具有可調(diào)節(jié)的旁路的介質(zhì)筒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及包含用于過濾流體的介質(zhì)的濾筒，并且具體地涉及包含介質(zhì)諸如離子 交換樹脂的濾筒和可調(diào)節(jié)的旁路。這些濾筒可用于水軟化/水垢減少應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 水軟化/水垢減少過濾器用于飯店和服務(wù)行業(yè)中的飲料制作。離子交換材料諸如 弱酸陽(yáng)離子（WAC)交換樹脂通常用于用氫或鈉交換水中的硬度礦物質(zhì)（鈣和鎂）。這導(dǎo)致 在水中有較低的結(jié)垢電位，并且使用這種水減少了過早形成水垢以及飲料設(shè)備（包括咖啡 設(shè)備）的維護(hù)。
[0003] 然而，如果WAC交換樹脂去除了所有硬度礦物質(zhì)，則可一定程度地使該水從咖啡 豆中提取咖啡的能力受損，飲料的味道可受到不利影響。優(yōu)選的是在用于制作飲料的水中 殘余一定硬度，并且各種飲料需要它們自身在水中的硬度規(guī)格。
[0004] 需要通過使用WAC樹脂和可調(diào)節(jié)的旁路的特征結(jié)構(gòu)以轉(zhuǎn)移一些水使其不接觸樹 脂來(lái)降低水的結(jié)垢電位，這將允許最終用戶將硬度調(diào)節(jié)至期望的規(guī)格。另外，最終拋光碳過 濾器（final polishing carbon filter)需要去除任何殘余的氯、全部水中的味道和氣味 (均通過樹脂來(lái)處理并且通過旁路來(lái)轉(zhuǎn)移）。需要提供單個(gè)筒，該筒在安裝時(shí)能夠從具有已 知或可預(yù)測(cè)水平的旁路的濾筒外部來(lái)調(diào)節(jié)未經(jīng)過處理的流體的量，并且在對(duì)經(jīng)過處理的流 體進(jìn)行后續(xù)過濾之前將其重新組合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 提供了具有可調(diào)節(jié)的旁路的介質(zhì)筒和使用介質(zhì)筒的系統(tǒng)和方法。在第一方面，介 質(zhì)筒包括：與進(jìn)料腔室流體連通的入口和與混合隔室流體連通的出口；包含介質(zhì)的介質(zhì)隔 室；與所述進(jìn)料腔室和所述混合隔室流體連通的旁路口；其中，由所述進(jìn)料腔室和所述介 質(zhì)隔室限定第一流體路徑，使得流過第一流體路徑的流體接觸介質(zhì)，以形成進(jìn)入所述混合 隔室的經(jīng)過處理的流體；以及，由所述進(jìn)料腔室和所述旁路口限定第二流體路徑，使得流過 第二流體路徑的流體不接觸所述介質(zhì)并且在進(jìn)入所述混合隔室中時(shí)未經(jīng)過處理。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施例中，混合隔室在其內(nèi)包括插入件，插入件與介質(zhì)隔室和旁路口流體 連通，插入件包括旁路調(diào)節(jié)器，所述旁路調(diào)節(jié)器能夠被調(diào)節(jié)至期望的旁路流量。旁路調(diào)節(jié)器 能夠通過驅(qū)動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)節(jié)。旁路調(diào)節(jié)器可包括多個(gè)孔。還可提供指示器，所述指示器 傳遞關(guān)于所述期望的旁路流量的信息。插入件在其內(nèi)可包括過濾器。過濾器可以是含碳過 濾塊。介質(zhì)可包括一種或多種離子交換樹脂。在詳細(xì)的實(shí)施例中，離子交換樹脂包括弱酸 陽(yáng)咼子（WAC)交換樹脂。
[0007] 在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，介質(zhì)筒還包括管道，所述管道連接到所述混合隔室，使得 經(jīng)過處理的流體在進(jìn)入混合隔室之前穿過管道。
[0008] 在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，介質(zhì)筒還包括進(jìn)料分隔體（用于對(duì)進(jìn)入介質(zhì)隔室和旁路 口的流體進(jìn)行過濾）。其它實(shí)施例提供還包括介質(zhì)分隔體（用于對(duì)排出介質(zhì)隔室的流體進(jìn) 行過濾）的介質(zhì)筒。
[0009] 另一個(gè)方面提供了一種離子交換樹脂筒，所述離子交換樹脂筒包括：與進(jìn)料腔室 流體連通的入口和與混合隔室流體連通的出口，混合隔室任選地包含過濾器；包含一種或 多種離子交換樹脂的介質(zhì)隔室；與進(jìn)料腔室和混合隔室流體連通的旁路口；其中，由進(jìn)料 腔室和介質(zhì)隔室限定第一流體路徑，使得流過第一流體路徑的流體接觸一種或多種離子交 換樹脂，以形成進(jìn)入混合隔室的經(jīng)過處理的流體；以及，由進(jìn)料腔室和旁路口限定第二流體 路徑，使得流過第二流體路徑的流體不接觸介質(zhì)并且在進(jìn)入混合隔室中時(shí)未經(jīng)過處理?；?合隔室在其內(nèi)還可包括插入件，所述插入件與介質(zhì)隔室和旁路口流體連通，插入件包括旁 路調(diào)節(jié)器，所述旁路調(diào)節(jié)器能夠被調(diào)節(jié)至期望的旁路流量。
[0010]另一個(gè)方面是一種飲料制備系統(tǒng)，所述飲料制備系統(tǒng)包括：本文公開的離子交換 筒，其中離子交換樹脂包括弱酸陽(yáng)離子（WAC)交換樹脂；并且其中期望的旁路流量能夠有 效地提供具有期望硬度的水。
[0011] 其它方面包括流體處理的方法，所述方法包括：使流體穿過介質(zhì)筒的入口并進(jìn)入 進(jìn)料腔室中；使流體的第一部分從進(jìn)料腔室流過包含介質(zhì)的介質(zhì)隔室以形成經(jīng)過處理的流 體，并且使所述經(jīng)過處理的流體流入混合隔室中；使流體的第二部分流過旁路口并進(jìn)入所 述混合隔室中，所述流體的第二部分不接觸介質(zhì)并且是未經(jīng)過處理的流體；將經(jīng)過處理的 流體和未經(jīng)過處理的流體在混合隔室中進(jìn)行組合；并且使混合腔室的內(nèi)容物流過出口。所 述方法還可包括通過使用旁路調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)節(jié)穿過所述旁路口的流量，所述旁路調(diào)節(jié)器能夠 被調(diào)節(jié)至期望的旁路流量。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括通過位于混合腔室中 的過濾器來(lái)過濾混合腔室的內(nèi)容物。在詳細(xì)的實(shí)施例中，介質(zhì)包括一種或多種離子交換樹 月旨。過濾器可以是含碳?jí)K。
[0012] 在以下"【具體實(shí)施方式】"中將描述本發(fā)明的這些方面和其他方面。在任何情況下 都不應(yīng)將以上
【發(fā)明內(nèi)容】
理解為是對(duì)受權(quán)利要求書保護(hù)的主題的限制。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 結(jié)合附圖，參考以下對(duì)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，可更全面地理解本發(fā)明， 其中：
[0014] 圖1是具有可調(diào)節(jié)的旁路的介質(zhì)筒的剖視示意圖；
[0015] 圖2A和圖2B提供了根據(jù)實(shí)施例的介質(zhì)筒的插入件的示意圖；
[0016] 圖3是介質(zhì)筒的實(shí)施例的頂視圖；以及
[0017] 圖4示出流入和流出混合隔室的流量。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 在描述本發(fā)明的若干示例性實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于以下描述中 所提及的構(gòu)造或工藝步驟的細(xì)節(jié)。本發(fā)明允許有其他的實(shí)施例，且能夠以各種方式實(shí)施或 執(zhí)行。
[0019] 提供了具有可調(diào)節(jié)的旁路的介質(zhì)筒和使用它們的系統(tǒng)和方法。一些方面包括可調(diào) 節(jié)的旁路濾筒，其中經(jīng)過處理的流和經(jīng)調(diào)節(jié)的未經(jīng)過處理的流在后續(xù)過濾之前進(jìn)行組合， 在安裝時(shí)能從具有已知或可預(yù)測(cè)水平的旁路的濾筒的外部來(lái)調(diào)節(jié)經(jīng)過處理的水和未經(jīng)過 處理的水的百分比或比率。具體地，這種筒允許用戶調(diào)節(jié)總流體的一部分，具體地，調(diào)節(jié)接 觸期望的處理介質(zhì)（諸如，弱酸陽(yáng)離子交換樹脂）的水，同時(shí)還允許流體總量接觸拋光過濾 器，諸如基于碳的過濾器。通過使用單個(gè)筒中的可調(diào)節(jié)的旁路，同時(shí)還提供用于進(jìn)行拋光的 隔室，允許以有效方式提供介質(zhì)筒。也就是說(shuō)，可調(diào)節(jié)一個(gè)筒以滿足各式各樣的最終用途。 本文所公開的筒允許最終用戶將硬度調(diào)節(jié)至期望的規(guī)格，同時(shí)還去除水中所有的任何殘余 氯、味道和氣味。
[0020] 出于本專利申請(qǐng)的目的，下列術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)具有下文所示的各種含義。
[0021] "流體路徑"是指穿過筒的流體的基本上連續(xù)的途徑。
[0022] "經(jīng)過處理的流體"是指已接觸介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)期望處理的流體。例如，經(jīng)弱酸陽(yáng)離子 (WAC)交換樹脂處理的流體實(shí)現(xiàn)了硬度的降低。
[0023] "未經(jīng)過處理的流體"是繞過介質(zhì)處理的流體。經(jīng)過處理的流體和未經(jīng)過處理的流 體均可根據(jù)需要被過濾器諸如基于碳的過濾器凈化。
[0024] 術(shù)語(yǔ)"介質(zhì)"和"吸附性介質(zhì)"包括具有通過不同的吸附機(jī)制來(lái)吸附粒子的能力的 材料（稱為吸附劑）。這些介質(zhì)可以為例如流體動(dòng)力學(xué)直徑介于約〇. 01到IOmm之間的球 粒、棒、纖維、模制粒子或整塊的形式。如果該介質(zhì)為多孔的，則這一屬性會(huì)導(dǎo)致較高的暴露 表面積和較高的吸附能力。吸附劑可具有微孔和大孔結(jié)構(gòu)的組合，使得能夠快速地傳送粒 子并具有低流動(dòng)阻力。
[0025] "離子交換樹脂"指不溶解的基質(zhì)（或支撐結(jié)構(gòu)），通常具有由有機(jī)聚合物基底加 工成的小珠形式。該材料在其表面上具有孔結(jié)構(gòu)，所述表面在化學(xué)活化時(shí)可包括俘獲和釋 放尚子的交換基。
[0026] 本文所用的"微網(wǎng)狀物"用于描述離子交換樹脂，是指不具有永久性孔結(jié)構(gòu)的離子 交換樹脂。例如，微網(wǎng)狀物可包括具有聚合物鏈的交聯(lián)聚合物凝膠，其中通過改變聚合物鏈 之間的距離限定孔結(jié)構(gòu)。其孔結(jié)構(gòu)基于多種因素經(jīng)受變化的所述凝膠通常被稱為凝膠型樹 脂。
[0027] 本文所用的"大網(wǎng)狀物"用于描述離子交換樹脂，是指包括一種或多種微網(wǎng)狀物的 凝聚物的離子交換樹脂。在凝聚物之間限定的開口或小孔可為大網(wǎng)狀物提供超過它們的構(gòu) 成微網(wǎng)狀物的額外孔隙度。
[0028] 介質(zhì)筒可包括一種或多種類型的介質(zhì)，