CN101107582A - 制作可饮用水的水处理反应器 - Google Patents

Abstract

所发明的用于生产饮用水的水处理设备，包括基本为圆筒的壳体(1)、与壳体(1)相互作用而用于引导被处理的水的装置(2)和用于排放已处理的水的装置(3)，以及形成紫外线灯(4)的多个装置，其中，所述设备的特征在于：所述紫外线灯形成装置被布置在所述壳体内，以此方式，至少好几个该装置的纵向轴线形成相对于基本为圆筒壳体(1)的纵向轴线的非零度的及不同于90度的角度。

Description

制作可饮用水的水处理反应器

本发明涉及水处理以便对水消毒的领域，尤其涉及生产饮用水的处理情境。

更具体地说，本发明涉及以紫外线辐射对水消毒。本发明应用于形式为封闭反应器的水消毒设备。

在本发明的领域内，已知有许多类型的反应器采用紫外线辐射处理水。

特别地，已知的一些反应器是把多盏紫外线灯布置成与要处理的水的水流相平行，并与具有L形、U形或Z形形状的系统结合为一体。在此种系统中，灯与反应器的轴线平行。由于灯的石英护套附接着凸缘，至少是在灯的一个末端处有该凸缘，所以，可以在此种反应器中替换灯。这些凸缘也用于密封反应器。

这些反应器的优点是容易制造，而且抗压性良好。

然而，要把它们排成一条直线地安装却不大容易，有时牵涉到复杂的连接。

此外，为了防止不均匀地处理水，必须配置大量的灯以便减少紫外线辐射过量散布带来的危险。

按照另一种反应器，要在一个舱室里安装一盏或更多盏灯，从而使灯与所处理的水的水流相垂直地延伸。此种类型的反应器一般都对应地采用中等压力的灯。

此种类型的反应器采用相对较高线性功率的灯，该功率为50W_UVC/cm的等级。

这些中等压力的灯的优点是紧凑。然而，它们的能量效率低，所以，它们的耗电量约为低压灯的两倍。

另一种类型的反应器也已为人所知，该反应器中配置了多盏灯，这些灯被布置成与所要处理的水的水流相垂直，符合平行六面体结构和栅格排列。

这种反应器的设计方案可以采用低压灯，如上文所述，该低压灯运行成本低，因而有利。

然而，这种类型的反应器的缺点在于，由于其特殊的平行六面体结构的缘故，仅仅可以提供低压力，而且成本高，因而当然会限制其应用。

本发明的意图尤其在于克服现有技术的缺陷。

更具体地说，本发明的意图在于提供一种以紫外线辐射处理水的新颖的反应器设计方案，此种类型的反应器配置多个紫外线灯形成装置(UV lamp-forming means)，该装置可以使所发出的功率相对于同样类型的常规反应器得以优化。

本发明还意在提供一种反应器，其容易安装，并为了维修而让人容易接近灯以及容易拆卸灯。

本发明还意在提供一种反应器，其提供令人满意的抗压性。

本发明还意在提供一种反应器，其能处理较大量的水。

本发明的另一个目的是提供一种反应器，其设计简单，并容易制造和配置且成本低廉。

下文中要阐明的这些目的和其他目的是通过本发明达到的，该发明涉及处理水而使其可饮用的设备，该设备具有基本为圆筒的壳体、用于所处理的水的入口装置、用于被处理的水与所述壳体配合操作的出口装置，以及多个紫外线灯形成装置，在该设备中，所述紫外线灯形成装置被布置在所述壳体内，从而至少它们其中至少一个该装置的径向轴线相对于所述基本为圆筒壳体的纵向轴线形成为非零角度和非90度的角度。

通常而言，灯形成装置包括紫外线灯本身以及保护所述灯的石英护套。

符合本发明的反应器可以把较高处理能力这一优点与灯形成装置所散布的紫外线辐射特别有效地散布这一优点相结合。

的确，依照本发明的原理，可以布置紫外线灯形成装置，从而可使所述灯形成装置相对于反应器的纵向轴线不处于垂直位置上，使该装置相对于所述轴线而倾斜。因此，比起现有技术采用相等数量的灯形成装置的反应器来，所述灯形成装置以优化方式占据由壳体所限定的圆筒状空间。

此外，符合本发明的反应器由于其壳体是圆筒形状的，具有令人满意的抗压的优点。

相对于反应器的纵向轴线而倾斜的所述灯形成装置中，至少有一些该装置的倾斜角度小于45度。

根据一个有利的解决方案，由于相对于所述基本为圆筒壳体的纵向轴线形成多个非零度角度及非90度的角度，至少一些所述灯形成装置被布置在所述壳体内。

通过这样利用灯形成装置的多个倾斜角度，灯形成装置就在反应器舱室里进一步优化分布，从而改善紫外线辐射的散布及处理剂的散布。被处理的水所用的所述入口装置和/或所述出口装置，有利地具有接近装置，以便让人接近所述灯形成装置的至少一些紫外线灯。

因此，对灯进行的维修和/或替换就能方便地进行。

在此情况下，所述接近装置最好在所述入口装置和/或所述出口装置上分布成冠状排列的。

所讨论的接近装置被有利地分布在所述入口装置和/或所述出口装置的截头锥体部分上。

根据一个有利的解决方案，该设备具有至少一个第一组紫外线灯形成装置，至少其中一些该装置的末端与配置在所述入口装置或所述出口装置上的接近装置配合操作，且另一末端被配置在所述壳体内的至少一个支承件所接纳。

因此，可以让大批接近装置分布在两个截然不同的区域中，即分布在入口装置与出口装置中，同时，可确保对于灯形成装置进行令人满意的维修。

根据一个推荐实施例，所述第一组灯形成装置包括第一列紫外线灯形成装置，它们形成至少一个相对于所述圆筒的纵向平面的第一零角度或非零度角度δ1；该灯形成装置还包括第二列紫外线灯形成装置，它们形成至少一个相对于所述圆筒的所述纵向平面P的、与角度δ1不相同的第二非零度角度δ2。

由于使灯形成装置形成一种缠结，同时又在该装置之间形成有规则的间隔，因而使灯形成装置在反应器里的空间分布得到优化，以便在反应器的舱室里进行均质处理。

按照一个特殊的实施例，第一列所述灯形成装置形成相对于垂直于平面P的平面P′的角度δ′1，且第二列所述灯形成装置形成相对于所述平面P′而言的角度δ′2。

此种分布进一步改善反应器的舱室里辐射的散布。

根据一个推荐实施例，反应器具有两组紫外线灯形成装置，即：

—第一组紫外线灯形成装置，其一个末端与配置在所述入口装置上的接近装置配合操作，且另一末端与配置在所述壳体内的至少一个第一支承件配合操作；以及

—第二组紫外线灯形成装置，其一个末端与配置在所述出口装置上的接近装置配合操作，且另一末端与配置在所述壳体里的至少一个第二支承件配合操作。

因此，依照本发明的原理，可以获得一种生产力更大而且进行均质处理的反应器。

此外，如上文所述，大量的用于接近灯形成装置的接近装置(它们的数量由于使用第二组灯而进一步增加)，沿着入口装置和出口装置而分布。接近装置因此有利地彼此间隔开，从而便于组装和/或维修。

所述第二组灯形成装置有利地包括第一列紫外线灯，这些灯形成至少一个相对于所述圆筒的纵向平面P的第一零度或非零度角度β1；该灯形成装置还包括第二列紫外线灯形成装置，该装置形成至少一个相对于所述平面P的、与角度β1不相同的第二非零度角度β2。

因此，有利地布置第一组灯形成装置，使第二组灯形成装置得到复制。

最好第一列所述灯形成装置形成相对于垂直于平面P的平面P′而言的角度β′1，且第二列所述灯形成装置形成相对于所述平面P′而言的角度β′2。

根据一个推荐的解决方案，所述第一支承件和/或所述第二支承件基本上为星形，该星形的中央部分接纳某个灯形成装置的末端，且该星形的尖端接纳另外其他灯形成装置的末端。

因此获得反应器外部壳体的一种特别简单的设计方案，所以，该壳体成本低廉，便于把灯组装在反应器里。

在此情况下，所述支承件的所述中央部分被狭窄的分支有利地与所述尖端连接。

阅读由解释性的且非限制性的例子对本发明的两个推荐实施例所做的下述说明，并参看附图，就会明白本发明的其他特性和优点，在这些附图中：

—图1是符合本发明第一实施例的反应器的内部结构透视图；

—图2和图3是局部视图，它们可以显示第一实施例中所表现的反应器中的灯形成装置倾斜情况的角度；

—图4是符合本发明第二实施例的反应器的内部结构透视图；

—图5和图6是局部视图，它们可以显示第二实施例中所表现的反应器中灯形成装置倾斜情况的角度。

如上文所述，本发明的原理是以圆筒壳体中把紫外线灯形成装置布置成相对于反应器纵向轴线而倾斜为根据的(然而，这种倾斜并不形成直角)。

图1显示符合本发明的反应器第一实施例的局部视图，图中并未显示圆筒壳体，以便能够暴露反应器的内部结构。

根据这个实施例，反应器包括水入口装置2和水出口装置3，圆筒壳体(未显示)在该两个装置之间延伸。入口装置2被设计成与供应所要处理的水的管道结合为一体，而出口装置3则被设计成与排放已处理的水的管道结合为一体。

在这个实施例中，10个紫外线灯形成装置4配置在所述壳体内。要注意的是，在其他一些实施例中，灯形成装置的这一数量当然可以有所不同。这些灯形成装置通常包括紫外线灯本身，以及保护所述灯的石英护套。在这个实施例中，灯的长度为1500毫米，石英护套的长度为1700毫米。圆筒壳体的直径约为600毫米。

为了达到预期目的，此种反应器的安装功率电容约为4千瓦，因此，紫外线C的功率约为1.3千瓦。

每个灯形成装置4均相对于反应器的纵向轴线而倾斜。然而，要注意的是，在其他一些实施例中，只有一些灯形成装置能够倾斜，而其他灯形成装置则能平行于反应器的纵向轴线而延伸。

所有的灯4的一个末端都与支承件6相连接，该支承件大致有一个处于反应器里的朝向反应器出口的星形6，而且，灯的其他末端连接着配置在水入口装置2的基本为截头锥体部分2a上的接近装置5，该水入口装置可让水进入反应器。这些接近装置包括配置在这个截头锥体中的小孔。

支承件6包括中央部分61和由狭窄分支63连接着中央部分61的部分62。由于分支63狭窄，可以使反应器中水的流动所受到的干扰最小。

接近装置5接纳灯形成装置的石英护套的末端，并包括用以保护这些末端的保护装置5a(能够随意地用螺栓上紧的帽盖型装置)。

此种反应器的优点是，既可以把大量灯形成装置集中在圆筒状反应器的空间里，又可以让人容易接近灯以便对其进行维修和替换。

为了达到这个目的，仅仅只要卸下帽盖5a，并经由接近装置5而把灯取出来。在此操作期间，灯形成装置的石英护套留在原处。接着，可以把新灯插入反应器里。为了达到这个目的，仅需要沿着石英护套使灯滑动，这种操作是由沿着灯而布置的特氟隆环促进的。

此外，在灯形成装置42的水平面(level)上配置金属圆锥体7，以防止灯散布的紫外线辐射照射大量的水，而把辐射引向处于周边的灯。

根据这个实施例，灯4分布为两列，即第一列的5个灯形成装置41，该装置的一个末端与支承件6的部分62结合成一体，以及第二列的5个灯形成装置42，而该装置的一个末端则与支承件的中央部分61结合成一体。

第一列灯形成装置41的倾斜角度，与第二列灯形成装置42的倾斜角度不同。然而，要注意的是，按照其他一些实施例，第一列灯形成装置的数量可以不同于第二列的数量。

现在，参照图2和图3，更详细地说明这些灯形成装置41和42的不同倾斜角度。

图2显示图1所示的反应器，但该反应器仅仅带有第一列灯形成装置41。为了清楚地说明，在此图中，包括了反应器的沿纵向互为垂直的平面P与P′。

从此图中可见，这些灯形成装置41具有：

—相对于反应器的纵向平面P的倾斜角度δ1，该角度等于7度；以及

—相对于垂直于反应器的平面P的平面P′的倾斜角度δ′1，该角度等于8度。

要注意的是，在其他一些实施例中，根据实施例，角度δ1一般而言可介于5至50度之间，且角度δ′1可介于0至30度之间。

图3显示图1所示的反应器，但该反应器仅仅带有第二列灯形成装置42。为了清楚地说明，此图中包括了沿纵向的互为垂直的平面P与P′。

从此图可见，这些灯形成装置42具有：

—相对于反应器的纵向平面P的倾斜角度δ2，该角度等于8度；以及

—相对于垂直于反应器的平面P的平面P′的倾斜角度δ′2，该角度等于2度。

要注意的是，在其他一些实施例中，角度δ1和δ2可介于5至50度之间，且角度δ′1和δ′2可介于0至30度之间。

角度δ1和δ2表示的是，灯一起朝向反应器的转动轴线。而当角度δ′1和δ′2不为零度时，表示的是尽管这些灯形成装置朝向反应器的转动轴线，但不聚合在那里。因此，我们避免了在灯组装时出现的问题，也避免了由于过量的紫外线集中在特定的点上而使所述灯的功率分布不良。

图4显示本发明的第二实施例，其中，除了有基本上如同上述第一实施例那样布置的第一组10个灯形成装置41、42之外，还配置了第二组灯形成装置43、44，它们的一个末端连接着配置在出口装置3的截头锥体3a上的接近装置，且它们的其他末端连接着与入口装置2邻近的支承件6′。

根据这个实施例，两组灯形成装置以某种方式依照头对尾的排列而相互嵌套在一起。

在这个第二实施例中，紫外线灯形成装置具有如同上文所述的直径，但圆筒壳体的直径较大，即955毫米。为了达到预期目的，此种反应器的安装功率电容约为8千瓦，因此，紫外线C的功率约为2.5千瓦。

根据这个第二实施例，灯形成装置4因此被分布成两组灯形成装置，其中，每一组都有两列灯形成装置。

第一组和第二组灯形成装置41、42都是同样地编组，但沿着相反的方向。

因此，第二组灯形成装置包括两列灯形成装置，即第一列的5个灯形成装置43和第二列的5个灯形成装置43，第一列该装置的一个末端与支承件6′的部分62结合为一体，而第二列该装置的一个末端则与此支承件的中央部分61结合为一体。

第一列灯形成装置41的倾斜角度与第二列灯形成装置42的倾斜角度不同。然而，要注意的是，根据其他一些实施例，第一列灯形成装置的数量可以不同于第二列。

下面，参照图5和图6，更详细地说明这些灯43和44的不同的角度。

图5显示图3所示的反应器，但该反应器仅仅带有第一列灯形成装置43。为了清楚地说明，此图中包括了反应器的沿纵向互为垂直的平面P和P′。

从图中可见，这些灯形成装置43具有：

—相对于反应器的纵向平面P的倾斜角度β1，该角度等于9度；以及

—相对于反应器的垂直于平面P的平面P′的倾斜角度β′1，该角度等于16度。

要注意的是，在其他一些实施例中，根据实施例，角度β1一般而言可介于5至50度之间，且角度β′1可介于0至30度之间。

图6显示图1所示的反应器，但该反应器仅仅带有第二列灯形成装置42。为了清楚地说明，此图中包括了沿纵向互为垂直的平面P与P′。

从此图中可见，这些灯形成装置44具有：

—相对于反应器的纵向平面P的倾斜角度β2，该角度等于6度；以及

相对于反应器的垂直于平面P的平面P′的倾斜角度β′2，该角度等于29度。

要注意的是，在其他一些实施例中，角度β1和β2可以介于10至50度之间，而角度β′1和β′2可以介于0度至30度之间。

要注意的是，根据实施例，尤其是根据下列情况，上述角度可以变化：

—配置在反应器中的灯形成装置的数量；

—灯形成装置的长度；

—中央圆锥体的尺寸和锥度；

—反应器的入口装置2或出口装置3的截头锥体2a和/或3a的尺寸和锥度；

—反应器的圆筒壳体的直径；

—反应器的入口装置2和/或出口装置3的形状和尺寸。

Claims (14)

1.用于处理水以便使其可饮用的设备，具有基本为圆筒的壳体(1)、要处理的水的入口装置(2)、与所述壳体(1)配合操作的已处理的水的出口装置(3)，以及多个紫外线灯形成装置(4)，

其特征在于：所述紫外线灯形成装置(4)被布置在所述壳体内，从而至少一个紫外线灯形成装置的纵向轴线形成相对于所述基本为圆筒壳体(1)的纵向轴线的非零度及非90度的角度。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述角度小于45度。

3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于：由于形成多个相对于所述基本为圆筒壳体(1)的纵向轴线的小于90度的非零度角度，至少一些所述灯形成装置被布置在所述壳体内。

4.如权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于：所述入口装置(2)和/或已处理的水的出口装置(3)具有用于接近至少一些所述紫外线灯形成装置的装置(5)。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于：所述接近装置(5)在所述入口装置(2)和/或所述出口装置(3)上以冠状排列分布。

6.如权利要求4或5所述的设备，其特征在于：所述接近装置(5)被分布在所述入口装置(2)和/或出口装置(3)的截头锥体部分上。

7.如权利要求4至6中任一项所述的设备，其特征在于：其具有至少一个第一组紫外线灯形成装置(4)，其中至少一些的一个末端与配置在所述入口装置(2)或所述出口装置(3)上的接近装置(5)配合操作，且其另一末端被所述壳体内的至少一个支承件(6)接纳。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于：所述第一组灯形成装置包括第一列紫外线灯形成装置(41)和第二列紫外线灯形成装置(42)，第一列紫外线灯形成装置形成至少一个相对于所述圆筒的纵向平面的零度或非零度的第一角度δ1，第二列紫外线灯形成装置形成相对于所述圆筒的一个纵向平面P的至少一个与角度δ1不同的非零度的第二角度δ2。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于：所述第一列灯形成装置(41)形成相对于垂直于平面P的平面P′的角度δ′1，且所述第二列灯形成装置(42)形成相对于所述平面P′的角度δ′2。

10.如权利要求7至9中任一项所述的设备，其特征在于：其具有两组紫外线灯形成装置，即：

-第一组紫外线灯形成装置(41、42)，其一个末端与配置在所述入口装置(2)上的接近装置(5)配合操作，其另一末端则与配置在所述壳体内的至少一个第一支承件(6)配合操作；以及

-第二组紫外线灯形成装置(43、44)，其一个末端与配置在所述出口装置(3)上的接近装置(5)配合操作，其另一末端则与配置在所述壳体内的至少一个第二支承件(6′)配合操作。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于：所述第二组灯形成装置包括第一列紫外线灯(43)，其形成至少一个相对于所述圆筒的纵向平面P的零度或非零度第一角度β1，以及第二列紫外线灯形成装置(44)，其形成相对于所述平面P的与角度β1不同的至少一个非零度的第二角度β2。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于：所述第一列灯形成装置(43)形成相对于垂直于平面P的平面P′的角度β′1，且所述第二列灯形成装置(44)形成相对于所述平面P′的角度β′2。

13.如权利要求7至12中任一项所述的设备，其特征在于：所述第一支承件(6)和/或所述第二支承件(6′)基本上为星形，该星形的中央部分(61)接纳某个灯形成装置的末端，且该星形的尖端(62)接纳其他灯形成装置的末端。

14.如权利要求13所述的设备，其特征在于：所述支承件(6、6′)的所述中央部分(61)由狭窄的分支(63)连接着所述尖端。

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