工作位置切换到第一工作位置。

重复以上换向阀1的切换步骤，直到制成所需数量的净化水为止。

本公开的换向阀1能够定期切换进入净水装置的水流方向，从而将膜冲洗干净，解决膜被杂质局部堵塞的问题。

虽然已经描述了本公开的示范实施例，但是本领域技术人员应当理解的是，在本质上不脱离本公开的精神和范围的情况下能够对本公开的示范实施例进行多种变化和改变。因此，所有变化和改变均包含在权利要求所限定的本公开的保护范围内。本公开由附加的权利要求限定，并且这些权利要求的等同物也包含在内。

Claims (36)

1.一种用于净水系统的换向阀，其特征在于，所述换向阀构造为四通两路阀，并且包括：

彼此配合在一起的上壳体和下壳体，所述下壳体包括筒形的导流部，所述导流部包括底壁、侧壁、以及由底壁和侧壁包围而成的导流部腔室，相互交叉的第一隔板和第二隔板将导流部腔室分成彼此独立且顺时针依次排列的第一隔间、第二隔间、第三隔间和第四隔间；

导流板，所述导流板设置在上壳体和下壳体的内部并且位于导流部的上方，导流板在其下表面上设有第一凹部和第二凹部；

驱动机构，所述驱动机构设置在上壳体和下壳体外部，并且利用其驱动轴驱动导流板在第一工作位置和第二工作位置之间旋转；

其中，在导流板处于第一工作位置时，第一凹部跨在第一隔间和第二隔间上、第二凹部跨在第三隔间和第四隔间上，由此第一凹部使第一隔间和第二隔间流体连通、第二凹部使第三隔间和第四隔间流体连通，在导流板处于第二工作位置时，第一凹部跨在第一隔间和第四隔间上、第二凹部跨在第二隔间和第三隔间上，由此第一凹部使第一隔间和第四隔间流体连通、第二凹部使第二隔间和第三隔间流体连通。

2.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，第一隔板和第二隔板从底壁竖直向上伸出到且高度比侧壁低，并且径向两端与侧壁相连。

3.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，第一隔间、第二隔间、第三隔间和第四隔间均设有进出端口，每个进出端口的开口设置在侧壁上或者设置在底壁上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的换向阀，其特征在于，下壳体包括将下壳体连接至上壳体的连接部，所述连接部包括从导流部的侧壁的上端径向向外伸出的底壁、侧壁、以及由连接部的底壁和侧壁包围的连接部腔室。

5.根据权利要求4所述的换向阀，其特征在于，连接部腔室和导流部腔室流体连通，并且径向尺寸大于导流部腔室。

6.根据权利要求5所述的换向阀，其特征在于，下壳体在导流部的侧壁和连接部的底壁中设有贯通的孔，以用于连通导流部的腔室和连接部的腔室。

7.根据权利要求4所述的换向阀，其特征在于，上壳体包括连接板和从连接板竖直向上伸出的支撑座。

8.根据权利要求7所述的换向阀，其特征在于，连接板设有螺孔，用于和连接部的侧壁的螺孔对准并穿过螺钉，以将上壳体连接至下壳体。

9.根据权利要求7所述的换向阀，其特征在于，连接板具有竖直向下伸出的凸缘，凸缘的外轮廓与连接部的侧壁的内轮廓匹配，从而凸缘能够插入连接部的侧壁内。

10.根据权利要求9所述的换向阀，其特征在于，在凸缘的底部和连接部的底壁之间设有密封圈。

11.根据权利要求7所述的换向阀，其特征在于，支撑座设置在连接板的中心，并且构造成支撑驱动机构。

12.根据权利要求11所述的换向阀，其特征在于，连接板在支撑座的两侧设有螺孔，以通过螺钉将驱动机构固定到上壳体上。

13.根据权利要求7所述的换向阀，其特征在于，连接板和支撑座设有贯通孔，以用于接收连接件，所述连接件构造成将驱动机构可操作地连接至导流板。

14.根据权利要求13所述的换向阀，其特征在于，连接件的上端面设有凹槽，用于接收驱动机构的输出轴，从而驱动机构能够驱动连接件转动。

15.根据权利要求13所述的换向阀，其特征在于，连接件的上端面设有止挡件，支撑座的贯通孔设有相应止挡件，由此限定连接件和导流板只能从第一工作位置顺时针旋转到第二工作位置、以及从第二工作位置逆时针旋转到第一工作位置，或者只能从第一工作位置逆时针旋转到第二工作位置、以及从第二工作位置顺时针旋转到第一工作位置。

16.根据权利要求13所述的换向阀，其特征在于，连接件的下端部设有两个或更多个向下伸出的爪部，导流板在上表面上设有两个或更多个切口，用于接收连接件的爪部。

17.根据权利要求7所述的换向阀，其特征在于，导流板设置在下壳体的连接部和上壳体的连接板所组成的内部空间中。

18.根据权利要求1至3中任一项所述的换向阀，其特征在于，第一凹部和第二凹部呈扇形，并且相对于导流板的中心对称分布。

19.根据权利要求1至3中任一项所述的换向阀，其特征在于，第一凹部和第二凹部对应的弧度与第一隔板和第二隔板交叉的角度相同或者互补。

20.根据权利要求1至3中任一项所述的换向阀，其特征在于，驱动机构是步进电机。

21.根据权利要求1至3中任一项所述的换向阀，其特征在于，换向阀还包括位于导流部腔室中的隔间盖，所述隔间盖放置在第一隔板和第二隔板上并且被构造成支撑导流板在上旋转。

22.根据权利要求21所述的换向阀，其特征在于，隔间盖呈轮辐状，并且包括侧壁、以及在隔间盖中心处交叉且两端连接至隔间盖的侧壁的两条或者更多条的加强杆。

23.根据权利要求20所述的换向阀，其特征在于，隔间盖在其侧壁设有突起，以便接收在导流部的侧壁的凹部中。

24.根据权利要求21所述的换向阀，其特征在于，在隔间盖和第一隔板和第二隔板之间设有密封圈。

25.根据权利要求21所述的换向阀，其特征在于，导流板和隔间盖由陶瓷材料制成。

26.一种净水系统，其特征在于，所述净水系统包括彼此串联的多个净水装置，所述多个净水装置中的至少一个净水装置包括筒状膜和根据权利要求1-25中任一项所述的换向阀。

27.根据权利要求26所述的净水系统，其特征在于，换向阀的第一隔间、第二隔间、第三隔间和第四隔间分别设有进水端口、第一中间端口、排水端口和第二中间端口，第一中间端口流体连接至筒状膜的第一开口端，第二中间端口流体连接至筒状膜的第二开口端，进水端口和排水端口分别流体连接至所述至少一个净水装置的进水管和排水管。

28.根据权利要求27所述的净水系统，其特征在于，所述至少一个净水装置的排水管中设有限流塞，以限制废水的流速。

29.根据权利要求27所述的净水系统，其特征在于，所述至少一个净水装置还包括水质传感器、以及连接至水质传感器和换向阀的控制器。

30.根据权利要求29所述的净水系统，其特征在于，水质传感器设置在所述至少一个净水装置的进水管中，以测量来水的水质。

31.根据权利要求29所述的净水系统，其特征在于，水质传感器设置在所述至少一个净水装置的排水管中，以测量来水的水质。

32.根据权利要求29所述的净水系统，其特征在于，水质传感器设置在所述至少一个净水装置的进水管和排水管中，以测量来水的水质和排水的水质。

33.根据权利要求30至32中任一项所述的净水系统，其特征在于，控制器被构造成基于水质传感器测量的水质来确定换向阀在第一工作位置和第二工作位置之间切换的频率。

34.根据权利要求30至32中任一项所述的净水系统，其特征在于，水质包括水中的总固体溶解度。

35.根据权利要求28所述的净水系统，其特征在于，所述至少一个净水装置还包括冲洗阀，所述冲洗阀被构造成在换向阀在第一工作位置和第二工作位置之间切换之前冲洗掉筒状膜的作为排水端的第一开口端口或第二开口端口处的废水。

36.根据权利要求35所述的净水系统，其特征在于，所述冲洗阀设置在所述至少一个净水装置的排水管中与限流塞并联。