[發(fā)明專利]用于水軟化器控制閥的具有整體密封件的活塞

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680002998.2
• 申請日: 2006-01-19
• 公開（公告）號: CN101124421A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發(fā)明（設計）人: 安德魯·C·埃爾斯頓;肯尼思·J·西思;格雷戈里·森德;馬克·米勒
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F16K11/07
• 分類號: F16K11/07
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 封新琴

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及一種用于軟化水的設備；尤其涉及一種用于控制水軟化設備 中樹脂再生的系統(tǒng)。

一般來說從井里抽出的水被認為較“硬”，其中包含從土里的礦物沉淀 中過濾得到的二價有時是三價陽離子。這些離子與普通的洗滌劑和肥皂形成 不能溶解的鹽，產(chǎn)生的沉淀增加了洗滌所需的洗滌劑和肥皂的量。當硬水用 在鍋爐中時，蒸發(fā)造成的不溶殘渣的沉淀趨于大量聚集。

一般習慣的是在供應硬水的建筑管道系統(tǒng)內(nèi)安裝水軟化器。最普通的水 軟化器是離子交換設備，其具有容納樹脂床的罐，硬水流過該樹脂床以去除 不想要的礦物和其他雜質(zhì)。樹脂床中的結(jié)合位置最初包含陽離子，通常是單 價鈉離子或鉀離子。當硬水進入樹脂，結(jié)合位置的競爭發(fā)生。硬水中的二價 陽離子和三價陽離子由于它們較高的電荷密度而具有優(yōu)勢并置換單價陽離 子。兩個或三個單價陽離子分別被一個二價陽離子或三價陽離子置換。

樹脂床吸收礦物和雜質(zhì)的能力是有限的且最后當大部分位置被二價和 三價陽離子占據(jù)時停止軟化水。當這發(fā)生時，必須用再生劑沖刷來再裝填或 再生該樹脂，典型的是使用氯化鈉或氯化鉀溶液。再生劑中的單價陽離子的 濃度足夠高以抵消不利的靜電競爭且結(jié)合位置被單價陽離子恢復。再生周期 間的時間間隔被稱為操作的運行模式，該期間進行水軟化。

較早類型的水軟化器的再生僅在發(fā)現(xiàn)樹脂床的處理能力被超過和流過 那里的水不“軟”時由手動作用。為消除手動再生的需要，水軟化器控制系 統(tǒng)設置了機械計時器，其按定時周期啟動水軟化器。再生頻率是根據(jù)已知的 樹脂床的能力和預期的軟水日使用量來設定。盡管機械計時器型水軟化器控 制器減少了手動再生樹脂的需要，這樣的控制器有如下缺點：固定間隔的再 生根據(jù)水的使用量可能會發(fā)伸得太頻繁或頻率不足夠。在仍存在足夠處理水 的能力時再生水軟化樹脂就浪費了再生劑和用于再生的水。相反的，在樹脂 床的能力降低到低于滿足處理硬水的點后，不再生水軟化器可能導致離開水 軟化器的是硬水。

為更好地控制水軟化器的再生頻率，出現(xiàn)了測定樹脂床剩余的軟化水的 能力的需求型水軟化器。這類改進的控制系統(tǒng)的一種使用流量表來測量處理 的水的體積且當從前一次再生后一定體積的水流經(jīng)該軟化器后再生樹脂床。 盡管該系統(tǒng)適用于許多裝置，市政系統(tǒng)可交替地從多個包含不同硬度水的井 抽水。如果是那樣的話，樹脂床的消耗不是從前一次再生后處理過的水的直 接函數(shù)。

還出現(xiàn)了直接檢測樹脂床消耗的其他類型的控制系統(tǒng)。電子控制器使用 電極在兩個間隔開的位置測量樹脂床的電導率。電導率的測量值的比，連同 從前一次樹脂床再生后的最小和最大比值被用來確定樹脂床消耗的概率且 其觸發(fā)再生。

不管用于確定何時再生樹脂床的控制系統(tǒng)的類型，該控制系統(tǒng)啟動驅(qū)動 閥的馬達。該閥具有對應再生處理的反洗、鹽水浸泡、沖洗、鹽水補充步驟 的多個位置。傳統(tǒng)的閥具有帶孔的主體，其具有多個室，水軟化器的入口、 出口和內(nèi)部通道連接到各室。具有凹陷和環(huán)槽的活塞在孔內(nèi)滑動以根據(jù)運轉(zhuǎn) 的階段選擇性地互相連接不同室且由此引導水在不同通道內(nèi)穿過該閥。獨立 的密封環(huán)安裝在室之間的孔內(nèi)的環(huán)形槽內(nèi)。密封件嵌入活塞的環(huán)槽以阻止室 之間的不希望有的水流。需要多個加工步驟來精確將各個密封環(huán)安裝在各自 的槽內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容

水處理設備的控制閥的活塞包括主體，其具有中心部分，一個或多個法 蘭從中心部分徑向向外伸出。各法蘭具有繞中心部分延伸的具有環(huán)形槽的外 周表面。該環(huán)形槽凹進，因此具有從外周表面徑向向內(nèi)進入法蘭而增加的寬 度。獨立的密封環(huán)位于各法蘭的環(huán)形槽內(nèi)且被槽的增加的寬度固定。

該控制閥活塞可通過熔模鑄造成型主體來制造，其中該槽用例如失蠟法 等形成。這使得各槽凹進以形成固定密封環(huán)的結(jié)構(gòu)。主體硬化后，放置第二 鑄型以成型密封環(huán)。該第二鑄型具有凹腔，該閥活塞主體安裝在該凹腔內(nèi)并 留下繞各法蘭的小空間，然后這些空間被流進該法蘭槽的密封環(huán)材料充滿。 密封環(huán)定型后，第二鑄型被打開且完成的閥活塞被取出。

通過模制密封環(huán)到活塞主體的槽內(nèi)，該密封環(huán)鎖定在槽內(nèi)且不易由于諸 如流過組裝好的控制閥的水的力的作用而被移出。這是設計的重心，因為當 活塞在閥體內(nèi)運動以打開和關(guān)閉通過控制閥的通道時，水流過活塞法蘭邊緣 產(chǎn)生的力趨向于移開該密封環(huán)。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的帶有閥活塞的水軟化器的組件的橫截面圖；

圖2是閥活塞的橫截面圖；