CN102596821A - 用于使液体经受净化过程的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于使液体经受净化过程的设备(1)，包括用于接收和容纳液体的第一容器(10)和第二容器(20)的组件，其中用于对液体执行净化作用的装置(11)设置于第一容器(10)中，其中第二容器(20)被设置用于从第一容器(10)接收溢出，并且其中液体通道(15)存在于第一容器(10)与第二容器(20)之间。另外，设备(1)包括与在第一容器(10)与第二容器(20)之间的液体通道(15)关联并且适于呈现各种状态的装置(16)，各种状态包括用于阻塞液体通道(15)的状态和用于去阻塞液体通道(15)的状态，其中设备(1)也可以配备有用于控制阻塞/去阻塞装置(16)的装置(17)。

Description

用于使液体经受净化过程的设备

技术领域

本发明涉及一种用于使液体经受净化过程的设备和一种用于净化液体的组件，该组件包括如提到的设备作为用于对液体执行净化作用的多个模块之一。

背景技术

在全球的许多地方通过使用以净化水为目的的技术才可以获得安全干净的水是公知事实。已知技术之一是使水暴露于对水具有消毒效果的紫外线光。一般而言，已知用于使水受到紫外线光处理的家用设备，其中这些设备可以是其中在操作期间实现更多水净化处理的独立设备或者更大组件的部分。更大组件的示例是包括各种模块的组件，这些模块除了具有用于发射紫外线光的光源的模块之外还包括具有反向渗透过滤器的模块。

当紫外线光用于处理水时，重要的是某一数量的水的所有部分暴露于光持续某一时间段。如果时间太短，则太多活跃微生物保留于水中并且未获得所需处理结果。一种确保水的有效处理的方式是在相对小的容器中设置用于发射紫外线光的光源并且让某一数量的水在该容器中停留适当长度的时间。

然而有与使用相对小的容器有关的弊端、即一次仅能处理少量水的事实。更大容器将需要用于发射紫外线光的更强大光源和/或用于发射紫外线光的更多光源，这在不仅安全水匮乏而且电力也缺乏的国家的应用中并非是一个选择。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于使液体经受净化过程的设备，该设备能够使用相同净化技术来有效处理与比已知设备更大数量的液体而未必需要更多电力用于它的操作。该目的借助一种包括以下部件的设备来实现：

-用于接收和容纳液体的第一容器和第二容器的组件，其中用于对液体执行净化作用的装置设置于第一容器中，其中第二容器被设置用于从第一容器接收溢出，并且其中液体通道存在于第一容器与第二容器之间；以及

-与在第一容器与第二容器之间的液体通道关联并且适于呈现各种状态的装置，各种状态包括用于阻塞液体通道的状态和用于去阻塞液体通道的状态。

根据本发明，使用两个容器，其中用于对液体执行净化作用的装置设置于第一容器中，并且其中第二容器被设置用于从第一容器接收溢出。第一容器的体积可以与来自根据本领域已知的相似液体净化设备的容器的体积可比较。然而如下文将说明的那样，第一容器与第二容器的组合的体积可以大于已知体积，其中仍然有可能具有对液体的有效处理而无需更多功率。

在根据本发明的设备中，在作为设备的部分的两个容器之间有液体通道，并且有用于阻塞或者去阻塞液体通道的装置。当考虑根据本发明的设备的操作方式时发现本发明的重要优点，其中变化液体通道的状态。因此为了澄清本发明，下文将说明设备的操作。

当开始设备的操作时，第一容器由某一数量的液体填充，而阻塞/去阻塞装置保持于阻塞位置，并且激活适合于执行净化作用的装置。因此，在该过程中，净化第一容器以内的液体，其中净化已经发生的程度可以是充分的(即当关于第一容器选择适当体积时)。

另外，第二容器由液体填充。就这一点而言，注意鉴于第二容器被设置用于从第一容器接收溢出的事实，有可能让第二容器的填充过程在第一容器以内的液体的水平面达到最大值时自动开始。在液体从第一容器向第二容器溢出的过程中，液体由第二容器接收，该第二容器至少部分地设置于比第一容器更低的水平面以便实际上能够执行这一液体接收功能。

在填充过程期间，第二容器以内的液体的水平面不断上升。在填充第二容器的过程期间的某一点或者在填充过程结束时，将阻塞/去阻塞装置置于去阻塞位置，从而打开液体通道。

最终，当在充分程度上填充第一容器和第二容器时，停止供应液体。例如根据本发明的设备可以配备有用于在恰当时间实现停止的适当自动液体止流器。阻塞/去阻塞装置仍然保持于去阻塞位置，从而实现在第一容器与第二容器之间的液体通道仍然打开。因此有可能一方面处理第一容器中的液体而另一方面处理比仅第一容器的体积更大的体积，其中有可能基于在第一容器与第二容器之间的液体连通在设备中仅有净化液体。

在根据本发明的设备的一个实际实施例中，第一容器设置于第二容器中。另外可以使得阻塞/去阻塞装置包括可关闭/可打开阀，其中这样的阀可以设置于第一容器的底部中。

根据本发明的设备可以包括适于控制阻塞/去阻塞装置的状态的装置。优选地，装置适于以当操作设备时可以先填充第一容器(其中液体通道保持关闭)并且当在充分程度上填充第二容器时在以后阶段允许在第一容器与第二容器之间的液体连通这样的方式控制阻塞/去阻塞装置。例如当容器的填充过程通过使用泵来发生时，可以基于泵的状态控制阻塞/去阻塞装置的状态，其中阻塞/去阻塞装置在操作泵时保持于阻塞位置，并且其中阻塞/去阻塞装置在泵关断时置于去阻塞位置。

一般而言，该设备可以包括用于在液体存在于第一容器和第二容器二者以内的情形中将阻塞/去阻塞装置置于去阻塞位置以便允许在第一容器与第二容器之间的液体连通的装置。在根据本发明的设备的一个优选实施例中，提供控制装置，该控制装置根据第二容器以内的液体的水平面而可操作并且适于在液体存在于第二容器以内并且第二容器内的液体的水平面在预定最小值以上时将阻塞/去阻塞装置置于去阻塞位置而在第二容器以内的液体的水平面在预定最小值以下时将阻塞/去阻塞装置置于阻塞位置。

优选地，用于控制阻塞/去阻塞装置的装置适于自动地工作，其中无需供应电功率用于让控制装置以适当方式工作。根据在本发明的范围内存在的一种可能性，控制装置包括能够捕获和保持空气的构件。在该情况下，构件的默认位置与阻塞/去阻塞装置的阻塞位置关联。当第二容器中的液体水平面上升时，液体最终达到控制装置的构件。在该点，在液体与构件之间俘获空气，并且当液体水平面进一步上升时，将构件推向新位置。

基于控制装置的构件随着第二容器中的液体水平面上升的事实，有可能以当构件在默认位置时阻塞/去阻塞装置在阻塞位置而当构件在另一位置(即比构件的默认位置更高的与第二容器中的液体水平面关联的位置)时阻塞/去阻塞装置在去阻塞位置这样的方式将阻塞/去阻塞装置的位置与液体水平面相关。

有利地，控制装置的构件物理上耦接到阻塞/去阻塞装置的构件，从而在如提到的构件之间有可靠和直接链接。同样注意只要涉及控制装置的运转和阻塞/去阻塞装置的定位就无需电功率。

控制装置的构件可以设置于第一容器的底部附近。在一个实际实施例中，构件连接到第一容器的底部，其中该连接使得有可能让构件沿着某一长度(即为了改变阻塞/去阻塞装置的位置而需要的长度)相对于容器的底部移动。

为了具有从第一容器向第二容器的受控溢出，有可能在第一容器中具有至少一个开口，其中开口定位于与容器的底部相距某一距离处。在该情况下，第一容器以内的液体一达到开口就发生溢出。

在一个有利实施例中，根据本发明的设备包括适于在交替循环中操作用于对液体执行净化作用的装置。通过实现操作如提到的用于对液体执行净化作用的装置，实现可以在打开液体通道的情况下开始液体流动。当用于对液体执行净化作用的装置能够在它们的操作期间生成热时，可以基于热液体在向上方向上流动的事实开始液体流动。在该过程中，其中布置该装置的第一容器或多或少充当烟道(chimney)，其中从第二容器中汲取液体。当获得液体从第二容器向第一容器的流动并且液体从第一容器向第二容器流回时，液体循环发生，这具有所有液体规律地经历用于对液体执行净化作用的装置的影响的有利效果。因此更新流动发生，其中连续处理比仅第一容器的体积更大体积的液体。

为了在打开液体通道的情形中具有经过根据本发明的设备的最优更新效果和最优液体流动，有可能让第一容器的壳具有热绝缘。以这一方式，保持两个容器中主导的温度之差尽可能大，从而使得引起流动的驱动力可以尽可能大。

用于对液体执行净化作用的装置可以是任何适当装置，包括适于发射紫外线光的装置。

本发明还涉及一种用于净化液体的组件，该组件包括根据本发明的设备作为用于对液体执行净化作用的多个模块之一。例如该组件的另一模块可以是包括用于从液体去除颗粒的过滤器的模块。该组件可以是用于基于反向渗透原理净化液体的组件，其中模块之一为反向渗透过滤器设置于其中的模块。由于反向渗透为公知液体净化技术并且本发明未具体应用这一技术，所以省略这一技术的说明。

将从对根据本发明的设备的有利实施例的设计和操作的下文具体描述中清楚本发明的上述和其它方面并且参照该具体描述来阐明这些方面。

附图说明

现在将参照附图更具体地说明本发明，在附图中等同或者相似部分由相同标号表示，并且在附图中：

图1示出了根据本发明的设备的一个有利实施例，其中取走设备的部分以便提供对设备的内部的查看，并且其中在阻塞位置示出了设备的阀；

图2示出了包括第一容器和阀的图1中所示设备的若干部件的透视图，其中在阻塞位置示出了阀；

图3示出了图2中所示部件的另一透视图，其中在去阻塞位置示出了阀；

图4示出了图2中所示部件的另一视图，其中取走部件的部分以便提供对第一容器的内部的视图，其中在去阻塞位置示出了设备的阀；

图5示出了图1中所示设备的第一容器的透视图；并且

图6-12图示了图1中所示设备的相继操作阶段。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的用于净化液体的设备1，其中可以基于取走设备1的部分的事实看见设备1的内部。

在所示实施例中，液体净化设备1包括相对小的第一容器10和相对大的第二容器20，其中第一容器10设置于第二容器20以内。在第一容器10以内，用于发射紫外线光的伸长灯11沿着第一容器10的高度的大部分延伸设置于中心位置。灯11由设置于第一容器10的底部部分13中的弹簧12支撑。优选地，第一容器10的壳14适于保护第一容器10的周围免受紫外线光。为此，壳14可以例如由金属制成。

底部部分13具有下文将称为液体通道15的开口15。基于第一容器10设置于第二容器20以内的事实，液体通道15适合于允许在存在于第一容器10以内的液体与存在于第二容器20以内的液体之间的连通。然而在液体净化设备1的各种操作阶段中，如果阻塞液体通道15则是有利的。因此，在所示示例中，提供阀16，该阀根据阀16以相对于第一容器10的底部部分13而言的位置来阻塞或者去阻塞液体通道15。

为了控制阀16相对于底部部分13而言的位置，使用浮子17，其中阀16的构件18物理地耦接到浮子17。在所示示例中，浮子17或多或少成形为如同具有中心孔的盘，其中浮子17被定位成使得在浮子17的中心孔中服帖地接收第一容器10的底部部分13，并且其中浮子17具有相对于底部部分13而言的可滑动配置。

浮子17的所示示例的特定特征是浮子17在面朝下的一侧具有中空外观，其中在浮子17的外圆周和内圆周两处有直立轮缘。

在浮子17的默认位置，如图1中所示，阀16在用于阻塞液体通道15的位置。图2示出了第一容器10以及阀16和浮子17的组合的透视图，其中再次图示了阀16的阻塞位置。在浮子17的另一位置(即在如图3和图4中所示处于更高水平面的位置)，阀16在用于去阻塞液体通道15的位置，其中阀16的可移动地设置的关闭构件18在液体通道15上方处的位置，如图4中可见。

当第二容器20在液体净化设备1操作期间由液体填充时，这是间接完成的，其中从第一容器10溢出是一种可能性。出于具有限定溢出的目的，第一容器10配备有定位于与第一容器10的底部部分13相距某一距离处的开口19。一旦第一容器10以内的液体水平面达到开口19，就发生溢出，其中液体由第二容器20接收。图5在这一情况下从顶侧示出了具有溢出开口19的第一容器10，该开口实现为容器10的壳14中的切口。

下文将说明液体净化设备1的操作。设备1的重要功能是用紫外线光处理液体以比如消毒液体。另一重要功能是存储某一数量的液体，其中应当消毒所有液体。

图6-12图示了设备1的操作中的各种步骤。注意在这些图中借助箭头来表示液体的供应和流动。

图6提供设备1在使用之前的印象。在这一初始情形中，无存在于设备1中的液体，并且阀16与浮子17的组合在默认位置(即与液体通道15的阻塞关联的位置)。

从初始情形起，向第一容器10供应液体(比如水)。在所示示例中，液体的供应发生于第一容器10的顶侧。在该过程中，激活用于发射紫外线光的灯11，从而液体经受净化处理。图7图示了如下情形，其中第一容器10以内的液体水平面已经恰好达到用于允许液体从第一容器10向第二容器20溢出的开口19的水平面。

随着溢出继续，第二容器20以内的液体水平面最终达到浮子17。图8图示了这一情形，由于浮子17的中空外观，所以实现在浮子17中捕获空气，因此只要第二容器20以内的液体水平面上升就在向上方向上推动浮子17。因此使浮子17离开默认位置并且沿着第一容器10的底部部分13滑动直至浮子17的移动由于与第一容器10邻接而停止。图9图示了浮子17的新位置，其中阀16在用于去阻塞液体通道15的位置。

当打开液体通道15时，第一容器10中的液体水平面将下降，并且第二容器20中的液体水平面将上升，从而获得其中两个液体水平面相等的情形。在该过程中，继续向第一容器10供应液体，因为旨在于让两个容器10、20填满。

图10图示了第一容器10中的液体水平面下降而第二容器20中的液体水平面上升，而图11图示了其中液体水平面相等的情形。从这一阶段继续，只要继续向第一容器10供应液体，液体水平面就将以等同方式上升，其中经过液体通道15从第一容器10向第二容器20提供液体。

最终，第一容器10和第二容器20由液体完全填充。图12图示了其中两个容器10、20中的液体水平面处于第一容器10的溢出开口19的水平面的这一情形。为求完整，注意可以通过使用适当装置来停止供应液体，该装置在达到某一最小液体水平面时这样做并且可以并入于液体净化设备1中。

在其中在最大程度上填充液体净化设备1的情形中，有未在希望的程度上净化所有液体的风险。特别地，存在于第一容器10以外(即存在于第二容器20以内)的液体未在用于发射紫外线光的灯11的影响之下，因此液体消毒的程度可能不可接受。为了避免这一情形，提出特殊措施，这些措施涉及到操作灯11的具体方式。具体而言，灯11被控制成比如具有交替的紫外线加热循环，因此在根据本发明的设备1中获得液体流动。原因在于在灯11的影响之下在设备1的顶侧获得相对热的液体而相对冷的液体存在于设备1的底侧。在温度差的影响之下，液体开始经过液体通道15从第二容器20流向第一容器10，而液体经过溢出开口19向第二容器20流回。换而言之，液体开始经过设备1循环，这鉴于以这一方式实现所有液体随时间经历灯11的影响这样的事实而很有利。事实上，获得烟道效果，其中第一容器10可以视为用于在顶侧使液体排出的烟道。

注意在图2-4中示意地示出了用于控制灯11的操作的装置并且用标号30表示。

为了增强灯11的加热效果并且在设备1中具有尽可能大的温度差，有可能让第一容器10的壳14具有热绝缘材料。以这一方式，避免向设备1的底侧传热。

当液体净化设备1排空时，第一容器10和第二容器20排空直至第二容器20以内的液体水平面下降至与浮子17的默认位置关联的最小值以下。当这发生时，浮子17再次恢复默认位置，因此阀16再次恢复阻塞位置。在该阶段，关闭空的第一容器10，并且一旦第二容器20也排空就可以重复如前文描述的液体净化设备1的操作。

通过在第一实例中保持第一容器10关闭，实现液体在用于发射紫外线光的灯11的影响之下持续充分长的时间。因此，设备1以内的液体消毒的程度可以是充分的。由于如前文描述的具有两个容器10、20的设计，所以有可能具有比仅第一容器10的体积更大的体积。有可能实现液体经过设备1的循环，从而获得更新动作，因此消除液体在消毒状态中减少的风险。由于基于浮子17的动作来执行打开和关闭在两个容器10、20之间的液体通道15，所以在设备1中无需电控制，这使设备1适合在各种类型的境况(包括其中电流供应不可靠和/或缺乏/昂贵的境况)之下使用。

本领域技术人员将清楚本发明的范围并不限于前文讨论的示例而是其若干变更和修改是可能的而未脱离如在所附权利要求中限定的本发明范围。尽管已经在附图和说明书中具体图示和描述本发明，但是所有这样的图示和描述将仅视为示例或者举例而非限制。本发明并不限于公开的实施例。

本领域技术人员在实现要求保护的发明时根据对附图、说明书和所附权利要求的研读可以理解和实现对公开的实施例的变化。在权利要求中，词语“包括”并未排除其它步骤或者单元，而不定冠词“一个/一种”并未排除多个/多种。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施这仅有的事实并未表明不能有利地使用这些措施的组合。在权利要求中的任何标号不应理解为限制本发明的范围。

注意根据本发明的设备1可以用于净化各种类型的液体，其中水为液体的实际示例。

本发明可以概括如下。用于使液体经受净化过程的设备1包括用于接收和容纳液体的第一容器10和第二容器20的组件，其中用于对液体执行净化作用的装置11设置于第一容器10中，其中第二容器20被设置用于从第一容器10接收溢出，并且其中液体通道15存在于第一容器10和第二容器20之间。在一个实际实施例中，第一容器10设置于第二容器20以内。

另外，设备1包括与在第一容器10与第二容器20之间的液体通道15关联并且适于呈现各种状态(包括用于阻塞液体通道15的状态和用于去阻塞液体通道15的状态)的装置16，其中设备1也可以配备有用于控制阻塞/去阻塞装置16的装置17。这样的控制装置17可以例如根据第二容器20以内的液体的水平面而可操作并且可以适于在液体存在于第二容器20以内并且第二容器20以内的液体的水平面在预定最小值以上时将阻塞/去阻塞装置16置于去阻塞位置而在第二容器20以内的液体的水平面在预定最小值以下时将阻塞/去阻塞装置16置于阻塞位置。

利用如描述的设备1的设计，有可能先使某一数量的液体经受净化作用、然后向设备1填充更多液体。由于两个容器10、20的配置以及液体通道15存在于容器10、20之间，所以有可能让设备1中的液体循环，其中更新液体并且所有液体保持在可接受的程度上消毒。液体通道15的阻塞和去阻塞可以随着第二容器20以内的液体水平面上升和下降而发生，其中有可能具有对液体通道15的状态的自动可靠控制。

在设备1的实施例(其中存在根据第二容器20以内的液体的水平面而可操作的控制装置17)中，用于区分液体通道15的阻塞状态和去阻塞状态的预定最小值由用于控制阻塞/去阻塞装置16的装置17的构件的默认位置限定。在所示示例中，默认位置为控制装置17的构件的最低位置，其中第二容器20中的上升液体水平面的影响之下将控制装置17的构件置于另一位置直至达到顶部位置，其中控制装置17的构件与第一容器10相抵邻接。优选地，控制装置17的构件适于捕获和保持空气，从而控制装置17的构件从默认位置移开涉及到控制装置17的构件浮置于由液体在向上方向上推动的气泡上。

Claims (15)

1.一种用于使液体经受净化过程的设备(1)，包括：

-用于接收和容纳液体的第一容器(10)和第二容器(20)的组件，其中用于对液体执行净化作用的装置(11)设置于所述第一容器(10)中，其中所述第二容器(20)被设置用于从所述第一容器(10)接收溢出，并且其中液体通道(15)存在于所述第一容器(10)与所述第二容器(20)之间；以及

-与在所述第一容器(10)与所述第二容器(20)之间的所述液体通道(15)关联并且适于呈现各种状态的装置(16)，所述各种状态包括用于阻塞所述液体通道(15)的状态和用于去阻塞所述液体通道(15)的状态。

2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中所述第一容器(10)设置于所述第二容器(20)以内。

3.根据权利要求1所述的设备(1)，其中所述阻塞/去阻塞装置(16)设置于所述第一容器(10)的底部中。

4.根据权利要求1所述的设备(1)，还包括用于在液体存在于所述第一容器(10)和所述第二容器(20)二者以内的情形中将所述阻塞/去阻塞装置(16)置于去阻塞位置以便允许在所述第一容器(10)与所述第二容器(20)之间的液体连通的装置(17)。

5.根据权利要求1所述的设备，还包括用于控制所述阻塞/去阻塞装置(16)的装置(17)，其根据所述第二容器(20)以内的液体的水平面可操作，并且适于在液体存在于所述第二容器(20)以内且所述第二容器(20)以内的液体的水平面在预定最小值以上时将所述阻塞/去阻塞装置(16)置于去阻塞位置而在所述第二容器(20)以内的液体的水平面在所述预定最小值以下时将所述阻塞/去阻塞装置(16)置于阻塞位置。

6.根据权利要求5所述的设备(1)，其中所述控制装置(17)包括能够捕获和保持空气的构件。

7.根据权利要求6所述的设备(1)，其中所述控制装置(17)的构件物理地耦接到所述阻塞/去阻塞装置(16)的构件(18)。

8.根据权利要求6所述的设备(1)，其中所述控制装置(17)的构件设置于所述第一容器(10)的底部附近。

9.根据权利要求6所述的设备(1)，其中所述第二容器(20)以内的液体的水平面的所述预定最小值与所述控制装置(17)的构件的默认位置有关。

10.根据权利要求9所述的设备(1)，其中所述控制装置(17)的构件的所述默认位置为所述构件在所述设备(1)的正常操作定向中的最低位置。

11.根据权利要求1所述的设备(1)，包括适于在交替循环中操作用于对液体执行净化作用的装置(11)的装置(30)。

12.根据权利要求1所述的设备(1)，其中所述第一容器(10)的壳(14)具有热绝缘。

13.根据权利要求1所述的设备(1)，其中用于对液体执行净化作用的装置(11)适于发射紫外线光。

14.一种用于净化液体的组件，包括根据权利要求1所述的设备(1)作为用于对液体执行净化作用的多个模块之一。

15.一种用于基于反向渗透原理净化液体的组件，包括反向渗透过滤器设置于其中的模块和根据权利要求1所述的设备(1)作为另一模块。

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