软水设备软化阀以及软水设备软化系统的制作方法

1.本技术涉及软水设备技术领域，特别是涉及一种软水设备软化阀以及软水设备软化系统。


背景技术：

2.家用软化系统一般由控制系统、运行系统和再生系统构成，控制系统包括控制阀，运行系统包括软化滤料、树脂罐和流道结构，再生系统包括盐箱、盐阀结构。其工作原理是硬水通过流道结构以一定流向与软化滤料在树脂罐中接触通过交换反应将硬水中的钙、镁等离子置换出来，实现水质软化。滤料从树脂罐进水方向往出水方向开始逐渐失效，直到出水大于失效标准值。软化滤料失效后，需要对滤料进行再生恢复，将盐箱中的软化盐溶解成饱和盐水，配置再生液注入树脂罐中将吸附的钙镁离子重新交换出来排出，使滤料再生。
3.传统软水设备(例如家用软水机)控制阀多为多功能软化阀，有平面密封阀和活塞式阀；阀内部具有多种流道，通过阀芯转动控制流道切换实现软水机的软化运行、冲洗、吸盐再生、补水等功能。多功能软化阀主要通过阀芯内部开孔的定片和动片转动配合阀体流道实现多种流道切换，其一般有运行、再生吸盐、反洗、正洗、补水等工位的流道，再生吸盐时转动动片与定片配合实现水流通过射流器，吸取盐水后再通过多路阀阀体流道进入树脂罐内，形成再生流道，实现再生工位。
4.然而，实际再生过程再生液钠离子利用率受再生条件的变化不断变化，当再生条件偏离最优工况时，钠离子利用率就会下降，导致整机性能下降、盐耗增加，再生效率低下。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种支持高效再生的软水设备软化阀以及一种可以实现高效再生的软水设备软化系统。
6.一种软水设备软化阀，包括主阀体、驱动组件以及再生流道调节组件；
7.驱动组件以及再生流道调节组件内置于主阀体，主阀体内设置有多个再生流道，再生流道调节组件在驱动组件的驱动下调整主阀体内导通的再生流道，不同导通的再生流道过流面积不同。
8.在其中一个实施例中，再生流道调节组件包括动阀组件和定阀组件，动阀组件和定阀组件上开设有流道孔，驱动组件驱动动阀组件运动，调整动阀组件与定阀组件之间配合导通的流道孔，以在主阀体内形成不同导通的再生流道。
9.在其中一个实施例中，动阀组件与定阀组件上开设有多个异型流道孔。
10.在其中一个实施例中，动阀组件上开设有第一动阀流道孔和第二动阀流道孔，定阀组件上开设有第一定阀流道孔和第二定阀流道孔，第一动阀流道孔与第一定阀流道孔配合形成第一导通流道孔，第二动阀流道孔与第二定阀流道孔配合形成第二导通流道孔，第一导通流道孔的过流面积与第二导通流道孔的过流面积不相同。
11.在其中一个实施例中，驱动组件包括驱动电机和传动单元，驱动电机通过传动单
元驱动动阀组件运动。
12.在其中一个实施例中，传动单元包括传动齿轮。
13.在其中一个实施例中，上述软水设备软化阀还包括混合器，混合器上开设有进出水口和吸盐口，混合器的进出水口与主阀体的再生出水口连接，混合器的吸盐口连接外部吸盐管。
14.在其中一个实施例中，上述软水设备软化阀还包括控制器，导通的再生流道包括第一再生流道和第二再生流道，第一再生流道的过流面积大于第二再生流道的过流面积；
15.控制器用于在再生工位的前段，控制混合器混合较低浓度的再生液、并控制驱动组件驱动再生流道调节组件运动，以在主阀体内形成第一再生流道；在再生工位的后段，控制混合器混合较高浓度的再生液、并控制驱动组件驱动再生流道调节组件运动，以在主阀体内形成第二再生流道。
16.在其中一个实施例中，上述软水设备软化阀还包括阀壳，主阀体内置于阀壳。
17.本技术软水设备软化阀，包括主阀体、驱动组件以及再生流道调节组件，在主阀体内设置有多个再生流道，这些再生流道由驱动组件驱动再生流道调节组件来调整导通的再生流道，以调整再生液通过该软水设备软化阀进入到软化滤料中的流量，从而实现再生过程中再生液流量控制，避免由于再生液流量固定导致再生效率低下，支持高效再生。
18.另外，本技术还提供一种软水设备软化系统，包括再生模块、运行模块以及上述的软水设备软化阀；再生模块通过软水设备软化阀与运行模块连接。
19.本技术软水设备软化系统，包括再生模块、运行模块以及软水设备软化阀，软水设备软化阀内设置有过流面积不同的再生流道，这些再生流道由驱动组件驱动再生流道调节组件来调整导通的再生流道，以调整再生液通过该软水设备软化阀进入到软化滤料中的流量，从而实现再生过程中再生液流量控制，提高再生液利用率及软化滤料再生恢复度，实现高效再生。
附图说明
20.图1为软水设备软化系统运行流道图；
21.图2为一个实施例中本技术软水设备软化阀的结构示意图；
22.图3为另一个实施例中本技术软水设备软化阀的结构示意图；
23.图4为再生工况一的水路图；
24.图5为再生工况二的水路图；
25.图6为软水设备软化系统反洗水路图；
26.图7为软水设备软化系统正洗水路图；
27.图8为软水设备软化系统补水水路图。
具体实施方式
28.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
29.为了详细说明本技术软水设备软化阀以及软水设备软化系统的技术原理及其效
果，下面将结合附图先对整个饮水软化过程、软水设备软化系统组成及其工作模式详细展开说明。在附图中出现的标号与组件名称如下：1、传动齿轮；2、排污口；3、定阀片；4、电机；5、主阀体；6、进水口；7、树脂罐；8、中心管；9、软化滤料；10、下布水器；11、盐阀；12、盐箱；13、上布水器；14、吸盐管；15、混合器；16、动阀片；17、阀壳；18、出水口；19、再生流道。
30.具体如图1所示，软水设备软化阀(简称软化阀)是配套软水设备软化系统(简称软化系统)使用的，软水化系统具有盐箱12、盐阀11、树脂罐7；盐箱12用于存放溶解软化盐；盐阀11与混合器15连接，用于吸取盐液和往盐箱12补水；树脂罐7连接软化阀，树脂罐7内装填软化滤料9，通过上布水器13、下布水器10及中心管8与软化阀构成完整密封的流道系统；上布水器13置于树脂罐7上部同时连接软化阀，上布水器13开有小于软化滤料9直径的开孔，运行时使从软化阀内流出的原水水流分散，均匀与树脂罐7内软化滤料9接触。再生时阻止软化滤料9排出流失，同时收集再生废水输入软化阀；下布水器10开有小于软化滤料9直径的开孔，置于树脂罐7下部同时与中心管8连接。运行时下布水器10均匀收集通过软化滤料9的软水输入中心管8，再生时均匀分散从中心管8流出的再生液与软化滤料9均匀接触再生；中心管8与软化阀连通，运行时收集软水输入软化阀内，再生时从软化阀内输出再生液进入下布水器10。
31.如图2所示，本技术提供一种全新的软水设备软化阀，包括主阀体5、驱动组件1
‑
4以及再生流道调节组件3
‑
16，
32.驱动组件1
‑
4以及再生流道调节组件3
‑
16内置于主阀体5，主阀体5内设置有多个再生流道，再生流道调节组件在驱动组件1
‑
4的驱动下调整主阀体5内导通的再生流道，不同导通的再生流道过流面积不同。
33.如图1所示，在主阀体5内设置有多种流道，主要包括运行流道以及再生流道，其中运行流道用于将原水引入软化系统中进行原水软化，再将软化后的水导出至用户家中。再生流道用于在软化系统处于再生工位下将外部注入的再生液引流至软化系统中，以对软化系统中软化滤料再生，例如图1中再生流道19。在这里，主阀体5内有设置有多个再生流道，不同导通的再生流道的过流面积不同，即当不同再生流道导通时，流经再生流道中再生液流量不同，因此通过导通的再生流道注入至软化滤料存储容器(树脂罐7)内的再生液流量不同。换言之，可以通过调整主阀体5内不同的再生流道导通来控制注入至软化滤料存储容器内再生液的流量。
34.驱动组件1
‑
4用于驱动再生流道调节组件3
‑
16进行调节。可以将驱动组件1
‑
4理解为给再生流道调节组件3
‑
16一个“作用力”以使其按照当前应用场景需要进行调整。具体来说，驱动组件1
‑
4可以包括驱动电机和传动单元，驱动电机转动，通过传动单元将作用力施加至再生流道调节组件3
‑
16，驱动电机具体可以是步进电机，为了实现精准调整可以采用多个步进电机协调驱动，传统单元具体可以是传动齿轮。
35.再生流道调节组件3
‑
16用于在驱动组件的驱动下调整主阀体5内导通的再生流道。具体来说，再生流道调节组件3
‑
16可以理解为各个再生流道的“开关”，当开启时，对应的再生流道导通，外部注入的再生液通过该导通的再生流道进入到软化滤料存储容器中，与软化滤料接触实现再生；当关闭，对应的再生流道关闭，外部注入的再生液需要通过其他导通的再生流道进入到软化滤料存储容器中。不同导通的再生流道的过流面积不同。再生流道调节组件3
‑
16可以在驱动组件1
‑
4驱动下调整流道孔，具体可以调整导通流道孔的开
度，例如开度20％、40％、60％、100％。还可以是选择预先开设的流道孔中某一个流道孔作为导通流道孔，这些预先开设的流道孔的过流面积不同。更进一步来说，可以通过设置一个动阀组件和一个定阀组件来调整导通的流道孔，以在主阀体5内形成的不同导通的再生流道，其中动阀组件在驱动组件的驱动下运行，具体可以是转动或者平移，定阀组件保持固定，在定阀组件和动阀组件上均开设有流道孔，动阀组件和定阀组件之间相互运动之后调整两者配合导通的流道孔，以在主阀体5内形成不同的导通再生流道。
36.本技术软水设备软化阀，包括主阀体、驱动组件以及再生流道调节组件，在主阀体内设置有多个再生流道，这些再生流道由驱动组件驱动再生流道调节组件来调整导通的再生流道，以调整再生液通过该软水设备软化阀进入到软化滤料中的流量，从而实现再生过程中再生液流量控制，避免由于再生液流量固定导致再生效率低下，支持高效再生。
37.如图3所示，在其中一个实施例中，再生流道调节组件3
‑
16包括动阀组件16和定阀组件3，动阀组件16和定阀组件3上开设有流道孔，驱动组件1
‑
4驱动动阀组件16运动，调整动阀组件16与定阀组件3之间配合导通的流道孔，以在主阀体5内形成不同导通的再生流道。
38.在动阀组件16和定阀组件3上均开设有流道孔，例如在动阀组件16上可以开设有流道孔a、b、c，在定阀组件3上可以开设有流道孔a、b、c，在a
‑
a配合下再生流道调节组件3
‑
16形成导通的流道孔x、即阀体内形成导通的再生流道x；在b
‑
b配合下再生流道调节组件3
‑
16形成导通的流道孔y、即阀体内形成导通的再生流道y；在c
‑
c配合下再生流道调节组件3
‑
16形成导通的流道孔z、即阀体内形成导通的再生流道z。上述这些流道孔都是用于形成再生流道的，另外在软化系统运行过程中除了再生工位(吸盐)之外、还有反洗、补水、正洗以及运行4种工位，这4种工位在动阀组件16和定阀组件3均设置有对应的流道孔，以在整个主阀体5内形成对应的流道。
39.进一步来说，动阀组件16与定阀组件3上开设有多个异型流道孔。这些流道孔的形状不限，其可以根据动阀组件16以及定阀组件3实际面积合理开设所需数量流通孔，一般来说，针对再生工位(吸盐)对应有吸盐流道孔1和吸盐流道孔2，另外还有反洗流道孔、补水流道孔、正洗流道孔以及运行流道孔等。在实际应用中，由于动阀组件16以及定阀组件3上面积有限，若全部采用统一的形状的流道孔可能无法满足设计需要(例如全部采用圆形的)，异型的可以满足各种流道形状的设计需求。
40.在其中一个实施例中，动阀组件16上开设有第一动阀流道孔和第二动阀流道孔，定阀组件3上开设有第一定阀流道孔和第二定阀流道孔，第一动阀流道孔与第一定阀流道孔配合形成第一导通流道孔，第二动阀流道孔与第二定阀流道孔配合形成第二导通流道孔，第一导通流道孔的过流面积与第二导通流道孔的过流面积不相同。
41.在本实施例中，动阀组件16和定阀组件3上分别开设有2个流道孔，开设的流道孔之间配合形成稳定的第一导通流道孔和第二导通流道孔。由于第一导通流道孔和第二导通流道孔的过流面积不同，可以在主阀体5内形成不同过流面积的导通再生流道。在这里，选择2个导通流道孔可以满足调整注入至软化滤料再生液流量功能的同时，开设尽量少且独立的流道孔，满足在特定场景下的需求。进一步的，动阀组件16和定阀组件3可以分别为动阀片和定阀片。
42.如图3所示，在其中一个实施例中，上述软水设备软化阀还包括混合器15，混合器
15上开设有进出水口和吸盐口，混合器15的进出水口与主阀体5的再生出水口连接，混合器15的吸盐口连接外部吸盐管。
43.混合器15具体用于从外部吸入一定浓度的再生液(盐水)，将吸入的再生液与软水混合后再注入至主阀体5，再经过主阀体5内的再生流道注入至软化滤料的存储容器中，以与软化滤料接触进行再生。另外，混合器15还可以在补水工位时，将主阀体5出水口输出的水注入至外部吸盐管中，水再进入到外部盐箱中从而实现再生液浓度调整与再生液补水。
44.在实际应用中，如图1所示，本技术软水设备软化阀为平面式多路阀结构，包含主阀体5、阀壳、电机4、传动齿轮1、动阀片16、定阀片3、混合器15；阀体设有进水口6、出水口18、排污口2、吸盐管14和再生流道19。主阀体5具有多种流道，进出水连接定阀片3、混合器15和软化系统；阀壳起到保护隔离阀体5、电机4、齿轮1、阀片等；电机4通过电控板连接电源和转动信号，通过供电转动齿轮1使阀片转动；动阀片16开有多个异型流道孔，与定阀片3贴合串通；定阀片3开有多个异型流道孔，流道孔连通阀体5流道和动阀片16流道，通过动阀片16转动串通或封闭定阀片3上的流道孔；混合器15上开有进出水口和吸盐口，进出水口连接阀体5，吸盐口连接吸盐管14，混合器15利用虹吸原理或泵抽吸混合盐水配置再生液；再生流道19为阀体5固有流道，流道有2条或以上，不同再生流道过流面积不同，流道与定阀片3多个再生流道孔配合工作。
45.在其中一个实施例中，上述软水设备软化阀还包括控制器，导通的再生流道包括第一再生流道和第二再生流道，第一再生流道的过流面积大于第二再生流道的过流面积；控制器用于在再生工位的前段，控制混合器混合较低浓度的再生液、并控制驱动组件驱动再生流道调节组件运动，以在主阀体内形成第一再生流道；在再生工位的后段，控制混合器混合较高浓度的再生液、并控制驱动组件驱动再生流道调节组件运动，以在主阀体内形成第二再生流道。
46.控制器用于在再生工位不同阶段控制导通的再生流道。具体来说，在再生工位的前段，混合器将再生液与原水混合成较低浓度的再生液，主阀体内形成第一再生流道，第一再生流道的过流面积较大，即当前采用低浓度、大流量的方式注入再生液至软化滤料存储容器中，与软化滤料进行再生；在再生工位的后段，混合器将再生液与原水混合成较高浓度的再生液，主阀体内形成第二再生流道，第二再生流道的过流面积较小，即当前采用高浓度、低流量的方式注入再生液至软化滤料存储容器中，与软化滤料进行再生。在这里，针对再生工位的不同阶段，采用不同的浓度、流量的再生液与软化滤料进行再生反应，使软化滤料再生始终保持最优的离子浓度环境，提高再生液利用率和软化滤料再生度。再生工位的前段和后段的判断具体可以是检测再生液中盐利用率，在盐利用率下降时，判定进入再生工位的后段，即从开始再生工位到盐利用率下降的时间区间为前段，从盐利用率下降到最终完成软化滤料再生的时间区间为后段。
47.更进一步来说，在应用于整个软化系统时，控制器还可以用于配合整个软化系统调整运行、再生(吸盐)、反洗、正洗以及补水工位。软化系统根据软化滤料的量对不同的水质提前设置对应程序，使用前设置好水质参数，可使用的水量固定，以时间和流量为判定条件。有多种判定过程，例如在设计时间点时、设计使用流量点时或者在设计时间点同时满足流量要求时启动周期性再生。再生时以时间(min)为判定条件，运行反洗(min)、吸盐(min)、补水(min)、正洗(min)的程序，补水可以在反洗前也可以在正洗前不影响其他的工位运行，
只要在再生过程补水就行。
48.在实际应用中，再生工位包括工况一和工况二，其具体工作过程如下：
49.工况一：如图4所示，树脂罐内软化滤料运行失效后，由控制程序控制电控板启动电机4带动动阀片16转动，此时动阀片16与定阀片3第一再生流道孔串通，其他工位和其他再生孔道封闭。原水从软水阀进水口6进入控制阀阀体5内第一再生流道，此时再生流量为a，再由阀体5进入混合器15，利用虹吸或泵抽原理从盐箱12由盐阀11控制经吸盐管14吸取盐水混合成浓度为a的再生液。再生液进入阀体5内第一再生流道，再从阀体5经中心管8输入下布水器10。下布水器10分散再生液水流后从下往上均匀与软化滤料9接触再生，再生废水由上布水器13收集后输入阀体5内流道，最后由软化阀废水口2排出。
50.工况二：如图5所示，再生过程盐利用率开始下降时，由控制程序控制电控板启动电机4带动动阀片16转动，此时动阀片16与定阀片3第二再生流道孔串通，其他工位和其他再生孔道封闭。原水从软水阀进水口6进入控制阀阀体5内第二再生流道，此时再生流量为b，再由阀体5进入混合器15，利用虹吸或泵抽原理从盐箱12由盐阀11控制经吸盐管14吸取盐水混合成浓度为b的再生液。再生液进入阀体5内一个再生流道，再从阀体5经中心管8输入下布水器10。下布水器10分散再生液水流后从下往上均匀与软化滤料9接触，通过调节再生离子环境提高再生液利用率，再生废水由上布水器13收集后输入阀体5内流道，最后由软化阀废水口2排出。
51.需要注意的是，在上述工况一和工况二中，再生流量a≠b，再生液浓度a≠b，再生流道19大于等于2条，且每条再生流道过流面积不同。再生过程中盐液利用率降低时通过先降低再生液浓度、提高流量(a大于b)降低硬度离子浓度(a小于b)；后提高再生液浓度、降低流量来提高再生液利用率。
52.如图5所示，在其中一个实施例中，上述软水设备软化阀还包括阀壳17，主阀体5内置于阀壳17。
53.阀壳17主要用于隔离保护主阀体5以及内置于主阀体5内的驱动组件以及再生流道调节组件。阀壳可以采用金属材料制成或者采用高强度塑料材料制成。
54.为更详细说明本技术软水设备软化阀的具体技术原理，下面将分别针对软水设备软化系统其它4种工位详细描述。
55.软化运行
56.如图1所示，软化运行时，由控制程序控制电控板启动电机4带动动阀片16转动，此时动阀片16与定阀片3运行流道孔串通，其他孔道封闭。原水从软水阀进水口6进入主阀体5内运行流道，原水从主阀体5经上布水器13分散水流，然后进入树脂罐7内，原水从上往下经软化滤料9过滤软化后，软化水由下布水器10收集后从中心管8汇入阀体5内流道，最后软水由出水口18输入家庭水管供用户使用。
57.反洗
58.如图6所示，反洗运行时，由控制程序控制电控板启动电机4带动动阀片16转动，此时动阀片16与定阀片3反洗流道孔串通，其他孔道封闭。原水从软水阀进水口6进入控制阀阀体5内反洗流道，原水从阀体5经中心管8输入下布水器10。下布水器10分散水流后从下往上水流冲击清洗软化滤料9，清洗废水由上布水器13收集后输入阀体5内流道，最后由软化阀废水口2排出。
59.正洗
60.如图7所示，正洗运行时，由控制程序控制电控板启动电机4带动动阀片16转动，此时动阀片16与定阀片3正洗流道孔串通，其他孔道封闭。原水从软水阀进水口6进入控制阀阀体5内正洗流道，原水从阀体5经上布水器13分散水流，然后进入树脂罐7内，原水从上往下冲洗软化滤料9后，冲洗废水由下布水器10收集后从中心管8汇入阀体5内流道，最后废水由软化阀废水口排出。
61.补水
62.如图8所示，再生完成冲洗、吸盐过程后，软化系统开始往盐箱12内补充一定水量溶解软化盐形成高浓度盐液，为下次再生准备。此时由控制程序控制电控板启动电机4带动动阀片16转动，此时动阀片16与定阀片3补水流道孔串通，其他孔道封闭。原水从软水阀进水口6进入控制阀阀体5内补水流道，原水从阀体5经上布水器13分散水流，然后进入树脂罐7内，原水从上往下传过软化滤料9后，软化水由下布水器10收集后从中心管8汇入阀体5内再注入混合器15，最后软化水由与混合器其连接的盐管14和盐阀11注入盐箱12。
63.另外，本技术还提供一种软水设备软化系统，包括再生模块、运行模块以及上述的软水设备软化阀；再生模块通过软水设备软化阀与运行模块连接。
64.本技术软水设备软化系统，包括再生模块、运行模块以及软水设备软化阀，软水设备软化阀内设置有过流面积不同的再生流道，这些再生流道由驱动组件驱动再生流道调节组件来调整导通的再生流道，以调整再生液通过该软水设备软化阀进入到软化滤料中的流量，从而实现再生过程中再生液流量控制，提高再生液利用率及软化滤料再生恢复度，实现高效再生。
65.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。