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2020-06-16

用于软水器系统的梭阀和方法转让专利

申请号 : CN201780027961.3

文献号 : CN109072888B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : S·T·米勒 , T·R·贝德纳 , P·W·谢夫特

申请人 : 滨特尔民用水处理有限责任公司

摘要 :

本发明的实施例提供一种用于软水器系统中的控制阀的活塞组件。该控制阀包括驱动机构、一个或多个流体通道和密封组件。活塞组件包括主活塞和梭式活塞，所述主活塞被可运动地接收在密封组件内并且包括第一端部和与第一端部相对的第二端部，所述梭式活塞被可运动地接收在密封组件内。梭式活塞包括第一端部和与第一端部相对的第二端部，并且梭式活塞被构造成响应于主活塞的运动而选择性地接合主活塞的第二端部以在其之间形成密封和选择性地相对于主活塞的第二端部运动以在主活塞的第二端部与梭式活塞的第一端部之间形成开口。

权利要求 :

1.一种用于软水器系统中的控制阀的活塞组件，所述控制阀包括驱动机构、一个或多个流体通道以及布置在中心孔内的且与所述一个或多个流体通道流体连通的密封组件，所述活塞组件包括：主活塞，所述主活塞被可运动地接收在所述密封组件内并且包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，其中，所述驱动机构被连接到所述主活塞的第一端部以选择性地控制所述主活塞的位置；和梭式活塞，所述梭式活塞被可运动地接收在所述密封组件内并且包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，其中，所述梭式活塞被构造成响应于所述主活塞的运动而选择性地接合所述主活塞的第二端部以在其之间形成密封和选择性地相对于所述主活塞的第二端部运动以在所述主活塞的第二端部与所述梭式活塞的第一端部之间形成开口。

2.根据权利要求1所述的活塞组件，其中，所述主活塞包括径向凹槽，所述径向凹槽在第一凸缘与第二凸缘之间径向向内地延伸。

3.根据权利要求2所述的活塞组件，其中，所述第二凸缘的尺寸被设定成基于所述主活塞的位置而选择性地阻隔所述一个或多个通道中的一个。

4.根据权利要求1所述的活塞组件，其中，所述梭式活塞经由联接机构可运动地联接到所述主活塞。

5.根据权利要求4所述的活塞组件，其中，所述联接机构包括多个支脚，所述多个支脚朝向所述梭式活塞轴向地延伸。

6.根据权利要求5所述的活塞组件，其中，所述多个支脚每个都包括位于其远侧端部处的止挡件，所述止挡件被构造成接合所述梭式活塞。

7.根据权利要求6所述的活塞组件，其中，所述多个止挡件被构造成限制由在所述主活塞的第二端部与所述梭式活塞的第一端部之间形成的开口限定的轴向距离。

8.根据权利要求1所述的活塞组件，其中，所述主活塞和所述梭式活塞限定中心通道以允许流体通过其流动。

9.根据权利要求1所述的活塞组件，其中，所述梭式活塞包括梭式凸缘，所述梭式凸缘径向向外地延伸并且被构造成接合所述密封组件的最靠外的密封件以限制所述梭式活塞的轴向位置。

10.根据权利要求1所述的活塞组件，还包括上梭形物，所述上梭形物与所述主活塞的第一端部相邻地布置。

11.根据权利要求10所述的活塞组件，其中，所述上梭形物能相对于所述主活塞的第一端部运动。

12.一种用于软水器系统中的控制阀的活塞组件，所述控制阀包括驱动机构、一个或多个流体通道以及布置在中心孔内的且与所述一个或多个流体通道流体连通的密封组件，所述活塞组件包括：主活塞，所述主活塞被可运动地接收在所述密封组件内并且包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，其中，所述驱动机构被连接到所述主活塞的第一端部以选择性地控制所述主活塞的位置；

梭式活塞，所述梭式活塞被可运动地接收在所述密封组件内并且包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，其中，所述梭式活塞能在锁定位置与解锁位置之间运动；和锁定机构，所述锁定机构被构造成使所述梭式活塞在所述锁定位置与所述解锁位置之间循环地转换以控制所述梭式活塞的轴向位置，其中，所述锁定机构响应于由所述主活塞进行的接合和随后的运动而使所述梭式活塞在所述锁定位置与所述解锁位置之间循环地转换。

13.根据权利要求12所述的活塞组件，还包括偏压元件，所述偏压元件布置成在所述梭式活塞上提供在朝向所述主活塞的方向上的偏压力。

14.根据权利要求13所述的活塞组件，其中，所述偏压元件被偏压在所述梭式活塞的第二端部与偏压保持器之间。

15.根据权利要求14所述的活塞组件，其中，所述偏压保持器通过与所述中心孔的端部相邻布置的单间隔物而被固定在所述中心孔中。

16.根据权利要求13所述的活塞组件，其中，所述偏压元件被偏压在偏压保持器的底表面与导向管的导向凸缘之间。

17.根据权利要求16所述的活塞组件，其中，所述导向管通过与所述中心孔的端部相邻布置的单间隔物而被固定在所述中心孔中。

18.根据权利要求12所述的活塞组件，其中，所述锁定机构包括从所述梭式活塞的内表面径向向内延伸的多个销、偏压元件和凸轮管。

19.根据权利要求18所述的活塞组件，其中，所述凸轮管包括布置在其外表面上的凸轮结构，其中，所述凸轮结构包括多个凸轮段，所述多个凸轮段中的每个都被构造成与所述多个销中的相对应的一个销相互作用。

20.根据权利要求19所述的活塞组件，其中，每个凸轮段都包括第一凸轮表面、第二凸轮表面和凸轮凸角。

21.根据权利要求20所述的活塞组件，其中，所述凸轮凸角包括凹穴、凹穴表面和凸轮凸角表面，其中，所述凹穴的尺寸被设定成将所述销中的相应一个固定在所述凹穴中，以将所述梭式活塞的轴向位置限制在所述锁定位置中。

22.根据权利要求21所述的活塞组件，其中，所述凹穴表面、所述凸轮凸角表面、所述第一凸轮表面和所述第二凸轮表面全部是成角度的，以帮助所述凸轮管在与所述销沿着其横过的方向相同的方向上旋转。

23.根据权利要求12所述的活塞组件，其中，所述锁定机构包括布置在所述梭式活塞的内表面上的凸轮结构、旋转环、偏压元件和导向管。

24.根据权利要求23所述的活塞组件，其中，所述凸轮结构从所述梭式活塞的内表面径向向内地延伸，并且所述凸轮结构包括多个梭齿。

25.根据权利要求24所述的活塞组件，其中，所述多个梭齿的沿圆周交替的成对梭齿包括齿槽，所述齿槽被径向向内地凹陷在所述凸轮结构上并且沿着所述凸轮结构轴向地延伸。

26.根据权利要求25所述的活塞组件，其中，所述旋转环包括多个锁齿，所述多个锁齿被构造成与所述多个梭齿相互作用。

27.根据权利要求26所述的活塞组件，其中，所述多个锁齿的沿圆周交替的一对梭齿包括锁槽，所述锁槽被径向向内地凹陷并且沿着所述旋转环轴向地延伸。

28.根据权利要求27所述的活塞组件，其中，所述导向管包括多个肋部，所述多个肋部从所述导向管的外表面径向向外地延伸并且沿着所述外表面轴向地延伸。

29.根据权利要求28所述的活塞组件，其中，在所述主活塞与所述梭式活塞之间的选择性接合被构造成由于所述多个锁齿与所述多个梭齿之间的相互作用而使所述旋转环旋转。

30.根据权利要求29所述的活塞组件，其中，所述旋转环的旋转使所述多个肋部与所述锁槽循环地对准，以使所述梭式活塞能够经由由所述偏压元件提供的偏压力而选择性地朝向所述解锁位置延伸。

31.一种用于软水器系统中的控制阀的活塞组件，所述控制阀包括驱动机构、一个或多个流体通道以及布置在中心孔内的且与所述一个或多个流体通道流体连通的密封组件，所述活塞组件包括：主活塞，所述主活塞被可运动地接收在所述密封组件内并且包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，其中，所述驱动机构被连接到所述主活塞的第一端部以选择性地控制所述主活塞的位置；

梭式活塞，所述梭式活塞被可运动地接收在所述密封组件内并且包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，其中，所述梭式活塞能在锁定位置与解锁位置之间运动；

锁定机构，所述锁定机构被构造成使所述梭式活塞在所述锁定位置与所述解锁位置之间循环地转换以控制所述梭式活塞的轴向位置；和偏压元件，所述偏压元件布置成在所述梭式活塞上提供在朝向所述主活塞的方向上的偏压力。

32.一种用于软水器系统中的控制阀的活塞组件，所述控制阀包括驱动机构、一个或多个流体通道以及布置在中心孔内的且与所述一个或多个流体通道流体连通的密封组件，所述活塞组件包括：主活塞，所述主活塞被可运动地接收在所述密封组件内并且包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，其中，所述驱动机构被连接到所述主活塞的第一端部以选择性地控制所述主活塞的位置；

梭式活塞，所述梭式活塞被可运动地接收在所述密封组件内并且包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，其中，所述梭式活塞能在锁定位置与解锁位置之间运动；和锁定机构，所述锁定机构被构造成使所述梭式活塞在所述锁定位置与所述解锁位置之间循环地转换以控制所述梭式活塞的轴向位置，其中，所述锁定机构包括从所述梭式活塞的内表面径向向内延伸的多个销、偏压元件和凸轮管。

33.一种用于软水器系统中的控制阀的活塞组件，所述控制阀包括驱动机构、一个或多个流体通道以及布置在中心孔内的且与所述一个或多个流体通道流体连通的密封组件，所述活塞组件包括：主活塞，所述主活塞被可运动地接收在所述密封组件内并且包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，其中，所述驱动机构被连接到所述主活塞的第一端部以选择性地控制所述主活塞的位置；

梭式活塞，所述梭式活塞被可运动地接收在所述密封组件内并且包括第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，其中，所述梭式活塞能在锁定位置与解锁位置之间运动；和锁定机构，所述锁定机构被构造成使所述梭式活塞在所述锁定位置与所述解锁位置之间循环地转换以控制所述梭式活塞的轴向位置，其中，所述锁定机构包括布置在所述梭式活塞的内表面上的凸轮结构、旋转环、偏压元件和导向管。

说明书 :

用于软水器系统的梭阀和方法

[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请根据35U.S.C.§119要求享有于2016年3月14日提交的美国临时专利申请No.62/308,134的优先权，其整个内容通过参考包含于此。

背景技术

[0003] 各种水处理系统可用于软化、过滤和/或以其它方式处理用于住宅和商业应用的饮用水。最常见的水处理系统是从水中去除杂质的过滤系统以及将诸如钙的不期望的离子与诸如钠的更期望的离子交换的软水器。这些水处理系统中的许多采用控制阀以用于控制流过水处理系统的水流。那些控制阀中的某些包括可运动的活塞，该可运动的活塞由电动马达致动以将控制阀的各个端口彼此连接。
[0004] 例如，控制阀广泛地用于控制软水器的再生循环。软水器广泛地用于从硬水中去除钙和其它引起沉积的材料。常规的软水器依赖于在软水器的树脂罐中储存的离子交换树脂床中发生的离子交换过程。随着待处理的水穿过树脂填充的罐，水中的钙和其它矿物质的离子与在树脂中发现的离子(例如，钠)交换，由此从水中去除令人讨厌的离子并且将它们交换成来自树脂的较不令人讨厌的离子。
[0005] 树脂的离子交换能力是有限的并且在离子交换过程期间降低。如果不采取措施以通过用期望的离子替换不期望的离子来使树脂再生，则树脂的离子交换能力将变得耗尽。因此，软水器典型地被构造成周期性地使在树脂罐中储存的离子交换树脂再生。再生典型地涉及在化学上用较不令人讨厌的离子(例如，钠离子)替换来自树脂的令人讨厌的离子(例如，钙离子)。该替换典型地通过将氯化钠或氯化钾的再生剂溶液从盐水罐引入树脂床中并且此后通过从床冲刷再生剂溶液来执行。典型地，树脂床被反冲洗，以便去除所捕集的微粒物质并且被漂洗以从树脂床的下部分去除未处理的反冲洗水。为了防止服务中断，大多数的软水器被构造成允许在反冲洗、漂洗和再生循环期间将未处理的水直接旁通流到处理过的水出口。
[0006] 再生循环典型地通过安装在树脂罐的顶部上的控制阀控制。控制阀被联接到未处理的水源、处理过的水或服务出口管线、盐水罐、排放连接部和树脂罐。常规的控制阀在定时器和/或用法指示器的控制下由电动马达控制以使软水器从服务、盐水引入、反冲洗、快速漂洗和返回服务中循环。
[0007] 一种类型的控制阀是往复活塞式软水器控制阀，其包括密封装置，该密封装置被定位在圆筒形内孔中并且包围往复活塞。活塞通过驱动装置被驱动以在密封叠层内往复运动。典型的驱动装置包括电动马达和运动转换器，所述运动转换器将电动马达的小齿轮的旋转运动转换成活塞的线性运动。然而，常规的活塞式软水器控制阀通常与另一个某种控制阀(例如，另一个活塞组件、隔膜阀、电磁阀等)通信以提供服务和/或备用循环。因而，因为需要两个活塞组件，所以软水器系统也需要两个驱动器和两个马达来执行软水器系统的必要的水处理循环，这导致制造成本增加。
[0008] 因此，期望一种用于能够执行再生和服务/备用循环两者的软水器控制阀的单活塞组件。

发明内容

[0009] 本发明的某些实施例提供一种软水器系统，所述软水器系统包括具有单活塞组件的控制阀，使得软水器系统能够执行再生和服务/备用循环两者。在某些实施例中，活塞组件可以包括至少一个梭式活塞，所述至少一个梭式活塞被联接到主活塞，使得梭式活塞可相对于主活塞轴向地运动。
[0010] 在某些实施例中，本发明提供一种用于软水器系统中的控制阀的活塞组件。控制阀包括驱动机构、一个或多个流体通道以及布置在中心孔内的且与一个或多个流体通道流体连通的密封组件。活塞组件包括主活塞，所述主活塞被可运动地接收在密封组件内并且包括第一端部和与第一端部相对的第二端部。驱动机构被连接到主活塞的第一端部以选择性地控制主活塞的位置。活塞组件还包括梭式活塞，所述梭式活塞被可运动地接收在密封组件内并且包括第一端部和与第一端部相对的第二端部。梭式活塞被构造成响应于主活塞的运动而选择性地接合主活塞的第二端部以在其之间形成密封和选择性地相对于主活塞的第二端部运动以在主活塞的第二端部与梭式活塞的第一端部之间形成开口。
[0011] 在某些实施例中，本发明提供一种用于软水器系统中的控制阀的活塞组件。控制阀包括驱动机构、一个或多个流体通道以及布置在中心孔内的且与一个或多个流体通道流体连通的密封组件。活塞组件包括主活塞，所述主活塞被可运动地接收在密封组件内并且包括第一端部和与第一端部相对的第二端部。驱动机构被连接到主活塞的第一端部以选择性地控制主活塞的位置。活塞组件还包括梭式活塞，所述梭式活塞被可运动地接收在密封组件内并且包括第一端部和与第一端部相对的第二端部。梭式活塞可在锁定(latch)位置与解锁(unlatch)位置之间运动。活塞组件还包括锁定机构，所述锁定机构被构造成使梭式活塞在锁定位置与解锁位置之间循环地转换以控制梭式活塞的轴向位置。
[0012] 本发明的这些和其它特征、方面和优点在考虑到以下详细说明、附图和所附权利要求书时将被更好地理解。

附图说明

[0013] 图1A是根据本发明的一个实施例的软水器的后透视图。
[0014] 图1B是图1A的软水器系统的前透视图。
[0015] 图2是可与图1A的软水器一起操作的包括活塞组件和密封组件的控制阀的分解图。
[0016] 图3是在服务循环期间的图2的控制阀的剖视图。
[0017] 图4A是在反冲洗循环期间的图2的控制阀的剖视图。
[0018] 图4B是根据本发明的另一个实施例的另一种控制阀的剖视图，所述另一个控制阀具有在反冲洗循环期间与间隔物组装的活塞。
[0019] 图5是在抽吸循环期间的图2的控制阀的剖视图。
[0020] 图6是在漂洗循环期间的图2的控制阀的剖视图。
[0021] 图7是在填充循环期间的图2的控制阀的剖视图。
[0022] 图8是在备用循环期间的图2的控制阀的剖视图。
[0023] 图9是在服务循环期间的包括第一组和第二组双密封件的图2的控制阀的剖视图。
[0024] 图10是在反冲洗循环期间的包括第一组和第二组双密封件的图2的控制阀的剖视图。
[0025] 图11是在抽吸循环期间的包括第一组和第二组双密封件的图2的控制阀的剖视图。
[0026] 图12是在漂洗循环期间的包括第一组和第二组双密封件的图2的控制阀的剖视图。
[0027] 图13是在填充循环期间的包括第一组和第二组双密封件的图2的控制阀的剖视图。
[0028] 图14是在备用循环期间的包括第一组和第二组双密封件的图2的控制阀的剖视图。
[0029] 图15A是根据本发明的一个实施例的软水器的前透视图。
[0030] 图15B是图15A的软水器系统的后透视图。
[0031] 图16是另一个控制阀的局部剖视图，其示出可与图15A的软水器一起操作的另一个活塞组件和另一个密封组件。
[0032] 图17是在服务循环期间的图16的控制阀的剖视图。
[0033] 图18是在反冲洗循环期间的图16的控制阀的剖视图。
[0034] 图19是在抽吸循环期间的图16的控制阀的剖视图。
[0035] 图20是在填充循环期间的图16的控制阀的剖视图。
[0036] 图21是在漂洗循环期间的图16的控制阀的剖视图。
[0037] 图22是在备用循环期间的图16的控制阀的剖视图。
[0038] 图23是根据本发明的一个实施例的、可在图15A的软水器系统的控制阀中操作的活塞组件的分解图。
[0039] 图24是图23的活塞组件的凸轮管的前视图。
[0040] 图25是图24的凸轮管的右侧视图。
[0041] 图26是被集成到图15A的软水器系统的控制阀中的图23的活塞组件的剖视图。
[0042] 图27是在服务循环期间的图26的控制阀的局部剖视图。
[0043] 图28是在解锁运动期间的图26的控制阀的局部剖视图。
[0044] 图29是在接近反冲洗位置期间的图26的控制阀的局部剖视图。
[0045] 图30是在反冲洗循环期间的图26的控制阀的局部剖视图。
[0046] 图31是在接近抽吸循环期间的图26的控制阀的局部剖视图。
[0047] 图32是在接近漂洗位置期间的图26的控制阀的局部剖视图。
[0048] 图33是在漂洗循环期间的图26的控制阀的局部剖视图。
[0049] 图34是在再填充循环期间的图26的控制阀的局部剖视图。
[0050] 图35是在接近备用位置期间的图26的控制阀的局部剖视图。
[0051] 图36是在备用循环期间的图26的控制阀的局部剖视图。
[0052] 图37是在初始接近服务位置期间的图26的控制阀的局部剖视图。
[0053] 图38是在接近服务位置的中期期间的图26的控制阀的局部剖视图。
[0054] 图39是返回到服务循环的图26的控制阀的局部剖视图。
[0055] 图40是根据本发明的一个实施例的、可在图15A的软水器系统的控制阀中操作的另一个活塞组件的分解图。
[0056] 图41是被集成到图15A的软水器系统的控制阀中的图40的活塞组件的剖视图。
[0057] 图42是根据本发明的一个实施例的、可在图15A的软水器系统的控制阀中操作的又一个活塞组件的分解图。
[0058] 图43是在锁定位置中的图42的活塞组件的剖视图。
[0059] 图44是在解锁位置中的图43的活塞组件的剖视图。

具体实施方式

[0060] 在详细地解释本发明的任何实施例之前，应当理解，本发明在其应用上不限于在以下描述中阐述的或在以下附图中示出的构造的细节和部件的布置。本发明能够具有其它实施例并且能够以各种方式实践或实施。而且，应当理解，这里使用的措辞和术语是为了描述的目的，并且不应当被认为是限制性的。在本文中“包括”、“包含”或“具有”及其变型的使用旨在涵盖其后列出的项目及其等效物以及附加项目。除非另有指明或限制以外，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变型被广泛使用，并且它们既包括直接安装、连接、支撑和联接，又包括间接安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不局限于物理或机械连接或联接。
[0061] 提出以下论述以使得本领域的技术人员能够制造和使用本发明的实施例。对于本领域技术人员而言将显而易见的是对所示的实施例的各种修改，并且本文中的一般原理可以被应用于其它实施例和应用而不脱离本发明的实施例。因而，本发明的实施例旨在不限于所示的实施例，而是符合与本文中公开的原理和特征相一致的最宽范围。下面的详细描述应当参照附图来阅读，其中不同附图中的相似元件具有相似的附图标记。不必按比例绘制的附图示出所选择的实施例，并且旨在不限制本发明的实施例的范围。本领域的技术人员将认识到，在本文中提供的示例具有许多有效的可替代方案并且都落入本发明的实施例的范围内。
[0062] 图1A和图1B示出根据本发明的一个实施例的软水器系统10。软水器系统10可以包括树脂罐12、盐水罐14和附接到树脂罐12的顶部的控制阀16。当放置在服务中时，控制阀16流体地联接到树脂罐12、盐水罐14、通向未处理的水源的入口18、通向处理过的水管线的出口20以及排放部22。树脂罐12填充有处理介质，例如，离子交换树脂床24，并且盐水罐14容纳有氯化钠、高锰酸钾或其它合适的再生介质的微粒，它们可以用水溶解而形成盐水或再生剂溶液。在操作中，随着进入的硬水通过树脂罐12的顶部中的开口26进入树脂罐12，树脂罐中的水被加压通过树脂床24并且从通过树脂床24的中心延伸的分配器管28流出。树脂床24与进入的硬水中的矿物质和杂质交换离子的能力是有限的，并且这取决于如典型地以CaCO3的克或千克的硬度来衡量的树脂床24的处理能力以及如典型地以每加仑颗粒来衡量的进水的硬度。为了一旦树脂床24的处理能力已经被耗尽就使树脂床24再生，树脂床24用来自盐水罐14的再生剂溶液冲刷，使得矿物质和其它杂质可以从树脂床24释放并且从树脂罐12带出。这些操作以及反冲洗、漂洗和备用操作全部都由软水器控制阀16控制。
[0063] 控制阀16包括阀体30。阀体30包括与阀体30的外部开放连通的外部端口。阀体30还包括开通到阀体30的中心孔32中的内部孔径。外部端口流体地连接到树脂罐的入口、出口、排放部、盐水罐、顶部开口和树脂罐的分配器管。阀体30还可以包括喷射器组件34，以将盐水从盐水罐14抽吸到树脂罐12中。
[0064] 如在图2的分解图中所示，阀体30的中心孔32可以被构造成接收活塞组件36和密封组件38。活塞组件36包括活塞杆40，所述活塞杆40在第一端部44处联接到活塞42并且在相对的第二端部46处联接到驱动组件45(参见图3)。活塞杆40可以与活塞42相邻地接收上梭形物(shuttle)48，以在再生循环期间阻止未处理的水来到出口20，如下面将进一步详细地描述的。上梭形物48可相对于活塞42的第一端部60轴向地平移。活塞组件36还包括与活塞42的相对的端部相邻的下梭形物50，其可相对于活塞42的第二端部64轴向地平移并且允许控制阀16包括备用位置，在该备用位置处没有流过阀体30的流动。活塞组件36的备用位置允许控制阀16在多罐系统中操作而不需要外部电磁阀、隔膜阀或其它类型的阀或第二活塞和驱动机构，这是由常规的多罐系统所需要的。
[0065] 驱动组件45可以由与其联接的电动马达47驱动，如图1B中所示。驱动组件45包括联接到偏心凸轮51的驱动轴49。凸轮连杆53将偏心凸轮51连接到活塞杆40。因此，电动马达47的致动促使驱动轴49和偏心凸轮51旋转。偏心凸轮51的旋转引起凸轮连杆53的平移运动，以在阀体30的中心孔32内驱动活塞42和活塞杆40。因此，再生循环的各个阶段可以与偏心凸轮51的不同的旋转位置相对应。在一个非限制性的示例中，驱动组件45沿单个方向旋转。应当理解，电动马达47和偏心凸轮51的使用并不意味着以任何方式限制，并且在其它实施例中，另一个驱动机构(例如，螺线管、线性致动器、步进马达、伺服机构等)可以用于使活塞组件36轴向地平移。
[0066] 如图2和图3中所示，活塞42的特征可以在于限定中心开口54的基本中空的圆筒形本体52。圆筒形本体52的外表面包括径向凹槽56(即，朝向活塞42的中心轴线径向向内地延伸的凹槽)，所述径向凹槽56在活塞42的第一端部60处产生第一凸缘58并且在活塞42的相对的第二端部64处产生第二凸缘62。径向凹槽56和凸缘58、62的布置可以帮助指引在树脂罐12中的出口20、排放部22、分配器管28和开口26之中的水的流动。
[0067] 在活塞42的第一端部60处，多个臂66可以从圆筒形本体52的内表面径向地延伸到中心基部68。如图2中所示，三个臂66从圆筒形本体52的内表面延伸到中心基部68。然而，任何合适数量的臂66可以从圆筒形本体52延伸，只要中心基部68被充分支撑即可。中心基部68包括狭槽70，活塞杆40可以通过所述狭槽70连接所述中心基部68。在活塞42的第二端部
64处，多个支脚72可以从圆筒形本体52轴向地延伸。多个支脚72可以沿圆周地间隔开，从而产生多个开口74，水可以通过所述多个开口74流动。所述多个支脚72中的每个都可以包括在其远侧端部处的径向向外凸出的止挡件76，其被构造成接合下梭形物50。如图2中所示，四个支脚72从圆筒形本体52延伸，然而，任何合适数量的支脚72可以从圆筒形本体52延伸，只要多个开口74允许足够的水流过即可。在一个实施例中，多个支脚72可以与活塞42的圆筒形本体52成一体地形成。在其它实施例中，并且如图2中所示，多个支脚72可以联接到圆筒形基部73，所述圆筒形基部73具有与活塞42的第二凸缘62的内螺纹啮合的外螺纹。
[0068] 下梭形物50的特征可以在于限定中心开口80的基本中空的圆筒形本体78。径向向内延伸的肋部82可以在一个端部处外接圆筒形本体78的内表面以接合活塞42的多个支脚72的止挡件76。因而，随着下梭形物50相对于活塞42平移，多个支脚72可以在阀体30的中心孔32内轴向地引导下梭形物50，并且止挡件76可以通过接合向内延伸的肋部82来限制下梭形物50的轴向平移。在某些实施例中，在圆筒形本体78的外表面上布置有圆筒形本体78的径向台阶83或圆筒形本体78的直径的阶梯变化部，以允许入口流动传到喷射器组件34，如下面将进一步详细地描述的。在下梭形物50的相对的端部处，径向向外延伸的肋部84可以外接圆筒形本体78的外表面以接合在阀体30的中心孔32内的密封组件38的一部分，如下面将进一步详细地描述的。另外，图示的下梭形物50包括从圆筒形本体78的外表面径向向外延伸的脊部或带部85。脊部85被轴向地布置在延伸肋部82与延伸肋部84之间。
[0069] 与下梭形物50类似，上梭形物48的特征可以在于限定中心开口88的基本中空的圆筒形本体86。基部90可以在一个端部处横过中心开口88延伸并且包括接收活塞杆40的中心孔口92。在某些实施例中，基部90可以包括围绕中心孔口92沿圆周地间隔开的一个或多个孔口94，以允许水通过其流动。上梭形物48可以沿着活塞杆40相对于活塞42轴向地平移。上梭形物48的轴向平移可以由定位在活塞杆40上的止挡件96限制，所述止挡件96被构造成接合基部90的中心孔口92。在上梭形物48的相对的端部处，径向向外延伸的肋部98可以外接圆筒形本体86的外表面以接合在阀体30的中心孔32内的密封组件38的一部分，如下面将进一步详细地描述的。
[0070] 继续参照图2，密封组件38可以包括七个单密封件100，它们由六个间隔物102轴向地间隔开。密封组件38可以由阀体30的中心孔32接收。活塞42、上梭形物48和下梭形物50延伸通过密封组件38并且接合密封件100。活塞组件36和密封组件38根据活塞42、上梭形物48和下梭形物50在密封组件38内的位置来构造，以将阀体30的一个或多个内部孔径或端口(即，树脂罐12中的出口20、排放部22、分配器管28和开口26)连接到一个或多个其它内部孔径或端口，并且从而在阀体30的外部端口之间产生不同的流动路径。
[0071] 如图3至图8中所示，在软水器系统10的操作期间，活塞42由驱动组件45控制，所述驱动组件45使活塞42在阀体30的中心孔32内平移。随着活塞42通过驱动组件45平移，上梭形物48和下梭形物50可以在阀体30的中心孔32内浮动和/或平移。即，活塞42的平移选择性地独立于上梭形物48和下梭形物50的平移。
[0072] 参照图3，控制阀16被示出为处于服务位置中，在该服务位置中未处理的水(如由箭头U指示)进入入口18、流过下梭形物50的中心开口80、流过间隔物102而流入树脂罐12的开口26中以待处理。然后，现在处理过的水(如由箭头T指示)向上流过分配器管28、流过阀而流到阀体30的出口20。
[0073] 如前所述，在活塞42的外表面上的径向凹槽56允许处理过的水T横过密封组件38的部分流动，使得分配器管28与出口20流体连通。在服务位置中，活塞42的第二凸缘62可以阻止水流到排放部22。另外，在下梭形物50上的向外延伸的肋部84可以在服务位置中接合最靠外的密封件100以阻止下梭形物50接合活塞42，所述下梭形物50接合活塞42可能阻隔接近树脂罐12的开口26。即，最靠外的密封件可以充当止挡件，以确保下梭形物50与活塞42的第二端部64轴向地分离而使流体能够流过多个开口74。向外延伸的肋部84与最靠外的密封件100的接合也定位下梭形物50，使得未处理的水U被阻止流过喷射器组件34。另外地，在活塞42的第二端部64与下梭形物50之间的轴向距离D在服务位置中被最大化。距离D可以确定可以供流体流过的流体流动区域。因此，距离D的大小可以确定服务流速，使得较大距离D与较高流速相对应，并且较小距离D与较低流速相对应。
[0074] 当系统确定了树脂床24的离子交换容量将在指定的时间段内被耗尽时，可以开始再生循环。该决定可以是基于自上次再生循环以来的时间和/或感测的使用和/或其它因素。为了开始再生循环，驱动组件45并且由此活塞组件36平移到图4A中所示的位置。该平移将活塞42定位在反冲洗位置中。在反冲洗位置中，未处理的水U进入入口18、流过下梭形物50的中心开口80、流过活塞42的中心开口54而流入树脂罐12的分配器管28中。未处理的水U向下流过分配器管28而流到树脂罐12的底部。然后，水向上流过树脂床24，以从树脂床24冲刷所捕集的微粒物质。所得到的废水W向上流过树脂罐12的开口26、流过阀而从排放部22流出。
[0075] 在反冲洗位置中，上梭形物48的向外延伸的肋部98可以接合密封件100，并且圆筒形本体86可以接合间隔物102以关闭服务出口20，由此阻止水流到服务出口20。在活塞42的外表面上的径向凹槽56允许废水W横过密封组件38的部分流动和流过阀体30，使得树脂罐12的开口26与排放部22流体连通。在反冲洗位置中，在下梭形物50上的压差可以促使下梭形物50接合活塞42的第二端部64，由此保持下梭形物50密封住活塞42。
[0076] 在可替代实施例中，如图4B中所示，多个支脚72中的一个或多个可以包括与圆筒形基部73相邻布置的间隔物104。间隔物104可以限定从支脚72的与基部73相邻的端部径向向外延伸的突起。当组装时，间隔物104防止下梭形物50“压力锁定”到活塞42。例如，当活塞42从反冲洗位置运动到抽吸位置时，期望的是下梭形物50与活塞42轴向地分离。在某些构造中，作用在下梭形物50上的压差可以将下梭形物50加压到活塞42中并且促使下梭形物50与活塞42一起行进。间隔物104在下梭形物50与活塞42之间产生较小的开口106以防止“压力锁定”。开口106产生较小的泄漏，这导致未处理的水U从入口18直接旁通到排放部22。换句话说，未处理的水U从入口18流过下梭形物50的中心开口80、流过在下梭形物50与活塞42之间的开口106、流过喷射器组件34、流入阀体30中而流到排放部22。
[0077] 在反冲洗循环之后，驱动组件45促使活塞42运动到抽吸位置，如图5中所示。当从反冲洗位置转换出来时，在下梭形物50的外圆筒78上的脊部85被构造成对下梭形物50的运动提供预定量的阻力。由脊部85提供的预定量的阻力用于将下梭形物50与活塞42分离并且在其之间产生对于随后的再生位置所需的开口。在某些实施例中，脊部85可以与间隔物104协同工作，如上所述。而且，在抽吸位置中，盐水凸轮打开盐水阀(未示出)。在抽吸位置中，未处理的水U进入入口18、流过下梭形物50的中心开口80、并且流过开口108而流到喷射器组件34。下梭形物50的径向台阶83可以在下梭形物50与密封件100之间产生开口108。未处理的水U的通过喷射器组件的流动可以产生真空，所述真空从盐水罐14牵引盐水溶液或其它再生剂，并且将盐水溶液与流过喷射器的未处理的水U的流动混合，如由箭头B指示。盐水混合物B流过阀体30而流到在树脂罐12的顶部处的开口26。然后，盐水混合物B向下流过介质以使树脂床24再生。一旦盐水混合物B到达树脂罐12的底部，盐水混合物B就向上流过分配器管28、流过阀体30而流出到排放部22。与反冲洗位置类似，上梭形物48的圆筒形本体86可以接合间隔物102以在抽吸位置中关闭服务出口20，由此阻止水流到服务出口20。而且，在抽吸位置中，在上梭形物48上的压差可以促使上梭形物48接合活塞42的第一端部60，由此保持上梭形物48密封住活塞42。
[0078] 在抽吸循环之后，驱动组件45促使活塞组件36运动到漂洗位置，如图6中所示。随着偏心凸轮51旋转，活塞组件36最初运动越过备用位置，如图8中所示，并且如下面将进一步详细地描述的。在漂洗位置中，未处理的水流U进入入口18、流过下梭形物50的中心开口80而流入在树脂罐12的顶部中的开口26中。未处理的水U流过树脂床24的介质、向上流过分配器管28、流过阀体30而通过排放部22流出，以从先前的抽吸循环去除任何残留的盐水溶液B。而且，在漂洗循环中，上梭形物48的圆筒形本体86的部分和活塞42的第一圆周凸缘58的部分可以接合间隔物102以在漂洗位置中关闭服务出口20，由此阻止水流到服务出口20。
在上梭形物48上的压差可以促使上梭形物48接合活塞42的第一端部60，由此保持上梭形物
48密封住活塞42。
[0079] 在漂洗循环之后，驱动组件45促使活塞组件36运动到填充位置，如图7中所示。当转换到填充位置时，由于止挡件76和下梭形物50的肋部82接合，下梭形物50与活塞42一起平移。下活塞42和下梭形物50可以一直平移到下梭形物50的肋部84接合最靠外的密封件100为止，所述最靠外的密封件100充当用于活塞组件36的止挡件。在填充位置中，盐水凸轮打开盐水阀(未示出)，并且未处理的水U进入入口18、流过下梭形物50的中心开口80并且流过阀体30而流到喷射器组件34。未处理的水U流过喷射器组件34而流出到盐水罐14。未处理的水U可以以调整的流速流动长达设定的一段时间，以用所需的水量填充盐水罐14。同时地，未处理的水U进入入口18并且以节流的流速流到在树脂罐12的顶部中的开口26。未处理的水U流到树脂罐12的底部，其继而作为处理过的水T沿分配器管28向上流动。活塞42被布置成使得凹槽56提供在分配器管28与服务出口20之间的流体连通。因而，处理过的水T被允许从分配器管28越过凹槽56而流到服务出口20。
[0080] 在填充循环之后，驱动组件45促使活塞组件36运动到备用位置，如图8中所示。在备用位置中，在入口18处的压力引起零流量(deadhead)以阻止水流过阀体30，直到系统控制器要求软水器系统10重新进入服务为止。如图8中所示，上梭形物48的圆筒形本体86的部分和活塞42的第一圆周凸缘58的部分可以接合间隔物102以关闭服务出口20，由此阻止水流到服务出口20。在上梭形物48上的压差可以促使上梭形物48接合活塞42的第一端部60，由此保持上梭形物48密封住活塞42。另外，活塞42的第二圆周凸缘62可以在树脂罐12的开口26附近接合间隔物102以阻止水流过，并且下梭形物50的圆筒形本体78可以阻止水流过喷射器组件34和盐水罐14。因而，在备用位置中通过阀体30阻止流动。
[0081] 在备用循环之后，驱动组件45促使活塞组件36再次运动到漂洗位置，如图6中所示。如前所述，在漂洗循环期间，来自树脂罐12的任何“陈旧”水在进入服务循环之前被冲刷。在漂洗循环之后，驱动组件45使偏心凸轮51旋转越过填充位置而直接旋转到服务位置，如图3中所示。
[0082] 现在转向图9至图14，示出了密封组件38的可替代实施例。密封组件38基本与图2至图8中所示的密封组件类似，除了例如单密封件100中的两个用定位在间隔物102之间的第一组双密封件101和第二组双密封件103替换之外。因而，服务循环、反冲洗循环、抽吸循环、漂洗循环、填充循环和备用循环分别与如由图9、图10、图11、图12、图13和图14中的水流动所示的类似。此外，贴近下梭形物50定位有额外的间隔物102。上梭形物48和下梭形物50可以围绕端部限定环形唇缘，以与相应的相邻密封件100一起提供额外的密封。下梭形物50的相对的端部可以被倒角以在活塞42的类似倒角的啮合端部之间提供较小的泄压泄漏。该特征部可以帮助确保下梭形物50在例如上述的再生循环期间适当地与活塞42分离。包括第一组双密封件101和第二组双密封件103的该密封组件38可以增大阀的位置公差，并且使阀能够处理例如可以在较大商业阀应用中使用的较大压力和流速。
[0083] 图15A和图15B示出根据本发明的另一个实施例的软水器系统200。软水器系统200可以包括树脂罐202、盐水罐204和附接到树脂罐202的顶部的控制阀206。当放置在服务中时，控制阀206流体地联接到树脂罐202、盐水罐204、通向未处理的水源的入口208、通向处理过的水管线的出口210以及排放部212。树脂罐202填充有处理介质，例如，离子交换树脂床214，并且盐水罐204容纳有氯化钠、高锰酸钾或其它合适的再生介质的微粒，它们可以用水溶解而形成盐水或再生剂溶液。在操作中，随着进入的硬水通过树脂罐202的顶部中的开口216进入树脂罐202，树脂罐中的水被加压通过树脂床214并且从通过树脂床214的中心延伸的分配器管218流出。树脂床214与进入的硬水中的矿物质和杂质交换离子的能力是有限的，并且这取决于如典型地以CaCO3的克或千克的硬度来衡量的树脂床214的处理能力以及如典型地以每加仑颗粒来衡量的进水的硬度。为了一旦树脂床214的处理能力已经被耗尽就使树脂床214再生，树脂床214用来自盐水罐204的再生剂溶液冲刷，使得矿物质和其它杂质可以从树脂床214释放并且从树脂罐202带出。这些操作以及反冲洗、漂洗和备用操作全部都由软水器控制阀206控制。
[0084] 如图16中所示，控制阀206包括被可滑动地接收在密封组件222内的活塞组件220。活塞组件220包括主活塞224、梭式活塞226和联接特征部228。主活塞224限定大致圆筒形的中空本体，其包括形成在其中的上凹槽230和下凹槽232。在上凹槽230与下凹槽232之间布置有第一凸缘231，并且在下凹槽232下方布置有第二凸缘233。上凹槽230、下凹槽232、第一凸缘231和第二凸缘233可以被定位成在软水器系统200的操作期间允许或阻止在树脂罐
202中的入口208、出口210、排放部212、分配器管218和开口216之间的流体流动，如以下将描述的。主活塞224包括中心通道234和联接孔口236。中心通道234通过主活塞224的内部延伸，以允许流体通过其流动。联接孔口236被居中地布置在主活塞224的第一侧240中。联接孔口236可以被构造成将活塞组件220联接到致动机构。
[0085] 梭式活塞226限定大致圆筒形的中空本体，其包括中心通道242，该中心通道242通过梭式活塞226的内部延伸以允许流体通过其流动。联接特征部228被构造成将主活塞224可滑动地联接到梭式活塞226，使得梭式活塞226可相对于主活塞224轴向地平移。即，梭式活塞226可相对于主活塞224在第一位置(图16)与第二位置之间运动，在所述第一位置中梭式活塞226从主活塞224的第二侧244轴向地位移，在所述第二位置中梭式活塞226接合主活塞224的第二侧244以在其之间形成密封。
[0086] 联接特征部228包括多个支脚246，所述多个支脚246朝向梭式活塞226轴向地延伸。多个支脚246可以沿圆周地间隔开，从而产生多个开口，流体可以通过所述多个开口流动。多个支脚246中的每个都可以包括在其远侧端部处的径向向外凸出的止挡件248，其被构造成接合梭式活塞226的内部凸缘250。凸出的止挡件248限定当梭式活塞226处于第一位置中时可以在主活塞224与梭式活塞226之间形成的轴向高度。多个支脚246可以联接到联接特征部228的圆筒形基部252，所述圆筒形基部252具有与形成在主活塞224中的内螺纹啮合的外螺纹。在另一个实施例中，多个支脚246可以与主活塞224成一体地形成。
[0087] 密封组件222可以包括多个单密封件254，所述多个单密封件254由多个常规的间隔物256轴向地间隔开。多个间隔物256中的每个都限定外部凸角258，所述外部凸角258邻接其中接收的相应的密封件254。外部凸角258使密封组件222能够在软水器系统200的操作期间抵抗作用在密封组件222上的水压。主活塞224和梭式活塞226通过密封组件222延伸并且接合单密封件254。主活塞224和梭式活塞226可相对于密封组件222轴向地运动，以在软水器系统200的操作期间允许或阻止流体在树脂罐202中的入口208、出口210、排放部212、分配器管218和开口216之间流动，如以下将描述的。
[0088] 转到图17，控制阀206包括阀体260，所述阀体260具有与树脂罐202中的入口208、出口210、排放部212、分配器管218和开口216流体连通的多个内部通道。图示的阀体260包括分别与树脂罐202中的入口208、出口210、排放部212、分配器管218和开口216流体连通的入口通道262、出口通道264、排放通道266、分配器通道268和罐通道270的顶部。控制阀206还可以包括盐水阀272和喷射器组件274，所述盐水阀272和喷射器组件274中的每个都至少部分地布置在阀体260内。阀体260限定中心孔276，所述中心孔276的尺寸设定成接收密封组件222并且由此接收活塞组件220。当密封组件222被组装到中心孔276中时，密封组件222的外部凸角258可以在中心孔276中被压缩。竖直/轴向压缩力作用在外部凸角258上，并且由此作用在各个密封件254上，并且可以促使密封件254抵靠活塞组件220径向地向内变形并且抵靠控制阀体260的中心孔276径向地向外变形，从而阻止水泄流。
[0089] 驱动机构277可以被构造成控制在控制阀206内的活塞组件200的轴向位置。在所示的示例中，驱动机构可以是齿轮系278的形式，所述齿轮系278被联接到致动构件280。致动构件280的远侧端部被接收在主活塞224的联接孔口236内，由此将活塞组件220联接到驱动机构277。在操作中，驱动机构277被构造成使活塞组件220相对于密封组件222轴向地平移。应当理解，齿轮系278和致动构件280的使用并不意味着以任何方式限制，并且在其它实施例中，活塞组件220可以使用例如线性致动器、步进马达、伺服马达和类似物相对于密封组件222轴向地位移。
[0090] 将参照图17至图22通过一个或多个非限制性的示例的方式描述软水器系统200的操作。参照图17，控制阀206被示出为处于服务位置中，在所述服务位置中驱动机构277定位主活塞224以阻止流体流入排放通道266中并且主活塞224的第二侧244与梭式活塞226轴向地间隔开以使流体能够在其之间流动。在服务位置期间，如由箭头U指示的未处理的水通过入口通道262进入控制阀206。主活塞224将未处理的水越过主活塞224的下凹槽232转移到罐通道270的顶部并且由此转移到树脂罐202的顶部以待处理。从树脂罐202的底部，如由箭头T指示的现在处理过的水向上流过分配器管218而流到分配器通道268。由于主活塞224阻隔排放通道266并且出口通道264在主活塞224的第二侧244与梭式活塞226之间打开，所以处理过的水继而通过出口通道264被指引到出口210。
[0091] 当软水器系统200确定了树脂床214的离子交换容量将在指定的时间段内被耗尽时，可以开始再生循环。该决定可以是基于自上次再生循环以来的时间和/或感测的使用和/或其它因素。为了开始再生循环，控制阀206运动到反冲洗位置，如图18中所示，其中驱动机构277使主活塞224向上运动。随着主活塞224向上运动，止挡件248接合梭式活塞226的内侧上的肋部，促使梭式活塞226与主活塞224一起运动，使得梭式活塞226接合出口通道264的任一侧上的密封件254，以阻止流体流入出口通道264中。在反冲洗位置中，未处理的水U进入入口通道262，并且活塞组件220将未处理的水通过在主活塞224的第二侧244与梭式活塞226之间的轴向开口指引到分配器通道268中。然后，水通过分配器管218行进到树脂罐202的底部。这使树脂稍微升高，允许任何碎屑随水一起被向上带到树脂罐202的顶部。然后，所得到的废水W向上流入罐通道270的顶部中，其中主活塞224将废水指引到排放通道
266而从排放部212流出。
[0092] 在反冲洗位置之后，控制阀206运动到抽吸位置，如图19中所示，其中驱动机构277使主活塞224向下运动，直到主活塞224的第二侧244接触梭式活塞226而在其之间形成密封为止。由于梭式活塞226仍然与出口通道264的任一侧上的密封件254接合，以阻止流体流入出口通道264中。在抽吸位置中，未处理的水U从入口通道262进入控制阀206。主活塞224和梭式活塞226现在阻隔流体流入罐通道270的顶部和出口通道264中，所述出口通道264将未处理的水加压通过这样的端口，即，所述端口将入口通道262连接到喷射器组件274的喷嘴元件282。例如，连接到齿轮系278的凸轮现在按压盐水阀272，所述盐水阀272打开从盐水罐204至喷射器组件274内的文丘里管284的通道。未处理的水通过喷嘴元件282的收缩部的流动产生从盐水罐204抽吸盐水以与未处理的水混合的文丘里管284。盐水混合物B流过喷射器组件274并且进入罐通道270的顶部。然后，盐水混合物被加压到树脂罐202中并且向下流过树脂，在该处可以进行离子交换以使树脂再生。从树脂罐202的底部，处理过的水T向上通过分配器管218行进到达分配器通道268。从分配器通道268，主活塞224和梭式活塞226阻隔除了排放通道266之外的全部通道。因而，处理过的水被加压以通过主活塞224和梭式活塞
226的中心通道234和242流到排放通道266而从排放部212流出。
[0093] 在抽吸位置之后，控制阀206可以运动到漂洗位置，如图20中所示，其中驱动机构277首先使主活塞224向上运动到行程的顶部，使梭式活塞226与该主活塞224一起运动。然后，驱动组件277向下推动主活塞224，直到主活塞224的第二侧244接合梭式活塞226而在其之间产生密封为止。然后，驱动组件277推动主活塞224和梭式活塞226两者，直到主活塞224的第一侧240打开在最靠上的密封件254与主活塞224的顶侧240之间的通路而由此允许流体流入排放通道266中为止。另外地，梭式活塞226接合出口通道264的任一侧上的密封件
254，以阻止流体流入出口通道264中。在漂洗位置中，未处理的水U通过入口通道262进入控制阀206。主活塞224将未处理的水转移到罐通道270的顶部，在该处未处理的水被加压通过树脂罐202的底部中的树脂，由此从树脂漂洗任何残留的盐水。然后，废水W沿分配器管218向上行进到分配器通道268中并且行进到主活塞224和梭式活塞226的中心通道234和242中。然后，废水可以越过主活塞224的第一侧240流入排放通道266中而从排放部212流出。
[0094] 在抽吸位置或漂洗位置之后，控制阀206可以运动到再填充位置，如图21中所示，其中驱动机构277使主活塞224向上运动，直到主活塞224的上凹槽230与排放通道266对准而使得主活塞接合排放通道266的任一侧上的密封件254以阻止流体流入排放通道266中为止。例如，联接到驱动机构277的凸轮也将打开盐水阀272。在再填充位置中，未处理的水U通过入口通道262进入控制阀206。主活塞224将未处理的水转移到罐通道270的顶部并且转移到树脂罐202的顶部。水通过树脂被加压，由此对水处理。处理过的水T向上通过分配器管218流到分配器通道268，继而可以通过主活塞224的第二侧244与梭式活塞226之间的轴向/径向开口行进，并且通过出口通道264离开阀。另外地，由于盐水阀272打开，未处理的水U可以流到喷射器组件的喷嘴元件282。然后，该未处理的水可以流过喷嘴元件282和盐水阀272以再填充盐水罐204。在一个实施例中，典型的循环是从盐水抽吸至漂洗。然而，可以有按不同的顺序放置再填充的情况；例如，再填充可以在抽吸之后，或者也可以在漂洗或备用之后。
[0095] 在某些构造中，会期望的是在再填充期间阻止流体流到出口通道264。在这种情况下，驱动机构277可以执行额外的运动以将主活塞224的第二侧244定位成与梭式活塞226接合，从而在其之间产生密封。
[0096] 在具有多个阀的某些类型的软化器系统中，必要的是刚刚完成再生循环的阀在备用中一直等待到其它阀耗尽为止。在这样的备用位置中，没有流入或流出控制阀206的流动。下面描述的备用位置可以在图21中所示的再填充位置之后。当从再填充位置改变到备用位置时，齿轮系278可以使主活塞224运动到其行程的顶部并且将主活塞224向下推回到备用位置。尤其，主活塞224可以向上运动，并且主活塞224的第二侧244与梭式活塞226之间的轴向间隙可以打开，直到凸出的止挡件248接合梭式活塞226的内部凸缘250为止。一旦凸出的止挡件248接合内部凸缘250，随着主活塞224到达其行程的顶部，梭式活塞与主活塞224一起向上行进。然后，主活塞224可以被向下推回，直到主活塞224的第二侧244接合梭式活塞226而在其之间形成密封为止。然后，主活塞224和梭式活塞226两者继续被向下推到图
22中所示的备用位置。在备用位置中，主活塞224和梭式活塞226阻隔排放通道266、入口通道262和出口通道264，它们防止任何水进入或离开控制阀206。例如，从备用位置，控制阀
206可以返回到图17中所示的服务位置。为了返回到服务位置，驱动机构277将促使主活塞
224向下运动，推动梭式活塞226越过出口通道264。然后，驱动机构277可以将主活塞224向上平移到服务位置，由此在主活塞224与梭式活塞226之间产生通道，允许流体流入出口通道264中。
[0097] 图23示出根据本发明的另一个实施例的、可以被集成到软水器系统200的控制阀206中的活塞组件300。活塞组件300包括主活塞组件302和梭式活塞组件304。主活塞组件
302和梭式活塞组件304可以共用共同的中心轴线305。主活塞组件302包括主活塞306、密封保持器308和密封件310。主活塞306可以在设计和功能上与活塞组件220的主活塞224类似。
在主活塞306和主活塞224之间的类似部件使用类似的附图标记指示。
[0098] 密封保持器308限定大致环形的形状并且包括保持器凸缘312，所述保持器凸缘312从密封保持器308的端部径向向外地延伸。密封保持器308包括布置在外表面314上的外螺纹，所述外表面314从保持器凸缘312轴向地延伸。外螺纹被构造成拧入布置在主活塞306的内表面316上的内螺纹中，以将密封保持器308附接到主活塞306。当组装时，密封保持器
308被构造成将密封件310固定到主活塞306的第二侧244上。具体地，当密封保持器308被附接到主活塞306时，由保持器凸缘312限定的外径的尺寸可以设定成使得密封件310被固定在保持器凸缘312与形成在主活塞306的第二侧244中的凹口318之间。在所示的实施例中，密封件310具有O型环的形式。
[0099] 梭式活塞组件304包括梭式活塞320、偏压元件322、偏压保持器324和凸轮管326。梭式活塞320限定大致圆筒形的中空本体，其包括中心通道328、第一端部330和相对的第二端部332。中心通道328通过梭式活塞320的内部延伸，以允许流体通过其流动。梭式活塞320的内表面334包括径向地延伸到中心通道328中的多个销336。在所示的实施例中，梭式活塞
320可以包括四个销336，所述四个销336轴向地对准(即，布置在同一轴向平面上)并且围绕内表面334以约90度的增量沿圆周地间隔开。在其它实施例中，梭式活塞320可以包括多于或少于四个的销336，其围绕内表面334相等地或不等地沿圆周地间隔开。梭式凸缘337从梭式活塞320的第二端部332径向向外地延伸。
[0100] 梭式活塞320被构造成接收输出元件338，所述输出元件338可以用于触发例如霍尔效应传感器，使得可以检测梭式活塞320的位置。该信息可以被提供到控制器(未示出)以提供在控制阀206内的梭式活塞320的轴向位置的确认。输出元件338可以被接收或嵌入在凹口340内，所述凹口340被轴向地凹陷在梭式活塞320的第二端部332内。在所示的实施例中，输出元件338具有磁环的形式，所述磁环的尺寸被设定成被接收在凹口340内。
[0101] 偏压保持器324限定大致圆筒形的中空本体，其包括第一凸缘342和第二凸缘344。第一凸缘342从偏压保持器324的第一端部347径向向外地延伸。第一凸缘342的尺寸被设定成接合控制阀206内的结构，以阻止偏压保持器324的轴向位移。第二凸缘344从偏压保持器
324的第二端部349径向向内地延伸。第二凸缘344的尺寸被设定成接合偏压元件322和提供可以供偏压元件322从其朝向梭式活塞320延伸的表面。偏压元件322被构造成布置在偏压保持器324与梭式活塞320之间并且在梭式活塞320上提供沿轴向方向朝向主活塞306的偏压力。在所示的实施例中，偏压元件322被接合在偏压保持器324的第二凸缘344至梭式活塞
320的第二端部349之间，所述偏压保持器324的第二凸缘344被轴向地固定并且为偏压元件
322提供从其延伸的基部。这样，偏压元件322被构造成将在指向主活塞306的轴向上的偏压力提供到梭式活塞320的第二端部349上。所示的偏压元件322具有弹簧的形式。在其它实施例中，例如，偏压元件322可以具有机械连杆、预应力结构和类似物的形式。
[0102] 转到图24和图25，凸轮管326限定大致圆筒形的中空管，其包括布置在其外表面348上的凸轮结构346。凸轮管326的尺寸被设计成使得凸轮管326可以延伸到偏压保持器
324、偏压元件322和梭式活塞320中和/或延伸通过偏压保持器324、偏压元件322和梭式活塞320。凸轮结构346从外表面348径向向外地延伸并且可以由多个凸轮段350限定，所述多个凸轮段350围绕凸轮管326沿圆周地布置。在所示的实施例中，凸轮管326包括四个凸轮段
350，所述四个凸轮段350围绕外表面348以约90度的增量沿圆周地布置。凸轮段350中的每个都构造成与梭式活塞320的销336中的相对应的一个销相互作用，以提供梭式活塞320的选择性锁定，如以下将描述的。在其它实施例中，凸轮管326可以包括多于或少于四个的凸轮段350，其围绕外表面348以任何增量沿圆周地布置，并且相对应数量的销336被构造成与凸轮段350相互作用。
[0103] 凸轮段350中的每个都可以包括类似的结构，该结构围绕凸轮管326沿圆周地重复。在每个凸轮段350内的特定结构使梭式活塞320能够锁定和解锁以选择性地控制其轴向位置。应当理解，在凸轮段350内的特定结构并不意味着以任何方式限制，并且会能够采用其它结构来实现梭式活塞320的锁定和解锁。
[0104] 凸轮段350中的每个都包括凸轮凸角352、第一凸轮表面354和第二凸轮表面356。凸轮凸角352包括凹穴(pocket)358和凸轮凸角表面360。凹穴358的尺寸被设定成其中保持销336，并且凹穴358与第一凸轮表面354的部分轴向地对准。凹穴358包括凹穴表面359，所述凹穴表面359沿圆周地延伸越过第一凸轮表面354并且相对于中心轴线305成角度。换句话说，凹穴表面359可以充当会使销336沿着其行进的斜坡。凸轮凸角表面360可以从凹穴
358的与凹穴表面359相对的侧延伸和沿圆周地延伸越过第二凸轮表面356的峰部364，并且相对于中心轴线305成角度。换句话说，凸轮凸角表面360可以充当会使销336沿着其行进的斜坡。
[0105] 第一凸轮表面354从峰部368沿圆周地延伸到端部370并且相对于中心轴线305成角度。这样，第一凸轮表面354可以充当会使销336沿着其行进的斜坡。第一凸轮表面354的峰部368与凹穴358的至少一部分轴向地对准，使得当销336从凹穴358朝向第一凸轮表面354轴向地位移时销336接合第一凸轮表面354。第一凸轮表面354的端部370沿圆周地延伸越过凹穴358。这确保一旦销336已经横穿第一凸轮表面354，当销336从第一凸轮表面354的端部370朝向凸轮凸角352轴向地位移时，销336接合凸轮凸角表面360。
[0106] 第二凸轮表面356从峰部364沿圆周地延伸到端部372并且相对于中心轴线305成角度。这样，第二凸轮表面356可以充当会使销336沿着其行进的斜坡。如上所述，凸轮凸角表面360可以沿圆周地延伸越过第二凸轮表面356的峰部364。这确保第二凸轮表面356的峰部364与凸轮凸角表面360的至少一部分轴向地对准，使得一旦销336已经横穿凸轮凸角表面360，随着销336在朝向第二凸轮表面356的方向上轴向地运动，销336接合第二凸轮表面356。第二凸轮表面356的端部372沿圆周地延伸，使得一旦销336已经横穿第二凸轮表面
356，当销336在朝向凹穴358的方向上位移时，销336接合凹穴表面359。
[0107] 如将描述的，随着销336横穿凹穴表面359、凸轮凸角表面360、第一凸轮表面354和第二凸轮表面356，这些表面全部可以促进凸轮凸角326的旋转。在所示的实施例中，凹穴表面359、凸轮凸角表面360、第一凸轮表面354和第二凸轮表面356中的每个都成角度，以促进凸轮管326沿相同的方向旋转。这样，随着梭式活塞320在锁定位置和解锁位置之间转换，凸轮段350围绕凸轮管326的圆周对称可以被循环地旋转。
[0108] 梭式活塞组件304中的部件中的每个都可以限定大致中空的形状，使得中心通道328通过梭式活塞组件304延伸，以使流体能够通过其流动。如以下将描述的，梭式活塞320、偏压元件322和凸轮管326之间的相互作用提供这样一种机构，即，所述机构被构造成锁定和解锁梭式活塞320以选择性地控制其轴向位置。梭式活塞320、偏压元件322和凸轮管326之间的共同相互作用在本文中将被称为梭式活塞组件304的锁定机构374。
[0109] 将参照图26至图39描述在软水器系统200的控制阀206中的活塞组件300的操作。活塞组件300被构造成在控制阀206的不同位置(即，服务位置、反冲洗位置、抽吸位置、漂洗位置、再填充位置和备用位置)中选择性地提供和阻止与活塞组件200相同的流体流动路径。因而，相对于控制阀体260的通道262、264、266、268、270处于不同位置中的活塞组件200的特定轴向对准以及在相应的位置中由活塞组件200提供和/或阻止的相对应的流体流动路径也应用于活塞组件300。
[0110] 如图26中所示，密封组件222的最后一个间隔物256和最后一个密封件254(即，与主活塞224的第一侧240最远间隔的间隔物256和密封件254)可以由单间隔物325代替。单间隔物325被构造成通过密封组件222将偏压保持器324和凸轮管326保持在阀体260中。
[0111] 图26和图27示出处于服务位置中的活塞组件300。在服务位置中，锁定机构374将梭式活塞320的轴向位置约束在锁定位置中。即，销336被保持在凹穴358内并且通过由偏压元件322提供的偏压力被支持在适当的位置中。因而，在锁定位置中，由于销336布置在凹穴358内，梭式活塞320被阻止进一步朝向主活塞306轴向地位移。凹穴358沿着凸轮管326的轴向位置和/或销336沿着梭式活塞320的轴向位置可以用于当处于锁定位置中时控制梭式活塞320的轴向位置。照此，当梭式活塞320处于锁定位置中时，梭式活塞320的轴向位置可以是已知的或受约束的。
[0112] 在所示的构造中，梭式活塞320被轴向地定位成使得当被锁定时出口通道264不被阻隔。主活塞306可以通过驱动机构277被轴向地定位，使得主活塞306的第二端部244与梭式活塞320的第一端部330轴向地间隔开，由此形成可以供流体从分配器通道268流到出口通道264的环形间隙。
[0113] 从服务位置，会期望的是将活塞组件300转换到反冲洗位置，例如，以开启再生。为了便于此，梭式活塞320从锁定位置转换到解锁位置。最初，如图28中所示，驱动机构277将主活塞306位移到下止点位置，所述下止点位置促使主活塞306的第二端部244接合偏压保持器324并且随后使梭式活塞320在朝向偏压保持器324的方向上位移。随着梭式活塞位移，销336从凹穴358轴向地位移成与第一凸轮表面354接合。一旦销336沿着第一凸轮表面354接合和横穿，由于第一凸轮表面354的成角度的取向，凸轮管326旋转(例如，在该实施例中，约45度)。因而，主活塞306到下止点位置的轴向位移使得凸轮管326旋转，这使销336与凸轮凸角表面360的一部分轴向地对准。
[0114] 一旦主活塞306到达下止点位置，主活塞306在远离下止点位置的相反方向上位移，如图29中所示。偏压元件322加压梭式活塞320以维持与主活塞306的接触并且与主活塞306一起位移。随着梭式活塞320与主活塞306一起位移，销336轴向地位移以接合凸轮凸角表面360并且随后横穿凸轮凸角表面360。由偏压元件322提供的偏压力将加压销336以使其横穿凸轮凸角表面360，从而由于凸轮凸角表面360的成角度的取向而使凸轮管326旋转(例如，约45度)。除了凸轮管326的旋转之外，梭式活塞320的第一端部330将进入和横穿出口通道264与入口通道262之间的密封件254，所述密封件254阻止流体流到出口通道264。
[0115] 梭式活塞320将保持与主活塞306接触并且与主活塞306一起位移，直到梭式凸缘337接合控制阀206的最靠外的密封件254中的一个，如图30中所示。驱动机构277可以继续使主活塞306轴向地位移，使得主活塞306的第二端部244与梭式活塞320的第一端部330轴向地间隔开，由此形成可以供流体从入口通道262流到分配器通道268的环形间隙。在这种布置中，活塞组件300处于反冲洗位置中。在进行反冲洗的同时，梭式活塞320的进一步轴向位移通过梭式凸缘337和最靠外的密封件254的接合而被阻止，并且偏压元件322将梭式活塞320维持在该解锁位置中，这阻止流动到出口通道264，如上所述。
[0116] 例如，在反冲洗位置之后，活塞组件300可以运动到抽吸位置，如图31中所示。为了转换到抽吸位置，驱动机构277使主活塞306位移，使得主活塞306的第二端部244接合梭式活塞320的第一端部330。这使得密封件310与梭式活塞320的第一端部330接触，由此在主活塞306的第二端部244与梭式活塞320的第一端部330之间形成密封。在主活塞306的第二端部244与梭式活塞320的第一端部330之间的密封阻止流体流入出口通道264中。另外，主活塞306的第二凸缘233提供在罐通道270的顶部与入口通道262之间的密封。这样加压通过入口通道262进入控制阀206的水以使水通过喷嘴元件282行进并且与盐水混合。废水被加压以通过排放通道266离开控制阀。
[0117] 在抽吸位置之后，例如，活塞组件300可以运动到漂洗位置。最初，如图32中所示，驱动机构277继续使主活塞306朝向主活塞306的下止点位置位移，并且由此使梭式活塞320朝向主活塞306的下止点位置位移。随着梭阀320与主活塞306一起位移，销336接合第二凸轮表面356并且随后横穿第二凸轮表面356，促使凸轮管旋转(例如，约45度)。一旦主活塞306到达下止点位置，驱动机构277使主活塞306在远离下止点位置的相反方向上位移到漂洗位置，如图33中所示。偏压元件322在梭式活塞320上施加偏压力以维持主活塞306的第二端部244与梭式活塞320的第一端部330之间的密封，并且活塞组件位移到漂洗位置。
[0118] 在漂洗位置之后，例如，活塞组件300可以运动到再填充位置，如图34中所示。为了转换到图34中所示的再填充位置，驱动机构277使主活塞306在远离下止点位置的相反方向上位移。随着主活塞306位移，由偏压元件322提供的偏压力维持梭式活塞320与主活塞306的接合，由此使销336轴向地运动。梭式活塞320和销336继续与主活塞306一起轴向地位移，直到销336接合凹穴表面359并且随后横穿凹穴表面359为止。由于活塞表面359的成角度的布置，凸轮管326随着销336横穿活塞表面359而旋转，直到销336固定在凹穴358内为止。一旦销336被固定在凹穴358内，梭式活塞320处于锁定位置中，并且阻止梭式活塞320进一步轴向位移。
[0119] 在梭式活塞320处于锁定位置中并且梭式活塞320被阻止朝向主活塞306进一步轴向位移的情况下，驱动机构277继续使主活塞306位移，使得随着主活塞306接近再填充位置而在主活塞306与梭式活塞320之间形成环形间隙。随着主活塞306与梭式活塞320轴向地分离而形成的环形间隙为处理过的水提供流动路径以使其流动到出口通道264。
[0120] 在其它实施例中，可以对运动的顺序进行调节，使得梭式活塞320在活塞组件300运动到再填充位置期间转换到解锁位置。这样，梭式活塞320可以被允许经由偏压元件322位移，并且接合主活塞306的第二端部244而在其之间形成密封。如果需要的话，这会消除在运动到再填充位置期间形成的环形间隙，并且阻隔流体流入出口通道264中。
[0121] 从再填充位置例如到备用位置的运动开始于主活塞306朝向下止点位置的位移，如图35中所示。随着主活塞306朝向下止点位置位移，主活塞306的第二端部244接合梭式活塞320的第一端部330，由此使梭式活塞320抵靠偏压元件322位移。梭式活塞320抵靠偏压元件322的位移使销336从凹穴358内的锁定位置朝向第一凸轮表面354轴向地位移。一旦销336接合第一凸轮表面354并且随后横穿第一凸轮表面354，第一凸轮表面354的成角度的布置使凸轮管326旋转(例如，45度)，从而解锁梭式活塞320。
[0122] 从下止点位置，驱动机构277将使主活塞306在远离下止点位置的相反方向上位移到备用位置，如图36中所示。随着主活塞306远离下止点位置位移，偏压元件322将梭式活塞320加压成与主活塞306接触，由此使梭式活塞320与主活塞306一起位移。该梭式活塞320的位移使销336轴向地位移成与凸轮凸角表面360接合。凸轮管326将随着销336横穿凸轮凸角表面360而旋转，而同时梭式活塞320跟随主活塞306到达备用位置。
[0123] 在备用位置中，梭式活塞320与主活塞306接合以在其之间形成密封并且接触在入口通道362与出口通道364之间的密封件254，这阻止流体流入出口通道364中。同时地，主活塞306阻止流体流到排放通道266。
[0124] 在备用位置之后，例如，活塞组件300可以转换回到服务位置，如图37至图39中所示。为了转换回到服务位置，驱动机构277继续使主活塞306远离下止点位置位移。偏压元件322继续使梭式活塞320与主活塞306一起位移，并且在梭式活塞320与主活塞306之间维持该位移。该运动一直继续使销336横穿整个凸轮凸角表面360，从而使凸轮管326进一步旋转。一旦销336已经横穿整个凸轮凸角表面360，驱动机构277使主活塞306的方向反向并且使主活塞306朝向下止点位置返回位移。这也使梭式活塞320抵靠偏压元件322位移，由此使销336朝向第二凸轮表面356轴向地位移。主活塞306继续位移到下止点，这加压销336以使其横穿第二凸轮表面356，由此使凸轮管326旋转。从下止点位置，驱动机构277继而使主活塞306在远离下止点位置的相反方向上位移。偏压元件322加压梭式活塞320以使其跟随主活塞306，直到梭式活塞320在销336固定在凹穴358内的情况下到达锁定位置为止。在梭式活塞320处于锁定位置中的情况下，驱动机构继续使主活塞306远离梭式活塞320轴向地位移，以在其之间形成环形间隙，直到活塞组件300到达服务位置为止。
[0125] 锁定机构374被构造成使梭式活塞320能够在锁定位置(例如，图26)与解锁位置(例如，图29)之间循环地转换。在如图26至图29中所示的锁定位置和解锁位置之间的转换所示，在锁定位置和解锁位置之间的转换改变梭式活塞320的轴向位置。在锁定位置中，梭式活塞320限定梭式活塞320的第一端部330与凸轮管326的第一端部376之间的距离L。一旦梭式活塞320到达解锁位置，梭式活塞320的第一端部330与凸轮管326的第一端部376之间的距离增大到距离UL。距离L和距离UL之间的差异可以由梭式凸缘337和最靠外的密封件254的几何形状和位置限定。梭式活塞组件304被设计成确保在距离UL和距离L之间的差异足以确保梭式活塞320的第一端部330并且横穿出口通道264与入口通道262之间的密封件
254，这阻止流体流入出口通道264中。
[0126] 由于凸轮段350围绕凸轮管326沿圆周地循环，每次主活塞306位移到下止点位置，并且随后被充分地收回以允许梭式凸缘337接合最靠外的密封件254，锁定机构374被构造成使梭式活塞320在锁定位置与解锁位置之间或在解锁位置与锁定位置之间转换。因而，驱动机构277可以根据期望基于控制阀206的期望操作位置而选择性地使梭式活塞320在锁定位置与解锁位置之间转换。
[0127] 由于销336抵靠凸轮结构346运动，所示的锁定机构374促使凸轮管326旋转。在另一个实施例中，锁定机构374可以被构造成随着销336横穿凸轮管326的凸轮结构346而提供梭式活塞320的旋转。在又一个实施例中，随着梭式活塞320在一个方向上或在另一个方向上位移，梭式活塞320和凸轮管326两者可以旋转例如45度的一部分。
[0128] 图40示出根据本发明的又一个实施例的、可以被集成到软水器系统200的控制阀206中的活塞组件400。活塞组件400包括主活塞组件402和梭式活塞组件404。主活塞组件
402和梭式活塞组件404可以共用共同的中心轴线405。主活塞组件402包括主活塞406、密封保持器408和密封件410。主活塞406可以在设计和功能上与活塞组件220的主活塞224类似。
在主活塞406和主活塞224之间的类似部件使用类似的附图标记指示。
[0129] 密封保持器408限定大致环形的形状并且包括保持器凸缘412，所述保持器凸缘412从密封保持器408的端部径向向外地延伸。密封保持器408包括布置在外表面414上的外螺纹，所述外表面414从保持器凸缘412轴向地延伸。外螺纹被构造成拧入布置在主活塞406的内表面416上的内螺纹中，以将密封保持器408附接到主活塞406。当被组装时，密封保持器408被构造成将密封件410固定到主活塞406的第二侧244上。具体地，当密封保持器408被附接到主活塞406时，由保持器凸缘412限定的外径的尺寸可以设定成使得密封件410被固定在保持器凸缘412与形成在主活塞406的第二侧244中的凹口418之间。在所示的实施例中，密封件410具有O型环的形式。
[0130] 梭式活塞组件404包括梭式活塞420、偏压元件422、偏压保持器424、导向管426和旋转环428。梭式活塞420限定大致圆筒形的中空本体，其包括中心通道430、第一端部432和相对的第二端部434。中心通道430通过梭式活塞420的内部延伸，以允许流体通过其流过。梭式活塞420的内表面436包括凸轮结构438。凸轮结构438从内表面436径向向内地延伸，并且包括围绕内表面436沿圆周地布置的多个梭齿(shuttle teeth)440。多个梭齿440中的每个都由一对朝向彼此延伸的成角度的表面形成。齿槽(tooth recess)442沿着多个梭齿440的沿圆周交替的一对梭齿布置。即，多个梭齿440的相邻的一对梭齿将包括一个齿槽442。齿槽442径向向内地凹陷在凸轮结构438上并且沿着凸轮结构438轴向地延伸。梭式凸缘444从梭式活塞420的第二端部434径向向外地延伸。
[0131] 旋转环428限定大致环形的形状并且包括多个锁齿446，所述多个锁齿446被构造成与梭式活塞420上的多个梭齿440相互作用。多个锁齿446中的每个都由轴向表面(即，与中心轴线405基本平行地延伸的表面)和成角度的表面(即，相对于中心轴线405成角度的表面)形成。与多个梭齿440类似，锁槽(lock recess)448沿着多个锁齿446的沿圆周交替的一对梭齿布置。即，多个锁齿446的相邻的一对梭齿将包括一个锁槽448。锁槽448被径向向内地凹陷在上面布置有锁槽448的锁齿446中的相应的一个上，并且锁槽448沿着旋转环428轴向地延伸。
[0132] 旋转环428的尺寸被设定成被接收在梭式活塞420的内表面436内，使得锁齿446与梭齿440相互作用，如将描述的。
[0133] 偏压保持器424限定大致圆筒形的中空形状，并且包括围绕其内表面452沿圆周地布置的多个保持器狭槽450。保持器狭槽450被径向地凹陷到内表面452中并且沿着内表面452轴向地延伸。偏压保持器424的尺寸被设定成联接到梭式活塞420的第二端部434。例如，偏压保持器424的第一端部454可以被构造成卡扣配合到梭式活塞420的第二端部434中。偏压保持器的底表面456的尺寸被设定成接合偏压元件422并且提供这样的表面，即，偏压元件422可以抵靠所述表面提供偏压力。偏压元件422被构造成布置在偏压保持器424与导向管426之间，并且在梭式活塞420上提供在朝向主活塞406的轴向方向上的偏压力。在所示的实施例中，偏压元件422被接合在偏压保持器424的底表面456与导向管426的导向凸缘458之间，所述导向管426的导向凸缘458被轴向地固定并且为偏压元件422提供从其延伸的基部。这样，偏压元件422被构造成将在指向主活塞406的轴向上的偏压力提供到梭式活塞420上。所示的偏压元件422具有弹簧的形式。在其它实施例中，例如，偏压元件422可以具有机械连杆、预应力结构和类似物的形式。
[0134] 导向管426限定大致圆筒形的中空管，其包括导向凸缘458、多个第一肋部460和多个第二肋部462。第一肋部460围绕导向管426的外表面464沿圆周地布置。在所示的实施例中，导向管426包括围绕外表面464以约90度的增量沿圆周地布置的四个第一肋部460。在其它实施例中，导向管426可以包括多于或少于四个的第一肋部460，其围绕外表面464以任何增量沿圆周地布置。第一肋部460从外表面464径向向外地延伸，并且沿着外表面从导向管426的第一端部466轴向地延伸到在导向管426的第一端部466和第二端部468之间的位置。
第一肋部460的与第一端部466相对布置的端部包括成角度的表面470。
[0135] 第二肋部462围绕导向管426的外表面464沿圆周地布置。第二肋部462与第一肋部462沿圆周地对准。在所示的实施例中，导向管426包括四个第二肋部462，所述四个第二肋部462与第一肋部460对准。在其它实施例中，导向管426可以包括多于或少于四个的第二肋部462，其可以与第一肋部406对准或从第一肋部406沿圆周地偏移。第二肋部462从外表面
464径向向外地延伸，并且从导向管426的第二端部468沿着外表面轴向地延伸到在导向管
426的第一端部466和第二端部468之间的位置。
[0136] 导向凸缘458从导向管426的第二端部468径向向外地延伸。导向凸缘458的尺寸被设定成径向地延伸成使得偏压元件422当被组装时接合导向凸缘458。
[0137] 外表面464的尺寸被设定成使得导向管426可以延伸到偏压元件422、偏压保持器424、旋转环428和梭式活塞420中并且/或者延伸通过偏压元件422、偏压保持器424、旋转环
428和梭式活塞420，如图41所示。梭式活塞组件404中的部件中的每个都可以限定大致中空的形状，使得中心通道430延伸通过梭式活塞组件404以使流体能够通过其流动。如以下将描述的，梭式活塞420、偏压元件422、旋转环428和导向管426之间的相互作用提供这样一种机构，即，所述机构被构造成锁定和解锁梭式活塞420以选择性地控制其轴向位置。梭式活塞420、偏压元件422、旋转环428和导向管426之间的共同相互作用在本文中将称为梭式活塞组件404的锁定机构474。
[0138] 将参照图41描述在软水器系统200的控制阀206中的活塞组件400的操作。活塞组件400被构造成在控制阀206的不同位置(即，服务位置、反冲洗位置、抽吸位置、漂洗位置、再填充位置和备用位置)中选择性地提供和阻止与活塞组件200相同的流体流动路径。因而，相对于控制阀体260的通道262、264、266、268、270处于不同位置中的活塞组件200的特定轴向对准以及在相应的位置中由活塞组件200提供和/或阻止的相对应的流体流动路径也应用于活塞组件400。此外，应当理解，活塞组件400的锁定机构用于提供与活塞组件300的锁定机构类似的结果。即，梭式活塞420可以选择性地在锁定位置与解锁位置之间转换以控制梭式活塞420的轴向位置。
[0139] 如图41中所示，密封组件222的最后一个间隔物256和最后一个密封件254(即，与主活塞224的第一侧240最远间隔的间隔物256和密封件254)可以由单间隔物425代替。单间隔物425被构造成将导向管426保持在阀体260的中心孔276中。
[0140] 当在服务位置、反冲洗位置、抽吸位置、漂洗位置、再填充位置和备用位置之间转换时，活塞组件400的操作可以与上述的活塞组件300类似。然而，锁定机构474可以在该操作期间如下所述起作用。从图41中所示的位置，在主活塞406处于下止点位置中的情况下，例如，驱动机构277使主活塞406在远离下止点位置的方向上位移。然后，偏压元件422将偏压保持器424加压到旋转环428中，这由于梭齿440和锁齿446的成角度的表面之间的相互作用而使旋转环428旋转。该旋转将锁齿446与第二肋部462布置在一起，所述锁齿446包括通过其延伸的锁槽448。随着偏压元件422继续加压偏压保持器424和梭式活塞420以跟随主活塞406，第一肋部460延伸通过相应的锁齿446中的锁槽448，由此使梭式活塞420能够继续轴向地延伸，直到主活塞406停止或者梭式凸缘444接合最靠外的密封件254为止。
[0141] 为了转换到锁定位置，驱动机构277将主活塞406位移到下止点位置。一旦主活塞406接合梭式活塞420，梭式活塞420随主活塞406一起朝向下止点位置位移。一旦第一肋部
460滑出并且跳过锁槽448，旋转环428相对于梭阀420和导向管326自由旋转。当主活塞406到达下止点位置时，由于梭齿440和锁齿446之间的相互作用，由主活塞406在梭式活塞420上提供的力使旋转环428旋转。该旋转使第二肋部462与不包括锁槽448的锁齿446对准。因而，一旦主活塞406在远离下止点位置的相反方向上位移，偏压元件422将加压梭式活塞420以使其跟随主活塞406，直到第一肋部460接合不包括锁槽448的锁齿446为止。由于这些锁齿448不包括锁槽448，第一肋部460被不允许轴向地位移越过旋转环428，由此限制梭式活塞420的轴向位置。
[0142] 应当理解，在某些实施例中，活塞组件400的梭式活塞组件404可以联接到主活塞406。例如，图42至图44示出根据本发明的又一个实施例的、可以被集成到软水器系统200的控制阀206中的活塞组件500。活塞组件500包括主活塞502和梭式活塞组件504，所述梭式活塞组件504被构造成通过联接管506联接到主活塞502。主活塞502、梭式活塞组件504和联接管506可以共用共同的中心轴线505。主活塞502可以在设计和功能上与活塞组件220的主活塞224类似。在主活塞506和主活塞224之间的类似部件使用类似的附图标记指示。
[0143] 梭式活塞组件504包括梭式活塞520、偏压元件522、偏压保持器524、梭式保持器526和旋转环528。梭式活塞520限定大致圆筒形的中空本体，其包括中心通道530、第一端部
532和相对的第二端部534。中心通道530通过梭式活塞520的内部延伸，以允许流体通过其流动。梭式活塞520的内表面536包括凸轮结构538。凸轮结构538从内表面536径向向内地延伸，并且包括围绕内表面536沿圆周地布置的多个梭齿540。多个梭齿540中的每个都由一对朝向彼此延伸的成角度的表面形成。齿槽542沿着多个梭齿540的沿圆周交替的一对梭齿布置。即，多个梭齿540的相邻的一对梭齿将包括一个齿槽542。齿槽542被径向向内地凹陷在凸轮结构538上并且沿着凸轮结构538轴向地延伸。
[0144] 旋转环528限定大致环形的形状并且包括多个锁齿546，所述多个锁齿546被构造成与梭式活塞520上的多个梭齿540相互作用。多个锁齿546中的每个都由轴向表面(即，与中心轴线505基本平行地延伸的表面)和成角度的表面(即，相对于中心轴线505成角度的表面)形成。与多个梭齿540类似，锁槽548沿着多个锁齿546的沿圆周交替的一对梭齿布置。即，多个锁齿546的相邻的一对梭齿将包括一个锁槽548。锁槽548被径向向内地凹陷在上面布置有锁槽548的锁齿546中的相应的一个上，并且锁槽548沿着旋转环528轴向地延伸。
[0145] 旋转环528的尺寸被设定成被接收在梭式活塞520的内表面536内，使得锁齿546与梭齿540相互作用，如将描述的。
[0146] 偏压保持器524具有卡环的形式，并且偏压保持器524的尺寸被设定成被接收在旋转环528的上凹口549与梭式活塞520的内表面536上的内凹口550之间。这样，偏压保持器524将梭式活塞520和旋转环528固定在一起，使得它们被允许作为统一部件轴向地平移。
[0147] 联接管506限定大致圆筒形的中空管，其包括导向凸缘552、多个肋部554、多个开口556和带螺纹的第一端部558。导向凸缘552在多个开口556的轴向下方的位置处从联接管506的外表面559径向向外地延伸。偏压元件522具有弹簧的形式并且被构造为偏压在导向件凸缘552与偏压保持器524之间。
[0148] 肋部554在联接管506的第二端部560附近围绕联接管506的外表面559沿圆周地布置。肋部554从外表面559径向向外地延伸并且从联接管506的第二端部560沿着外表面559轴向地延伸到在联接管506的第一端部558和第二端部560之间的位置。肋部554的与第二端部560相对布置的端部包括成角度的表面562。
[0149] 在肋部554上布置有轴向间隙564，其围绕联接管506的外表面559沿圆周地延伸。轴向间隙564的尺寸被设定成接收梭式保持器526。梭式保持器526具有卡环的形式并且被构造成限制梭式活塞520的轴向位移(即，梭式保持器526在锁定位置和解锁位置之间轴向平移期间充当用于梭式活塞520的止挡件)。
[0150] 联接管506的带螺纹的第一端部558被构造成联接到主活塞502的第二端部244。外表面559的尺寸被设定成使得联接管506可以延伸到偏压元件522、偏压保持器524、旋转环528和梭式活塞520中并且/或者延伸通过偏压元件522、偏压保持器524、旋转环528和梭式活塞520，如图43和图44中所示。梭式活塞组件504和联接管506中的部件中的每个都可以限定大致中空的形状，使得中心通道530延伸通过梭式活塞组件504和联接管506，以使流体能够通过其流动。如以下将描述的，梭式活塞520、偏压元件522、旋转环528和联接管506之间的相互作用提供这样一种机构，即，所述机构被构造成锁定和解锁梭式活塞520以选择性地控制其轴向位置和通过开口556的流体流动。在梭式活塞520、偏压元件522、旋转环528和联接管506之间的共同相互作用在本文中将称为梭式活塞组件500的锁定机构574。
[0151] 将参照图42至图44描述在软水器系统200的控制阀206中的活塞组件500的操作。活塞组件500被构造成在控制阀206的不同位置(即，服务位置、反冲洗位置、抽吸位置、漂洗位置、再填充位置和备用位置)中选择性地提供和阻止与活塞组件200相同的流体流动路径。因而，相对于控制阀体260的通道262、264、266、268、270处于不同位置中的活塞组件200的特定轴向对准以及在相应的位置中由活塞组件200提供和/或阻止的相对应的流体流动路径也应用于活塞组件400。
[0152] 当在服务位置、反冲洗位置、抽吸位置、漂洗位置、再填充位置和备用位置之间转换时，活塞组件500的操作可以与上述的活塞组件200类似。然而，锁定机构574可以在该操作期间如下所述起作用。图42示出处于锁定位置中的活塞组件500，其中肋部554通过偏压元件522被加压成与不包括锁槽548的锁齿546接合。在该锁定位置中，梭式活塞520被轴向地约束并且防止相对于主活塞502位移。在梭式活塞502和联接管506的第一端部558之间经由呈O型环形式的密封件576形成密封。该密封件防止流体流入开口556中。
[0153] 为了转换到解锁位置，活塞组件500的轴向位置可以被改变以在梭式活塞520上提供外力，所述外力抵抗偏压元件522的力加压梭齿540以与锁齿546相互作用。梭齿540和锁齿546之间的相互作用在旋转环528上施加旋转转矩，所述旋转转矩加压旋转环528以旋转由梭齿540和锁齿546的数量和几何形状决定的预定量。该旋转环528的旋转使包括锁槽548的锁齿546与肋部554对准。然后，由偏压元件522提供的偏压力被允许使梭式活塞520朝向梭式保持器526偏压，直到梭式活塞520接合梭式保持器526为止。因而，梭式活塞520被轴向地平移到图44中所示的解锁位置中。在解锁位置中，梭式活塞520被定位成使得在梭式活塞520与主活塞502之间形成开口，以使流体能够流过开口556。
[0154] 与活塞组件500类似，在某些实施例中，活塞组件300可以被设计成包括联接管或类似物，以便于梭式活塞组件304联接到主活塞306。
[0155] 本领域的技术人员将应理解，尽管以上已经结合特定实施例和示例描述了本发明，但是本发明不必受此限制，并且不偏离实施例、示例和用法的许多其它实施例、示例、用法、修改旨在由所附权利要求书涵盖。本文引用的每个专利和出版物的全部公开内容都通过参考包含于此，如同每个这样的专利或出版物通过参考单独地包含于此一样。在以下权利要求书中阐述了本发明的各种特征和优点。