專利名稱：軟化水罐的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種軟化水的方法和裝置，更具體地說，本發明涉及一種具有雙腔軟化水罐和雙向閥的軟化水方法和裝置，所述雙腔軟化水罐可使水由兩種單獨的處理介質進行處理，所述雙向閥在水軟化器再生循環過程中可使壓力水流入到其中一個罐中。
背景技術：
過去，通常利用含有一種介質(通常為離子交換樹脂)的單腔罐來軟化水。過去很多的水軟化器利用閥來完全關閉液體通道。帶有閥的水軟化器通過機械裝置進行操縱或者需要彈簧進行支承。
DeVoe等人的US5173179就公開了一種利用多個液體處理容器進行軟化水的裝置。水沿一個方向循環流動來除去水中的物質，然后水沿相反的方向循環流動進行處理介質的再生。但是，凈化裝置是從第一容器溢流到第二容器再溢流到第三容器等等的一系列容器。在再生過程中沒有閥來控制水的回流。使用溢流容器限制了相對較重的離子交換樹脂的再生效果。
Kaplan的US5389243公開了一種雙腔水過濾裝置。其利用有源泵在壓力作用下將水從第一腔經過流道泵送到第二腔。關閉泵就會產生壓力回流，從而使過濾器和凈化裝置再生。Clauer等人的US435992公開了一種利用真空控制閥來運送回洗再生流體的裝置。控制閥需要由真空力進行動態控制。但有源泵需要其它輔助設備。
本發明提供一種新改進的雙腔軟化水罐，其結構簡單、使用效率高，并可克服前述的缺點，且具有良好的綜合效果。
發明內容根據本發明，提供一種新改進的軟化水罐，其包括兩個腔和兩種水處理介質以改善水的處理。軟化水罐還包括一個用于在再生循環過程中對其中一個腔和處理介質進行壓力回洗的雙向閥。
根據本發明的一個方面，公開了一種用于水軟化器的軟化水罐。所述罐包括外殼、位于外殼內且包含氧化還原介質的上腔、位于外殼內并處于上腔的下方且包含離子交換樹脂的下腔、允許水流入上腔的第一孔口、允許水流入下腔的第二孔口、以及允許水在上腔和下腔之間流動的第三孔口。軟化水罐還包括一個與第三孔口配合工作的雙向閥，以便于在水軟化器工作過程中控制水流從上腔經第三孔口流入下腔，以及在水軟化器再生過程中控制水流從下腔經第三孔口流入上腔。當水從上腔流入下腔時，雙向閥仍保持打開狀態。在再生過程中，雙向閥向上浮起，限制水流從下腔經第三孔口流入上腔，從而在水軟化器再生過程中產生高壓水流來清洗和再生氧化還原介質。
根據本發明的另一個方面，提供一種利用軟化水罐來軟化水的方法，其包括以下步驟水經第一孔口流入上腔，用氧化還原介質對水進行還原處理，使水經第三孔口和雙向閥流入下腔，利用離子交換樹脂進行離子交換來軟化水，使水經第二孔口流到分配閥，以及使氧化還原介質和離子交換樹脂進行再生。
根據本發明的又一個方面，提供一種用于水軟化器的軟化水罐，其包括外殼、位于外殼內且包含氧化還原介質的上腔、位于外殼內并處于上腔的下方且包含離子交換樹脂的下腔、允許水流入和流出上腔的裝置、允許水流入和流出下腔的裝置、允許水在上腔和下腔之間流動的裝置、以及允許水流過位于上腔和下腔之間的第三孔口的裝置。軟化水罐還包括一個在水軟化器再生過程中使從下腔流到上腔的水流受壓的裝置。
本發明的優點是水通過兩種單獨的處理介質進行處理，從而將供應水中的各種雜質除去。
本發明另一個優點是漂浮雙向閥使水在水軟化器再生過程中從水軟化器的上腔自由流動到其下腔并且使從下腔流到上腔的水流受壓，從而對氧化還原介質進行徹底的清洗和再生。
本發明的又一個優點是軟化水罐可與任何新的或現有的水軟化器閥或裝置一起使用。
顯然，本發明的其它益處和優點可通過下面對本發明優選實施例所進行的描述中得出。
下面將結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細描述圖1是軟化水罐的橫截面圖；圖2是圖1所示軟化水罐上腔的分解圖；圖3是水軟化器循環再生過程中所用雙向閥的橫截面圖。
具體實施方式
如圖所示，其中示意性地而不是限制性地示出了本發明的優選實施例。圖1是用作普通水軟化器部件的罐10的橫截面圖。罐10包括外殼14。在該優選實施例中，外殼14包括上半球部分18和下半球部分22，兩者是相互密封接合在一起的分離部件。在優選實施例中，上半球部分18和下半球部分22焊接在一起，但也可采用其它適當的方法將上下半球部分18、22連接在一起，例如將它們夾緊在一起或利用機械裝置將這兩個半球部分18、22相互緊緊配合保持在一起。
在外殼14中，罐10具有上腔26、下腔30、第一孔口34、第二孔口38和第三孔口46，第一孔口34使硬水從水源流入到罐10的上腔26中，第二孔口38使水從下腔30經通道42流出罐10，第三孔口46使水在上腔26和下腔30之間流動。
上腔26具有包含有氧化還原介質54的盆槽50。第三孔口46最好位于盆槽50的底部。圖2是上腔26的分解圖。上腔由上半球部分18覆蓋。如圖1所示，盆槽50最好為橫截面呈V形的圓形形狀。第三孔口46最好為圓形，并且是位于盆槽50底部的一個連續的圓形開口。網篩(未示出)最好蓋住第三孔口46以免離子交換樹脂54通過第三孔口46。盆槽50設置在支承結構58的頂部，該支承結構作為上腔26和下腔30之間的隔板。
雙向閥62控制上腔26和下腔30之間的水流。雙向閥62最好設置在盆槽50的底部和支承結構58之間。從上腔26經第三孔口46流入的水使雙向閥62完全打開。在水軟化器正常工作過程中，水經第一孔口34流入罐10并在上腔26中與氧化還原介質54混合。在優選實施例中，氧化還原介質54是KDF。盡管在優選實施例中的氧化還原介質為KDF，但也可使用任何的銅-鋅氧化還原介質，或任何可將水中的鉛、氯和鐵除去的氧化還原介質。另外，最好使用可將水中的硫除去的氧化還原介質。然后，水經第三孔口46流入下腔30，并在這里由離子交換樹脂66進行進一步軟化。然后，水流經第二孔口38，并向上經通道42流入居民區。
有時，必須使處理介質54、66再生。在再生過程中，回洗原水流經通道42和第二孔口38流入下腔30。當下腔30充滿水時，水開始經第三孔口46流入上腔26。上腔26中的氧化還原介質54通常較重，需要壓力水來進行清洗和再生。為此，雙向閥62包含有一個當水從下腔30流向上腔26時可向上浮起的漂浮材料。盡管可使用任何耐用的和化學安全的漂浮材料，但最好是漂浮材料采用聚乙烯或聚丙烯。如圖3所示，雙向閥62具有可局部阻塞第三孔口46的閥件70。在本發明的優選實施例中，閥件70具有在中間開通的狹窄通槽74。雙向閥62與盆槽50接觸，從而在水軟化器再生過程中，關閉除了通槽74之外的第三孔口46。通過局部阻塞第三孔口46，當水沿箭頭所示被強迫流過通槽74時，從下腔30流向上腔26的水就受壓。受壓水流就可在上腔26中與較重的離子交換樹脂54徹底混合。然后，水流出第一孔口34進入排水裝置(未示出)。V形盆槽50確保了氧化還原介質54處于第三孔口46頂部上方的上腔26底部。雙向閥62為圓形，從盆槽50的下方伸向支承結構58的伸出部分78可防止雙向閥62移動，以便在再生過程中不會蓋住第三孔口46。
在初次回洗過程之后，鹽水存儲罐(未示出)中的鹽水溶液經通道42和第二孔口38流入下腔30，鹽水溶液用鈉離子替換離子交換樹脂66中的鈣離子。鹽水溶液充滿下腔30，然后開始經第三孔口46和雙向閥62按照上述受壓的方式流入上腔26，并進一步地清洗和再生氧化還原介質54。在進行了鹽水清洗過程之后，再進行與前述初次回洗過程相同的第二回洗過程，從而完成整個再生過程。
罐10最好是球形的，以便于促使水和氧化還原介質54的沉積物在上腔26中向第三孔口46流動，以及促使水和離子交換樹脂66在下腔30中向第二孔口38流動。
在工作和再生循環過程中，流經水軟化器的水由閥(未示出)控制。水軟化器閥是大家所公知的，本領域技術人員可將公知的水軟化器閥安裝到上述罐10中，例如，水軟化器閥可以是Clack的US3208476或Thompson的US3225789中所公開的那種閥，這里作為參考進行引用。
上面已描述了本發明的優選實施例。但顯然，在不脫離本發明宗旨和范圍的情況下，本領域技術人員可做出多種變型和改進。本發明所包括的所有變型和選擇都包含在權利要求書所限定的范圍內。
權利要求
1.一種用于水軟化器的軟化水罐，所述罐包括外殼；位于所述外殼內的上腔，所述上腔包含用于處理水的氧化還原介質；位于所述外殼內的下腔，所述下腔處于所述上腔的下方，且包含用于軟化水的離子交換樹脂；允許水流入和流出所述上腔的第一孔口；允許水流入和流出所述下腔的第二孔口；允許水在所述上腔和所述下腔之間流動的第三孔口；以及一個與所述第三孔口配合工作的雙向閥，以便于在所述水軟化器工作過程中控制水流從所述上腔經所述第三孔口流入所述下腔，以及在所述水軟化器再生過程中控制水流從所述下腔經所述第三孔口流入所述上腔，所述雙向閥漂浮在水中，當水從所述上腔流入所述下腔時，所述雙向閥仍保持打開狀態，所述雙向閥向上浮起以限制水流從所述下腔經所述第三孔口流入所述上腔，從而在所述水軟化器再生過程中產生高壓水流來清洗和再生所述氧化還原介質。
2.根據權利要求1所述的軟化水罐，其特征在于，所述外殼具有上半球和下半球，所述上、下半球密封接合在一起。
3.根據權利要求2所述的軟化水罐，其特征在于，當所述上、下半球密封接合在一起時，所述外殼大致呈球形。
4.根據權利要求3所述的軟化水罐，其特征在于，所述上、下半球焊接在一起。
5.根據權利要求1所述的軟化水罐，其特征在于，所述雙向閥包括與所述第三孔口相互配合的閥件，當水從所述上腔流向所述下腔時，所述閥件離開所述第三孔口；以及可操作地與所述閥件相連的漂浮件，在所述水軟化器再生過程中，當水從所述下腔流向所述上腔時，所述漂浮件抬起所述閥件并使所述閥件與所述第三孔口接合在一起，當水從所述下腔經所述第三孔口流向所述上腔時，所述閥件部分地關閉所述第三孔口，從而提高了流經所述第三孔口的所述水的壓力。
6.一種利用具有罐的水軟化器來處理水的方法，所述罐具有一個包含氧化還原介質的上腔、一個位于所述上腔的下方并包含離子交換樹脂的下腔、一個允許水流入和流出所述上腔的第一孔口、一個允許水流入和流出所述下腔的第二孔口、一個允許水在所述上腔和所述下腔之間流動的第三孔口和一個用于控制水在所述上腔和所述下腔之間的流動的雙向閥，所述方法包括以下步驟使水經所述第一孔口流入所述上腔；用所述氧化還原介質對水進行氧化還原處理；使水經所述第三孔口和所述雙向閥流向所述下腔；利用所述離子交換樹脂進行離子交換來軟化水；使水經所述第二孔口流向分配閥；以及使所述氧化還原介質和所述離子交換樹脂再生。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，使所述氧化還原介質和所述離子交換樹脂再生的步驟包括將水經所述第二孔口注入所述下腔；使所述離子交換樹脂再生；當水在所述下腔中上升到一定高度時，所述雙向閥浮起，所述雙向閥部分地阻塞所述第三孔口；使水經所述第三孔口和所述雙向閥流向所述上腔，由于所述雙向閥部分地阻塞所述第三孔口，因此，所述水以升高的壓力流經所述第三孔口；使所述氧化還原介質再生；使水經所述第一孔口流向排水裝置。
8.一種用于水軟化器的軟化水罐，其包括外殼；位于所述外殼內的上腔，所述上腔包含用于處理水的氧化還原介質；位于所述外殼內的下腔，所述下腔處于所述上腔的下方，并包含用于軟化水的離子交換樹脂；允許水流入和流出所述上腔的裝置；允許水流入和流出所述下腔的裝置；允許水在所述上腔和所述下腔之間流動的裝置；控制水流在所述水軟化器工作過程中從所述上腔經所述第三孔口流向所述下腔以及在所述水軟化器再生過程中從所述下腔經所述第三孔口流向所述上腔的裝置；以及在所述水軟化器再生過程中用于對從所述下腔流向所述上腔的水流加壓的裝置。
9.一種用于水軟化器的軟化水罐，其包括具有上半球和下半球的外殼，所述上下半球密封接合在一起；位于所述外殼內的上腔，所述上腔包含用于處理水的氧化還原介質；位于所述外殼內的下腔，所述下腔處于所述上腔的下方，并包含用于處理水的離子交換樹脂；允許水流入和流出所述上腔的裝置；允許水流入和流出所述下腔的裝置；以及允許水在所述上腔和所述下腔之間流動的裝置。
10.根據權利要求9所述的軟化水罐，其特征在于，當所述上、下半球密封接合在一起時，所述外殼大致呈球形。
11.根據權利要求10所述的軟化水罐，其特征在于，所述上、下半球焊接在一起。
12.根據權利要求9所述的軟化水罐，其特征在于，還包括與允許水在所述上腔和所述下腔之間流動的孔口相互配合的閥件，當水從所述上腔流向所述下腔時，所述閥件離開所述的孔口；以及可操作地與所述閥件相連的漂浮件，在所述水軟化器再生過程中，當水從所述下腔流向所述上腔時，所述漂浮件抬起所述閥件并使所述閥件與所述的孔口接合在一起，當水從所述下腔經所述的孔口流向所述上腔時，所述閥件部分地關閉所述的孔口，從而提高了流經所述孔口的所述水的壓力。
13.根據權利要求12所述的軟化水罐，其特征在于，所述閥件具有在所述閥件與所述孔口接合在一起時允許水從所述下腔流向所述上腔的貫通通道。
全文摘要
本發明公開了一種用于水軟化器的雙腔軟化水罐(10),具有用以控制水在腔之間的流動的雙向閥。該罐包括外殼(14)、位于外殼內并包含氧化還原介質(54)的上腔(26)、位于外殼內并處于上腔的下方且包含離子交換樹脂(66)的下腔(30)、允許水流入上腔的第一孔口(34)、允許水流入下腔的第二孔口(38)、允許水在上腔和下腔之間流動的第三孔口(46)。軟化水罐還包括一個與第三孔口配合工作的雙向閥,以便于在水軟化器工作過程中控制水流從上腔經第三孔口流入下腔,以及在水軟化器再生過程中控制水流從下腔經第三孔口流入上腔。當水從上腔流入下腔時,雙向閥仍保持打開狀態。在再生過程中,雙向閥向上浮起,限制水流從下腔經第三孔口流入上腔,從而在水軟化器再生過程中產生高壓水流來清洗氧化還原介質,例如KDF。
文檔編號B01J47/02GK1347336SQ00804276
公開日2002年5月1日 申請日期2000年2月24日 優先權日1999年2月26日
發明者E·布拉尼, B·科內爾 申請人:弗羅美蒂克環球有限公司