用于流体处理系统的控制阀

摘要

用于流体处理系统的控制阀组件，包括限定多个分隔室的阀壳体以及与所述分隔室相结合的活塞组件。每个活塞组件被构造为在每个分隔室中独立地移动。所述控制阀组件还包括与壳体相结合的齿轮箱，并且所述齿轮箱包括多个由电机驱动的凸轮，其中每个凸轮被构造为驱动与其对应的一个活塞组件。

权利要求

1.一种用于流体处理系统的控制阀组件，包括：

阀壳体，其限定多个分隔室；

活塞组件，其与每个所述分隔室相结合，每个所述活塞组件被构造为在每个所述分隔室内独立地移动；和齿轮箱，其与所述壳体相结合，并且包括由电机驱动的多个凸轮，每个所述凸轮被构造为可驱动其对应的一个所述活塞组件，并且每个所述凸轮包括多个齿，所述多个齿从所述凸轮的外周边缘向外辐射突出，所述多个齿被设置用于防止所述凸轮的错位，其中每个所述凸轮包括上部外周边缘，该上部外周边缘限定峰和谷的组合，该峰和谷围绕所述上部外周边缘的周长以等距离间隔并且沿着与所述活塞组件中的活塞的运动平行的轴突出，每个所述活塞沿其相对应的一个所述外周边缘行进，从而当每个所述活塞位于一个所述峰时，所述壳体中的各自的流动路径被关闭，而当每个所述活塞位于一个所述谷时，所述流动路径被打开。

2.根据权利要求1所述的控制阀组件，其中每个所述活塞组件包括具有至少一个密封元件的活塞，所述密封元件位于所述活塞及所述活塞对应的一个所述分隔室中与所述活塞相邻的壁之间。

3.根据权利要求2所述的控制阀组件，其中每个所述活塞组件进一步包括围绕所述壁的套筒，并且所述套筒被构造并被设置用于在往复期间容纳所述活塞。

4.根据权利要求2所述的控制阀组件，其中每个所述分隔室包括偏压元件，所述偏压元件被构造并被设置用于偏压所述分隔室对应的一个所述活塞。

5.根据权利要求1所述的控制阀组件，其中每个所述活塞组件包括具有多个密封元件的活塞，所述密封元件位于所述活塞及所述活塞对应的一个所述分隔室中与所述活塞相邻的壁之间，所述密封元件彼此同心地对准，并且沿所述活塞轴向地间隔，以在所述活塞和所述壁之间提供多个密封表面。

6.根据权利要求1所述的控制阀组件，其中所述齿轮箱进一步包括由所述电机驱动的电机驱动齿轮，并且其被构造为用于驱动所述凸轮。

7.根据权利要求1所述的控制阀组件，其中所述齿轮箱进一步包括传感器和具有多个狭缝的位置反馈齿轮，每个所述狭缝被构造为用于与所述传感器光学地相互作用，其中所述传感器被构造用于与流体处理系统控制器相联系。

8.根据权利要求2所述的控制阀组件，其中每个所述上部外周边缘被构造并被设置用于与其所对应的一个所述活塞接合。

9.根据权利要求2所述的控制阀组件，其中每个所述活塞包括从所述活塞的顶端延伸的节结，所述节结用于在所述活塞的往复运动期间接合所述凸轮中的一个。

10.根据权利要求9所述的控制阀组件，其中每个所述凸轮包括上部外周边缘，其中在所述上部外周边缘等间隔地限定峰与谷的组合，每个所述峰和谷被构造为与所述节结接合，从而当所述节结位于一个所述峰时，所述壳体中的各自的流动路径被关闭，而当所述节结位于一个所述谷时，所述流动路径被打开。

11.一种用于流体处理系统的控制阀组件，包括：

阀壳体，其具有多个活塞组件，每个所述活塞组件包括活塞、至少一个与所述活塞接合的密封元件、以及偏压元件；

电机，其具有驱动轴；和

齿轮箱，其包括多个凸轮和至少一个由所述驱动轴驱动的位置反馈齿轮，每个所述凸轮具有大体上圆形的截面形状，该大体上圆形的截面形状是围绕至少一个所述凸轮的转动的轴截取的，并且所述凸轮具有齿端和活塞接合端，所述活塞接合端被构造并被设置用于驱动与其对应的一个所述活塞，所述齿端包括向外辐射突出的多个齿，所述多个齿被设置用于防止所述凸轮的错位，所述齿轮箱进一步包括传感器，所述传感器被构造用于与所述位置反馈齿轮光学地相互作用以将流体处理系统的状况传达至控制器。

12.根据权利要求11所述的控制阀组件，其中所述阀壳体包括多个开口的分隔室，每个所述分隔室被构造用于容纳所述活塞组件中的一个，所述活塞组件被构造并被设置用于彼此独立地工作。

13.根据权利要求12所述的控制阀组件，其中每个所述分隔室进一步包括包围与所述分隔室相邻的壁的套筒，所述套筒被构造并被设置用于容纳与其相对应的一个所述活塞。

14.根据权利要求11所述的控制阀组件，其中每个所述凸轮包括上部外周边缘，所述上部外周边缘被构造用于与所述活塞中的一个接合，并且其具有峰和谷的组合。

15.根据权利要求14中所述的控制阀组件，其中每个活塞包括从所述活塞的顶部边缘延伸的节结，所述节结被构造用于沿所述上部外周边缘行进，从而当所述节结与所述峰中的一个接触时，所述活塞往复运动，从而各自的流动路径被关闭，而当所述节结与所述谷中的一个接触时，所述活塞往复运动从而所述各自的流动路径被打开。

16.根据权利要求11所述的控制阀组件，其中所述位置反馈齿轮包括多个狭缝，每个所述狭缝被构造用于与所述传感器光学地相互作用。

17.一种用于流体处理系统的控制阀组件，包括：

阀壳体，其具有多个活塞组件，每个所述活塞组件包括活塞和从所述活塞的顶部边缘延伸的节结；和齿轮箱，其包括多个凸轮，每个所述凸轮具有上部外周边缘，并且具有相对的齿端的每个所述凸轮包括多个齿，所述多个齿被设置用于防止所述凸轮的错位，所述凸轮由电机驱动以使每一个凸轮围绕与所述活塞的运动方向平行的轴旋转，每个所述节结被构造并被设置用于沿与其对应一个所述上部外周边缘行进以打开和关闭所述阀壳体中的各自的流动路径，每个所述上部外周边缘限定等间隔的峰和谷的组合，每个所述峰和谷被构造并被设置用于与所述节结接合，从而当所述节结位于一个所述峰时，壳体中的各自的流动路径被关闭，而当所述节结位于一个所述谷时，所述流动路径被打开。

18.根据权利要求17所述的控制阀组件，其中所述齿轮箱进一步包括传感器和具有多个狭缝的位置反馈传感器，每个所述狭缝被构造用于与所述传感器光学地相互作用，其中所述传感器被构造用于在所述凸轮被所述电机驱动时与流体处理系统相联系。

说明书

用于流体处理系统的控制阀

[0001] 优先权

[0002] 本申请主张2007年10月2日提交的美国临时申请No.60/997,317的优先权及权益。

背景技术

[0003] 本发明通常涉及流体处理系统，如包括水质软化器的水处理系统，并且更具体地，涉及用于水质软化系统的控制阀。应当意识到，本发明的许多方面都可以被用于其它类型的流体处理系统中，如过滤或去离子系统。

[0004] “硬水”指出现在某些水源中的硬性离子或金属离子。金属离子在水中会引起三种主要类型的不期望效果。首先，该金属离子与肥皂发生反应从而阻碍肥皂形成泡沫的能力。第二，该金属离子抑制去垢剂的清洁效果。第三，“硬水”中的钙离子和镁离子趋于粘附在管道和热交换器的表面。在管道表面聚集离子(即水垢)等可以显著地限制管道中的水流并且降低热交换器的加热效率。水质软化器减少了溶解的钙、镁离子，并且在一定程度上减少“硬水”中的锰和亚铁离子的浓度，从而显著地降低硬水的不期望效果。

[0005] 传统的水质软化器包括生水水源、包含离子交换树脂的处理罐、包含卤水溶液的卤水罐、以及用于在所述水源、罐以及排水管或其它出口之间导引流体的控制阀。通过使水流过离子交换树脂发生水质软化，其用钠离子将水中的钙和镁离子置换出来。随着离子交换过程的继续，所述树脂由于金属离子而变成饱和并且最终失去其软化水质的能力。因此，所述树脂必须通过使用被称为再生的过程来补充钠离子。再生期间，钙离子和镁离子被去除，而钠离子被添加回所述树脂中以恢复树脂软化水质的能力。

[0006] 再生期间，卤水，即浓缩或饱和的盐溶液流经离子交换树脂，在那里树脂中的离子被钠离子置换。再生是多步骤过程，其结合了许多循环，尤其是回流、卤水的抽取、漂洗和再填充循环。

[0007] 传统的水质软化系统通常设置用于控制通过该系统的水流和多种再生循环的操作的控制阀。所述控制阀在生水入口、调节罐和卤水罐的各个入口和出口、向住宅或商业建筑供水的出口、以及排水管道之间导引水的流动。为了没有渗漏地操作阀，需要适当的密封。

[0008] 为了提供这种密封，传统的水质软化系统典型地包括密封包装组件，其具有设置在控制阀中的单一的活塞。但是，由于所述单一的活塞通常在密封包装中的若干O-形圈密封之间往复，因此在持续使用一段时间后O-形圈会被磨损。由于所有的阀端口都是由单一的活塞控制，因而当仅需要更换一个O-形圈时，整个组件都必须从所述阀上取下，因此增加了用户的成本并且降低了系统的效率。

[0009] 另外，传统的控制阀中的所述单一密封包装活塞需要精确地定位，以相对于每个流动通道正确地控制流动。如果活塞未能在阀中的适当位置停止，则流动路径不能被充分地打开或关闭，从而降低了在所期望的路径中的流速和系统的工作效率。

[0010] 此外，传统的控制阀通常仅被构造为进行特定类型的再生：顺流(即，卤水以与软化后的水相同的流动方向进入处理罐中)；逆流(即，卤水和软化后的水以相反的流动方向进入处理罐中)；或者在商业应用中的循序渐进的流动(即，将许多水质软化器联接在一起)。特别的，由于流动路径都利用相同的单一密封包装活塞，因此传统控制阀中的流动路径以固定关系联接在一起。因此，例如，用户不能在不移除和更换某些内部阀部件(如活塞)的情况下将水质软化系统从顺流再生变更为逆流再生。

发明内容

[0011] 本发明的控制阀组件包括单独的活塞组件，其被构造用于独立地运动，以便各个O-形圈仅在需要密封或打开各自流动路径时滑动。另外，本发明的控制阀组件中的活塞组件被构造成整体打开或整体关闭，这样做来提高流速。此外，本发明的控制阀组件包括用于驱动所述活塞的齿轮箱，所述齿轮箱可以在水质软化系统中被很容易地移除和重新装配以在逆流、顺流和循序流动再生之间转换。

[0012] 特别地，本发明的用于流体处理系统的控制阀组件包括限定多个分隔室的阀壳体和与每个所述分隔室结合的活塞组件。每个活塞组件被构造为可在每个所述分隔室中独立地移动。所述控制阀组件还包括与所述壳体结合的齿轮箱并且包括多个由电机驱动的凸轮，其中每个凸轮被构造为驱动活塞组件中与其相对应的一个。

附图说明

[0013] 图1是本发明的控制阀组件的后部透视图；

[0014] 图2是图1中的阀组件的分解的俯视透视图，其示出了齿轮箱与阀壳体的附接；

[0015] 图3是沿图1中的直线3-3在通常如图所示的方向上截取的阀壳体的横截面视图；

[0016] 图4是图1中的阀组件的齿轮箱的分解的仰视透视图；

[0017] 图4a是图4中所示的凸轮组件的俯视透视图；

[0018] 图4b是图4a中的凸轮组件的局部俯视透视图，其示出所述凸轮的对准指示符；

[0019] 图5是水质软化器在服务循环期间的阀组件的示意图；

[0020] 图6是水质软化器在回流循环期间的阀组件的示意图；

[0021] 图7是水质软化器在卤水抽取循环期间的阀组件的示意图；

[0022] 图8是水质软化器在漂洗循环期间的阀组件的示意图；

[0023] 图9是水质软化器在填充循环期间的阀组件的示意图；

[0024] 图10是水质软化器在旁通条件下的阀组件的示意图；和

[0025] 图11是示出在逆流、顺流以及循序渐进的流动再生期间，所述单独的活塞的位置的流动图和附表。

具体实施方式

[0026] 现在参考图1-3和5，提供一种用于水质软化系统的控制阀组件，其普遍地以10标明，所述控制阀组件包括限定多个末端开口的、通常为胶囊状的分隔室14的阀壳体12，所述分隔室每个都被构造用于容纳活塞组件16。所述阀壳体12优选地由通过声波焊接或其它适当的连接方式连接在一起的三个部分构成，每个部分均由诸如 树脂的增强树脂制造。但是也可以预期到使用具有相似特性的其它材料。特别地，所述壳体12包括前部部分12a、中间部分12b和后部部分12c，当三者连接在一起时形成多个胶囊状分隔室14。应当意识到，根据应用，壳体12的其它构造也可能是适合的。

[0027] 每个活塞组件16包括被构造并设置用于在其对应的一个分隔室14中滑动的活塞18。特别地，本发明的组件10提供有六个活塞18A-18F，如下文中详细地描述，每个活塞独立地操作以分别控制从所述水质软化系统(93，74)的入口和出口的流入和流出。每个活塞
18A-18F还包括至少一个并且优选为三个密封元件20，所述密封元件20被构造用于在活塞的移动期间，在所述活塞和与其相结合的分隔室14的相邻的壁之间提供密封。优选地，如现有技术所知，所述密封元件20为圆形的O-形圈，但是应当意识到其它传统的密封元件也可能是适合的。

[0028] 如从图3可见，所述密封元件20与外壳12的后部部分12c中的各自的分隔室14滑动地接触。可以预期到，通过在所述后部部分12c中提供每个密封表面，可以保证在密封元件20和它们的密封表面之间的同心性。换句话说，所述密封元件20在外壳的后部部分12c中彼此同心地对准，以保证活塞18A-18F在各自的分隔室14中垂直地对准。当流动路径打开时，这种垂直对准对于正确地密封流动路径非常关键。

[0029] 此外，由于密封元件20被设置在单独的活塞18A-18F上并且其仅仅密封各自的分隔室14，因此与传统的控制阀组件相比，所述密封元件的滑动距离减小。特别地，传统的密封包装组件中的密封元件每次循环通常滑行的总距离为两英寸(向上期间滑行一英寸，返回期间滑行一英寸)，这使得密封元件随时间很快地被磨损。相反，本发明的控制阀组件10中的密封元件20每次循环只滑行大约0.22英寸的总距离，从而减小了密封元件总计大约90％的磨损，并且使其具有更长的密封寿命。

[0030] 为了能够使活塞18A-18F在各自的分隔室14中有效地滑动，每个活塞组件16包括设置在后部部分12c中的套筒22，所述套筒22包围所述分隔室的上部内侧壁24。优选地，每个套筒22为圆柱形以补充基本上为圆柱形的活塞18A-18F。此外，所述套筒22的尺寸被设计为有利于活塞18A-18F在各自的分隔室14中密封的往复运动同时防止横向运动。每个套筒22包括从该套筒的上边缘28径向延伸的唇缘26。为将套筒22正确地密封在其各自的壳体分隔室14中，唇缘26被构造用于啮合限定在壳体12的后部部分12c中的底座
30，所述底座30邻近分隔室侧壁24。

[0031] 套筒22优选地通过声波焊接到各自的侧壁24上，以保证与分隔室14的稳定附接，但是应当意识到其它合适的附接方式也可能是适当的，如将套筒22通过螺钉固定到各自的侧壁24上以轻易地更换。为了使活塞18A-18F能够容易滑动，套筒22优选地由非增强型 树脂制造，该树脂是比用于制造壳体12的 树脂磨损小并因此更光滑的材料。可以预期到，通过利用光滑的无磨损材料制造所述套筒可以增加密封元件20的寿命。在活塞18A-18F的往复运动期间，套筒22的光滑材料还提供自清扫(self-wiping)功能，该功能将那些在工作期间可能累积在所述密封元件20上的碎片移除。

[0032] 可以预期到所述的单独的活塞18A-18F因为它们彼此独立地工作，所以比包括单一密封包装组件的传统控制阀组件有优势。因此，如果发生活塞18A-18F之一的一个密封元件20损坏，可以在无需更换其余活塞的条件下完成更换。这与利用单一密封包装组件的传统控制阀相比有明显优势，因为传统控制阀中的一个密封元件的损坏需要移除整个组件，从而显著地增加成本。同时，与传统控制阀组件中利用的单一活塞相比，本发明的控制阀组件的单独的活塞18A-18F导致工作期间穿过控制阀的更小的压力下降，这显著地增加了水质软化系统的效率。

[0033] 现在参考图4、4a、4b，所述阀组件10进一步包括齿轮箱32，该齿轮箱具有由盖36和底部38构成的齿轮箱壳体34。所述齿轮箱32的盖36通过多个紧固件40或其它适合的紧固件可移除地连至阀壳体后部部分12c上(图2)，并且在底部38处连至电机42上。如从图3所见，齿轮箱32中装有多个凸轮44A-44F，每个凸轮对应于活塞18A-18F中的一个并且被构造用于驱动它，这将在下文中进一步详细地描述。

[0034] 所述齿轮箱32包括电机驱动齿轮46，其被直接地或通过内部电机齿轮箱49从电机42延伸出来的电机轴47驱动，所述电机轴47被构造并被设置用于在水质软化系统工作期间驱动凸轮44A-44F。在齿轮箱32中还设置有位置反馈齿轮48，并且其被构造用于通知用户或服务提供者该水质软化器的阶段。工作期间，反馈齿轮48与水质软化控制器(未示出)连通，以指示水质软化器处于那个阶段。

[0035] 特别地，反馈齿轮48包括多个并且优选地是72个相等间隔的狭缝50(图4a)，其中每组12个狭缝对应于水质软化器的单个循环(即回流、卤水抽取、漂洗等)。在实施例中，所述狭缝中的一个被阻挡并且指示“复原(home)”或“服务(service)”位置。齿轮传感器51(图4)在齿轮箱34中邻近反馈齿轮48设置，并且其被构造用于向控制器发送表示凸轮
44A-44F的位置的信号。优选地，所述传感器51为贯通光束式传感器(thru-beam sensor)，其与狭缝50相互进行光学作用并且产生一系列被所述传感器检测到的光脉冲，并将所述光脉冲送到所述控制器。

[0036] 所述传感器51对狭缝50的数目进行计数，并且其被安排为每12个狭缝就实现水质软化器循环中的一个新的步骤。当齿轮48旋转以致传感器51检测到所述阻挡或“服务”位置时，狭缝的计数被重置为零，并且向控制器发送信号以指示所述水质软化器已经循环经过所有的步骤(即服务、回流、卤水抽取、漂洗、再填充和旁通)。但是应当理解，用于正确地定位所述电机42和凸轮44A-44F的其它方法也可能是适合的，如磁性盘/拾取组件，或机械开关。

[0037] 为保证凸轮44A-44F与齿轮46、48在齿轮箱32中正确地放置，形成包括多个凹形52的盖36，每种凹形52被构造为与凸轮或齿轮中的一种相对应。可以预期到，所述凹形52的数目可以与凸轮或齿轮中的一种的数目相对应以进一步保证正确地放置。此外，如从图
4b可见，凸轮44A-44F中的每个包括对准标记54(图4b)以使得所述凸轮相对于彼此正确对准。凸轮44A-44F中的每个还包括多个齿56，所述齿被设置用于防止凸轮错位。所述位置反馈齿轮48还可以包括指示阻挡或“服务”起始位置的标记(未示出)，以便所述齿轮将与其各自的凸轮44A-44F正确地对准而获得精确的循环轨迹。但是，应当理解，其它对准方法也可能是合适的，如编号、箭头记号等。

[0038] 为了在各水质软化步骤中驱动活塞18A-18F，流经分隔室14的水压典型地提供足够的力以偏压所述活塞。但是，当分隔室14中的水压小于40psi时，则需要额外的偏压力来驱动所述活塞18A-18F。因此，如从图3可见，每个分隔室14进一步包括设置在分隔室底部的封闭部分60中的偏压元件或弹簧58。

[0039] 所述弹簧58被构造用于通过由套筒22限定的开口62来偏压活塞18A-18F，以便所述活塞和凸轮44A-44F中与之相对应的一个凸轮啮合。特别地，如图4a所示，凸轮44A-44F中的每个包括顶部外周边缘64，所述边缘限定峰66和谷68。优选地，所述峰66和谷68围绕各自的外周边缘64的周长以60°增量等间隔地隔开，每个峰或谷代表水质软化过程—服务、回流、卤水抽取、漂洗、再填充和旁通中的单一的步骤。

[0040] 随着电机驱动齿轮46驱动凸轮44A-44F，水压与对应弹簧58的结合偏压活塞18A-18F，使得活塞在各自的分隔室14中垂直地运动。每个活塞18A-18F包括从活塞的顶端72延伸的节结70，并且其被构造并设置用于与凸轮44A-44F的外周边缘64中与之相对应的一个啮合。在工作期间，节结70沿凸轮外周边缘64的峰66和谷68行进，以使得活塞
18A-18F打开和关闭位于阀壳体12中的各自的流动路径，这将在下文中更详细地描述。

[0041] 例如，当活塞节结70沿凸轮44A的峰66行进时，活塞18A的行程受到限制，并且所述活塞处于关闭位置，阻止水从旁通阀74流出(图1和2)。同样地，当活塞节结70沿凸轮44A的谷68行进时，活塞18A的行程被最大化，并且所述活塞处于打开位置，以允许水流过所述旁通阀74。这种结构与传统的控制阀相比更有优势，原因是在单一密封包装组件中，活塞必须停止在精确的适当位置以保证水正确地流过所述阀。相反，通过利用单独的活塞18A-18F和凸轮44A-44F，流动路径根据凸轮外周边缘64上的活塞的位置或者被打开或者被关闭。因此，当活塞18A-18F处于打开位置时流速保持一致，从而增加了在每个循环中的工作效率。

[0042] 在阀壳体12中还设置有用于使水流入或流出卤水罐阀78的卤水活塞76(图5-9)，这将在下文中更详细地描述。所述卤水活塞76还包括在壳体12内辅助水压的偏压元件或卤水弹簧(未示出)，所述偏压元件件或卤水弹簧朝着在凸轮44F中同心设置的卤水凸轮80偏压卤水活塞(图4和4a)，从而卤水活塞节结82与卤水凸轮的外周边缘84啮合，与凸轮44A-44F的设置相似，所述外周边缘包括峰66和谷68。

[0043] 如前所述，所述凸轮44A-44F的每个峰66和谷68和80代表水质软化过程的六个步骤中的一个。可以预期，本发明的峰66、谷68和节结70、82的结构比过去的控制阀密封包装组件更精确，因为凸轮44A-44F的峰和谷绕各自的凸轮周长以+/-大约2.5°的距离延伸。换句话说，只要活塞18A-18F和76中的每一个停止在其理想的停止位置(即峰/谷的中心位置处)的2.5°范围内，则所述活塞将位于正确的峰66或谷68上。这与目前的控制阀组件相反，因为存在单一的流动路径，所以要求活塞停止在精确的期望位置处，这增加了在水质软化期间渗漏以及小于最佳流速的机会。

[0044] 如从图5-9可见，活塞18A-18F在对应的分隔室14中滑动以影响阀组件10中的流动变化。图5-9中示出和描述的阶段涉及顺流再生，其中卤水以与软化后的水相同的流动方向进入处理罐中。活塞18A-18F中的每个打开或关闭单个的流动路径或阀。特别地，如前面所提及，活塞18A打开和关闭旁通阀74，而活塞18B允许旁通的水或处理过的水从处理罐出口86通过旁通阀74返回到用户的家中。

[0045] 活塞18C确定引入的生水是否将进入处理罐入口88。当活塞18D处于打开位置时，水从所述罐出口86流到排水管90，而当活塞18E处于打开位置时，来自所述罐入口88的水可以通过排水管离开。活塞18F使得水从所述罐出口86流经卤水罐阀78。最后，卤水活塞76允许来自卤水罐的水进入所述罐入口88。

[0046] 在所述服务阶段(即正常工作阶段)，如图5所示，生水进入生水入口92，流经连接活塞18A和18C的第一通道94，并流经限定在活塞18C和处理或树脂罐97的罐入口88之间的第一流动路径96(图11)，从而使得生水进入所述罐中。在所述处理罐97中被软化后，该软化后的水离开所述罐出口86，流经限定在活塞18B和所述罐出口之间的第二流动路径98，流经限定在活塞18B和旁通阀74之间的第三流动路径100，并且通过旁通阀离开，由此水离开阀壳体12并且可以被消费者使用。

[0047] 图6示出了回流阶段，其中水以反向方向流过处理罐97以冲洗沉淀物和其它来自阀组件10和所述处理罐的碎片。特别地，在回流期间，生水通过生水入口92进入所述组件10，流经连接活塞18A和18B的第二通道102，分别流过第三和第二流动路径100和98，并且通过罐出口86进入处理罐97。水通过罐入口88将沉淀物冲洗出处理罐97，流经限定在罐入口和活塞18E之间的第四流动路径104，并且通过排水管90离开所述阀组件10。通过生水入口92进入的一部分生水也被转向以通过限定在活塞18A与旁通阀74之间的第五流动路径106离开阀壳体12而被用户使用。

[0048] 在图7中所示的卤水抽取阶段中，生水通过生水入口92进入阀壳体12中，流经限定在活塞18A与罐入口88之间的第六流动路径108，并进入所述处理罐97。沿第六流动路径108的中途设置有文氏管结构107，其向限定在所述卤水活塞76和罐入口88之间的第七流动路径110产生较小的负压。这个负压位于靠近罐入口88的流动路径110的端部，并且为卤水溶液提供动力，使卤水首先通过卤水罐阀78从卤水罐109中抽出(图11)，随后经过第七流动路径110，并进入处理罐97。在流经处理罐97后，水流经限定在罐出口86和活塞18D之间的第八流动路径112，经过连接活塞18D和18E的第三通道114，并通过排水管90离开所述阀壳体12。因此水在再生期间就能被用户使用，进入生水入口92的一部分水通过限定在活塞18A与旁通阀74之间的第六流动路径106被转向离开壳体12。

[0049] 图8示出了水质软化系统的漂洗阶段。特别地，在所述漂洗阶段，生水通过生水入口92进入阀壳体12，流经限定在活塞18A和18C之间的第一通道94，经过限定在活塞18C与罐入口88之间的第一流动路径96，并进入所述处理罐97。生水将卤水冲洗出处理罐97，卤水通过罐出口86离开，流经由罐出口和活塞18D限定的第八流动路径112，经过第三通道114，并离开排水管90。为了能使水在漂洗期间被消费者使用，通过生水入口92进入壳体
12的一部分生水流经限定在活塞18A与旁通阀74之间的第五的流动路径106，并且通过旁通阀离开所述壳体。

[0050] 图9中示出所述填充步骤。在填充期间，生水通过生水入口92进入所述阀壳体，流经限定在活塞18A与18C之间的第一通道94，经过限定在活塞18C与罐入口88之间的第一流动路径96，并且进入所述处理罐97。水流过所述罐后，通过罐出口86离开处理罐97。离开所述处理罐97的一部分水流经限定在罐出口86与活塞18F之间的第九流动路径116，经过在活塞18F与卤水活塞76之间连接的第四通道118，并通过卤水罐阀78进入卤水罐
109以重新填充所述卤水罐。进入阀组件10的剩余的水从罐出口86流经限定在所述罐出口和活塞18B之间的第二流动路径98，经过限定在活塞18B和旁通阀74之间的第三流动路径100，并且离开所述旁通阀为消费者所用。

[0051] 如图10所示，本发明的阀组件10还包括旁通步骤，其使得消费者在任何需要的时候获得旁通的水。在所述旁通步骤中，生水进入生水入口92，流经限定在活塞18A与旁通阀74之间的第五流动路径106，并且离开旁通阀74为消费者所用。

[0052] 图11示出了在逆流、顺流以及循序流动再生中的每个前面已确定的软化步骤期间的活塞18A-18F的位置(即打开、关闭或未使用)。如从图11可见，活塞18A-18F和卤水活塞76彼此独立地打开和关闭，以使得在水质软化期间更有效的密封以及改进的水流速度。

[0053] 如前所述，本发明组件10使用户或操作者无需移除阀壳体12或更换或改变活塞组件16而在顺流、逆流以及循序流动再生之间转换。为此，齿轮箱32被构造成可互换的。特别地，齿轮箱32通过如图2中所示的多个紧固件40被附接到阀壳体12上。

[0054] 为使所述水质软化器从顺流再生(如前所述)变成逆流再生，用户只需简单地通过移除紧固件40就可将齿轮箱32从阀壳体12中移除，并且将被构造用于顺流再生的新的齿轮箱(未示出)附接到所述壳体中。逆流齿轮箱中的凸轮具有特别为逆流再生构造的不同的峰和谷。同样地，用于循序流动再生的齿轮箱也可以通过控制凸轮的峰和谷而产生。这种互换性与那些需要旋转排放阀并移除密封包装组件以从顺流变为逆流再生的传统的水质软化器相比具有明显的改进。所述传统的过程是非常耗时的，并且会降低所述阀的工作效率。

[0055] 本发明的控制阀组件10包括单独的活塞组件16，其被独立地构造用于运动，以便使各自的密封元件20仅在需要时进行滑动以密封或打开各自的流动路径。此外，本发明组件中的活塞18A-18F完全打开或完全关闭，并且因此无需处于相对于流动路径的精确位置。此外，当前的控制阀组件10包括齿轮箱32，其可以被很容易地移除并且可以被重新装配以在逆流、顺流和循序流动再生之间改变所述水质软化系统。

[0056] 虽然在此描述了本发明的控制阀组件的具体实施方式，但是本领域技术人员应当意识到，可以在不背离本发明的更广的方面以及如以下权利要求所提到的范围内的情况下对本发明进行改变和改进。