专利名称：水处理系统的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及水处理，且具体而言涉及基于反渗透的水处理设备和方法。
背景技术：
即需即用型饮用水系统是已知的。在一种类型的系统中，使用反渗透单元来处理 且随后分配相对少量的经处理的水。在许多目前可用的系统中，使玻璃杯装满经处理的水 所花的时间可能长得让人不能接受。消费者期望迅速分配经处理的水且不依赖于他们的操 作的外力的水处理系统。不需要外力的基于反渗透的水处理系统是已知的。在美国专利No. 4，650，586和 No. 8，764，595中描述了这种系统的一个实例，这两个专利都归本申请的受让人所拥有，且 通过引用而特此结合进来。已经证明在这两个专利中公开的系统是成功的。但是，消费者 想要能够以较大的流率产生和/或分配经处理的水的系统。发明的公开本发明提供了一种在需要的时候提供经处理的水的新的和改进的水处理设备和 方法。该系统使用反渗透薄膜来产生存储在给水偏置式储罐中的渗透物，该给水偏置式储 罐大体当系统正在产生渗透物时被减压，且仅在系统分配渗透物或在罐满了时(在填充循 环结束时)被加压。在渗透物产生循环结束时，用存储在渗透物收集器中的渗透物冲洗反 渗透薄膜。根据本发明，水处理系统包括具有用于待处理的源水的输入、渗透物输出和浓缩 物输出的反渗透模块。反渗透控制阀控制源水与反渗透模块的连通。给水偏置式储罐存储 反渗透模块所产生的渗透物。给水控制阀控制源水与位于储罐中的给水腔室的连通。罐加 压控制阀控制给水控制阀的开启和关闭，以及由此控制储罐中的给水腔室的加压和减压。根据此实施例的特征，公开了一种用于限制通往形成给水控制阀的一部分的信号 压力腔室的信号压力流的限制器。此限制器降低了将流体产生的力施加到形成给水控制阀 的一部分的阀操作部件上的速率。根据此特征的另一方面，提供了一种构造成以便与限制器成并联关系的止回阀。 该止回阀允许在信号压力终止时基本立刻释放阀操作部件上的流体产生的力。根据此实施例的另一个特征，可操作可从阀的外部接近的操作部件，以便以机械 的方式关闭给水控制阀，以便终止源水与给水偏置式储罐的连通。此特征使得机械偏置式 (即气体、弹簧)储罐能够代替给水偏置式储罐。根据本发明的另一个特征，罐加压控制阀可包括与排水管连通的接收腔室。当形 成罐加压阀的一部分的受隔膜控制的入口未与隔膜接合时，该入口与接收腔室连通。当隔 膜密封地接合入口时，入口与接收腔室的连通被终止。根据此特征，提供了使储罐中的给水 腔室与排水管连通的、包括第一限制器的第一流动通道。提供了使储罐中的给水腔室与罐 加压控制阀的入口连通的、包括第二流动限制器的第二流动通道。根据所示实施例，由第一流动限制器引起的对流动的限制远远大于由第二流动限制引起的对流动的限制。在此布置的情况下，当隔膜密封件与入口脱开时，通过第二通道通 往排水管的给水流远远大于通过第一通道通往排水管的给水流。在该优选实施例中，第一 通道在水处理系统的整个操作中提供给水到排水管的略微的泄露。这改进了系统的可靠操 作，且尤其确保了在适当的时候对储罐中的给水腔室的充分减压。根据本发明的另一个特征，提供了一种包括用于接收可移除的过滤器模块的多个 套筒的水处理系统。还提供了贮存器/栓塞，该贮存器/栓塞可由套筒中的至少一个接收， 藉此可将物质引入水处理系统中，以便于对系统进行清洁、处理等。根据此特征的另一方 面，还提供了转接器，该转接器可由套筒中的至少一个接收，且其允许额外的水处理模块流 体地连接到水处理系统上。根据本发明的又一个特征，公开了一种水处理系统，其包括用于封闭该水处理系 统的构件的壳体。另外，包括了导管支承件，以隔开施加到连接到形成该水处理系统的一部 分的水处理系统构件上的导管上的力。通过阅读结合附图进行的以下详细说明，额外的特征将变得显而易见，且将获得 较全面的理解。附图简述当考虑了结合附图得到的以下说明之后，本发明的前述和其它特征将变得更加显 而易见，其中
图1示意性地示出了根据本发明的一个优选实施例构造的水处理系统；图2是根据本发明的一个优选实施例构造的水处理组件的透视图；图3是形成图2所示的水处理组件的一部分的壳体的仰视图；图4是从图3中的线4-4所指示的平面看到的截面图；图5是图3所示的壳体的不完整截面图；图6A是根据本发明的一个优选实施例构造的给水控制阀的分解图；图6B是根据本发明的一个优选实施例构造的罐减压控制阀的分解图；图6C是根据本发明的一个优选实施例构造的RO控制阀的分解图；图7是根据本发明的一个优选实施例构造的栓塞/分配器装置的透视图；图8是形成本发明的一部分的过滤器转接器的截面图；图9是图8所示的转接器的仰视图；以及图10是安装在根据本发明的一个优选实施例构造的封罩内的、图2所示的水处理组件的后视图。本发明的具体优选实施例的描述图1示意性地示出了根据本发明的一个优选实施例构造的水处理系统。所示系统 接收来自大体由参考标号10指示的源的待处理的水。该源可包括井水或由市政的供水系 统输送的水。水源最初由预滤器14过滤。待处理的水输送到反渗透(RO)模块20，如已经 知道的，该反渗透模块20产生被称为“渗透物”的经处理的水。该渗透物存储在储罐24中， 在需要的时候通过龙头26从该储罐24中分配该渗透物。由RO滤筒20产生渗透物受RO控制阀30控制。在所示实施例中，储罐24包括内 部囊24b，当该内部囊24b被加压时，其将渗透物推出存储腔室24a，以便于输送到龙头26。 囊24b的加压由罐加压(TP)控制阀34控制。在所示的且优选的实施例中，使用“给水”来实现囊24b的加压。在所示实施例中，“给水”是来自供应10的水。给水(FW)控制阀40控 制给水到囊24b的连通。大体上，图1所示的水处理系统产生渗透物，直到罐24已经达到预定量的渗透物 或者当罐中的渗透物达到预定压力为止。当罐24 “装满”时，渗透物的产生结束，且用存储 在渗透物收集器52中的渗透物冲洗RO滤筒20，将在下面进行描述。在最初启动时，系统执行以下操作序列。待处理的水穿过预滤器14，且被输送到供 应线路60。供应线路60具有两个分支60a、60b。分支线路60a中的水进入RO控制阀30的 入口端口 62。入口端口 62与阀30的接收腔室30b的连通由隔膜组件控制，该隔膜组件包 括由活塞/联接部件63c连接在一起的上部协作隔膜63a和下部协作隔膜63b。RO控制阀 30包括信号腔室30a，当该信号腔室30a被加压时，其在上隔膜63a上施加向下推动隔膜组 件的、流体压力产生的力。充分的向下移动将使下隔膜接合和密封入口端口 62，且阻止源水 进入下腔室30b。在最初启动时，使信号腔室30a减压，且因此隔膜63b与端口 62隔开，如 图1所示。这允许供应水流入阀的下腔室30b中，且通过RO供应导管66 (其与下腔室30b 连通)流入RO滤筒20的入口中。止回阀68位于供应导管66中，且允许水从RO控制阀下 腔室30b流入RO滤筒20中，但是阻止反向的流动。对于一些应用来说，不需要这种止回阀。如已经知道的，RO滤筒20使进入水分离成渗透物和浓缩物，且将渗透物输送到输 出线路70，而将浓缩物输送到浓缩物排放线路72，浓缩物排放线路72包括流动控制器或限 制器73。浓缩物优选被排到排水管，如图所示意性地示出。这里应当注意，RO控制阀30中的隔膜组件对压差作出反应。与信号腔室30a连通 的隔膜63a优选地比与下腔室30b连通的下隔膜63b具有更大的面积。此布置趋向于“放 大”信号腔室30a中的压力，使得由可小于下腔室30b中的给水的压力的信号压力产生闭合 力。这个“放大”是由上隔膜63a和下隔膜63b的面积的比率确定的。分支通道60b中的给水通过入口端口 70输送到给水控制阀40。给水控制阀40在 构造方面类似于RO控制阀30，因为给水控制阀40包括隔膜组件，该隔膜组件包括由活塞/ 联接部件74c连结在一起的上隔膜74a和下隔膜74b。下隔膜74b可与入口端口 70密封地 接合，以阻止给水流入下腔室40b中。腔室40b与给水供应线路76连通。当隔膜74b如图 1所示与入口端口 70隔开时，给水通过相应的给水分支通道76a、76b被输送到囊24b和罐 加压控制阀34的信号腔室34a两者。这个进入给水趋向于填充囊24b且使囊24b膨胀，以及趋向于进入TP阀34的信 号腔室34a。TP阀34也包括隔膜组件，该隔膜组件包括由联接部件84c互连的上活塞84a 和下隔膜84b。信号腔室34a中的给水对上活塞84a施加力，从而趋向于向下驱动该隔膜 组件。充分的向下移动将使下隔膜密封地接合入口端口 80。TP阀34包括弹簧86，弹簧86 向上推动隔膜组件，且实际上对抗信号腔室34a中的给水所施加的力。选择弹簧，使得必 须在发生关闭之前在信号腔室34a中产生预定的压力(即12psi)。由于给水通常远远大 于12psi (即60psi或更大)，所以在最初启动时将给水连通到信号腔室34a会关闭TP阀 34(即导致下隔膜84b接合和密封入口端口 80)。在启动时，TP阀34的下部流体腔室34b 中存在很小的压力或不存在压力，因为排水管D大小设置成使得进入腔室34b的任何流体 都被立即排到该排水管中。排水管D阻止进入腔室34b的流体聚集在腔室中及填充该腔室。 因此，存在很小的或者不存在施加在下隔膜84b上的流体所产生的力来对抗隔膜组件上的向下力。在此最初启动期间，由RO滤筒20产生的渗透物趋向于沿阻力最少的路径行进。 由于如上所述，囊24b被加压且由此膨胀，以填充整个罐24，所以渗透物不能进入存储腔室 24a。结果，渗透物将趋向于通过收集器供应线路90和相关联的止回阀92流入渗透物收集 器52中。止回阀92允许渗透物从渗透物供应线路70流到收集器供应线路90，但阻止反向 的流动。由RO滤筒20产生的渗透物通过罐供应线路96输送到罐24。渗透物还会被直接 连通到龙头供应线路98。如在图1中看到的，渗透物供应线路70可包括一个或多个辅助过 滤器100、102，而龙头供应线路98可包括后过滤器104。龙头供应线路包括止回阀106，止 回阀106允许渗透物从罐供应线路96或渗透物供应76中的任何一个或两者流入龙头供应 线路98中，但阻止反向的流动。龙头供应线路98中的压力由信号线路110监测，信号线路 110连接到形成给水控制阀40的一部分的信号压力腔室40a上。根据本发明的一个特征，信号腔室40a的加压速率和减压速率由流动控制器112 和止回阀114控制。在所示实施例中，流动控制器112和止回阀114在阀40的内部，但这 些构件可安装在外部。流动控制器112限制将进入信号腔室40a的流体应用于上隔膜74a的速率，且由 此延迟隔膜的向下移动，结果延迟下隔膜74b与入口端口 70的接合。换句话说，当足以关 闭阀40的信号压力被输送到该阀40时，流动控制器112通过延迟对上隔膜74a施加全部 的信号压力来延迟或抑制阀的关闭。另一方面，止回阀114允许在信号线路110中的压力 终止后立即消除施加到上隔膜74a上的压力，从而使得能够快速和即刻地打开阀40。如可在图1中看到的，接收渗透物压力的FW阀40的上隔膜74a比接收给水压力 的下隔膜74b具有更大的截面。因此，小于给水压力的渗透物压力可实现隔膜组件的关闭。 上隔膜74a和下隔膜74b的表面积的比率确定怎样的渗透物压力将实现关闭。例如，如果 上隔膜面积与下隔膜面积的比率为3 2，略微大于给水供应压力的三分之二的渗透物压 力将实现控制阀40的关闭，且终止给水到囊24b和信号腔室34a的连通。当阀40关闭时，仅隔膜74b的覆盖在端口 70上面的区域暴露于流体压力。此区 域由图5中的参考标号74b'指示。在优选的且示出的实施例中，上隔膜74a的表面积与区 域74b'的面积的比率为约3 1。结果，腔室40a中的渗透物压力将保持阀40关闭，直到 渗透物压力下降到给水供应压力的1/3以下为止。简而言之，当渗透物压力达到给水压力 的约2/3时，阀40将关闭，且将不会重新打开，直到渗透物压力下降到给水压力的约1/3为 止。这个“死区”大大增强了系统的稳定性，且阻止了阀颤震等的发生。随着渗透物继续由RO滤筒20产生，渗透物压力信号线路110将经历逐渐升高的 压力，该升高的压力继而被施加到FW控制阀40的上隔膜74a上。当渗透物信号线路中的 压力达到预定压力(即如由上隔膜74a的表面积与下隔膜74b的表面积的比率所确定的三 分之二的线路压力)时，下隔膜74b将密封FW控制阀40的入口端口 70。这将终止给水到 囊24b和TP控制阀34的信号压力腔室34a的连通。给水供应线路76 (其通过通道76a、76b为信号腔室34a和囊24b两者进行供给) 还通过排水管通道120连通到排水管D，排水管通道120包括流动控制器或流动限制器 122。排水管D还通过排水线路126与罐加压控制阀34的下腔室34b连通。给水线路76通过入口端口 80与TP阀34的下腔室34b连通，入口端口 80连接到辅助排水管/信号线 路128上，该辅助排水管/信号线路128包括流动控制器或限制器130。根据本发明的这 个特征，流动控制器130比流动控制器122限制性要小得多。给水输送到TP阀34的入口 端口 80，该入口端口 80由下隔膜84b控制。当隔膜关闭时，线路128中的给水对隔膜84b 施加打开力。当隔膜84b在如图1所示的位置上时，流过流动限制器130的给水进入下腔 室34b，且由排水线路126输送到排水管。因为流动控制器130比流动控制器122限制性更 小，所以给水通过下腔室34b流到排水管D比其流过流动控制器122要快得多。由于以上描述的流动构造，当给水控制阀40关闭且终止给水到分支供应导管 76a、76b的连通时，这些导管中的压力趋向于随着给水通过流动控制器122流到排水管而 逐渐降低。当分支导管76a、76b中的压力下降到预定水平时，由弹簧86供应足够的力，以 使隔膜84b向上移动。这就打开了入口端口 80，且使排水线路128 (其具有限制性较小的流 动控制器)与排水管D连通，从而提高分支导管76a、76b中的给水压力降低的速率。由于终止了对囊24b应用给水，所以渗透物可流入罐腔室24a中，从而将囊挤压和 收缩到最小状态。渗透物将填充罐腔室24a，且一旦被填充，渗透物的压力就将开始升高。 RO控制阀30中的上隔膜63a将通过渗透物信号线路134感觉到这个升高的渗透物压力。 一旦渗透物压力相对于供应线路压力(如施加在下隔膜63b上的)达到预定压力，隔膜组 件就将被向下驱动，以便密封端口 62，以及终止水供应10与RO滤筒20的连通。然后，通往 RO滤筒20的供应线路压力的终止将使得渗透物能够通过冲洗导管140和止回阀142从收 集器52流入RO滤筒20的输入20a中。由此用渗透物冲洗RO滤筒20中的薄膜。该系统 现在处于待命模式中。在待命模式中，止回阀106保持龙头供应线路98和渗透物信号线路110中的压 力。当龙头28打开以将渗透物输送给用户时，渗透物信号线路110中的压力立即被耗尽。 施加在FW控制阀40的上隔膜74a上的信号压力由于止回阀114实际上也立即被耗尽。止 回阀114允许与上隔膜74a连通的被加压的流体立即离开信号腔室40a。此作用立即减小 或消除了隔膜74a上的关闭力，且允许下隔膜74b移开，且从而将给水连通到囊24b以及罐 加压控制阀34的信号腔室34a。囊24b的加压将渗透物推出储罐腔室24a而到达龙头26。当龙头打开时，渗透物压力的下降还导致RO控制阀30的信号腔室30a中的渗透 物信号压力也下降。如果信号压力下降得充分，下隔膜63b就将向上移动，从而移开入口端 口 62，且允许供应水流到RO滤筒20。在RO控制阀30打开之后，RO滤筒20就开始制造渗 透物，该渗透物被输送到储罐隔室24a和/或龙头供应导管98。如果由于龙头26的打开而开始渗透物的产生，渗透物就将继续由滤筒20产生，直 到在储罐24中产生的渗透物压力达到预定水平为止(即使是当龙头26关闭时)。如以上 所阐明，将实现RO控制阀30的关闭的渗透物压力是由上隔膜63a和下隔膜63b的有效压 力面积的比率确定的。当龙头关闭时，将在渗透物信号线路110中建立渗透物压力，且渗透物压力将通 过流动控制器112连通到信号腔室40a上。一旦在上隔膜74a上施加了足够的信号压力， 下隔膜74b就将移动成与入口端口 70进行密封接触，且终止给水到囊24b和TP控制阀34 的连通。如以上所阐明，这最终将引起囊24b的总减压，然后该总减压将允许渗透物再次填 充整个罐腔室24a，此时渗透物生产将停止，且系统将被置于“待命”模式中。
根据本发明的一个特征，用来控制阀40的渗透物压力信号是龙头26所经历的渗 透物压力。换句话说，压力信号是在后过滤器104的下游得到的。这增强了系统的稳定性。 在正常操作中，后过滤器104通常将随着时间而更加受限制，且结果当龙头打开以输送水 时，越过后过滤器将存在压降。通过从直接与龙头连通的线路110获得渗透物信号压力，阀 40对在龙头处而不是在通往后过滤器的入口处所经历的渗透物压力作出反应，如果后过滤 器104对通往龙头的渗透物流动提供相当大的限制，则渗透物压力可能更高。此特征增强 了由龙头进行的渗透物输送的稳定性。如以上所指示，将导致各种隔膜/活塞的移动的渗透物压力的水平是由给定阀的 上隔膜/活塞与下隔膜的有效压力面积的比率确定的。在所示实施例中，当渗透物压力达 到略大于供应线路压力的三分之二时，渗透物的产生就停止。根据此实施例中，当渗透物压 力降到供应线路压力的三分之一以下时，渗透物的产生在RO控制阀30打开后就重新建立。根据本发明的一个特征，通过将阀30和40以及相关联的信号线路构造成使得RO 控制阀30与阀40相比需要略微较高的渗透物压力来关闭，来进一步增强系统的稳定性。这 种优选构造确保RO控制阀30不会在给水控制阀40之前关闭。如果RO控制阀30先关闭， 则关闭阀40所需的渗透物压力的源就会终止，并且因此其将永远不会关闭。应当注意，本 发明不应限于所公开的比率或关系。可通过改变形成给定控制阀的一部分的隔膜/活塞的 有效压力面积来容易地改变上述关系。图2示出了根据本发明的一个优选实施例构造的水处理组件，在图1中示意性地 显示了该水处理组件的构件。为了有利于阐述，将为图2中与图1所示的构件相对应的构 件赋予相同的参考标号。该组件包括优选模制成的壳体200。在优选的且示出的实施例中，壳体200包括单 独地模制且然后使用已知的热板熔融工艺熔合或连结在一起的上壳体部分200a和下壳体 部分200b。图1所示的导管、通道和供给线路中的许多整体地模制在壳体200中，且它们较 大，在这种情况下，有利的是使得实现了高的输送速率。在许多情况下，通道的各部分等形 成于壳体部分200a、200b中，且在壳体部分相连结时被完全限定。壳体200还限定了用于图1所示的各种阀、过滤器和其它构件的安装结构。特别地，壳体200安装且至少部分地限定RO控制阀30、给水(FW)控制阀40和罐 压力减压(TP)控制阀34。壳体200还安装了渗透物冲洗收集器52。还参照图3，壳体200限定了用于接收可更换的过滤器滤筒的套筒。特别地，壳体 限定了用于接合可更换的预滤器14的预滤器套筒14'、可由可更换的RO滤筒20接合的 套筒20'、用于可更换的后过滤器104的套筒104'和用于接收可更换的辅助滤筒的套筒 100' ,102'。图2中显示了辅助滤筒102。在该优选实施例中，图3所示的套筒是卡口型套筒。如已经知道的，滤筒插入相关 联的套筒中，且然后被旋转预定的量，以接合卡口结构，由此将滤筒保持就位。这里应当注意，用于辅助滤筒100的套筒100'(在图2中显示)容纳了安装在其 中的栓塞/分配器装置210而非过滤器。辅助滤筒100、102是可选的，且如果顾客不想要 辅助滤筒，则将栓塞/分配器装置210 (将要描述)插入其位置。在图3中，还显示了安装 在后过滤器套筒104'中的栓塞/分配器装置。根据本发明的一个特征，可容易地接近若干流动控制构件以进行维护。例如，如在图2中看到的，可从壳体200上容易地移除浓缩物流动控制器73，以进行清洁或更换。形成 流动控制器的一部分的限制孔模制到流动控制器72中，而且根据图2所示的实施例，该限 制孔插入形成于壳体中的孔口中，且通过使元件72旋转四分之一圈或更多来将其锁紧和 密封就位。还可容易地维护许多止回阀。例如，通过移除相关联的密封盖203来接近止回 阀142。在移除盖之后，可移除止回阀142以进行维护、清洁或更换。通过移除相关联的盖 205来接近止回阀106。在优选的且示出的实施例中，可在不需要工具的情况下扭转和移除 流动控制器72和止回阀盖，即盖203和205。壳体200还安装和部分地限定了大体由参考标号214指示的计量装置，该计量装 置监测被后过滤器104处理过的水的量。可在美国专利No. 6，428，708中找到此计量/监 测装置的细节，该专利由本受让人拥有，且通过引用而特此结合进来。参照图5，示出了实际的FW阀40和实际的TP阀34的细节。首先转到FW阀40， 图1所示的渗透物信号线路110至少部分地由上壳体200a形成。在实际构造中，短的、模 制的成角度通道110'使通道110与FW控制阀40中的接收腔室40a‘连接。阀40包括捕获在阀盖222和阶梯式环形间隔件224之间的环形阀部件组件220。 如在图5中看到的，上隔膜74a密封地捕获在阀部件组件200和阶梯式间隔件224之间，而 下隔膜74b则捕获在阶梯式间隔件224的底部和由上壳体200a限定的阶梯226之间。壳 体200a还限定了可以由下隔膜74b接合的座部70。当下隔膜74b与座部70脱开(在联 接部件74c向上移动时)时，通道60b中的流体可流入下腔室40b中，且被连通到给水通道 76。如以上所阐明，给水控制阀40控制给水到罐24的连通，以便产生驱动力，以将渗 透物从腔室24a推出。在操作中，当下隔膜74b向上移动，且与座部70脱开时，给水被连通 到罐24的囊腔室24a。根据本发明的一个特征且还参照图1，气压偏置式或充气式罐(在图1中以虚线显 示)24'可代替给水偏置式罐24。当顾客选择气压偏置式罐来存储渗透物时，可停用给水 控制阀40，以阻止给水到通道76的连通。根据本发明，通过以机械的方式保持下隔膜74b 与座部70的接合来实现这一点。如在图5中最佳地看到，阀盖222以螺纹的方式安装调节 螺钉230，调节螺钉230松散地联接到柱塞234上。当旋转调节螺钉230以产生该调节螺钉 的向下移动时，柱塞234最终移动成与上隔膜74a进行抵靠接触，这就会向下推动联接部件 74c。在柱塞234充分地向下移动之后，联接部件74c就接触下隔膜74b，且促使下隔膜74b 与座部70进行密封接触，从而使供给线路60b与供给线路76永久地隔开。这会防止给水 连通到给水导管76a(在图1中显示)。另外，线路76可由适当的栓塞P塞住。阀部件组件220限定了可由大小恰当的孔112a形成的流动限制器112。流动限制 器112还可包括滤网238，以阻止否则将阻塞孔112a的污染物进入。阀部件组件220还安装了止回阀114，止回阀114包括止回元件114a，弹簧240使 止回元件114a朝向其闭合位置偏置。如在图5中看到的，使用适当的0形圈来密封调节部件230、柱塞234和阀部件组 件220，以阻止流体泄漏。罐减压控制阀34包括盖240，盖240限定了短的成角度的通道76a，其使通道 76a(也在图1中显示)与信号腔室34a连通。腔室34b由下隔膜84b的下表面和环形嵌件246的上表面限定。该嵌件保持在由上部壳体200a限定的阶梯式凹部中，且由0形圈密封 到该阶梯式凹部上。嵌件246还限定了可由下隔膜84b接合的阀座部80。嵌件246还限定 了由具有预定大小的孔形成的流动限制器122和流动限制器130。下隔膜34b被捕获在环形嵌件246与管状间隔件248之间。上隔膜84a被捕获在 管状间隔件248与顶盖240之间。图6A、6B和6C是给水控制阀40、罐减压控制阀34和RO控制阀30的分解图。这 些图示出了包括图1-5中显示的实际的阀30、34、40的构件。为了有利于理解，为对应于图1-5所示的构件的图6A、6B和6C中显示的构件赋予 相同的参考标号。在这些图中显示的未编号的环形构件是用来使构件彼此密封或密封到其 它壳体构件上的密封件和/或0形圈。如以上所论述，给水控制阀40包括定位在上隔膜74a和下隔膜74b之间的阶梯式 间隔件224。此阶梯式间隔件_特别是其上内径和下内径分别限定了上隔膜和下隔膜的有 效压力面积。如在图6A中看到的，RO控制阀30还包括定位在上隔膜63a和下隔膜63b之间的 阶梯式间隔件250。此阶梯式间隔件250包括向内延伸的下阶梯250a，该阶梯250a限定了 预定的内径，该内径小于由间隔件250的上部部分限定的内径。类似于阀40中的间隔件 224，间隔件250限定上隔膜63a和下隔膜63b的有效压力面积。如以上所阐明，上隔膜通 过信号线路134接收渗透物压力。隔膜60b的下表面接收源压力。因为上隔膜由于间隔件 250的上部部分的较大内径而具有较大的有效压力面积，所以低于源水压力的渗透物压力 将足以向下驱动隔膜63b与座部62接触，藉此终止源水到RO单元20的连通。由隔膜63a 和63b限定的有效压力面积的比率确定了将实现阀的关闭的渗透物压力-源压力比率。根据本发明，可替换大小不同的间隔件250，以改变将实现阀的关闭的渗透物压力 水平。例如，在一些应用中，特别是在使用充气式储罐24'(在图1中示意性地示出)的应 用中，可能合乎需要的是下部渗透物压力足以关闭RO控制阀30。通过用间隔件250'代替 间隔件250来实现这一点。如在图6C中看到的，间隔件250'包括限定内径的向内依靠的 阶梯250a'，该内径小于由备选间隔件250限定的内径。间隔件250'实际上降低了下隔 膜63b的有效压力面积。因此，给定水平的源压力在阀上施加了减小的力，从而使得下部渗 透物压力能够实现使下隔膜63b向下移动成与座部62 (在图1中显示)进行封闭接触。如 以上所指示，可实现关闭的渗透物压力与源压力之间的比率是由阶梯式部分250a'所限定 的内径与间隔件的上部部分的内径的比率来确定的。图7-10示出了本发明的其它特征。图7示出了结合图3和4论述过的栓塞/分配 器210的细节。装置210用于若干目的。装置210可用作栓塞，以在将不要安装特定的过 滤器/滤筒的情况下阻塞给定套筒。如在图3中看到的，使用部件210来插入用于辅助过 滤器100(在图1中显示)的套筒。该部件210包括法兰260，法兰260可由套筒结构(即 套筒100)接合，以便保持其位置。该部件还包括限定贮存器262a的环形凸出部262。凸出 部262可由给定套筒(例如套管100')密封性地接收，且在贮存器62a与壳体200之间建 立流体连通。贮存器262a可装有期望的溶液或物质(粒状或制成丸状的)，例如消毒剂溶 液或清洁溶液。然后部件210可安装到壳体200中，在此之后可使用贮存器262a中携带的 溶液/物质来对整个系统进行冲洗、清洁、净化或消毒。该部件210包括可由操作者抓握的悬垂法兰264，以有利于安装部件210以及从给定套筒中移除该部件210。
如以上所指示，壳体200安装了大体由参考标号214指示的计量装置。在该优选 实施例中，计量装置是美国专利No. 6，428，708中所公开的类型。如在图4中看到的，计量 装置214包括柱塞266，当移除相关联的滤筒时，柱塞266密封端口 267。根据本发明的特 征。栓塞/分配器210包括凸出部268，凸出部268用于在部件210安装到套筒104中时将 柱塞267提离其相关联的座部。通过提起柱塞267，贮存器262a中的流体被连通到计量装 置214中的适当的通道。 图8和9示出了转接器270，转接器270可安装在辅助滤筒套筒100‘ ,102'中的 任何一个或两者中，以便为系统增加额外的辅助过滤器。转接器270包括上法兰272，上法 兰272可与图3所示的任何套筒接合，包括但不限于套筒100' ,102'。转接器270包括凸 出部274，凸出部274建立了与壳体200中的适当的通道的流体连通，且对入口端口 276和 出口端口 278提供流体连通。这些出口端口构造成以便接收来自其它过滤器、罐的导管，它 们通过转接器流体地连接到系统上，使得这些辅助过滤器、罐等形成该系统的一部分。图10示出了组装好的系统，其中壳体200安装在封罩300内。可在2007年3月 26日提交的序号为No. 29/285，266的共同未决的设计申请中看到该封罩的额外的细节，该 申请由本受让人拥有且通过引用而特此结合进来。根据本发明，封罩与壳体200b共同为用 来将壳体连接到家庭用水供应10、龙头28和罐24上的导管提供应变消除。封罩300包括 软管支承件310，软管支承件310限定短的管状段310a-310e，导管98、96、76a、D、10在连接 到由下部壳体200b限定的适当的端口上之前分别被馈送通过段310a-310e。大体上，导管 通过已知的快速脱开配件来连接到壳体200b上的端口上。由封罩300限定的软管支承件 310支承导管，且使施加在导管上的力与将该导管联接到壳体200b上的配件分隔。由于此 布置，如果将力施加到给定导管上(例如拉力)，这个力的大部分由导管支承件310承载。 特别地，将该力施加到相关联的管状段上，而没有对壳体200b处的实际配件施加力，或者 对该配件施加了减小的量的力。这个应变消除会降低导管故障和/或泄漏的可能性。虽然已经以某种程度的特定性描述了本发明，但是应当理解，本领域技术人员可 在不偏离本文要求保护的本发明的精神或范围的情况下对本发明作出各种改变。
权利要求
一种水处理系统，包括a)具有用于待处理的源水的输入、渗透物输出和浓缩物输出的反渗透模块；b)用于控制该源水与所述反渗透模块输入的连通的反渗透控制阀；c)用于存储由所述反渗透模块产生的渗透物的给水偏置式储罐；d)用于控制所述待处理的水源与位于所述储罐中且至少部分地由弹性体部件形成的给水腔室的连通的给水控制阀；e)用于控制所述给水控制阀的打开和关闭的罐加压控制阀；f)用于限制通往所述给水控制阀中的信号压力腔室的信号压力流的限制器，所述限制器用于降低将流体产生的力施加到形成所述给水控制阀的一部分的阀操作部件上的速率。
2.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述水处理系统进一步包括构造 成与所述限制器成并联关系的止回阀，该止回阀允许在所述信号压力终止时基本立即释放 所述阀操作部件上的流体产生的力。
3.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述给水控制阀包括可从该阀的 外部接近的操作部件，对该操作部件进行操作，以便以机械的方式关闭所述给水控制阀，以 终止所述待处理的水源到所述储罐的连通。
4.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述水处理系统包括用于隔开施 加到连接到所述水处理系统上的导管上的力的导管支承件。
5.根据权利要求3所述的水处理系统，其特征在于，当所述给水控制阀由所述操作部 件关闭时，所述给水控制阀使得充气式储罐能够代替所述给水偏置式储罐。
6.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述水处理系统进一步包括用于 接收可移除的过滤器模块的多个套筒。
7.根据权利要求6所述的水处理系统，其特征在于，所述水处理系统进一步包括贮存 器/栓塞，该贮存器/栓塞可由所述套筒中的至少一个接收，藉此可将物质引入所述水处理 系统中，以清洁所述系统。
8.根据权利要求6所述的水处理系统，其特征在于，所述水处理系统进一步包括转接 器，该转接器可由所述套筒中的至少一个接收，藉此额外的模块可流体地连接到所述水处 理系统上。
9.一种水处理系统，包括a)具有用于待处理的源水的输入、渗透物输出和浓缩物输出的反渗透模块；b)用于控制该源水与所述反渗透模块输入的连通的反渗透控制阀；c)用于存储由所述反渗透模块产生的渗透物的给水偏置式储罐；d)用于控制所述待处理的水源与位于所述储罐中且至少部分地由弹性体部件形成的 给水腔室的连通的给水控制阀；e)用于控制所述给水控制阀的打开和关闭的罐加压控制阀；f)所述罐加压控制阀包括与排水管连通的接收腔室，所述罐加压控制阀进一步包括受 隔膜控制的入口，该入口布置成使得当所述入口未被隔膜接合时，所述入口与所述接收腔 室连通，且当所述隔膜密封地接合所述入口时，所述入口与所述接收腔室的连通终止；g)使所述储罐中的所述给水腔室与所述排水管连通的、包括第一限制器的第一流动通道；h)使所述储罐中的所述给水腔室与所述罐加压控制阀的所述入口连通的、包括第二流 动限制器的第二流动通道。
10.根据权利要求9所述的水处理系统，其特征在于，由所述第一流动限制器引起的流 动限制远远大于由所述第二流动限制器引起的流动限制，使得当所述隔膜与所述入口脱开 时，通过第二通道通往排水管的给水流远远大于通过第一通道通往该排水管的给水流。
11.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述第一通道在该水处理系统的整个操 作中提供给水到排水管的略微的泄漏。
12.根据权利要求9所述的水处理系统，其特征在于，所述给水控制阀包括操作部件， 可人工地操作该操作部件，以便关闭所述给水控制阀，藉此使得充气式储罐能够代替所述 给水偏置式储罐。
13.一种水处理系统，包括a)具有用于待处理的源水的输入、渗透物输出和浓缩物输出的反渗透模块；b)用于控制该源水与所述反渗透模块输入的连通的反渗透控制阀；c)用于存储由所述反渗透模块产生的渗透物的储罐；d)用于接收可移除的过滤器模块的多个套筒；以及e)贮存器/栓塞，该贮存器/栓塞可由所述套筒中的至少一个接收，藉此可将物质引入 所述水处理系统中，以清洁所述系统。
14.根据权利要求13所述的水处理系统，其特征在于，所述水处理系统进一步包括转 接器，该转接器可由所述套筒中的至少一个接收，藉此额外的水处理模块可流体地连接到 所述水处理系统上。
15.一种水处理系统，包括a)具有用于待处理的源水的输入、渗透物输出和浓缩物输出的反渗透模块；b)用于控制该源水与所述反渗透模块输入的连通的反渗透控制阀；c)用于存储由所述反渗透模块产生的渗透物的给水偏置式储罐；d)壳体，该壳体包围所述水处理系统的构件，且包括用于隔开施加到连接到所述水处 理系统构件上的导管上的力的导管支承件。
16.一种用于净化水的方法，包括以下步骤a)提供具有用于待处理的源水的输入、渗透物输出和浓缩的输出的反渗透模块；b)提供用于控制该源水与该反渗透模块的连通的反渗透控制阀；c)将由该反渗透模块产生的渗透物存储在给水偏置式储罐中，该给水偏置式储罐包括 给水腔室，以便当对该给水腔室加压时将渗透物推出该储罐；d)用给水控制阀监测分配装置处的渗透物的压力；e)推迟将与在分配装置处的渗透物的压力有关的信号压力施加到给水控制阀上，以便 减慢所述给水控制阀的关闭；f)允许从所述给水控制阀中的信号腔室基本不受限制地流出，以允许在该信号压力降 低时基本且立即打开所述给水控制阀；g)允许所述给水腔室中的给水通过流动限制器泄漏到排水管，藉此在所述反渗透模块 产生渗透物时确保所述给水腔室的基本完全的减压。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在收集器中积聚3渗透物的步骤，该渗透物用来在净化循环结束时冲洗该反渗透模块。
18.根据权利要求9所述的水处理系统，其特征在于，所述水处理系统进一步包括用于 存储来自该反渗透模块的渗透物的收集器，在净化循环结束时，使用存储在所述收集器中 的所述渗透物来冲洗该反渗透模块中的薄膜。
19.根据权利要求18所述的水处理系统，其特征在于，所述收集器是弹簧偏置的。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤当所述 反渗透控制阀使源水与反渗透模块的连通终止时，将来自所述收集器的渗透物连通到所述 反渗透模块的输入上。
21.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤监测所 述分配装置处的渗透物压力，且在所述分配装置处感测到预定的压力降之后，将给水连通 到所述给水腔室，以便产生将渗透物推出所述储罐的力。
全文摘要
一种水处理系统包括反渗透模块以及控制水源与该模块之间的连通的控制阀。给水偏置式储罐存储渗透物，且由给水控制阀控制通过给水对渗透物的加压。通往给水控制阀的信号压力腔室的信号压力流受到限制，以降低施加流体产生的力的速率。当信号压力终止时，与限制并联的止回阀允许相对不受限制地流出信号腔室。罐加压控制阀控制给水控制阀的操作，且控制储罐中的给水偏置腔室的加压。渗透物存储在收集器中，以在储罐达到预定限值时冲洗反渗透模块。可将清洁物质或添加剂引入到该系统中。
文档编号B01D21/24GK101896242SQ200880121471
公开日2010年11月24日 申请日期2008年12月12日 优先权日2007年12月13日
发明者P·哈勒姆巴, S·帕克, S·戈夫, S·胡普斯 申请人:康乃特科公司