CN102190336B - 流体处理单元、流体处理组件以及流体处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流体处理单元，该流体处理单元具有一腔室，在该腔室内容纳有至少一种细碎的流体处理介质，该腔室具有供待处理的流体进入的入口和供处理后的流体流出的出口，其特征在于：所述入口设置在所述腔室的下部，所述出口设置在所述腔室的上部。另外，本发明还涉及采用上述流体处理单元的流体处理装置。本发明的流体处理单元和流体处理装置使得流体处理介质能够自清洁，并且能够使流体获得均匀的处理。

Description

流体处理单元、流体处理组件以及流体处理装置

技术领域

本发明涉及一种流体处理单元，以及采用该流体处理单元的流体处理组件和流体处理装置。

背景技术

流体处理装置通常利用一种或几种流体处理介质来处理诸如水之类的各种流体，并且通常包括容纳有流体处理介质的一个或更多个流体处理单元。流体穿过流体处理介质时，其中的杂质及污染物通过与处理介质发生物理及化学作用而被去除。这种流体处理装置的典型示例是对水进行净化以及软化的装置，通过该装置一方面去除水中的例如氯、重金属、硫化物等化学污染物以及颗粒污染物等，另一方面去除水中的钙镁等而使水软化。这样的水处理装置可以为家庭提供适于直接饮用的净化水及洗涤用水，目前已经是家庭生活的重要用品，并且对中国的家庭来说尤其如此。

现有技术公开了这样的装置。例如在美国专利US 5415770中公开了在使水经受水软化离子交换介质之前的水预处理中，使用细碎的铜锌合金去除例如氯这样的化学污染物，借此延长离子交换介质的寿命，或者也可以使用细碎的铜锌合金用来对水进行后处理。

中国发明专利申请公开文献CN1232790A也公开了一种用于对水进行处理的罐子处理组件。在所公开的罐子处理组件中，水依靠重力和压力流过各处理单元，各处理单元具有容纳流体处理介质的腔室，该腔室的截面基本为环形，待处理的水从该环形腔室的顶部进入腔室，被处理介质处理之后的水从该环形腔室的底部流出腔室；在该处理单元中，由于水基本沿着腔室的对角线流动，因此流动路线长，在腔室内的停留时间也长，从而提高了处理效力。

对于这样的处理单元和采用该处理单元的处理装置来说，必须经常进行反冲洗涤，这是因为水中的污物会沉积并粘附在处理介质表面。当污物在处理介质的表面积累得足够多的时候，一方面会使处理介质丧失效力，另一方面会使流体因流过处理单元的压降过大而被“堵塞”。另外，在水流从上向下流过处理介质时，如果处理介质在处理单元内的厚度不均匀，那么大部分水流倾向于从处理介质厚度较小的区域通过，也就是说，处理介质只能部分地发挥其处理效力。

发明内容

本发明的目的在于，避免并消除前述缺点。

为此，本发明的第一方面提供了一种改进的流体处理单元。本发明的流体处理单元具有一腔室，在该腔室内容纳有流体处理介质，该腔室具有供待处理的流体进入的入口和供处理后的流体流出的出口，并且所述入口设置在所述腔室的下部，所述出口设置在所述腔室的上部。

在这样的流体处理单元中，待处理的流体从下向上流过流体处理单元的腔室；此时，腔室内的通常呈颗粒状的处理介质在冲击作用下总体上呈向上的不规则运动趋势并且相互碰撞，从而高效地清洁掉自身所粘附的污物，这样就有效地保证处理介质颗粒的表面能够直接接触并去除流体中的某些化学物质。由于没有污物填充在介质颗粒缝隙间，所以流体能够顺利地流过这些介质颗粒而不会产生较大的压降。另外，由于处理介质颗粒在从下向上的流体作用下而呈向上运动的趋势，因此介质颗粒在处理单元的腔室内均匀分布而厚度一致，从而使流体能够被均匀地处理。通常情况下，处理单元内的处理介质不会填满处理单元的整个腔室，这样一方面为了提供充裕的空间供处理介质活动，另一方面能够避免水通过处理单元前后的压降过大。但是在某些必要的情况下，也可以在腔室内充满处理介质。

本发明的流体处理单元可用于处理水，但很明显，也可以用于其他流体的处理，例如汽油、乙醇等流体。

本发明的流体处理单元的腔室可以为任意合适的形状，如柱形、球形、平行六面体形等。在一个优选的实施方式中，所述腔室为环柱形，其由筒形的内壁、围绕该内壁并与之间隔开的筒形的外壁、以及在所述内壁和外壁之间的上壁和下壁构成，其中所述上壁位于所述下壁的上方并与之间隔开。在该腔室中，入口和出口的设置依据入口在下、出口在上的原则设置，例如：所述入口设置于所述内壁的下部和/或下壁，所述出口设置于所述外壁的上部和/或上壁；或者，所述入口设置于所述外壁的下部和/或下壁，所述出口设置于所述内壁的上部和/或上壁。

根据本发明的第二方面提供了一种采用上述流体处理单元的流体处理组件。所述流体处理组件具有用于待处理流体进入的组件入口和排出已处理流体的组件出口，所述流体处理组件包括多个上下叠置的流体处理单元，每个所述流体处理单元具有一腔室，在该腔室内容纳有至少一种流体处理介质，所述腔室具有供待处理的流体进入的单元入口和供处理后的流体流出的单元出口，所述流体处理组件还具有引入通道和排出通道，所述引入通道将流体从所述组件入口引导至各所述流体处理单元的单元入口，所述排出通道将流体从所述单元出口引导至所述组件出口，其中，各所述流体处理单元所述单元入口设置在所述腔室的下部，所述单元出口设置在所述腔室的上部。

优选地，本发明的流体处理组件还包括一个外筒，该外筒环绕上下叠置的各处理单元的外壁；上下叠置的多个流体处理单元的内壁形成第一通道，在所述外筒与各处理单元的外壁之间形成第二通道；所述第一通道为引入通道，所述第二通道为排出通道。当然，也可以采用第一通道作为排出通道，并采用第二通道作为引入通道。

通过设置外筒，一方面能够以所述外筒作为容纳各个单元的外部壳体而使得整个组件可以作为一个整体来单独使用或与其他组件组合使用，另一方面有助于更加牢固地将该组件的各个单元组合在一起。

本发明的流体处理组件还可以包括一个内筒，所述内筒在上下叠置的各处理单元的内壁所形成空间内延伸，在该内筒与各处理单元的内壁之间形成所述第一通道。

本发明的流体处理装置采用至少一个如上所述的流体处理单元或流体处理组件，该装置以一个罐体作为外壳，在罐体上开设用于引入流体的引入口和排出流体的排出口，在该罐体内容纳流体处理单元或流体处理组件。流体处理单元或处理组件的数量可以根据实际情确定，流体处理单元或处理组件的并联或串联关系、以及上下叠置或并排设置的组合形式也都可以根据实际情况确定。

附图说明

下文将参照附图描述本发明的优选实施方式。其中：

图1是本发明第一实施方式的流体处理装置的示意剖视图，该装置包括具有多个流体处理单元的流体处理组件；

图1A是图1的局部放大视图，示出了旁通用单向阀在装置正常工作时的状态；

图1B是图1A所示的单向阀在反冲时的状态；

图2是本发明第二实施方式的流体处理装置的示意图；

图3是本发明第三实施方式的流体处理装置的示意图；

图4是本发明第四实施方式的流体处理装置的示意图；

图5是本发明第五实施方式的流体处理装置的示意图；

图6是本发明第六实施方式的流体处理装置的示意图；

图7是本发明第七实施方式的流体处理装置的示意图；

图7A是图7所示的流体处理装置所采用的转接单元的分解透视图；

图7B是图7A所示转接单元的装配剖视图；

图8是本发明第八实施方式的流体处理装置的示意图；

图9是本发明第九实施方式的流体处理装置的示意图；

图10是本发明第十实施方式的流体处理装置的示意图；

图11是本发明的流体处理单元可采用的导流板的透视图。

附图标记：

水处理装置100            转接件3

罐体101                  转接隔板31

处理单元1                转接外壁32

处理组件10            转接内壁33

引入口102             第一分支通道34

排出口103             第二分支通道35

内壁11                连接件4

外壁12                连接隔板41

上壁13                第一接口管42

下壁14                第二接口管43

单元入口15            连接内壁44

单元出口16            连接外壁45

支撑板19              导流板5

内筒17                连接件51

外筒18                导流单元50

旁通阀V               分隔环52

环状凸缘21

突起部22

延伸部23

第一环状凸缘24

第一筒状突起部25

第二环状凸缘26

第二筒状突起部27

具体实施方式

参照上文说明可知，本发明的流体处理单元及包含其的组件和装置可用于水的处理，但并不局限于此；在最佳用途中，其用于水的处理；并且为了表述的方便，下文以水处理单元、组件和装置为例来介绍本发明。

图1是本发明第一实施方式的水处理装置的示意剖视图。本发明的水处理装置总体上以附图标记100表示，该装置通常包括一个细长的罐体101，该罐体容纳由多个处理单元1上下叠置而组成的处理组件10以及堆放在罐体内的细碎的流体处理介质等。罐体还包括一个在顶部处的开口，在该开口处安装有控制单元，该控制单元常规上包括在装置正常工作时用来把水引进罐体以便处理和把已经处理过的水排出的控制阀(未示出)。控制单元通常还包括用来对该装置进行反冲以便再生和/或洗涤的定时机构或其他机构(未示出)。罐体的开口主要包括用于在装置正常工作时向罐体内引入水的引入口102和用于从罐体排出水的排出口103。引入口102和排出口103可以以任何合适的截面形状、排列方式设置。在本实施方式中，排出口103设置成圆形，而引入口102设置成围绕该排出口103并与之同心的圆环形。

如图1所示，本实施方式的水处理装置示例性地示出了具有由上下叠置的四个处理单元1组成的处理组件10。应该理解到，本领域技术人员可以采用任意合适数量的处理组件和处理单元。图中所示的四个处理单元均为截面为圆环形的柱体，柱体的轴线方向与罐体的轴线方向相同，在正常使用时通常为上下方向。还应该理解到的是，本发明的处理单元的形状并不局限于此，本领域技术人员可以采用任意合适的形状，例如实心圆柱形、长方体形、球形，等等。如图所示，各处理单元均具有圆筒形的内壁11、围绕该内壁11并与同心地之间隔开的圆筒形外壁12、以及在所述内壁11和外壁12之间的上壁13和下壁14构成，其中所述上壁13位于所述下壁14的上方并与之间隔开。内壁11、外壁12、上壁13以及下壁14共同形成一腔室，在该腔室内容纳有水处理介质。

在本发明中，流体处理介质优选颗粒状材料，不规则形状颗粒(例如，的KDF-55、KDF-85，活性炭颗粒)或大小均匀的球状颗粒(例如各种离子交换树脂颗粒等等)均可。通常情况下，处理介质不会填满整个腔室，这样一方面为了提供充裕的空间供处理介质活动，另一方面能够避免水通过处理单元前后的压降过大。

该腔室具有供待处理的水进入的单元入口15和供处理后的水流出的单元出口16，如图1所示，入口15设置在内壁11的下部，而出口16设置在上壁13。当然，入口和出口的其他设置方式也是本领域技术人员根据本发明的教导容易想到的，只要能够保证入口在出口的下方就能够实现本发明的基本目的。处理单元的入口15和出口16均为细长的狭缝，这样设置的目的是阻挡介质颗粒并且避免被介质颗粒堵塞。本领域技术人员据此容易想到设置其他形状的入口15和出口16，例如椭圆形、曲线形、栅格状等等。处理单元的单元入口15和单元出口16除使用细长的狭缝外，使用过滤网、过滤绵或适当的过滤方法或材料均可。

本实施方式中的各单元上下叠置而形成处理组件。处理组件以处理单元的圆筒轴线作为自身轴线并沿上下方向延伸。如图1所示，在叠置相邻的两个单元中，下方单元的内壁11高出上壁13一段距离，从该内壁11的上端径向向外延伸形成一环状凸缘，该凸缘位于上壁13的上方并与上壁13间隔开，并且在该凸缘的径向外侧向上延伸形成筒状的突起部。在组装时，上方单元的内筒与下方单元的环状凸缘的径向内侧配合安装，其外筒与下方单元的筒状突起部密封配合，由此该上方单元以下方单元的环状凸缘作为下壁14。在最下方的单元的下方设置单独的支撑板19，由该支撑板19的凸缘作为最下方单元的下壁14。这些单元可以很容易地彼此分开并且可以依次把每个单元叠加到前一个元件上，以便使用一组类似的单元组合成合适大小的处理组件，这样使得制造和装配都得到简化。现采用卡口接头式方法来实现本发明各单元的可拆卸连接。应该理解到，本发明各单元的可以采用任意可行的结构如螺纹式和或对开扣压式接头来实现可拆地连接叠置，甚至可以通过将各单元安放在一个支架的不同位置上实现上下叠置。

为了形成由罐体的引入口102至各处理单元入口15的通道，本实施方式在各处理单元内壁11形成的圆柱形空间内设置有一个内筒，在该内筒与各单元的内壁11之间形成了向各处理单元引导水的通道(以下称为第一通道)，由引入口102进入罐体的水沿着该第一通道流向各处理单元。该内筒的一端与罐体的排出口103相连通，另一端可选地连接位于罐体内的细碎的流体处理介质，从而该内筒的内部形成了用于将处理之后的流体排出罐体的通道(下文称之为第三通道)。在各处理单元的外部围绕各单元设置有一个外筒，该外筒的上部开口而底部密封，这样，在该外筒和单元外壁12之间以及该外筒和罐体之间均形成了允许水流过的通道(二者合称为第二通道)。由各处理单元流出的水通过该外筒和单元外壁12之间的通道由该外筒的上部开口流出，随后经过该外筒和罐体之间的通道流至罐体内。达到罐体内的水在经过位于罐体内的细碎的流体处理介质的过滤之后进入内筒，并随后由排出口103排出。以上所述的通道构造仅为示例性说明，本领域技术人员根据本发明的教导容易想到，可以采用任何其他形式的通道，例如，可以采用一根管子作为第一通道向各处理单元供水，也可以采用一根管子或不用管子而直接利用罐体来接收从各处理单元排出的水并将水送至位于罐体内的细碎的流体处理介质。就位于罐体内的细碎的流体处理介质本身而言，其也并非是必须的，本发明可以将来自处理单元的水经过一个通道直接导向罐体的排出口103。

另外，图1所示的四个处理单元以并联方式构成一个处理组件，水流以平行地通过各个处理单元(或者说未处理的水流同时流到各处理单元)，借此实现优化的最小压力降。但是本领域技术人员据此也容易想到其他的组合方式。例如，在个处理组件中，至少有两个处理单元串联设置，即，一个处理单元的出口16和另一处理单元的入口15相连通，水流依次经过这两个处理单元。这样的串联设置的单元能够保证水得到更充分的净化；并且，可以在这样串联设置的两个或更多个处理单元的腔室内放置不同的处理介质，以实现全面的处理效力。

图1中的箭头表示当水处理装置正常工作时的水流方向。如图所示，未经处理的水在一定的压力作用下从罐体的引入口102进入该装置。水流沿着内筒和单元外壁12之间的第一通道流动，并且从各单元的内壁11下部的入口15进入各个单元。水在压力的作用下，从下向上流过单元腔室内的典型为颗粒状的水处理介质，水中的氯、重金属、硫化物被介质去除。从处理单元流出的水沿着外筒与单元外壁12之间的第二通道上升，并从外筒的上部开口流出外筒。从外筒流出的水沿着罐体和外筒之间的第二通道流到位于罐体内的细碎的流体处理介质，从而被过滤。经过位于罐体内的细碎的流体处理介质的水沿着由内筒形成的第三通道流至罐体的排出口103，并最终被排出。

在流体处理装置工作一段时间之后，可能需要对装置进行反冲洗涤。特别是当该装置设置有位于罐体内的细碎的流体处理介质需要定期进行反冲洗涤。在反冲时，位于罐体开口处的控制单元将反冲用水导入排出口103，该反冲用水基本上逆着图1所示的箭头方向流动，并最终从引入口102排出。

在该反冲过程中，反冲用水会携带冲掉的污物，例如由位于罐体内的细碎的流体处理介质冲掉的污物。如果携带有污物的反冲用水完全流过处理单元，则水中的污物至少部分会沉积在处理单元内的介质颗粒上。为了减小或消除处理单元被污物污染的可能性，本发明在第二通道和第一通道之间设置了旁通阀。图1A和图1B是图1的局部放大视图，示出了该旁通阀在正常工作时以及在反冲时的状态。

如图1所示，该旁通阀设置在处理组件的上方，基本上面对引入口102，并且处于外筒的外径范围内。这样设置的旁通阀不会增加处理组件的径向尺寸。该旁通阀优选采用单向阀，该单向阀在第二通道内的水压大于第一通道内的水压时开启，以便使水流从第二通道流向第一通道。当采用上述单向阀时，在反冲的情况下，水流从第三通道经位于罐体内的细碎的流体处理介质到达第二通道，第二通道内的水一部分通过处理单元进入第一通道，一部分通过开启的单向阀进入第一通道。本实施方式中的单向阀优选为构造简单的压差开启式单向阀，当第二通道和第一通道的压差超过一阈值时，该单向阀开启。另外，优选该单向阀的开启阈值能够调节，借此能够调节通过单向阀的流体和通过处理单元的流体的比例。一般来说，为了避免污染处理介质，应将单向阀的开启阈值设置得尽可能低，以便使大部分水流通过单向阀排出，甚至使全部水流通过单向阀排出。

图2是本发明第二实施方式的流体处理装置的示意图。该实施方式与第一实施方式相似，关于图2中的与图1相同的构造在此不再赘述。与第一实施方式相比，该实施方式中的处理单元的入口15和出口16的设置有所不同。如图所示，各处理单元的入口15设置在内壁11的下部和底壁上，而出口16设置在外壁12的上部和上壁13。这样，与第一实施方式相比，在同样压力下，单位时间内通过处理单元的水量有所增加，也就是单元的处理能力增大。

另外，在本实施方式中，为了实现单元的上下叠置，各单元均具有由内壁11延伸出的环状凸缘，该环状凸缘位于上壁13的上方且与上壁13相隔开，并且还具有由外壁12向下延伸的筒状延伸部。上述环状凸缘与内壁11一体形成，从而具有与内筒相同的内径，并且具有与外筒相同的外径；该环状凸缘的径向外侧一体地连接有向上延伸的筒形突起部，该筒形突起部能够与外壁12的向下延伸的延伸部密封配合。这样，通过将上方单元的延伸部与下方单元的突起部相配合，就可以将两个单元叠置在一起。在叠置的上下两个单元中，下方单元的出口16和上方单元的入口15通过环状凸缘以及密封配合的突起部和延伸部而隔开，从而不会使水流发生混淆。

图3是本发明第三实施方式的流体处理装置的示意图。该实施方式中的处理组件的构造以及水流方向与第一和第二实施方式均有所不同。如图所示，本实施方式中的处理组件示例性地包括四个处理单元，其中顶部处理单元的内壁11上部被密封。该处理组件仅具有外筒，并不具备内筒。此时，罐体开口中的排出口103为圆形开口，而引入口102为环绕排出口103并与之隔开的环形开口。如图3中的箭头所示，水流从引入口102进入罐体，依次流经外筒与罐体之间的第一通道、优选设置位于罐体内的细碎的流体处理介质、由上下叠置的各处理单元的内壁11形成第二通道、各处理单元、外筒与各处理单元的外壁12之间的第三通道、由与外壁12相连接的管接头和与排出口103相连接的圆管构成的第四通道，最后经排出口103排出。

在该实施方式中，水首先被位于罐体内的细碎的流体处理介质过滤，然后被处理单元处理。在如上所述构造的处理装置中，污物被位于罐体内的细碎的流体处理介质阻挡，不会进入处理单元。在反冲洗涤时，逆向于图中箭头所示方向流动的发冲用水在冲掉位于罐体内的细碎的流体处理介质表面沉积的污物之后，经过第一通道顺利地流出罐体。因此，在该实施方式中，即使采用可反冲式过滤器，也可以不设置旁通阀，因为离开位于罐体内的细碎的流体处理介质的污物被直接排出罐体。

在本实施方式中，各处理单元的叠置连接结构与第一实施方式相似。也就是说，在叠置的上下两个单元中，下方单元均具有与内壁11一体相连的环状凸缘，该环状凸缘位于上壁13的上方并与上壁13间隔开，从而允许水从形成在上壁13上的出口16流出；该环状凸缘在其径向外侧一体地连接有向上延伸的筒形突起部。上方单元具有从外壁12向下延伸的筒状延伸部。在此，下方单元的筒形突起部能够与上方单元的的延伸部密封配合。在本实施方式中，最上方单元的出口16直接通向管接头，而最下方的单元与其下方的支撑板19密封连接。

图4是本发明第四实施方式的流体处理装置的示意图。在该实施方式中，处理装置的基本构造以及水流路径与上述第三实施方式中(如图3所示)的相同，并且相同的内容在此不再赘述。本实施方式与第三实施方式的区别在于，处理单元的入口15和出口16的设置有所不同。如图所示，各处理单元的入口15设置在内壁11的下部和底壁上，而出口16设置在外壁12的上部和上壁13。这样，与第三实施方式相比，在同样压力下，单元的处理能力增大。

另外，本实施方式中的各单元的构造与第二实施方式(如图2所示)中的单元构造相似。如图4所示，除最上方的单元之外的各单元具有由内壁11延伸出的在上壁13的上方且与上壁13相隔开的环状凸缘，并且还具有从外壁12向下延伸的筒状延伸部。上述环状凸缘与内壁11一体形成，从而具有与内筒相同的内径，并且具有与外筒相同的外径；该环状凸缘的径向外侧一体地连接有向上延伸的筒形突起部，该筒形突起部能够与外壁12的向下延伸的延伸部密封配合。这样，通过将上方单元的延伸部与下方单元的突起部相配合，就可以将两个单元叠置在一起。位于最上方的单元具有与下方单元相配合的延伸部，但并不具有环状凸缘和延伸部，该单元的出口16直接通向管接头。由于省去了最上方单元的环状凸缘和延伸部，因此有利于减小处理组件的高度，从而便于在罐体内的有限空间内配置更多的处理单元。

图5是本发明第五实施方式的流体处理装置的示意图。该实施方式的与之前实施方式相同的构造在此不再赘述。

如图所示，本实施方式中的处理组件示例性地包括四个处理单元，其中最下方处理单元的内壁11底部被密封。该处理组件仅具有外筒，并不具备内筒。如图中的箭头所示，水流从环形的引入口102进入罐体，依次流经外筒与罐体之间的第一通道、优选设置位于罐体内的细碎的流体处理介质、上下叠置的各处理单元的外壁12与外筒之间的第二通道、各处理单元、由各处理单元的内筒形成的第三通道、由与外壁12相连接的管接头和与排出口103相连接的圆管构成的第四通道，最后经排出口103排出。

在本实施方式中，各处理单元的入口15设置在外壁12下部和下壁14，而出口16设置在内壁11上部和上壁13。水流从外向内、从下向上地流过处理单元。

在本实施方式的叠置相邻的两个处理单元中，下方单元的外壁12向上延伸超过上壁13一段距离，并且在上端向内延伸形成有第一环状凸缘，该第一环状凸缘位于上壁13的上方并与上壁13间隔开，从而允许水从形成在上壁13上的出口16流出；该第一环状凸缘在径向内侧向上延伸形成有第一筒状突起部，其具有与内筒相同的内径；在第一筒状突起部的上端向外延伸形成有第二环状凸缘，该第二环状凸缘位于第一环状凸缘的上方并与之间隔开，并且在该第二环状凸缘上开设有作为入口15的开口，例如狭缝；该第二环状凸缘在径向外侧向上延伸形成有第二筒状突起部。在叠置相邻的两个处理单元中，上方单元的内壁与下方单元的第一筒状突起部密封配合，上方单元的外壁12与下方单元的第二筒状突起部密封配合，从而上方单元以下方单元的第二环状凸缘作为下壁14。

以下将介绍组合使用处理组件的几个实施方式。这几个实施方式所依据的总体设计构思为，在罐体内组合至少两个处理组件，由罐体的引入口102引入的水经过内部处理组件的处理之后，由罐体的排出口103排出。本领域技术人员能够这样的设计构思的指导下，能够根据实际情况自由确定处理组件的数量，选择处理组件的并联、串联关系，以及确定两个或更多个组件是上下叠置还是并排设置。

图6是本发明第六实施方式的流体处理装置的示意图。

在该实施方式的流体处理装置中，以叠置串联的方式设置有由两个处理组件组成的一组处理组件，并且在这组处理组件的下方可选地设置有位于罐体内的细碎的流体处理介质。其中，位于上方的处理组件与图1所示的处理组件基本相同，相同的内容在此不再赘述；位于下方的处理组件与图3所示的处理组件基本相同，并且相同的内容也不再赘述。在此，上方处理组件和下方处理组件具有同一轴线(即各处理单元的圆筒轴线)，叠置后的两个处理组件整体上呈细长形状，适于装入细长的罐体。

图6中的箭头表示装置正常工作时的水流方向，如图所示，进入罐体的水首先流过上方组件的第一通道、各处理单元、第二通道，随后到达位于罐体内的细碎的流体处理介质；通过位于罐体内的细碎的流体处理介质之后的水依次流经下方组件的第二通道、各处理单元、第三通道和第四通道，最后经排出口103排出罐体。

经过上述组合的两个处理组件的处理，水能够得到进一步的净化，也就是能够得到加强的处理效果。另外，本领域技术人员据此容易想到，可以合适地组合这两个组件，使得进入罐体的水首先经过位于下方的组件，然后经过上方组件。此外，本领域技术人员也容易想到，可以根据使用需要串联合适数量的处理组件，例如三个、四个或更多个。

在本实施方式中，与第一实施方式相似地设置有旁通阀，该旁通阀设置在上方处理单元之上，如图6A和图6B所示。在反冲洗涤时，反冲用水首先经过位于下方的处理组件和位于罐体内的细碎的流体处理介质，随后将反冲用水从上方处理单元的第二通道经旁通阀直接导入第一通道。

图7是本发明第七实施方式的流体处理装置的示意图。在本实施方式中，在流体处理装置的罐体内示例性地组装有四个处理组件，每个处理组件示例性地具有四个处理单元。在此，本领域技术人员根据需要容易想到设置其他数量的处理组件和处理单元。如图7所示，四个处理组件分为左右两组，每组处理组件与图6所示的一组处理组件相同，并且每组处理组件的下方可选地设置有位于罐体内的细碎的流体处理介质。图7中的箭头表示水流方向，可以看出，各组处理组件的水流方向与图6中的水流方向也基本相同。

为了组合这些处理组件，本实施方式采用了转接件和连接件，二者均可单独使用，并且优选组合在一起作为转接单元使用；并且，转接单元优选可以互相组合。图7A是转接单元的分解透视图，图7B是图7A所示转接单元的装配剖视图。

图7A的上部为转接件，其用于将来自罐体引入口102或上游转接单元的水流分配给多个通道，并且将来自罐体内部或下游转接单元的多个通道的水流汇集并输出。如图所示，该转接件具有筒状的转接外壁和位于转接外壁中的一个转接隔板。在图中转接隔板的上侧形成主流通道部分，具体来说，在转接隔板上设置有筒状的转接内壁，该转接内壁和转接外壁优选同心地设置。这样，在转接内壁和转接外壁之间形成第一转接通道，在转接内壁内部形成第二转接通道。在本实施方式中，该第一转接通道用于引导水流入处理组件，该第二转接通道用于引导水流出处理组件。但是也可以将该第一转接通道用于引导水从处理组件流出，将第二转接通道用于引导水流入处理组件。

在转接隔板的下侧形成有分支通道部分。具体来说，在转接隔板的下方设置有两个第一分支通道和两个第二分支通道，每个第一分支通道通过转接隔板上的相应开口与第一转接通道连通，每个第二分支通道通过转接隔板上的相应开口与第二转接通道连通。各个分支通道均优选为圆管形，并且更优选地，第一和第二分支通道的直径有所不同，借此避免混淆。在此，第一和第二分支通道可以不止两个，例如，可以设置成具有三个、四个或更多个。所述第一分支通道和第二分支通道的数量优选相等，但并非必须相等。在本实施方式中，一个第一分支通道和一个第二分支通道组成一对分支通道，整个转接件共有两对分支通道，也就是说，由第一转接通道引入的一股水流被两个通道分为两股水流流出。

图7A的下部为连接件，其用于将来自两个独立水管之一的水流引入本发明的处理组件，并且将来自处理组件的水流通过上述两个独立水管中的另一个排出。

该连接件具有被连接隔板分开的上部和下部，上部为从连接隔板向上并排延伸的第一接口管和第二接口管，二者均为管状；下部为从连接隔板向下延伸的筒状连接内壁和围绕其的筒状连接外壁，二者优选同心设置。在连接内壁和连接外壁之间形成第一连接通道，该第一连接通道通过连接隔板上的开口与第一接口管相连通；在所述连接内壁内形成第二连接通道，该第二连接通道通过连接隔板上的开口与第二接口管相连通；在该连接件中，连接外壁适于与本实施方式中的处理组件的组件入口密封配合，连接内壁适于与本实施方式中的处理组件的组件出口密封配合。

一个以上所述的转接件和多个以上所述的连接件优选具有相配合的尺寸而能够组合为一个转接单元。在本实施方式中，转接件的每个第一分支通道适于与连接件的第一接口管相配合而能够密封连接，从而形成一个单独的水流通道；而转接件的每个第二分支通道适于与连接件的第二接口管相配合而能够密封连接，从而也形成一个单独水流通道。这样，一个转接件可以连接有两个连接件，如图7B所示。在此，如果转接件的第一和第二分支通道均多于两个，则可以连接多于两个的连接件。

另一方面，转接件的转接内壁优选适于与连接件的连接内壁相配合(优选插入配合)而实现密封连接，转接件的转接外壁优选适于与连接件的连接外壁相配合(优选插入配合)而实现密封连接。这样，一个转接单元的转接件适于与另一个转接单元的连接件相连接，通过这样的进一步扩展能够实现进一步的分流/汇流。

在图7所示的实施方式中，采用了一个转接单元为两组处理组件供水，并且以此转接单元接收来自处理组件的水。借助这样的转接单元，即使在罐体开口细小的情况下，也能够在罐体内设置尽可能多的处理组件，由此可以充分利用管罐内空间并提高处理能力。

图8是本发明第八实施方式的流体处理装置的示意图。在该实施方式中，在罐体内并排地并联设置有两个处理组件，每个处理组件下方优选连接有位于罐体内的细碎的流体处理介质。各处理组件的构造与图2中所示的处理组件相同，因此相同的内容在此不再赘述。该实施方式采用了图7B所示的一个处理单元，其中每个处理组件连接在处理单元的一个连接件上，而处理单元的转接件与罐体上的引入口102和排出口103相连。由于两个处理组件沿水平方向并排设置而不是上下叠置，因此有利于减小所占用空间的高度。

图9是本发明第九实施方式的流体处理装置的示意图。在该实施方式中，在罐体内并联设置有两个处理组件，每个处理组件下方优选连接有位于罐体内的细碎的流体处理介质。各处理组件的构造与图3中所示的处理组件相同，因此相同的内容在此不再赘述。该实施方式采也用了图7B所示的一个处理单元，其中每个处理组件连接在处理单元的一个连接件上，而处理单元的转接件与罐体上的引入口102和排出口103相连。

图10是本发明第十实施方式的流体处理装置的示意图。在该实施方式中，在罐体内串联设置有两个处理组件。其中，图中左侧的处理组件为上游处理组件，而图中右侧的处理组件为下游处理组件。上游处理组件连接至一个转接单元的连接件之一(即上游连接件)，而下游处理组件连接该转接单元的另一连接件(即下游连接件)。在上游处理组件中，水从连接件的第一连接通道进入由各处理单元的内壁11形成的通道，随后流过各处理单元。如图所示，连接上游处理组件的上游连接件的第二连接通道(或第二接口管)被封堵而不允许水通过，这是因为流过各单元的水并不需要由该第二连接通道排出。由上游处理组件流出的水经过位于下游处理组件下方的位于罐体内的细碎的流体处理介质之后进入该下游处理组件。水经由下游处理组件的内壁11形成的通道进入各单元，经过单元处理之后的水通过下游连接件的第二连接通道排出。该下游连接件的第一接口管(或第一连接通道)被封堵而不允许水流通过。

与图6所示的实施方式相比，这样设置的两个处理组件为并排设置，从而并不增加高度，因此适用于高度较小的罐体。

图11是本发明的流体处理单元可采用的导流板的透视图。在该改进的处理单元中，为了增长水流路线并借此增强处理效果，本发明采用了导流板强制水流路线发生转折。如图所示，在处理单元的内壁11和外壁12之间设置螺旋形的导流板，该螺旋形的导流板具有大致水平的上缘和下缘，以及呈螺旋线状分别位于径向内侧和外侧的内缘和外缘。该导流板的内缘优选接触内壁11，外缘优选接触外壁12。水接触到内缘令水改向外流，水接触到外缘令水改向内流，结果水接触内壁11和外壁12机会减少，最终水接触流体处理单元内的细碎的流体处理介质机会增加，达到最佳过滤效果。由于导流板的存在，从单元入口15进入的水不会直接向上流向单元出口16，而是在导流板的强制引导下沿螺旋方向流动，从而增成了流动路线并增长了被处理时间。

为了使进入单元内的水得到均匀的处理，优选采用多个螺旋导流板，这些螺旋导流板具有相同的螺距并且间隔开布置。例如，可以在内壁11和外壁12之间设置4个相同的螺旋形导流板，这些导流板优选等间距布置。当然，无论采用一个螺旋导流板还是多个螺旋导流板，螺旋形状相同还是各异，它们的螺旋角以及高度都是可以由本领域技术人员根据本发明容易确定的。

为了制造和装配的方便，优选通过环状的连接件将多个导流板连接成一体，从而组成一个导流单元。该导流单元的高度或数量可以由本领域技术人员根据使用情况来设定，例如，在整个单元内腔的高度内设置一个，两个或更多个导流单元。尽管优选导流单元占据单元整个腔室，但也并非必须如此，例如，可以仅在单元的下半部设置导流单元。如果一个单元腔室内设置有两个或更多个导流单元，这些导流单元的螺旋方向可以是相同，但也可以采用相邻导流单元的螺旋方向相反的布置。

如图11所示，本发明在一个处理单元内采用了四个导流单元，其中，每个导流单元均具有四个导流板，其高度大约为单元内腔高度的四分之一；并且，相邻导流单元的螺旋方向相反，上方导流板的下缘与下方导流板的上缘在同一上下延伸的平面内。借助如此构造处理单元，水流从下向上沿着折线流动。

为了避免各个导流单元在上下方向上交错重叠，优选在相邻的导流单元之间设置分隔环。该分隔环位于处理单元的内壁11和外壁12之间，其沿处理单元径向的宽度小于处理单元的环形腔室的径向宽度，由此在尽量不阻挡水流的情况下将上下相邻两个导流单元分隔开。

除了能够延长流动路线和处理时间之外，如上所述设置的导流板或导流单元还能够增强单元腔室内细碎的流体处理介质的自清洁效果。这是因为介质颗粒在向上水流的作用下会撞击导流板，并且介质颗粒之间的撞击次数和强度也会增加，由此能够更有效地清洁掉颗粒表面的污物。

本发明中的导流板并不严格限定为螺旋形，其可以为相对于单元的圆筒轴线倾斜的平板、或总体上倾斜的带有台阶的板，只要能够引导水流沿着相对于单元的圆筒轴线倾斜的方向流动即可。并且，导流板相对于处理单元的轴线方向倾斜也可以根据实际情况设定，优选大约为45度。另外，本领域技术人员也容易想到的是，可以设置与内壁11一体的导流板，该导流板从内壁11向外突出；也可以设置与外壁12一体的导流板，该导流板从外壁12向内突出。优选的是，在内壁11和外壁12上均设置螺旋形的导流板，内壁11和外壁12通过相对旋转而组装在一起，并且使这些导流板在内壁11和外壁12组装之后相互间隔开，从而也能够达到上述导流单元的效果。

Claims (2)

1.一种流体处理装置，该流体处理装置包括罐体，该罐体具有用于向罐体内引入流体的引入口和用于从罐体排出流体的排出口，

在所述罐体内部设置有对引入的流体进行处理的流体处理单元，所述流体处理单元具有一腔室，在该腔室内容纳有至少一种细碎的流体处理介质；所述腔室具有单元入口和单元出口，待处理的流体经由所述单元入口进入所述腔室并且经过流体处理介质处理后，由所述单元出口离开所述腔室；

其特征在于：所述单元入口设置在所述腔室的下部，所述单元出口设置在所述腔室的上部，

所述腔室由筒形的内壁、围绕该内壁并与之间隔开的筒形的外壁、以及在所述内壁和外壁之间的上壁和下壁构成，其中所述上壁位于所述下壁的上方并与之间隔开，

所述入口设置于所述内壁的下部和下壁，所述出口设置于所述外壁的上部和上壁，该流体处理装置具有设置在罐体内的上下叠置并且可拆卸地连接在一起作为一组的多个所述流体处理单元，

由所述引入口引入的流体分别由各个流体处理单元的单元入口进入各流体处理单元并接受处理，然后分别由各个处理单元的单元出口离开各处理单元，

在所述罐体内还设置有一个外筒，该外筒环绕上下叠置的所述多个流体处理单元；在所述罐体和所述外筒之间形成第一通道，上下叠置的多个流体处理单元的内壁内部形成第二通道，在所述外筒与各处理单元的外壁之间形成第三通道；

经所述引入口引入所述罐体的流体依次经过第一通道、第二通道、处理单元、第三通道，然后由所述排出口排出所述罐体，

在所述第一通道和所述第二通道之间设置有位于罐体内的细碎的流体处理介质，所述流体从第一通道经过上述位于罐体内的细碎的流体处理介质之后进入所述第二通道，

在所述流体处理单元的内壁和外壁之间设置有螺旋形的导流板，该螺旋形的导流板具有大致水平的上缘和下缘，以及呈螺旋线状分别位于径向内侧和外侧的内缘和外缘。

2.一种流体处理装置，该流体处理装置包括罐体，该罐体具有用于向罐体内引入流体的引入口和用于从罐体排出流体的排出口，

在所述罐体内部设置有对引入的流体进行处理的流体处理单元，所述流体处理单元具有一腔室，在该腔室内容纳有至少一种细碎的流体处理介质；所述腔室具有单元入口和单元出口，待处理的流体经由所述单元入口进入所述腔室并且经过流体处理介质处理后，由所述单元出口离开所述腔室；

其特征在于：所述单元入口设置在所述腔室的下部，所述单元出口设置在所述腔室的上部，

所述腔室由筒形的内壁、围绕该内壁并与之间隔开的筒形的外壁、以及在所述内壁和外壁之间的上壁和下壁构成，其中所述上壁位于所述下壁的上方并与之间隔开，

所述入口设置于所述外壁的下部和下壁，所述出口设置于所述内壁的上部和上壁，

该流体处理装置具有设置在罐体内的上下叠置并且可拆卸地连接在一起作为一组的多个所述流体处理单元，

由所述引入口引入的流体分别由各个流体处理单元的单元入口进入各流体处理单元并接受处理，然后分别由各个处理单元的单元出口离开各处理单元，

在所述罐体内还设置有一个外筒，该外筒环绕上下叠置的所述多个流体处理单元；在所述罐体和所述外筒之间形成第一通道，上下叠置的多个流体处理单元的内壁内部形成第三通道，在所述外筒与各处理单元的外壁之间形成第二通道；

经所述引入口引入所述罐体的流体依次经过第一通道、第二通道、处理单元、第三通道，然后由所述排出口排出所述罐体，

在所述第一通道和所述第二通道之间，所述流体从第一通道经过所述位于罐体内的细碎的流体处理介质之后进入所述第二通道，

在所述流体处理单元的内壁和外壁之间设置有螺旋形的导流板，该螺旋形的导流板具有大致水平的上缘和下缘，以及呈螺旋线状分别位于径向内侧和外侧的内缘和外缘。