具有可调节的旁路的介质筒的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及包含用于过滤流体的介质的滤筒，并且具体地涉及包含介质诸如离子 交换树脂的滤筒和可调节的旁路。这些滤筒可用于水软化/水垢减少应用。
【背景技术】
[0002] 水软化/水垢减少过滤器用于饭店和服务行业中的饮料制作。离子交换材料诸如 弱酸阳离子（WAC)交换树脂通常用于用氢或钠交换水中的硬度矿物质（钙和镁）。这导致 在水中有较低的结垢电位，并且使用这种水减少了过早形成水垢以及饮料设备（包括咖啡 设备）的维护。
[0003] 然而，如果WAC交换树脂去除了所有硬度矿物质，则可一定程度地使该水从咖啡 豆中提取咖啡的能力受损，饮料的味道可受到不利影响。优选的是在用于制作饮料的水中 残余一定硬度，并且各种饮料需要它们自身在水中的硬度规格。
[0004] 需要通过使用WAC树脂和可调节的旁路的特征结构以转移一些水使其不接触树 脂来降低水的结垢电位，这将允许最终用户将硬度调节至期望的规格。另外，最终抛光碳过 滤器（final polishing carbon filter)需要去除任何残余的氯、全部水中的味道和气味 (均通过树脂来处理并且通过旁路来转移）。需要提供单个筒，该筒在安装时能够从具有已 知或可预测水平的旁路的滤筒外部来调节未经过处理的流体的量，并且在对经过处理的流 体进行后续过滤之前将其重新组合。
【发明内容】
[0005] 提供了具有可调节的旁路的介质筒和使用介质筒的系统和方法。在第一方面，介 质筒包括：与进料腔室流体连通的入口和与混合隔室流体连通的出口；包含介质的介质隔 室；与所述进料腔室和所述混合隔室流体连通的旁路口；其中，由所述进料腔室和所述介 质隔室限定第一流体路径，使得流过第一流体路径的流体接触介质，以形成进入所述混合 隔室的经过处理的流体；以及，由所述进料腔室和所述旁路口限定第二流体路径，使得流过 第二流体路径的流体不接触所述介质并且在进入所述混合隔室中时未经过处理。
[0006] 在一个实施例中，混合隔室在其内包括插入件，插入件与介质隔室和旁路口流体 连通，插入件包括旁路调节器，所述旁路调节器能够被调节至期望的旁路流量。旁路调节器 能够通过驱动器的旋转来调节。旁路调节器可包括多个孔。还可提供指示器，所述指示器 传递关于所述期望的旁路流量的信息。插入件在其内可包括过滤器。过滤器可以是含碳过 滤块。介质可包括一种或多种离子交换树脂。在详细的实施例中，离子交换树脂包括弱酸 阳呙子（WAC)交换树脂。
[0007] 在一个或多个实施例中，介质筒还包括管道，所述管道连接到所述混合隔室，使得 经过处理的流体在进入混合隔室之前穿过管道。
[0008] 在一个或多个实施例中，介质筒还包括进料分隔体（用于对进入介质隔室和旁路 口的流体进行过滤）。其它实施例提供还包括介质分隔体（用于对排出介质隔室的流体进 行过滤）的介质筒。
[0009] 另一个方面提供了一种离子交换树脂筒，所述离子交换树脂筒包括：与进料腔室 流体连通的入口和与混合隔室流体连通的出口，混合隔室任选地包含过滤器；包含一种或 多种离子交换树脂的介质隔室；与进料腔室和混合隔室流体连通的旁路口；其中，由进料 腔室和介质隔室限定第一流体路径，使得流过第一流体路径的流体接触一种或多种离子交 换树脂，以形成进入混合隔室的经过处理的流体；以及，由进料腔室和旁路口限定第二流体 路径，使得流过第二流体路径的流体不接触介质并且在进入混合隔室中时未经过处理。混 合隔室在其内还可包括插入件，所述插入件与介质隔室和旁路口流体连通，插入件包括旁 路调节器，所述旁路调节器能够被调节至期望的旁路流量。
[0010]另一个方面是一种饮料制备系统，所述饮料制备系统包括：本文公开的离子交换 筒，其中离子交换树脂包括弱酸阳离子（WAC)交换树脂；并且其中期望的旁路流量能够有 效地提供具有期望硬度的水。
[0011] 其它方面包括流体处理的方法，所述方法包括：使流体穿过介质筒的入口并进入 进料腔室中；使流体的第一部分从进料腔室流过包含介质的介质隔室以形成经过处理的流 体，并且使所述经过处理的流体流入混合隔室中；使流体的第二部分流过旁路口并进入所 述混合隔室中，所述流体的第二部分不接触介质并且是未经过处理的流体；将经过处理的 流体和未经过处理的流体在混合隔室中进行组合；并且使混合腔室的内容物流过出口。所 述方法还可包括通过使用旁路调节器来调节穿过所述旁路口的流量，所述旁路调节器能够 被调节至期望的旁路流量。在一个或多个实施例中，所述方法还包括通过位于混合腔室中 的过滤器来过滤混合腔室的内容物。在详细的实施例中，介质包括一种或多种离子交换树 月旨。过滤器可以是含碳块。
[0012] 在以下"【具体实施方式】"中将描述本发明的这些方面和其他方面。在任何情况下 都不应将以上
【发明内容】
理解为是对受权利要求书保护的主题的限制。
【附图说明】
[0013] 结合附图，参考以下对本发明的多个实施例的详细说明，可更全面地理解本发明， 其中：
[0014] 图1是具有可调节的旁路的介质筒的剖视示意图；
[0015] 图2A和图2B提供了根据实施例的介质筒的插入件的示意图；
[0016] 图3是介质筒的实施例的顶视图；以及
[0017] 图4示出流入和流出混合隔室的流量。
【具体实施方式】
[0018] 在描述本发明的若干示例性实施例之前，应当理解，本发明并不限于以下描述中 所提及的构造或工艺步骤的细节。本发明允许有其他的实施例，且能够以各种方式实施或 执行。
[0019] 提供了具有可调节的旁路的介质筒和使用它们的系统和方法。一些方面包括可调 节的旁路滤筒，其中经过处理的流和经调节的未经过处理的流在后续过滤之前进行组合， 在安装时能从具有已知或可预测水平的旁路的滤筒的外部来调节经过处理的水和未经过 处理的水的百分比或比率。具体地，这种筒允许用户调节总流体的一部分，具体地，调节接 触期望的处理介质（诸如，弱酸阳离子交换树脂）的水，同时还允许流体总量接触抛光过滤 器，诸如基于碳的过滤器。通过使用单个筒中的可调节的旁路，同时还提供用于进行抛光的 隔室，允许以有效方式提供介质筒。也就是说，可调节一个筒以满足各式各样的最终用途。 本文所公开的筒允许最终用户将硬度调节至期望的规格，同时还去除水中所有的任何残余 氯、味道和气味。
[0020] 出于本专利申请的目的，下列术语应当具有下文所示的各种含义。
[0021] "流体路径"是指穿过筒的流体的基本上连续的途径。
[0022] "经过处理的流体"是指已接触介质以实现期望处理的流体。例如，经弱酸阳离子 (WAC)交换树脂处理的流体实现了硬度的降低。
[0023] "未经过处理的流体"是绕过介质处理的流体。经过处理的流体和未经过处理的流 体均可根据需要被过滤器诸如基于碳的过滤器净化。
[0024] 术语"介质"和"吸附性介质"包括具有通过不同的吸附机制来吸附粒子的能力的 材料（称为吸附剂）。这些介质可以为例如流体动力学直径介于约〇. 01到IOmm之间的球 粒、棒、纤维、模制粒子或整块的形式。如果该介质为多孔的，则这一属性会导致较高的暴露 表面积和较高的吸附能力。吸附剂可具有微孔和大孔结构的组合，使得能够快速地传送粒 子并具有低流动阻力。
[0025] "离子交换树脂"指不溶解的基质（或支撑结构），通常具有由有机聚合物基底加 工成的小珠形式。该材料在其表面上具有孔结构，所述表面在化学活化时可包括俘获和释 放尚子的交换基。
[0026] 本文所用的"微网状物"用于描述离子交换树脂，是指不具有永久性孔结构的离子 交换树脂。例如，微网状物可包括具有聚合物链的交联聚合物凝胶，其中通过改变聚合物链 之间的距离限定孔结构。其孔结构基于多种因素经受变化的所述凝胶通常被称为凝胶型树 脂。
[0027] 本文所用的"大网状物"用于描述离子交换树脂，是指包括一种或多种微网状物的 凝聚物的离子交换树脂。在凝聚物之间限定的开口或小孔可为大网状物提供超过它们的构 成微网状物的额外孔隙度。
[0028] 介质筒可包括一种或多种类型的介质，