KR20170134738A - 액체 처리 장치의 헤드 부분을 형성하기 위한 디바이스 및 액체 처리 장치 - Google Patents

액체 처리 장치의 헤드 부분을 형성하기 위한 디바이스 및 액체 처리 장치 Download PDF

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브리타 게엠베하
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Abstract

액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스가 교체 가능한 액체 처리 카트리지(2)의 연결 헤드(9)를 수용하도록 배열되고 적어도 하나의 비율-설정 밸브를 포함한다. 비율-설정 밸브에는 적어도 2개의 제1 포트들(62-65) ― 적어도 2개의 제1 포트들 각각은, 디바이스에 삽입된 교체 가능한 액체 처리 카트리지(2)의 연결 헤드(9)의 각각의 카트리지 포트들(11-14)과 본질적으로 밀봉되어 액체 연통하게 배치 가능함 ―, 및 적어도 하나의 제2 포트(99, 111)가 제공된다. 비율-설정 밸브는, 제1 포트들(62-65) 중 첫 번째 포트와 적어도 하나의 제2 포트(99, 111) 사이의 제1액체 유동과, 제1 포트들(62-65) 중 두 번째 포트와 적어도 하나의 제2 포트(99, 111) 사이의 제2 액체 유동 사이에서 볼류메트릭 유량 비율을 복수의 값들 중 임의의 값으로 설정하기 위한 적어도 하나의 이동 가능한 조절 부분(91, 107)을 포함한다. 비율-설정 밸브는 폐쇄된 구성으로 배치 가능하고, 이 구성에서 적어도 하나의 이동 가능한 조절 부분들(91, 107)은 제1 유동 및 제2 유동 양자 모두가 차단되도록 포지셔닝된다. 비율-설정 밸브는, 연결 헤드(9)가 제1 포트들(62-65)과 액체 연통하는 자신의 카트리지 포트들(11-14)로 삽입되는지 여부와 관계없이 상기 폐쇄된 구성으로 배치 가능하다.

Description

액체 처리 장치의 헤드 부분을 형성하기 위한 디바이스 및 액체 처리 장치
본 발명은 액체 처리 장치의 헤드 부분의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스에 관한 것으로,
디바이스는 교체 가능한 액체 처리 카트리지의 연결 헤드를 수용하도록 배열되고 적어도 하나의 비율-설정 밸브를 포함하고,
비율-설정 밸브에는 적어도 2개의 제1 포트들 ― 적어도 2개의 제1 포트들 각각은, 디바이스에 삽입된 교체 가능한 액체 처리 카트리지의 연결 헤드의 각각의 카트리지 포트들과 본질적으로 밀봉되어 액체 연통하게 배치 가능함 ―, 및 적어도 하나의 제2 포트가 제공되고,
비율-설정 밸브는, 제1 포트들 중 첫 번째 포트와 적어도 하나의 제2 포트 사이의 액체의 제1 유동과, 제1 포트들 중 두 번째 포트와 적어도 하나의 제2 포트 사이의 액체의 제2 유동 사이에서 볼류메트릭 유량 비율(volumetric flow rate ratio)을 복수의 값들 중 임의의 값으로 설정하기 위한 적어도 하나의 이동 가능한 조절 부분을 포함하고,
비율-설정 밸브는 폐쇄된 구성으로 배치 가능하고, 이 구성에서 적어도 하나의 이동 가능한 조절 부분들은 제1 유동 및 제2 유동 양자 모두가 차단되도록 포지셔닝된다.
본 발명은 또한, 선행 청구항들 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 디바이스를 포함하는 헤드 부분 및 적어도 하나의 교체 가능한 액체 처리 카트리지를 포함하는 액체 처리 장치에 관한 것이다.
US 2007/0215531 A1은, 연결 엘리먼트로서 연결 헤드를 포함하고 그리고 상호교환 가능한 엘리먼트로서 필터 캔들(filter candle)을 포함하는 물 처리 어플라이언스를 개시한다. 연결부는 진입 라인 및 진출 라인을 포함한다. 연결 헤드는 진입 라인 및 진출 라인을 통해 물-채널링 시스템(water-channelling system)에 통합된다. 진입 라인은 3개의 천공 디스크들로 형성된 스로틀 유닛에 연결된다. 스로틀 유닛에서, 물 경로는 2개의 유동 경로들로 분할된다. 유동 경로들은 연결 원뿔체로 개방된다. 필터 캔들은 연결 원뿔체에 대응하는 원뿔형 중공부를 갖고, 필터 캔들이 연결 헤드에 나사결합됨에 따라 스레드들을 통해 폼-피팅(form-fitting) 방식으로 연결 원뿔체에 연결된다. 그에 따라, 중앙 유동 경로는 중앙 라인에 연결되고, 추가의 유동 경로는 우회 라인에 연결된다. 필터 캔들의 내부의 필터 섹션을 통해, 처리된 여과액(filtrate)은 우회 라인에 직접 연결된 환형 출구 라인의 구역으로 통과한다. 그에 따라, 중앙 라인으로부터의 처리된 물은, 우회 라인을 통해 채널링된(channelled) 처리되지 않은 물과 함께, 출구 라인으로 통과하고, 이 경우, 이미 사전-설정된 혼합 비율로 혼합된 물이 여기에 존재한다. 서로에 관한 천공 디스크들의 다양한 포지션들은 상이한 유동 상태들을 초래한다. 차단 상태에서, 천공 디스크들은 셧-오프 밸브(shut-off valve)를 형성하는데, 즉, 이 상태에서, 필터 캔들은 용이하게 제거 및 교체될 수 있다. 필터 캔들이 삽입될 때, 연결 원뿔체의 휴대용 엘리먼트(carry-along element)들 및 중공부의 단부 측의 대응하는 리세스는, 스크루잉-인-액션(screwing-in-action)의 결과로 연결 원뿔체가 또한 함께 회전하게 한다. 저부 천공 디스크 및 중앙 천공 디스크는 휴대용 엘리먼트들을 통해 운반되고, 이는 개방 상태를 달성한다. 들어오는 물 유동은 중앙 천공 디스크의 리세스를 통해 2개의 유동 경로들로 분할된다.
이러한 유형의 어플라이언스들은 상이한 유형들의 물 처리를 연속적으로 실시하기 위해 종종 직렬로 배열된다. 이와 상관없이, 이들은 일반적으로, 처리된 물을 사용하는 하나 또는 그 초과의 하류 어플라이언스들(downstream appliances), 예컨대 식기세척기들, 커피 머신들 등에 직접적으로 연결된다. 이들은 때때로 서비싱되거나 교체될 필요가 있을 수 있으며, 이 경우, 물은 어플라이언스로부터 공급되지만, 바람직하게는 차단될 필요가 있는 수돗물(mains water) 공급부로부터는 공급되지 않는다. 일련의 물 처리 디바이스들 중 하나가 서비싱 또는 교체를 필요로 한다면 동일한 경우일 수 있다. 물 처리 디바이스와 하류 디바이스 또는 어플라이언스 사이에 밸브들을 제공할 수 있다. 그러나, 일련의 헤드 디바이스들의 경우, 이들은 종종 밸브들을 삽입할 가능성이 없는 유닛을 형성한다. 어느 경우이든, 각각의 이러한 밸브는 개방되어 있을 때라도 가외의 압력 강하(extra pressure drop)를 도입한다. 공지된 어플라이언스를 이용시, 필터 캔들을 제거함으로써 공급이 차단될 수 있지만, 이는 번거롭다.
본 발명의 목적은, 카트리지를 제거할 필요 없이 하류 장치 또는 어플라이언스들의 서비싱을 허용하는, 서두에서 전술된 유형들의 디바이스 및 장치를 제공하는 것이다.
이 목적은 본 발명에 따른 디바이스에 의한 제1 양상에 따라 달성되고, 이러한 디바이스는, 연결 헤드가 제1 포트들과 액체 연통하는 자신의 카트리지 포트들로 삽입되는지 여부와 관계없이 비율-설정 밸브가 폐쇄된 구성에 배치 가능한 것을 특징으로 한다.
비율-설정 밸브는 또한 본원에서 블렌딩 밸브로 지칭될 것이다. 연결 헤드가 제1 포트들과 액체 연통하는 자신의 카트리지 포트들로 삽입되는지 여부와 관계없이 비율-설정 밸브가 폐쇄된 구성에 배치 가능하기 때문에, 그리고 폐쇄된 구성에서 제1 및 제2 유동들 양자 모두가 차단되도록 적어도 하나의 이동 가능한 조절 부분들이 포지셔닝되기 때문에, 카트리지는 디바이스 및 카트리지의 조립체에 의해 제공되는 액체의, 하류 조립체들 또는 어플라이언스들로의 유동을 차단하도록 조작될 필요가 없다. 비율-설정 밸브가 이 기능을 수행하기 때문에, 별개의 밸브를 제공할 필요가 없다. 이는 액체 처리로 인한 압력 강하를 비교적 낮게 유지하는 것을 돕는다. 또한, 개개의 교체 가능한 액체 처리 카트리지가 디바이스들에 삽입되는 경우 액체 처리 장치를 형성하기 위한 몇몇 디바이스들을 하나의 멀티-헤드 디바이스로 통합하는 것, 및 조립체들 사이의 액체 유동을 차단시키는 것이 가능하다.
디바이스는, 카트리지의 내부와 액체 연통하는 적어도 3개의 카트리지 포트들이 제공되는 액체 처리 카트리지들과 함께 사용하기에 적합하고, 이들 중 적어도 2개는 연결 헤드에 제공된다.
하나의 이러한 카트리지는 적어도 하나의 소정의 액체 처리 부분을 포함한다. 이는, 처리될 액체의 제1 분율을 소정의 액체 처리 부분을 통해 전도하고, 그 소정의 액체 처리 부분을 우회하는 유동 경로를 따라 제2 분율을 전도하도록 배열된다. 비율-설정 밸브는 예컨대 카트리지의 상류에 로케이팅된다. 액체 처리 카트리지의 상류에 로케이팅되면, 제1 포트들은 카트리지 입구 포트들과 액체 연통한다. 카트리지 입구 포트들 중 제1 포트를 통해 카트리지에 진입하는 액체는 소정의 액체 처리 부분을 통과한다. 카트리지 입구 포트들 중 제2 포트를 통해 카트리지에 진입하는 액체는 소정의 액체 처리 부분을 우회한다. 2개의 유동들은 카트리지 내에서 결합되어, 예컨대 적어도 하나의 카트리지 출구 포트를 통한 혼합물을 제공할 수 있다. 소정의 액체 처리 부분을 통해 전도되는 액체와 소정의 액체 처리 부분을 우회하는 액체의 비율은 비율-설정 밸브에 의해 설정될 수 있다.
다른 이러한 카트리지는 멤브레인 모듈을 포함한다. 이는, 입구로서 기능하는 적어도 하나의 카트리지 포트 및 출구들로서 기능하는 적어도 2개의 카트리지 포트들을 갖는다. 하나의 출구는 여과액을 제공한다. 다른 출구는 잔류물을 제공한다. 예들은 마이크로 여과(microfiltration), 나노 여과(nanofiltration) 또는 역삼투(reverse osmosis)를 위한 카트리지들을 포함한다. 특히 카트리지가 역삼투 카트리지인 경우, 음용을 위한 순수한 여과액을 제공하는 것이 아니라 의도된 적용에 따라 TDS(total dissolved solids) 농도를 조정하는 것이 바람직할 수 있다. 비율-설정 밸브가 액체 처리 카트리지의 하류에 로케이팅되면, 제1 포트들은 출구들로서 기능하는 카트리지 포트들과 액체 연통한다. 소정량의 잔류물이 여과액에 혼합될 수 있다. 혼합은, 적어도 하나의 이동 가능한 조절 부분들의 포지션(들)에 의해 결정되는 비율로 비율-설정 밸브에서 발생한다.
폐쇄된 구성에서, 어떠한 액체도 카트리지에 도달할 수 없고, 카트리지로부터 처리된 어떠한 액체도 비율-설정 밸브를 넘어 유동할 수 없다. 이는 또한, 연결 헤드의 카트리지 포트들이 제1 포트들과 여전히 밀봉되어 액체 연통하는 경우에도 마찬가지이다. 따라서, 디바이스 및 교체 가능한 액체 처리 카트리지를 포함하는 액체 처리 장치를 다시 동작 가능하게 하기 위해 비율-설정 밸브 구성을 변경하는 것으로 충분하다. 디바이스는, 제1 포트들과 액체 연통하는 카트리지 포트들로 삽입된 연결 헤드를 갖는 카트리지의 존재시에 폐쇄된 구성 내로 그리고 밖으로 밸브를 이동시키기 위한, 카트리지와 독립적인 디바이스를 포함한다.
디바이스의 일 실시예는:
카트리지 포트가 수용 부분 포트와 밀봉되어 액체 연통하도록, 카트리지 포트들 중 적어도 하나를 포함하는 연결 헤드의 적어도 일부를 수용하기 위한 적어도 하나의 공동을 포함하는 수용 부분; 및
제1 포트들과 수용 부분 포트들 중 각각의 수용 부분 포트들 사이의 액체의 유동들을 차단하기 위해 액체 처리 카트리지에 의해 작동 가능한 적어도 하나의 밸브 기구를 더 포함한다.
이 실시예는 연결 헤드가 정확하게 삽입되지 않거나 전혀 삽입되지 않을 때 디바이스로부터 액체가 누출되는 것을 회피한다. 액체의 유동들이 카트리지의 무브먼트를 통해 중단되어 연결 헤드가 후퇴될 수 있게 하도록 밸브 기구가 액체 처리 카트리지에 의해 작동 가능하기 때문에, 카트리지를 제거하기 전에 비율-설정 밸브를 폐쇄된 구성으로 배치하기 위해 조작자에 의존할 필요는 없다. 카트리지 포트들은 연결 헤드를 형성하는 돌출부들 상에 제공될 수 있으며, 각각의 돌출부는 각각의 공동 내에 수용된다. 대안으로, 카트리지 포트들이 제공되고 단일 공동 내에 수용되는 하나의 오목한 연결 헤드가 존재할 수 있어, 연결 헤드의 카트리지 포트들 각각이 각각의 수용 부분 포트와 밀봉되어 액체 연통한다. 밀봉은 공동의 마우스를 통한 누출을 방지할 뿐만 아니라 카트리지 포트들을 통한 액체의 유동들을 서로 분리시킨다.
변형에서, 적어도 하나의 밸브 기구는 비율-설정 밸브에 추가적이다.
따라서, 카트리지를 제거함으로써 또는 비율-설정 밸브를 폐쇄된 구성으로 배치함으로써 카트리지로의 또는 카트리지로부터 액체의 유동을 차단하는 것이 가능하다. 후자의 옵션은 카트리지가 디바이스와의 맞물림(engagement)의 작동 포지션에 있는 경우에도 또한 이용 가능하다. 연결 헤드의 제거 또는 삽입이 비율-설정 밸브를 작동시키는 변형과 비교하여, 비율-설정 밸브는 이 실시예에서 덜 복잡할 수 있다. 예컨대, 전기기계 액추에이터 및 센서를 제공하거나, 액체 처리 카트리지의 존재가 기계적으로 감지될 수 있도록 수용 부분에 가깝게 비율-설정 밸브를 제공할 필요가 없다.
디바이스가, 카트리지 포트가 수용 부분 포트와 밀봉되어 액체 연통하도록, 카트리지 포트들 중 적어도 하나를 포함하는 연결 헤드의 적어도 일부를 수용하기 위한 적어도 하나의 공동을 포함하는 수용 부분; 및 제1 포트들과 수용 부분 포트들 중 각각의 수용 부분 포트들 사이의 액체의 유동들을 차단하기 위해 액체 처리 카트리지에 의해 작동 가능한 적어도 하나의 밸브 기구를 더 포함하는 실시예에서, 디바이스는 연결 헤드가 디바이스, 예컨대 수용 부분의 공동에 삽입될 때 액체 처리 카트리지를 맞물림하기 위한 부분, 예컨대 수용 부분을 포함하고, 액체 처리 카트리지는 연결 헤드가 삽입되는 동안 디바이스의 본체 부분에 대해 제1 포지션과 제2 포지션 사이에서 결합 부분과 함께 이동 가능하며, 본체 부분에 대한 결합 부분의 포지션은 밸브 기구의 상태를 결정하고, 제1 포트들은 제1 포지션과 제2 포지션 중 제2 포지션에서만 수용 부분 포트들과 액체 연통한다.
따라서 밸브 기구는 액체 처리 카트리지에 의해 기계적으로 작동된다. 액체 처리 카트리지의 검출에 대한 응답으로 밸브 기구를 작동시키기 위한 센서 및 전기 기계 액추에이터를 시스템에 제공할 필요가 없다. 수용 부분이 맞물림 부분이라면, 맞물림 부분에 의해 맞물림될 수 있는 카트리지 또는 연결 헤드 상에 별도의 피처들을 제공할 필요가 없다. 이는 카트리지 포트들에 대한 더 많은 공간을 제공한다.
이 실시예의 변형에서, 수용 부분은 밸브 기구의 이동 가능한 밸브 부재로서 기능하도록 배열되어, 수용 부분 포트들과 적어도 액체 연통하는 수용 부분의 밸브 기구 포트들 중 적어도 2개, 예컨대 전부가 제1 포트들과 적어도 액체 연통하는 본체 부분의 각각의 밸브 기구 포트들과 제2 포지션에서 정렬되고, 제2 포지션에 정렬된 수용 부분 및 본체 부분 중 적어도 하나의 부분의 밸브 기구 포트들은 제1 포지션에서 수용 부분 및 본체 부분 중 다른 하나의 부분의 각각의 벽 섹션에 의해 차단된다.
수용 부분 포트들과 적어도 액체 연통하는, 수용 부분의 포트들은 앞서 언급된 수용 부분 포트들에 대응할 수 있거나, 수용 부분의 채널들 또는 다른 도관들을 통해 수용 부분 포트들과 액체 연통될 수 있다. 일 실시예에서, 이들은, 공동의 경계를 정하는, 수용 부분의 각각의 측벽 섹션들에 대응하여 그러한 측벽 섹션들에 제공된다. 그 이후에, 수용 부분은 상대적으로 콤팩트할 수 있다. 유사하게, 제1 포트들과 적어도 액체 연통하는, 본체 부분의 포트들은 제1 포트들에 대응할 수 있거나, 본체 부분의 채널들 또는 다른 도관들을 통해 제1 포트들과 액체 연통될 수 있다. 이러한 실시예의 밸브 기구는 오히려 슬라이딩 게이트 밸브처럼 기능한다. 이는, 시트에 수용된 이동 가능한 밸브 부재를 갖는 밸브와 비교하여 상대적으로 콤팩트하다. 게다가, 이동 평면이 본질적으로, 제1 포지션의 포트들을 차단하는 벽 섹션들에 평행할 수 있기 때문에, 이동 평면에 있고 이동 평면을 형성하는 장소에 따른 무브먼트를 위해 저널링된 수용 부분에 더 적합하다. 이는 상대적으로 복잡한 이동 장소를 허용한다. 또한, 밸브 기구 포트들은 나란히 배치될 수 있다. 제2 포지션에 근접하지만 완전히 대응하지는 않는 포지션들에서, 밸브 기구 포트들 주위의 밀봉부들은, 공동 내로의 액체의 전달이 감소되지만 누출은 없다는 것을 보장할 수 있다.
디바이스가:
카트리지 포트가 수용 부분 포트와 밀봉되어 액체 연통하도록 카트리지 포트들 중 적어도 하나를 포함하는 연결 헤드의 적어도 부분을 수용하기 위한 적어도 하나의 공동을 포함하는 수용 부분; 및
수용 부분 포트들 중 각각의 수용 부분 포트와 제1 포트들 사이의 액체의 유동을 차단하기 위한, 액체 처리 카트리지에 의해 작동 가능한 적어도 하나의 밸브 기구를 더 포함하는 실시예에서,
디바이스는, 액체를 위한 적어도 하나의 출구 및 적어도 하나의 입구를 포함하고,
제2 포트는 적어도, 입구들 중 적어도 하나의 입구 중에서 하나 및 출구들 중 하나와 액체 연통하게 배치 가능하고, 그리고
밸브 기구는, 수용 부분 포트들 중 각각의 수용 부분 포트들과 제1 포트들 사이의 액체의 유동들이 차단될 때, 제1 포트들을, 출구들 중 적어도 하나의 출구 및 입구들 중 적어도 하나의 입구 중에서 다른 입구와 액체 연통하게 배치하도록 배열된다.
따라서, 액체 처리 카트리지의 부재 시에 또한, 액체를 디바이스를 통과시키는 것이 가능하다. 이는, 여러 디바이스들이, 상이한 유형들의 카트리지들에서의 상이한 유형들의 처리를 하기 위해 직렬로 배열되는 다중-헤드 장치에서 특히 유용하다. 요건들을 변경하는 경우, 특정 유형의 처리는, 이러한 유형의 처리를 하기 위한 카트리지를 수용하기 위한 것이었던 디바이스를 반드시 장착 해제할 필요 없이 생략될 수 있다.
상기 2개의 실시예들을 결합하는 실시예에서, 적어도 하나의 채널이 수용 부분에 형성되고, 제2 포지션에서의 수용 부분의 각각의 밸브 기구 포트와 정렬된 본체 부분의 밸브 기구 포트들 중 적어도 하나(제2 포지션에서의 수용 부분의 각각의 밸브 기구 포트와 정렬된 본체 부분의 밸브 기구 포트들 중 적어도 다른 하나와 밀봉되어 액체 연통됨)를 배치하기 위해 채널이 적어도 제1 포지션에 배열된다.
이는, 실시예를 구현하기에 상대적으로 콤팩트하고 간단하다. 채널은 수용 부분을 통과하여, 액체 처리 카트리지의 연결 헤드가 수용되는 공동을 우회한다.
디바이스의 실시예는, 카트리지 포트가 수용 부분 포트와 밀봉되어 액체 연통하도록, 카트리지 포트들 중 적어도 하나를 포함하는 연결 헤드의 적어도 부분을 수용하기 위한 적어도 하나의 공동을 포함하는 수용 부분을 포함하고, 수용 부분은 연결 헤드가 삽입되는 동안 본체 부분에 대한 제1 포지션과 제2 포지션 사이의 무브먼트를 위해 저널링되며, 제1 포지션과 제2 포지션 사이의 무브먼트의 장소는 장소에 의해 형성된 단일 평면에 있다.
장소가 평면을 형성한다는 것을 고려하면, 그것은 직선 라인과는 상이하지만 원 또는 더 복잡한 형상일 수 있다. 무브먼트가 직선 라인에 있는 디바이스와 비교하면, 본체 부분, 특히 수용 부분이 무브먼트를 위해 저널링되는 임의의 하우징은, 더 콤팩트할 수 있다. 이러한 유형의 액체 처리 장치에서, 액체 처리 카트리지는 일반적으로, 액체 처리 카트리지의 작동 포지션에 있는 디바이스에 의존한다. 직선-라인 무브먼트들은, 이들이, 액체 처리 카트리지가 삽입 및 후퇴되는 것을 가능하게 하기 위한 그라운드로부터의 가외의 간극(extra clearance)을 요구하기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 직선-라인 무브먼트에 의해 카트리지를 수용하기 위한 디바이스에 카트리지가 연결되는 대부분의 유형들의 액체 처리 장치는, 액체 처리 장치를 제자리에 유지하기 위해 베이어넷(bayonet)-유형 또는 스크류-피트(screw-fit) 로크를 사용한다. 양자 모두는, 무브먼트의 라인을 중심으로, 일반적으로 카트리지의 길이방향 축을 중심으로 하는 회전을 요구한다. 이것은 비교적 큰 힘을 요구한다. 연결 헤드가 삽입되고 제1 및 제2 포지션 사이의 이동 장소가 장소에 의해 형성되는 단일 평면에 있는 동안, 수용 부분이 디바이스의 본체 부분에 대해 제1 및 제2 포지션 사이에서의 무브먼트를 위해 저널링되는 경우, 액체 처리 카트리지가 레버로서 기능하는 것을 허용하는, 액체 처리 카트리지의 스위블링(swivelling) 유형의 모션이 존재할 수 있다.
이러한 실시예의 변형에서, 제1 및 제2 포지션들 사이에서의 수용 부분의 무브먼트는 내부 회전과 수용 부분의 변위의 조합이다.
연결 헤드가 삽입되는 상태에서의 내부 회전은, 평면에 수직한 회전 축을 중심으로 하는 액체 처리 카트리지의 스위블링 모션에 대응한다. 이것은, 카트리지가 레버로서 기능하는 것을 허용한다. 회전이 수용 부분의 변위와 결합되기 때문에, 디바이스에 대해 말단인 카트리지의 단부는, 큰 회전 각도들에 의존할 필요 없이, 예컨대 디바이스가 장착되는 벽으로부터 멀리, 더 큰 거리에 걸쳐 이동될 수 있다. 수용 부분이 밸브 기구에 포함되는 경우, 비교적 큰 밸브 기구 포트들을 사용하고 그리고 수용 부분의 포트들이 제1 포지션에서 본체 부분의 포트들과 중첩하지 않는다는 것을 계속 보장하는 것이 가능하다.
디바이스의 실시예는, 카트리지 포트가 수용 부분 포트와 밀봉되어 액체 연통하도록 카트리지 포트들 중 적어도 하나를 포함하는 연결 헤드의 적어도 부분을 수용하기 위한 적어도 하나의 공동을 포함하는 수용 부분을 포함하며, 여기서, 수용 부분은, 연결 헤드가 삽입된 동안 디바이스의 본체 부분에 대해 제1 및 제2 포지션 사이에서의 무브먼트를 위해 저널링되며, 여기서, 디바이스, 예컨대 본체 부분은, 연결 헤드가 제1 및 제2 포지션들 중 제1 포지션에서만 삽입 가능하고 후퇴 가능하도록 디바이스에 액체 처리 카트리지를 리테이닝하기 위한 리테인먼트 부분들(retainment parts)을 포함한다.
따라서, 연결 헤드가 삽입되는 상태에서 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로의 수용 부분의 무브먼트는 카트리지를 디바이스에 잠금한다. 제2 포지션으로부터 제1 포지션으로의 무브먼트는 카트리지를 잠금해제한다. 본체 부분이 리테인먼트 부분들을 포함하고 카트리지가 카트리지의 작동 포지션에서 디바이스로부터 매달리는 경우, 무브먼트를 위해 수용 부분을 저널링하기 위한 부분들은 너무 견고할 필요는 없는데, 이는, 그들이 액체 처리 카트리지의 전체 중량을 지탱하지 않기 때문이다.
디바이스의 실시예에서, 디바이스에는, 액체용의 적어도 하나의 입구 및 적어도 하나의 출구, 및 비율-설정 밸브들 중 적어도 2개의 비율-설정 밸브가 제공되며, 여기서, 비율-설정 밸브들 중 제1 비율-설정 밸브의 제2 포트는 적어도, 입구들 중 적어도 하나와 액체 연통하게 배치 가능하고, 비율-설정 밸브들 중 제2 비율-설정 밸브의 제2 포트는 적어도, 출구들 중 적어도 하나와 액체 연통하게 배치 가능하다.
따라서, 비율-설정 밸브들 중 제1 비율-설정 밸브는 입구와 액체 연통할 수 있거나 하나 또는 그 초과의 밸브를 통해 입구와 액체 연통할 수 있고, 그리고 따라서, 밸브들을 적절히 설정함으로써 입구와 액체 연통하게 배치 가능할 수 있다. 본 실시예에서, 입구들이 출구들이 되고 출구들이 입구들이 되도록 유동 방향을 반대로 하는 것이 가능하다. 이것은 디바이스를 벽에 장착시키는 데 유용한데, 이는, 벽에 따른 특정 유동 방향으로 제한되지 않기 때문이다. 하류 비율-설정 밸브는 간단히 1:1의 비율로 설정될 수 있고, 예컨대, 동일한 조성의 2개의 유동들을 하나로 결합할 수 있다.
디바이스의 일 실시예는 공동 내로의 연결 헤드의 삽입 시에 각각의 카트리지 포트들과 밀봉되어 액체 연통하면서 배치 가능한 다수의 수용 부분 포트들, 예컨대 적어도 3개 또는 적어도 4개의 수용 부분 포트들이 제공되는 공동을 포함하는 수용 부분을 포함한다.
3개의 포트들이 존재하는 경우에, 내부 우회부(internal bypass)를 갖고, 연결 헤드에, 즉 액체 처리 카트리지의 일 단부에 모든 포트들을 갖는 액체 처리 카트리지를 사용하는 것이 가능하다. 대안적으로, 여과액 및 잔류물을 생성하고 카트리지의 일 단부에 모든 포트들(하나의 입구 포트, 여과액을 위한 출구 포트, 및 잔류물을 위한 출구 포트)을 갖도록 직교류 모드(cross-flow mode)에서 작동되는 멤브레인 모듈을 포함하는 카트리지를 사용하는 것이 가능하다. 4개의 포트들이 존재하는 경우에, 내부 우회부를 갖거나 또는 직교류 모드에서 작동되는 멤브레인 모듈을 갖는 액체 처리 카트리지를 구현하기 위해 3개만이 요구된다고 하더라도, 밸런싱된 수의 입구들 및 출구들을 갖는 높은 스루풋 카트리지를 사용하는 것이 가능하다. 게다가, 4개의 포트들을 갖는 실시예는, 상황들에 따라 유동 방향이 선택될 수 있는 위에서 논의된 실시예와 유용하게 조합될 수 있다.
디바이스의 실시예는, 적어도, 폐쇄된 구성 내에 그리고 밖에 비율-설정 밸브를 배치하기 위한 이동 가능한 작동 부분을 포함한다.
작동 부분은 사용자에 의한 작동을 위한 것이고, 그에 따라, 외부에서 액세스 가능하다. 이는 툴을 위한 소켓, 예컨대 앨런 키 등을 위한 소켓을 포함할 수 있다. 이 실시예는, 유량 비율을 설정하거나 또는 폐쇄된 구성 내로 또는 밖으로 비율-설정 밸브를 배치하기 위해, 별개로 전력공급되는 액추에이터들 및 제어 패널들 또는 버튼들을 요구하지 않는다.
이 실시예의 변형에서, 이동 가능한 작동 부분은 오퍼레이터에 의해 잡힘 가능하다(graspable).
이는 툴들에 대한 필요성을 회피한다. 이동 가능한 작동 부분은 손으로 조작될 수 있다.
적어도, 폐쇄된 구성 내에 그리고 밖에 비율-설정 밸브를 배치하기 위한 이동 가능한 작동 부분을 포함하는 실시예에서, 이동 가능한 작동 부분은 디바이스에 대하여 고정된 축을 중심으로 하는 회전에 대해 저널링된다.
이는, 디바이스가 비교적 콤팩트하게 되도록 허용하지만 작동 부분이 비교적 넓은 범위에 걸쳐 이동하게 허용한다. 따라서, 이동 가능한 조절 부분 또는 부분들은, 기어링된 트랜스미션 기구에 대한 필요성 없이, 비교적 넓은 범위에 걸쳐 이동할 수 있다.
이 실시예의 변형에서, 이동 가능한 작동 부분은, (i) 제1 포트들 및 (ii) 제2 포트 중 적어도 하나를 통해 전도되는 액체가 이동 가능한 작동 부분의 중앙 섹션을 통해 인도되도록 배열된다.
이 실시예에서, 밸브는 비교적 콤팩트하다. 조절 부분 또는 부분들은 이동 가능한 작동 부분의 로터리 무브먼트에 커플링된 로터리 무브먼트를 수행할 수 있고, 제1 포트들과 제2 포트 사이의 유동 방향은 본질적으로 회전 평면을 통한다. 밸브 하우징에서 밸브 챔버를 형성하는 임의의 빈 공간은 비교적 작을 수 있다. 이동 가능한 작동 부분은 밸브 하우징의 일부를 형성할 수 있다.
이 실시예의 변형에서, 제2 포트는 이동 가능한 작동 부분에 형성된다.
이는 단일 제2 포트를 갖기에 충분하지만, 적어도 2개의 제1 포트들이 요구된다. 단일 제2 포트는 이동 가능한 작동 부분의 회전 축 상에 센터링될 수 있다. 후자는 형상이 본질적으로 환형일 수 있다. 비교적 작은 이동 가능한 작동 부분과 비교적 큰, 예컨대 원형의 제2 포트를 결합하는 것이 가능하다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 이동 가능한 조절 부분들은, 제1 포트들에 대하여 밀봉되어 배치된 표면을 갖고 그 내부에 애퍼처를 갖는 조절 부분을 포함하고, 애퍼처는 제1 포트들과의 중첩의 정도들이 변화되는 포지션들 사이에서, 그리고 제1 포트들 중 임의의 제1 포트와의 중첩으로부터 벗어나는 적어도 하나의 포지션 내로 이동 가능하다.
이는 비율-설정 밸브를 구현하는 비교적 간단하고 콤팩트한 방식이다. 포트들은 둥글고, 예컨대, 본질적으로 원형일 수 있지만, 비율은, 애퍼처에 적합한 형상을 제공함으로써 적어도 이동 가능 조절 부분의 포지션에 따라 여전히 선형적으로 변한다.
이러한 실시예의 변형에서, 조절 부분은 회전 가능하고, 포지션들은 로터리 포지션들에 대응한다.
이는 또한 밸브를 상대적으로 콤팩트하게 유지하는 것을 돕는다. 제1 포트들은, 이동 가능 조절 부분을 먼 거리에 걸쳐 변위시킬 필요 없이 완전히 커버되고 커버되지 않을 수 있다.
적어도 비율-설정 밸브를 폐쇄된 구성 내에 그리고 밖에 배치하기 위한 이동 가능 작동 부분을 포함하는 실시예에서, 적어도 하나의 이동 가능 조절 부분들은 제1 포트들에 대해 밀봉되어 배치되고 그 내부에 애퍼처를 갖는 표면을 갖는 조절 부분을 포함하고, 애퍼처는 제1 포트들과 다양한 중첩 정도들의 포지션들 사이에 그리고 제1 포트들 중 임의의 제1 포트와의 중첩 외부의 적어도 하나의 포지션으로 이동 가능하고, 조절 부분은 이동 가능 작동 부분과의 이동을 위에 커플링되는 것 및 이동 가능 작동 부분에 포함되는 것 중 하나이다.
이는 복잡한 연결들에 대한 필요성을 회피한다. 조절 부분이 자신과 일체형인 것과 반대로 이동 가능 작동 부분과의 이동을 위해 커플링되는 경우에, 이동 가능 작동 부분은 제조하기에 더 용이하다. 복잡한 형상을 갖는 채널들 또는 채널 애퍼처들이 이에 제공될 필요가 없다.
디바이스의 일 실시예에서, 제1 포트들은 디바이스의 하우징 부분의 애퍼처를 통해 삽입된 스크리닝 부분에 제공된다.
이는 제조자가 동일한 하우징 부분들을 사용하여 모듈식 범위의 디바이스들을 구현하도록 허용한다. 비율-설정 밸브에 대한 필요성이 없는 경우에, 더 적은 포트들이 존재할 수 있다. 이를 위해 상이한 스크리닝 부분만이 요구된다.
디바이스의 일 실시예는:
액체 처리 장치에서 결함, 예컨대, 누출을 검출하기 위한 적어도 하나의 디바이스, 및
결함의 검출 시에 비율-설정 밸브를 폐쇄된 구성에 배치하기 위한 액추에이터를 더 포함한다.
액추에이터는 전기 모터, 예컨대, 선형 모터 또는 스테퍼 모터일 수 있다. 일 실시예에서, 전기 모터는 처리된 액체 및 처리되지 않은 액체 중 적어도 하나의 특성을 측정하기 위한 적어도 하나의 측정 신호에 의존하여 볼류메트릭 유량 비율을 설정하기 위한 시스템의 부분이다.
다른 양태에 따라, 본 발명에 따른 액체 처리 장치는 본 발명에 따른 적어도 하나의 디바이스를 포함하는 헤드 부분 및 적어도 하나의 교체 가능한 액체 처리 카트리지를 포함한다.
헤드 부분은 다수의 카트리지들에서 액체 처리를 순차적으로 또는 병렬로 실행하기 위해 다수의 디바이스들을 포함할 수 있다.
액체 처리 장치의 실시예에서, 액체 처리 카트리지의 내부와 액체 연통하는 적어도 3개, 예컨대, 적어도 4개의 카트리지 포트들이 연결 헤드에 제공된다.
적어도 3개의 카트리지 포트들의 경우에, 액체 처리 카트리지는 소정의 액체 처리 부분을 지나 내부 우회부를 갖는 카트리지이고, 또한 연결 헤드에서, 즉, 액체 처리 카트리지의 일 단부에서 모든 카트리지 포트들을 가질 수 있다. 이는 대안적으로 직교류 멤브레인 모듈을 포함하고, 연결 헤드에 모든 카트리지 포트들을 가질 수 있다. 따라서, 카트리지 포트들과 액체 연통하는 추가의 디바이스를 카트리지의 다른 단부에 배치할 필요성이 없다. 적어도 4개의 카트리지 포트들의 경우에, 카트리지는 밸런싱된 수의 입구 및 출구 카트리지 포트들을 갖는 높은 스루풋 카트리지일 수 있다. 이들은, 이들 중 하나도 액체 처리 카트리지를 통한 유량을 제한하지 않고서 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다.
액체 처리 장치의 일 실시예에서, 액체 처리 카트리지는 연결 헤드의 삽입 방향과 본질적으로 정렬된 카트리지 축을 갖고 연결 헤드에 제공된 카트리지 포트들 중 적어도 하나 예를 들어, 전부는 카트리지 축에 대해 일정 각도, 예를 들어, 45 °보다 큰 각도의 방향을 향하는 각각의 표면 섹션에 제공된다.
따라서, 액체 처리 카트리지의 길이방향 단부에서 길이 방향을 향하는 동심 포트들을 배치할 필요가 없다. 오히려, 카트리지 포트들은 연결 헤드의 측 표면 섹션들에 배치된다. 이는 또한, 카트리지 포트들과 디바이스의 포트들 사이의 액체 연통이 밀봉되는 것을 보장하는 것을 보다 쉽게 만든다.
장치의 일 실시예에서, 액체 처리 카트리지는 연결 헤드의 삽입 방향과 본질적으로 정렬된 카트리지 축을 가지며, 액체 처리 카트리지는 장치의 각각의 지지 표면에 의한 지지를 위한 적어도 하나의 측방향 돌출부를 포함한다.
이는 액체 처리 카트리지가 액체 처리 카트리지의 동작 포지션에서 헤드 부분으로부터 매달리는 것을 허용한다. 액체 처리 카트리지 아래에는 어떠한 지지 표면도 있을 필요가 없다. 이는 예를 들어, 헤드 부분이 상이한 길이들의 액체 처리 카트리지들과 함께 사용하기에 적합한 경우에 바람직할 수 있다. 또한, 이는 헤드 부분이 고정된, 예를 들어, 벽에 고정된 경우조차도 액체 처리 카트리지의 용이한 교체를 허용한다.
이 실시예의 변형에서, 지지 표면과 접촉하도록 배열된 적어도 하나의 측방향 돌출 부분들의 적어도 하나의 섹션은 둥글게 된다.
이 실시예에서, 카트리지는 헤드 부분에서 디바이스의 본체 부분에 의해 지지될 수 있고 연결 헤드는 연결 헤드가 삽입되는 동안 본체 부분에 대해 이동을 위해 저널링된(journalled) 수용 부분 내로 삽입되도록 배열된다. 본체 부분은 이러한 이동 동안 이 어레인지먼트가 이동에 대한 많은 양의 저항을 유발함 없이 카트리지를 지지한다.
액체 처리 장치의 일 실시예에서, 액체 처리 카트리지는:
액체 처리 카트리지의 내부와 액체 연통하는 적어도 3개의 카트리지 포트들이 제공되며, 카트리지 포트들 중 적어도 2개는 상기 연결 헤드에 제공되고,
적어도 하나의 소정의 액체 처리 부분을 포함하고, 그리고
2개의 카트리지 포트 중 제1 카트리지 포트를 통해 안내되는 액체를 소정의 액체 처리 부분을 통과하게 그리고 2개의 카트리지 포트들 중 제2 카트리지 포트를 통해 안내되는 액체를, 소정의 액체 처리 부분의 적어도 부분을 우회하는 액체 처리 카트리지를 통한 유동 경로를 따라 안내하도록 배열된다.
따라서, 이는 상이하게 또는 상이한 정도로 처리된 액체들의 혼합물을 제공하기에 적합한 내부 우회부를 갖는 액체 처리 카트리지이며, 여기서 혼합물의 구성들의 비율은 비율-설정 밸브의 설정에 의해 결정된다.
특정 변형에서, 적어도 하나의 소정의 액체 처리 부분은 이온 교환에 의한 수성 액체들의 처리를 위한 액체 처리 매체, 예를 들어, 적어도 하나의 유형의 양이온 교환 수지, 예컨대, 적어도 수소 형태의 양이온 교환 수지를 포함한다.
이는 장치가 액체들의 혼합물, 예를 들어, 수성 액체들을 제공하도록 허용하며, 그 구성들은 이온 교환에 의해 상이하게 또는 상이한 정도로 처리된다. 혼합물의 산도 또는 알칼리도 예를 들어, 경도-유도 미네랄들의 농도는 비율-설정 밸브의 설정들에 의해 결정된 값으로 설정될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 추가로 상세히 설명될 것이다.
도 1은 헤드 부분 및 교체 가능한 액체 처리 카트리지를 포함하는 액체 처리 장치의 사시도이다.
도 2는 헤드 부분의 장착 플레이트의 사시도이다.
도 3은 액체 처리 카트리지의 캡형 부분의 사시도이다.
도 4는 도 2의 캡형 부분의 제1 측면도이다.
도 5는 도 2 및 도 3의 캡형 부분의 제2 측면도이다.
도 6은 도 2 내지 도 4의 캡형 부분의 단면도이다.
도 7은 내부에 배열된 유동 전도성 부분들 및 액체 처리 카트리지의 용기형 부분의 단순화된 단면도이다.
도 8은 헤드 부분의 하우징의 부분이 생략되어 있는 액체 처리 장치의 헤드 부분의 내부의 사시도이다.
도 9는 하우징 내에서 이동 가능하게 저널링된 수용 부분의 하부측의 제1 사시도이다.
도 10은 도 8의 수용 부분의 하부측의 제2 사시도이다.
도 11은 도 8 내지 도 10의 수용 부분의 저면도이다.
도 12는 측면에서 본 수용 부분의 사시도이다.
도 13은 수용 부분의 평면 측면도이다.
도 14는 제1 및 제2 포지션들 중 제1 포지션에 수용 부분을 유지하기 위해 헤드 부분의 하우징 내부에 배열된 래칭 디바이스의 사시도이다.
도 15는 헤드 부분의 하우징의 부분 및 수용 부분이 생략되어 있는 헤드 부분의 내부의 사시도이다.
도 16은 하우징의 좌측 부분의 측면도이다.
도 17은 비율 설정 밸브의 작동 부분이 생략되어 있는 하우징의 사시도이다.
도 18은 비율 설정 밸브의 작동 부분 및 조절 부분이 생략되어 있는 하우징의 제2 사시도이다.
도 19는 좌측 하우징 부분만의 사시도이다.
도 20은 좌측 하우징 부분의 내부의 평면 측면도이다.
도 21은 좌측 하우징 부분의 내부의 사시도이다.
도 22는 스크리닝 부분이 장착되어 있는 좌측 하우징 부분의 내부의 사시도이다.
도 23은 스크리닝 부분의 제1 사시도이다.
도 24는 스크리닝 부분의 제2 사시도이다.
도 25는 제자리에 비율 설정 밸브의 이동 가능 조절 부분이 있는 스크리닝 부분의 제3 사시도이다.
도 26은 비율 설정 밸브의 작동 부분의 제1 사시도이다.
도 27은 도 26의 작동 부분의 평면도이다.
도 28은 도 26 및 도 27의 작동 부분의 제2 사시도이다.
도 29는 비율 설정 밸브의 이동 가능 조절 부분의 제1 사시도이다.
도 30은 도 29의 이동 가능 조절 부분의 제1 평면도이다.
도 31은 도 29 및 도 30의 이동 가능 조절 부분의 제2 평면도이다.
도 32는 헤드 부분의 하우징의 우측 부분의 평면도이다.
도 33는 스크리닝 부분이 장착되어 있는 우측 하우징 부분의 내부의 사시도이다.
도 34는 도 33의 사시도에 대응하지만, 비율 설정 밸브의 이동 가능 조절 부분을 도시하기 위해 스크리닝 부분이 생략되어 있는 사시도이다.
도 35는 도 34의 사시도에 대응하지만, 비율 설정 밸브가 생략되어 있는 사시도이다.
도 36은 도 33의 스크리닝 부분의 제1 사시도이다.
도 37은 도 33 및 도 36의 스크리닝 부분의 제2 사시도이다.
도 38은 제자리에 비율 설정 밸브의 부분들이 있는, 도 33, 도 36 및 도 37의 스크리닝 부분의 평면도이다.
다음에서, 수성 액체들, 이를테면, 식수(drinking water)의 처리에 대한 액체 처리 장치(도 1)를 설명할 것이다. 액체 처리 장치는 헤드 부분(1) 및 교체 가능한 액체 처리 카트리지(2)를 포함한다. 본 실시예의 헤드 부분(1)은 단일 액체 처리 카트리지(2)를 수용하기 위한 것이다. 다른 실시예에서, 이는 다수의 액체 처리 카트리지들을 수용하기 위한 멀티 헤드 디바이스일 수 있다. 헤드 부분(1)은, 하우징을 형성하기 위해 함께 결합된 좌측 및 우측 하우징 부분들(3, 4)을 포함하는 하우징을 포함한다. 장착 플레이트(5)(도 2)는, 헤드 부분(1)이 벽에 장착될 수 있게 한다. 좌측 및 우측 하우징 부분들(3, 4)에 의해 형성된 하우징은 또한 본원에서 헤드 부분의 본체 부분으로도 지칭된다. 수용 부분(6)은 헤드 부분(1)의 하우징 내에서 이동 가능하게 저널링된다.
액체 처리 카트리지(2)는 2015년 1월 7일의 국제 특허 출원 번호 PCT/EP2015/050155에서 더욱 완전히 설명된 유형을 가지며, 위 출원의 내용들은 본원에 인용에 의해 포함된다. 이 액체 처리 카트리지(2)는, 캡형 부분(7)(도 3-6) 및 캡형 부분(7)에 의해 일 단부에서 폐쇄되는 용기(8)(도 7)에 의해 형성되는 하우징을 갖는다.
캡형 부분(7)은 일체형 연결 헤드(9)를 포함한다. 헤드 부분(1)의 하우징에 대한 수용 부분(6)의 제1 포지션에서, 연결 헤드(9)는 수용 부분(6)의 공동 내에 삽입 가능하다.
본원에서 카트리지 축(10)으로 지칭되는 기준 축(도 4 및 5)은 용기(8)의 폐쇄된 단부로부터, 연결 헤드(9)가 제공되는 카트리지(2)의 단부까지 연장되는 축이다. 예시된 실시예에서, 카트리지(2)는 세장형 형상을 가지며, 카트리지 축(10)은 카트리지(2)의 길이방향 축에 대응한다.
카트리지(2)의 내부와 액체 연통하는 4개의 카트리지 포트들(11-14)이 연결 헤드(9)에 제공된다. 카트리지 축(10)에 소정 각도를 이루는 방향으로 향하는 제1 표면 섹션(15)(도 4)에 제1 및 제2 포트들(11, 12)이 제공되어서, 연결 헤드(9)가 제공되는 카트리지(2)의 축방향 단부 쪽으로 연결 헤드(9)가 테이퍼링된다. 카트리지 축(10)에 소정 각도로 향하는 제2 표면 섹션(16)(도 5)에 제3 및 제4 카트리지 포트들(13, 14)이 제공되어서, 연결 헤드(9)가 제공되는 카트리지(2)의 축방향 단부 쪽으로 연결 헤드(9)가 테이퍼링된다. 각도는 45°보다 더 크지만, 테이퍼를 달성하기 위해 90°보다 더 작다. 제1 및 제2 표면 섹션들(15, 16)은, 카트리지 축(2)에 대한 측방향 컴포넌트들이 반대쪽으로 지향되는 방향들로 향한다. 따라서, 연결 헤드(9)의 반대쪽 측면들 각각에 한 쌍의 카트리지 포트들(11-14)이 있다. 쌍들 중 하나는, 액체에 대한 입구들로서 기능하도록 배열되며, 쌍들 중 다른 하나는 액체에 대한 출구들로서 기능하도록 배열된다. 제1 및 제2 카트리지 포트들(11, 12)은, 제3 및 제4 카트리지 포트들(13, 14)과 같이 카트리지 축(10)에 평행하게 일렬로 배열된다. 또한, 제1 카트리지 포트(11)는 제3 카트리지 포트(13)와 정렬되며, 제2 카트리지 포트(12)는 제4 카트리지 포트와 정렬된다. 그러나, 정확한 정렬은 요구되지 않는다. 카트리지 포트들(11-14) 주위에 밀봉 링들(도시생략)을 장착하기 위해 홈들이 제공된다. 제1 및 제2 표면 섹션들(15, 16)이 본질적으로 평면이어서, 카트리지 포트들(11-14) 주위에 밀봉부들(seals)을 형성하기 위해, 협력하는 표면에 대고 가압될 때, 밀봉 엘리먼트들은 비교적 균일하게 압축된다. 테이퍼에 기인하여, 밀봉 엘리먼트들은, 연결 헤드(9)가 수용 부분(6)의 공동 내에 완전히 삽입되도록 가까울 때에만 압축된다. 이는, 삽입 동안 밀봉 엘리먼트들의 마모 또는 어긋남(dislocation)을 방지하는 것을 돕는다.
카트리지 포트들(11-14)은 각각, 연결 헤드(9)를 통해 개개의 채널(17-20)의 단부에 제공된다(도 6). 적어도 중앙의 3개의 채널들(17-19)의 단부 섹션들은 카트리지 축(10)에 센터링되어 동심으로 배열된다. 그들은 본질적으로, 카트리지 하우징의 내부로 축방향으로 지향된다. 제1 내지 제3 채널들(17-19)의 단부들 각각이 상이한 개개의 축방향 포지션에서 끝나서, 이들 내부 단부들은 다른 채널들(18-20) 중 적어도 하나 내에 제공된다. 이들 단부들이 별개의 유동 전도체 부분들에 의해 분리되는 한, 이들 단부들에서 액체가 섞일 수 있다.
이는 실제, 유동 전도체 부분들이 제1 및 제2 채널들(17, 18)의 단부들 안으로 플러깅되는 본원에서 사용된 예에 대한 경우이다.
이 예에서, 이들 중 하나는, 카트리지(2)의 반대쪽 축방향 단부에 가까이 연장되는 폴 튜브(fall tube)(21)(도 7)이다. 이 튜브(21)는 그 단부에 배열된 유동 분배기 디바이스(22)를 통과한다. 유동 분배기 디바이스(22)는 과립형 액체 처리 매체의 제1 베드(23)에 인접한다. 액체 처리 매체는 특히 이온 교환 수지, 예컨대 카티온 교환 수지를 포함할 수 있다. 비교적 높은 체적 용량을 갖는 카티온 교환 수지는 약산성 카티온 교환 수지이다. 유형에 관계없이, 적어도 초기에, 단위 체적당 작용기들의 수에 의해 카티온 교환 수지의 대부분은 수소 형태로 있을 수 있다. 이 매체는, 그것에 접촉하는 물의 탄산염 경도를 감소시키기에 적합하다. 소수의 카티온 교환 수지는 버퍼링 목적들을 위해 알칼리 금속, 예컨대 칼륨 또는 나트륨으로 로딩될 수 있다. 활성탄과 같은 다른 흡수제들이 제1 베드(23)의 액체 처리 매체에 포함될 수 있다. 액체-투과성 디바이더 부분(24)은 제1 베드(23)를, 제1 베드(23)와 조성이 상이한 과립형 액체 처리 매체의 제2 베드(25)로부터 분리시킨다. 일예에서, 제2 베드(25)는 단지, 이온 교환에 의한 액체의 처리를 위한 액체 처리 매체 이외의 액체 처리 매체, 예컨대, 활성탄과 같은 흡수제들을 포함한다. 다른 예에서, 그것은 단지, 카티온 교환 재료 이외의 액체 처리 매체, 예컨대 적어도 음이온 수지를 포함한다. 동심 유동 전도체(26)는 연결 헤드(9)에 대해 선단인 폴 튜브(21)의 축방향 섹션 주위에 배열되며, 제2 채널(18)의 단부 섹션 안으로 플러깅된다. 그것의 다른 단부는 제2 베드(25)에서 끝난다. 따라서, 제2 카트리지 포트(12)를 통해 카트리지(2)에 들어가는 액체가 제1 베드(23)를 우회하는 반면에, 제1 카트리지 포트(11)를 통해 들어가는 액체는 제1 베드(23)를 통해 전도된다. 2개의 유동들은 제2 베드(25)에서 혼합된다. 액체의 혼합은, 제3 및 제4 카트리지 포트들(13, 14)을 통해 카트리지를 동시에 떠날 수 있다. 액체-투과성 스크린(27)은 제2 베드(25)의 재료를 보유한다.
제1 카트리지 포트(11, 12)를 통해 카트리지에 진입하는 액체의 유동들의 볼류메트릭 유량 비율은, 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 헤드 부분(1)의 비율-설정 밸브에 의해 설정될 수 있다.
연결 헤드(9)(도 3-5)의 외부로 복귀하면, 제1 및 제2 정렬 리지들(28, 29)은 각각 제1 및 제2 카트리지 포트들(11, 12)에 인접하게 그리고 제3 및 제4 카트리지 포트들(13, 14)에 인접하게 제공된다. 정렬 리지들(28, 29)은 카트리지 축(10)에 본질적으로 평행한 방향으로 확장된다. 연결 헤드(9)가 제공되는 카트리지(2)의 축방향 단부에 대해 말단인 축방향 단부들(30, 31)은 둥글게된다.
이 예에서, 정렬 리지들(28, 29)은 만곡된 표면 섹션들(32, 33) 상에서 제공된다. 이러한 표면 섹션들(32, 33)은, 연결 헤드(9)가 제공되는 카트리지(2)의 축방향 단부를 향하는 축방향에서 연결 헤드(9)가 테이퍼링되게 하는 카트리지 축(10)과 각을 이루는 방향들을 향한다. 정렬 리지들(28, 29) 각각은 연결 헤드(9)가 제공되는 카트리지(2)의 축방향 단부에 대해 말단인 단부로 확장되는 제1 섹션(34, 35)을 갖는다. 정렬 리지들(28, 29) 각각은 연결 헤드(9)가 제공되는 카트리지(2)의 축방향 단부에 대해 선단인 단부로 확장되는 제2 섹션(36, 37)을 갖는다. 제1 섹션과 제2 섹션(34-37) 사이에 단차식 천이부(stepped transition)가 존재한다. 단차식 천이부는 만곡된 표면 섹션(32, 33)에 대한 엘리베이션이 제1 섹션(34, 35)으로부터 제2 섹션(36, 37)으로 단계적으로 감소하게 한다. 또한, 그것이 제공되는 만곡된 표면 섹션(32, 33)에 대한 제2 섹션(36, 37)의 엘리베이션은 연결 헤드(9)가 제공되는 카트리지(2)의 축방향 단부를 향하는 축방향으로 증가한다. 이것은 연결 헤드(9)의 테이퍼를 보상한다. 만곡된 표면 섹션들(32, 33)이 자신들의 만곡으로 인해 정확하게 반대쪽 방향들을 향하지 않지만, 정렬 리지들(28, 29)은 반대쪽 방향들에서 돌출한다는 점이 주목된다. 이 방향들은 카트리지 축(10)이 놓이는 기준 평면에 수직하고, 이 평면은 수용 부분(6)에 삽입되는 동안 연결 헤드(9)의 이동 장소에 평행하거나 또는 이를 포함한다. 이것은 카트리지(2) 상에서 오퍼레이터에 의해 가해진 힘을 카트리지(2) 및 수용 부분(6)의 무브먼트로 변환하는 것을 돕는다.
수용 부분(6)(도 8-13)은 바디 및, 이 예에서는, 제1 내지 제6 밀봉 엘리먼트들(38-43)을 포함한다. 바디는 연결 헤드(9)를 수용하기 위한 공동을 형성한다. 공동은 연결 헤드(9)의 형상과 대응하는 형상을 갖는다. 따라서, 그것은 공동의 마우스에 대해 말단인 단부를 향하는 축방향에서 테이퍼링된다.
연결 헤드(9)가 공동에 삽입될 때 카트리지 축(10)을 따라 정렬된 기준축(44)(도 12)을 형성하는 것이 가능하다. 따라서, 이 기준축(44)은 공동의 마우스에 본질적으로 수직한다. 기준축(44)은 하우징 부분들(3, 4)에 의해 형성된 하우징에 대해 제1 포지션과 제2 포지션 사이의 수용 부분(6)의 이동 평면에 놓인다.
액체-투과성 포트들(45-48)은 대향하는 제1 및 제2 수용 부분 측벽 섹션들(49, 50)에서 그리고 이들을 통해 제공된다. 제1 및 제2 포트들(45, 46)은 제1 측벽 섹션(49)에서 제공된다. 제3 및 제4 포트들(47, 48)은 제2 측벽 섹션(50)에서 제공된다. 측벽 섹션들(49, 50) 각각은, 공동이 마우스에 대해 말단인 단부를 향해 테이퍼링되도록 기준축(44)과 각을 이룬다.
예시된 예에서, 측벽 섹션들(49, 50)의 각각은, 그것이 카트리지 포트들(11-14) 주위에 제공된 밀봉 엘리먼트들을 압축하게 허용하도록 본질적으로 평평하다.
12
연결 헤드(9)가 공동 내로 완전히 삽입될 때, 카트리지 포트들(11 내지 14) 각각은 직접적으로 수용 부분 포트들(45 내지 48) 중 각각 하나와 밀봉되어 액체 연통된다. 시일들은 공동뿐만 아니라 서로로부터 카트리지 포트들(11 내지 14) 및 수용 부분 포트들(45 내지 48)을 통해 액체의 유동들을 절연시킨다.
정렬 홈들(51, 52)(도 9 내지 도 11)은 공동으로 적어도 개방되고, 그리고 이러한 예에서 또한 공동의 마우스에 인접한 축방향 단부들에 있다. 이러한 정렬 홈들(51, 52)은, 카트리지(2)의 연결 헤드(9) 상에서 제1 및 제2 정렬 리지들(28, 29)을 수용하기 위한 것이다. 이들은 서로를 향하는 공동의 반대쪽 측면들 상에 있다. 제1(하부) 섹션들(53, 54)은 수용 부분(6)의 측벽 섹션들을 통해 연장되며, 여기서 제1 섹션은 이러한 측벽 섹션들을 통해 슬릿들을 형성하도록 제공된다. 이러한 섹션들(53, 54)은 공동의 마우스에 대해 선단인 축방향 단부들에서 제공된다. 제2(상부) 정렬 홈 섹션들(55, 56)은 슬롯들로서 성형된다. 제2 정렬 홈 섹션들(55, 56) 각각의 깊이는 공동의 마우스에 대해 말단인 공동의 단부를 향하여 축방향으로 증가하여, 따라서 공동의 테이퍼를 보상한다. 제1 정렬 리지 섹션들(34, 35)은, 이러한 예에서, 만곡된 표면 섹션들(32, 33)에 대해 엘리베이션을 가지며, 이로부터 제1 정렬 리지 섹션들은 제1 정렬 홈 섹션들(53, 54)이 제공되는 벽의 두께를 초과하여 돌출한다. 정렬 리지들(28, 29)의 (이러한 예에서, 둥글게된) 축방향 단부들(30, 31)은 또한, 연결 헤드(9)가 공동 내로 완전히 삽입될 때 홈들(51, 52)의 축방향 단부들로부터 돌출한다. 이는, 이 정렬 리지들이 제2 포지션에서 그리고 수용 부분(6)이 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 이동하는 중에 좌우 하우징 부분들(3, 4)의 내부측들 상에서 레지들(59, 60)에 의해 형성된 지지 표면들(57, 58)을 접촉하는 것을 허용한다.
수용 부분 포트들이 수용 부분(6)의 측벽 섹션(49, 50)을 통과하기 때문에, 수용 부분 포트들(45, 48)은 또한 외부에서 접근 가능하다. 이는 수용 부분 포트들이 슬라이딩 게이트 밸브 기구와 유사한 밸브 기구의 부분을 형성하는 것을 허용하며, 이 수용 부분 포트들의 수용 부분(6)은 이동 가능한 밸브 부재를 형성한다.
제1 내지 제4 수용 부분 밀봉 엘리먼트들(38 내지 41) 각각은 외부 상에서 수용 부분 포트들(45 내지 48) 중 하나의 수용 부분 포트를 둘러싼다(도 9, 도 10, 도 12, 및 도 13). 제5 및 제6 수용 부분 밀봉 엘리먼트들(42, 43)은 제1 및 제2 수용 부분 포트들(45, 46) 및 제3 및 제4 수용 부분 포트들(47, 48)을 각각 둘러싼다. 이들은 또한 수용 부분(6)의 바디를 통해 연장하는 우회 채널(61)의 반대쪽 개구들 중 하나의 개구를 각각 둘러싼다. 따라서, 우회 채널(61)은 수용 부분(6)의 일 측으로부터 연장하며, 이 수용 부분의 일 측 상에서, 입구 개구들로서 기능하는 포트들은 출구 개구들로서 기능하는 포트들이 제공되는 수용 부분(6)의 일 측에 제공된다. 이들은 헤드 부분(1)의 본체 부분에 대한 제1 및 제2 포지션들 사이에 수용 부분(6)의 이동 중심 평면에 대한 반대쪽 측면들이다.
헤드 부분(1)의 본체 부분은 그 내부에 형성된 비율-설정 밸브들의 제1 포트들(62 내지 65)을 가진다(도 15, 도 22 및 도 33). 이러한 제1 포트들(62 내지 65)은 또한, 수용 부분(6)을 포함하는 밸브 기구의 부분인데, 왜냐하면 제1 포트들은 수용 부분 포트들(45 내지 48)과 정렬되고 그리고 직접적으로 수용 부분의 제2 포지션에서 이들과 밀봉되어 액체 연통하기 때문이다. 제5 및 제6 수용 부분 밀봉 엘리먼트들(42, 43)은 제1, 제2 및 모든 중간 포지션들에서 이러한 제1 포트들(62 내지 65)을 둘러싸서, 액체는 수용 부분과 하우징 부분들(3, 4) 사이에서 누출될 수 없다. 이는 또한, 수용 부분 포트들(45 내지 48)이 제1 포트들(62 내지 65)과 완전히 정렬되지 않는, 즉 제2 포지션과 다른 포지션들, 특히 제1 포지션일 때, 액체가 수용 부분(6)의 일 측 상의 제1 포트들(62, 63)로부터 수용 부분(6)의 반대쪽 측 상의 제1 포트들(64, 65)로 통과할 수 있는 것을 보장한다.
제1 포트들(62 내지 65)이 수용 부분(6)을 향하는 본질적으로 평면 표면(66, 67)을 가지는 벽 섹션들에 제공되는 것이 주목된다. 제1 및 제2 포지션들 사이의 이동이 평면 표면들(66, 67)에 평행한 평면에서의 장소를 따르는 것을 고려하면, 이는, 제1 및 제2 포지션들 사이의 각각의 포지션에서 수용 부분 밀봉 엘리먼트들(38 내지 41)의 균일한 압축을 허용한다.
수용 부분(6)은, 수용 부분(6) 상의 가이드 돌기들(68-71) 및 가이드 돌기들(68-71)을 수용하기 위해 좌우 하우징 부분들(3, 4)의 내부측 상에 형성된 가이드들(72-75)에 의해 제1 및 제2 포지션들 사이의 무브먼트를 위해 저널링된다. 무브먼트는 수용 부분(6)의 변위 및 내부 회전의 조합이므로, 카트리지(2)는, 예컨대 헤드 부분(1)이 탑재되는 벽으로의 그리고 그 벽으로부터의 방향으로 선회하여 배치된다. 이러한 무브먼트 동안, 지지 표면들(57, 58)은 둥근 단부들(30, 31)에 의해 카트리지(2)를 지지한다.
레지들(59, 60)은, 제1 포지션까지 이어지는 제2 포지션 및 모든 다른 포지션들에서의 연결 헤드(9)의 후퇴를 방지한다. 이것은, 그들이 정렬 리지들(28, 29)의 제1 섹션들(34, 35)을 방해하기 때문이다. 레지들(59, 60)(도 20-22, 33 및 34)에 인접한 갭들(76, 77)은 연결 헤드(9)가 제1 포지션에서 삽입 및 후퇴되도록 허용하기 위해 그 제1 포지션에서 정렬 홈들(51, 52)과 정렬된다.
수용 부분(6)의 이러한 포지션은, 교체 카트리지(2)의 연결 헤드(9)가 삽입되어, 또한 제1 포트들(62-65)과 완전히 정렬하게 우회 채널(61)의 단부들을 유지하도록 허용하기 위해 연결 헤드(9)가 후퇴된 이후 유지되어야 한다. 이를 위해, 래칭 디바이스(78)(도 14)가 제공된다.
예시된 실시예에서, 래칭 디바이스(78)는 자신의 아암들(81, 82)의 각각의 자유 단부들에서 폴들(79, 80)을 갖는 단일의 탄성이 있는 본질적으로 U-형상 삽입부이다. 수용 부분(6)의 부분은 제1 포지션으로 아암들(81, 82) 사이에 수용된다. 그 포지션에서, 폴들(79, 80)은, 제1 정렬 리지 섹션들(34, 35)에 의해 점유되지 않는 경우 정렬 홈들(51, 52)의 제1 섹션들(53, 54)과 맞물린다.
수용 부분(6)이 제1 포지션으로 이동되는 경우, 그것은 아암들(81, 82)이 이격되게 강제한다. 그 이후에, 카트리지(2)가 후퇴되는 경우, 폴들(79, 80)은 제자리에 스냅된다. 교체 카트리지(2)의 연결 헤드(9)가 수용 부분(6)의 공동으로 삽입되는 경우, 제1 정렬 리지 섹션들(34, 35)은 제1 정렬 홈 섹션들(53, 54)에 의해 형성된 슬릿들로부터 폴들(79, 80)을 가압한다. 이것은 수용 부분(6)을 해체하며, 그 후, 수용 부분은 제1 포지션으로부터 제2 포지션을 향해 이동될 수 있다. 제1 정렬 리지 섹션들(34, 35)이 폴들(79, 80)과 맞물리고 제1 섹션들(34, 35)과 제2 섹션들(36, 37) 사이에 단차식 천이부가 존재하기 때문에, 연결 헤드(9)가 완전히 삽입되고 레지들(59, 60)을 제거할 수 있는 경우 수용 부분(6)만이 해체된다.
맞물림을 용이하게 하기 위해, 폴들(79, 80)에 패싯들(83-86)이 제공된다. 하방으로 지향된 패싯들(83, 84)은 제1 정렬 리지 섹션들(34, 35)을 맞물림시키기 위한 것이다. 그들은, 부분적으로는 연결 헤드(9)의 삽입 방향에 반대 방향으로 그리고 부분적으로는 서로를 향한다. 수용 부분을 맞물림시키기 위한 패싯들(85, 86)은, 부분적으로는 제1 포지션으로부터의 수용 부분(6)의 무브먼트 방향으로 그리고 부분적으로는 서로를 향한다. 수용 부분(6)을 맞물림시키는 패싯들(85, 86)로의 폴들(79, 80)의 반대쪽 측면들 상의 표면들은, 제1 홈 섹션들(53, 54)과 협력하여 비교적 강한 형상-잠금(shape-lock)을 제공하기 위해, 인접한 아암 섹션들에 대해 본질적으로 직각들로 이루어진다. 따라서, 수용 부분(6)은 제1 포지션에서 유지된다.
제2 포지션으로 수용 부분(6)을 리테이닝하고 제2 포지션에 도달했다는 것을 시그널링하는 수단이 또한 제공된다. 이러한 수단은, 지지 표면들(57, 58)에서 멈춤쇠들(87, 88)(도 15, 20-22, 33-34)을 포함한다. 지지 표면들(57, 58)에 의해 지지되는 정렬 리지들(28, 29)의 단부들(30, 31)은 제2 포지션으로 멈춤쇠들(87, 88)을 맞물림시킨다. 카트리지(2)의 무게는 멈춤쇠들(87, 88)에서 단부들(30, 31)을 유지한다. 사용자가 카트리지(2)를 당길 경우 들어 올려진다.
제1 포트들(62, 65)이, 삽입된 연결 헤드(9)를 갖는 수용 부분(6)을 제2 포지션에 배치시킴으로써 카트리지 포트들(11, 14)과 밀봉되어 액체 연통 상태로 배치 가능하다는 점이 위의 설명으로부터 명백해질 것이다. 다음으로, 수용 부분(6)을 포함하는 밸브 기구는 개방 구성 상태에 있다. 좌측 및 우측 비율-설정 밸브들은 여전히 카트리지(2)로부터 그리고 카트리지(2)로 액체의 유동을 차단하기 위해 제2 포지션에서 폐쇄된 구성으로 배치될 수 있다.
좌측 비율 설정 밸브는, 좌측 스크리닝 부분(89), 좌측 작동 부분(90), 좌측 이동 가능 조절 부분(91) 및 좌측 밸브 밀봉 엘리먼트들(92, 94)을 포함한다.
좌측 비율 설정 밸브의 제1 포트들(62, 63)은, 좌측 하우징 부분 애퍼처(96)(도 19-도 21)를 통해 삽입된 좌측 스크리닝 부분(89)(도 23-도 25)에 일체형인 밸브 하우징 부분(95)에 형성되어, 제 1 포트들(62, 63)을 제외하고 좌측 하우징 부분 애퍼처가 폐쇄된다. 사실상, 이 실시예에서, 좌측 스크리닝 부분(89)은 하우징 공동의 측벽의 상당한 부분을 라이닝하며, 여기서 수용 부분(6)이 제1 및 제2 포지션 사이에서 이동하도록 배열된다. 모든 실시예가 이 경우가 될 필요는 없다.
이동 가능 조절 부분(91)(도 29-도 31)은 본질적으로 디스크-형상이다. 좌측 밸브 하우징 부분(95)에 회전을 위해 배열된다. 이 밸브 하우징 부분(95)은 본질적으로 원통형 밸브 챔버를 형성한다. 이동 가능 조절 부분(91)의 평면 표면(97)(도 31)은 제1 포트들(62, 63)에 대면하고, 첫번째 및 두번째 제1 포트들(62, 63) 각각을 둘러싸는 제1 및 제2 좌측 밸브 밀봉 엘리먼트들(92, 93)에 맞대어 가압된다.
애퍼처(98)는 이동 가능 조절 부분(92)을 통해 형성된다. 애퍼처(98)는 이동 가능 조절 부분(92)의 로터리 포지션을 변경시킴으로써 제1 포트들(62, 63)과의 중첩의 정도를 변경시키는 포지션들 사이에서 이동 가능하다. 적어도 하나의 로터리 포지션에서, 제1 포트들(62, 63)이 평면 표면(97)에 의해 커버되도록, 애퍼처(98)가 제1 포트들(62, 63) 중 임의의 하나와 중첩하지 않는 포지션에 있다. 이 포지션은 좌측 비율-설정 밸브의 폐쇄된 구성에 대응한다.
좌측 밸브 챔버는 제3 좌측 밸브 밀봉 엘리먼트(94)를 지지하도록 배열된 이동 가능 작동 부분(90)(도 26-도 28)에 의해 폐쇄된다. 이 밀봉 엘리먼트(94)는, 이동 가능 조절 부분(91)에 맞대어 가압되고, 이동 가능 작동 부분(90)에 형성된 제2 포트(99)를 둘러싼다. 따라서, 이동 가능 작동 부분(90)은 좌측 하우징 부분(3)에 고정된 축을 중심으로 제2 포트(99)를 중심으로 한 회전을 위해 저널링된다. 이동 가능 작동 부분(90) 상의 치형부들(100, 101)은 이동 가능 작동 부분(90)에 대면하는 이동 가능 조절 부분(91) 상의 원형 리지(104)의 갭들(102, 103)과 맞물린다. 따라서, 이동 가능 조절 부분(91)은 회전을 위해 이동 가능 작동 부분(90)과 커플링된다. 이동 가능 작동 부분(90)은 자신의 원주 에지에 의해 제자리에 유지되고, 이는 좌측 하우징 부분(3)과 좌측 스크리닝 부분(89) 사이에 위치된다.
유동 방향에 따라, 제2 포트(99)는 헤드 부분(1)의 입구 또는 출구로서 기능한다. 도관(도시생략)은, 예컨대, EP 0 890 774 A1에 설명된 것과 같은 인서트에 의해 제2 포트(99)에 연결될 수 있다. 예컨대, 도관은 플렉시블 도관일 수 있다.
제2 포트(99)가 입구를 형성한다고 가정하면, 유입하는 액체의 유동은 비율-설정 밸브에서 2개의 서브-유동들로 분할된다. 비율-설정 밸브가 폐쇄된 구성에 있지 않을 때, 2개의 서브-유동들의 볼류메트릭 유량 비율은 이동 가능 조절 부분(91) 및 이동 가능 동작 부분(90)의 로터리 포지션에 의해 결정된다. 사용자는, 심지어는 도관이 연결된 채로, 이동 가능 작동 부분(90)을 손으로 잡고 돌림으로써 이 포지션을 설정할 수 있다. 비율은, 카트리지(2)의 제2 베드(25)에 형성된 액체 혼합물의 조성을 결정한다. 사용자는 또한, 액체의 공급이 함께 중단되는 포지션으로 이동 가능 작동 부분을 이동시킬 수 있다.
헤드 부분(1)이 장착되는 벽을 따라 특정 유동 방향으로 연결되지 않도록, 좌측 비율 설정 밸브의 제2 포트(99)는 또한 출구를 형성할 수 있다. 그 경우에, 액체의 서브-유동들은 좌측 비율 설정 밸브에 통합된다. 밸브는 예컨대 1:1의 비율로 설정될 수 있다. 액체의 상이하게 처리된 서브-유동들의 혼합이 이미 제2 베드(25)에서 발생하기 때문에, 그 이후에, 제1 포트들(62, 63)을 통과하는 2개의 서브-유동들은 동일한 조성을 가진다.
그러나, 카트리지(2)가 직교류 여과를 위한 멤브레인 모듈(도시생략)을 포함하면, 좌측 비율 설정 밸브는 제1 포트들(62, 63) 중 다른 포트를 통하여 수용된 잔류물을 여과시키기 위하여 제1 포트들(62, 63) 중 하나의 포트를 통하여 수용된 특정 양의 잔류물을 부가하도록 혼합 밸브로서 사용될 수 있다.
유동 방향의 가역성을 고려하여, 우측 비율 설정 밸브는 필수적으로 좌측 비율 설정 밸브의 미러 이미지이다. 즉, 우측 비율 설정 밸브는 우측 스크리닝(screening) 부분(105), 우측 작동 부분(106), 우측 이동 가능 조절 부분(107) 및 우측 밸브 밀봉 엘리먼트들(108-110)(도 32-도 38)을 포함한다. 제2 포트(111)(도 32)는 이동 가능한 밸브 작동 부분(106)에 형성된다.
우측 비율 설정 밸브의 제1 포트들(64, 65)은, 제1 포트들(64, 65)을 제외하고 폐쇄되도록 우측 하우징 부분 애퍼처(112)를 통하여 삽입되는 우측 스크리닝 부분(105)에 형성된다. 좌측 및 우측 스크리닝 부분들(89, 105)은 서로의 미러 이미지들이다. 따라서, 우측 스크리닝 부분(105)은 이동 가능 작동 부분(106)에 의해 폐쇄된 필수적으로 원통형 밸브 챔버를 형성하는 일체형 밸브 하우징 부분(113)을 포함한다.
조절 부분들(91, 107) 및 작동 부분들(90, 106)은 동일하다.
제2 포트(111)가 출구를 형성하는 경우, 우측 비율 설정 밸브는, 카트리지(2)가 자신의 작동 포지션에 있는 동안 좌측 비율 설정 밸브에 더하여 또는 좌측 비율 설정 밸브 대신 액체 처리 장치를 통한 액체의 유동을 중단시키기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명은 위에서 설명된 실시예들로 제한되지 않고, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 가변될 수 있다. 예컨대, 제1 포트들(62-65)이 좌측 및 우측 하우징 부분들(3, 4)에 형성되는 비-모듈식 실시예는 또한 고려 가능하다. 그 경우에, 밸브 하우징 부분들(95, 113)은 하우징 부분들(3, 4) 상에 형성될 것이다.
대안적인 실시예에서, 이동 가능 조절 부분들(91, 107)은 전기기계식 시스템에 포함된 액추에이터에 의해 구동된다. 액추에이터는 예컨대 전기 모터를 포함할 수 있다. 그런 시스템은 예컨대 하나 또는 그 초과의 센서들로부터의 신호 값들에 기반하여, 볼류메트릭 유량 비율을 자동적으로 설정하도록 배열될 수 있다. 시스템은 대안적으로 또는 부가적으로 액체 처리 장치의 결함, 이를테면 누출을 검출하기 위하여 하나 또는 그 초과의 센서들을 포함할 수 있고 결함의 검출시 비율 설정 밸브를 폐쇄된 구성으로 배치하도록 배열될 수 있다.
1 헤드 부분
2 카트리지
3 좌측 하우징 부분
4 우측 하우징 부분
5 장착 플레이트
6 수용 부분
7 캡-형상 부분
8 용기
9 연결 헤드
10 카트리지 축
11 제1 카트리지 포트
12 제2 카트리지 포트
13 제3 카트리지 포트
14 제4 카트리지 포트
15 제1 표면 섹션
16 제2 표면 섹션
17 제1 채널
18 제2 채널
19 제3 채널
20 제4 채널
21 폴 튜브(fall tube)
22 유동 분배기 디바이스
23 액체 처리 매체의 제1 베드
24 액체-투과 디바이더
25 액체 처리 매체의 제2 베드
26 동심 유동 컨덕터
27 액체-투과 스크린
28 제1 정렬 리지
29 제2 정렬 리지
30 제1 정렬 리지의 둥근 단부
31 제2 정렬 리지의 둥근 단부
32 제1 만곡된 표면 섹션
33 제2 만곡된 표면 섹션
34 제1 정렬 리지의 제1(하부) 섹션
35 제2 정렬 리지의 제1(하부) 섹션
36 제1 정렬 리지의 제2(상부) 섹션
37 제2 정렬 리지의 제2(상부) 섹션
38 제1 수용 부분 밀봉 엘리먼트
39 제2 수용 부분 밀봉 엘리먼트
40 제3 수용 부분 밀봉 엘리먼트
41 제4 수용 부분 밀봉 엘리먼트
42 제5 수용 부분 밀봉 엘리먼트
43 제6 수용 부분 밀봉 엘리먼트
44 수용 부분 기준 축
45 제1 수용 부분 포트
46 제2 수용 부분 포트
47 제3 수용 부분 포트
48 제4 수용 부분 포트
49 제1 수용 부분 측벽 섹션
50 제2 수용 부분 측벽 섹션
51 제1 정렬 홈
52 제2 정렬 홈
53 제1 정렬 홈의 제1(하부) 홈 섹션
54 제2 정렬 홈의 제1(하부) 홈 섹션
55 제1 정렬 홈의 제2(상부) 홈 섹션
56 제2 정렬 홈의 제2(상부) 홈 섹션
57 좌측 지지 표면
58 우측 지지 표면
59 좌측 레지
60 우측 레지
61 우회 채널
62 첫번째 제1포트
63 두번째 제1 포트
64 세번째 제1 포트
65 네번째 제1 포트
66 좌측 평면 표면
67 우측 평면 표면
68 제1 가이드 돌기
69 제2 가이드 돌기
70 제3 가이드 돌기
71 제4 가이드 돌기
72 제1 가이드
73 제2 가이드
74 제3 가이드
75 제4 가이드
76 좌측 갭
77 우측 갭
78 래칭 디바이스
79 좌측 폴
80 우측 폴
81 좌측 아암
82 우측 아암
83 좌측 하방으로 지향된 패싯
84 우측 하방으로 지향된 패싯
85 수용 부분을 맞물림시키기 위한 좌측 패싯
86 수용 부분을 맞물림시키기 위한 우측 패싯
87 좌측 멈춤쇠
88 우측 멈춤쇠
89 좌측 스크리닝 부분
90 좌측 작동 부분
91 좌측 조절 부분
92 제1 좌측 밸브 밀봉 엘리먼트
93 제2 좌측 밸브 밀봉 엘리먼트
94 제3 좌측 밸브 밀봉 엘리먼트
95 좌측 밸브 하우징 부분
96 좌측 하우징 부분 애퍼처
97 조절 부분의 평면 표면
98 조절 부분의 애퍼처
99 좌측 비율-설정 밸브의 제2 포트
100 작동 부분 상의 치형부
101 작동 부분 상의 치형부
102 원형 리지의 갭
103 원형 리지의 갭
104 원형 리지
105 우측 스크리닝 부분
106 우측 작동 부분
107 우측 조절 부분
108 제1 우측 밸브 밀봉 엘리먼트
109 제2 우측 밸브 밀봉 엘리먼트
110 제3 우측 밸브 밀봉 엘리먼트
111 우측 밸브의 제2 포트
112 우측 하우징 부분의 애퍼처
113 우측 밸브 하우징을 형성하는 부분

Claims (15)

  1. 액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스로서,
    상기 디바이스는 교체 가능한 액체 처리 카트리지(2)의 연결 헤드(9)를 수용하도록 배열되고 적어도 하나의 비율-설정 밸브를 포함하고,
    상기 비율-설정 밸브에는 적어도 2개의 제1 포트들(62-65) ― 상기 적어도 2개의 제1 포트들 각각은, 상기 디바이스에 삽입된 교체 가능한 액체 처리 카트리지(2)의 연결 헤드(9)의 각각의 카트리지 포트들(11-14)과 본질적으로 밀봉되어 액체 연통하게 배치 가능함 ―, 및 적어도 하나의 제2 포트(99, 111)가 제공되고,
    상기 비율-설정 밸브는, 상기 제1 포트들(62-65) 중 첫 번째 포트와 상기 적어도 하나의 제2 포트(99, 111) 사이의 제1 액체 유동과, 상기 제1 포트들(62-65) 중 두 번째 포트와 상기 적어도 하나의 제2 포트(99, 111) 사이의 제2 액체 유동 사이에서 볼류메트릭 유량 비율(volumetric flow rate ratio)을 복수의 값들 중 임의의 값으로 설정하기 위한 적어도 하나의 이동 가능한 조절 부분(91, 107)을 포함하고,
    상기 비율-설정 밸브는 폐쇄된 구성으로 배치 가능하고, 상기 구성에서 적어도 하나의 이동 가능한 조절 부분들(91, 107)은 제1 유동 및 제2 유동 양자 모두가 차단되도록 포지셔닝되며,
    상기 비율-설정 밸브는, 연결 헤드(9)가 상기 제1 포트들(62-65)과 액체 연통하는 자신의 카트리지 포트들(11-14)로 삽입되는지 여부와 관계없이 상기 폐쇄된 구성으로 배치 가능한,
    액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 카트리지 포트(11-14)가 수용 부분 포트(45-48)와 밀봉되어 액체 연통하도록, 상기 카트리지 포트들(11-14) 중 적어도 하나를 포함하는 상기 연결 헤드(9)의 적어도 일부를 수용하기 위한 적어도 하나의 공동을 포함하는 수용 부분(6); 및
    상기 제1 포트들(62-65)과 상기 수용 부분 포트들(45-48) 중 각각의 수용 부분 포트들 사이의 액체 유동들을 차단하기 위해 상기 액체 처리 카트리지(2)에 의해 작동 가능한 적어도 하나의 밸브 기구를 더 포함하는,
    액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 밸브 기구는 상기 비율-설정 밸브에 추가적인,
    액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스.
  4. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 연결 헤드(9)가 상기 디바이스, 예컨대 상기 수용 부분(6)의 공동에 삽입될 때 상기 액체 처리 카트리지(2)를 맞물림하기 위한 부분, 예컨대 상기 수용 부분(6)을 포함하고,
    상기 액체 처리 카트리지(2)는 상기 연결 헤드(9)가 삽입되는 동안 상기 디바이스의 본체 부분에 대해 제1 포지션과 제2 포지션 사이에서 상기 맞물림 부분과 함께 이동 가능하며,
    상기 본체 부분에 대한 상기 결합 부분의 포지션은 상기 밸브 기구의 상태를 결정하고, 상기 제1 포트들(62-65)은 상기 제1 포지션과 상기 제2 포지션 중 제2 포지션에서만 상기 수용 부분 포트들(45-48)과 액체 연통하는,
    액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스.
  5. 제2 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스는, 액체를 위한 적어도 하나의 출구 및 적어도 하나의 입구를 포함하고,
    상기 제2 포트(99, 111)는 적어도, 상기 입구들 중 적어도 하나의 입구들 중에서 하나 및 상기 출구들 중 하나와 액체 연통하게 배치 가능하고, 그리고
    상기 밸브 기구는, 상기 수용 부분 포트들(45-48) 중 각각의 수용 부분 포트들과 상기 제1 포트들(62-65) 사이의 액체의 유동들이 차단될 때, 상기 제1 포트들(62-65)을, 상기 입구들 중 적어도 하나의 입구들 중에서 다른 하나와 상기 출구들 중 적어도 하나의 출구와 액체 연통하게 배치하도록 배열되는,
    액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스에는, 액체용의 적어도 하나의 입구 및 적어도 하나의 출구, 및 비율-설정 밸브들 중 적어도 2개의 비율-설정 밸브가 제공되며,
    상기 비율-설정 밸브들 중 제1 비율-설정 밸브의 제2 포트(99, 111)는 적어도, 입구들 중 적어도 하나와 액체 연통하게 배치 가능하고, 상기 비율-설정 밸브들 중 제2 비율-설정 밸브의 제2 포트(99, 111)는 적어도, 출구들 중 적어도 하나와 액체 연통하게 배치 가능한,
    액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    공동을 포함하는 수용 부분(6)을 포함하며, 상기 공동을 포함하는 수용 부분에는 상기 공동 내로의 상기 연결 헤드(9)의 삽입 시에 각각의 카트리지 포트들(11-14)과 밀봉되어 액체 연통하면서 배치 가능한 다수의 수용 부분 포트들(45-48), 예컨대 적어도 3개 또는 적어도 4개의 수용 부분 포트들이 제공되는,
    액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도, 폐쇄된 구성 내에 그리고 밖에 상기 비율-설정 밸브를 배치하기 위한 이동 가능한 작동 부분(90, 106)을 포함하는,
    액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 이동 가능한 작동 부분(90, 106)은 상기 디바이스에 대하여 고정된 축을 중심으로 하는 회전에 대해 저널링되는,
    액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 이동 가능한 작동 부분(90, 106)은, (i) 상기 제1 포트들(62-65) 및 (ii) 상기 제2 포트(99, 111) 중 적어도 하나를 통해 전도되는 액체가 상기 이동 가능한 작동 부분(90, 106)의 중앙 섹션을 통해 인도되도록 정렬되는,
    액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이동 가능한 조절 부분들(91, 107)은, 상기 제1 포트들(62-65)에 대하여 밀봉되어 배치된 표면(97)을 갖고 그 내부에 애퍼처(98)를 갖는 조절 부분(91, 107)을 포함하고, 상기 애퍼처(98)는 상기 제1 포트들(62-65)과의 중첩의 정도들이 변화되는 포지션들 사이에서, 그리고 상기 제1 포트들(62-65) 중 임의의 제1 포트와의 중첩으로부터 벗어나는 적어도 하나의 포지션 내로 이동 가능한,
    액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 조절 부분(91, 107)은 회전 가능하고, 상기 포지션들은 로터리 포지션들에 대응하는,
    액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스.
  13. 제8 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조절 부분(91, 107)은 상기 이동 가능한 작동 부분(90, 106)과의 이동을 위해 커플링되는 것 및 이동 가능 작동 부분에 포함되는 것 중 하나인,
    액체 처리 장치의 헤드 부분(1)의 적어도 일부를 형성하기 위한 디바이스.
  14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 디바이스를 포함하는 헤드 부분(1) 및 적어도 하나의 교체 가능한 액체 처리 카트리지(2)를 포함하는,
    액체 처리 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 액체 처리 카트리지(2)의 내부와 액체 연통하는 적어도 3개, 예컨대, 적어도 4개의 카트리지 포트들(11-14)이 상기 연결 헤드(9)에 제공되는,
    액체 처리 장치.
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