CN105084625A - 用于液体消毒的消毒装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液体消毒的消毒装置，包括沿待消毒液体流动路径依次排布的进水管、紫外灯模块以及出水管，紫外灯模块包括紫外灯消毒室，设置在紫外灯消毒室内的紫外灯以及包覆紫外灯将待消毒液体与紫外灯隔离的透明灯罩，还包括连接在出水管与进水管之间的超声波消毒装置及消毒剂投放装置，其中，超声波模块包括待消毒液体容纳室以及超声波换能器，待消毒液体进入待消毒液体容纳室后由超声波换能器消毒后流出；消毒剂投放装置向待消毒液体投放消毒剂。本发明的突出优点在于，在紫外灯消毒的基础上，增加超声波的机械方式消毒以及消毒剂的化学消毒，能够较为充分地进行液体消毒，且消毒的效果能够较为持久。

Description

用于液体消毒的消毒装置

技术领域

本发明涉及末端水处理领域，尤其涉及一种用于液体消毒的消毒装置。

背景技术

现有的待消毒液体消毒装置通常采用紫外灯对待消毒液体体进行消毒，一般包括依次连接的进水管、紫外灯消毒室以及出水管，其中紫外灯消毒室中设有用于对待消毒液体进行消毒的紫外灯以及将紫外灯包覆住的灯罩，灯罩由透明材质制成，防止待消毒液体接触紫外灯从而破坏紫外灯的电路。紫外灯通过灯罩对外部的待消毒液体进行消毒。紫外线杀菌消毒原理是利用适当波长的紫外线破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。单独紫外线消毒不产生有害化学物质，消毒的效率也很高，但是不具备持续的消毒能力。待消毒液体经过紫外线照射的时间有限，因此紫外线不可能将待消毒液体进行充分的消毒，而一旦从紫外灯消毒室流出之后，如果待消毒液体中存在残留的活细菌，仍然会在待消毒液体流动的过程中逐渐繁殖增加，因此无法持续有效地保持消毒的效果。

因此，现有技术的待消毒液体消毒无法持续有效地对待消毒液体消毒是需要解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种装置用于持续有效的液体消毒。

一种用于液体消毒的消毒装置，包括沿待消毒液体流动路径依次排布的进水管、通过紫外灯对液体进行消毒的紫外灯模块以及出水管，其特征在于，还包括连接在出水管与进水管之间的超声波模块及向所述待消毒液体投放消毒剂的消毒剂投放装置，其中，

所述超声波模块包括待消毒液体容纳室以及超声波换能器，所述超声波换能器用于将进入待消毒液体容纳室的所述待消毒液体进行消毒。

超声波的机械作用能够对细胞膜、细胞壁造成物理破坏；其空化现象在水中能产生大量具有强氧化作用的羟基自由基，能够破坏微生物的细胞壁及细胞膜，从而使细胞质流出，使细胞酶及转运系统受到破坏，从而达到灭菌的作用。

通常的消毒剂为含氯的化合物，例如多见的为次氯酸钠。次氯酸钠可以直接投加到饮用水中进行消毒，避免了氯气投加和二氧化氯投加的消防安全问题，同时投加方式也更为简单，具有投加方便、安全要求较低等优点，不失为一种相对较好的饮用水消毒方式。且消毒剂在水中可以保持较长的一段时间，从而具有持久良好的消毒效果。

在紫外灯消毒的基础上，增加超声波的机械方式消毒以及消毒剂的化学消毒，能够较为充分地进行液体消毒，且消毒的效果能够较为持久。

进一步而言，所述超声波模块在所述待消毒液体流动路径中设置在所述紫外灯模块之前。

采用超声协同紫外对滤后水消毒时超声的作用不仅能够减少水中颗粒粒径，增加紫外的透光率，降低所需紫外辐照剂量，提高紫外消毒效果，最终减少了化学药剂的投加量，最大限度的减少了消毒副产物的生成。液体中可能存在一些具有较大粒径的颗粒，这些颗粒对紫外灯的照射存在阻挡，影响紫外灯的消毒效果。因此将超声波模块设置于紫外灯消毒模块之前，可以在进行紫外灯照射消毒之前先将一部分细菌杀灭，同时降低液体中颗粒粒径，以确保较好的紫外线消毒效果。

进一步而言，所述消毒剂投放装置在所述待消毒液体流动路径中设置于所述紫外灯模块之后。

消毒剂投加过量不仅会造成浪费，同时也会产生影响人体健康的消毒副产物。为了确保消毒剂不会造成对人体的伤害，同时又要保证液体能够充分消毒，将消毒剂投放装置设置在紫外灯模块之后，可以使液体先经过超声波及紫外灯杀菌消毒，从而使液体中残余的细菌大大削减，此时再进行消毒剂的投放则可以降低投放剂量，从而起到节约成本以及保证人体健康的双重效果。

进一步而言，所述消毒剂投放装置包括计量泵，用于向所述待消毒液体中投放消毒剂。

通过增加计量泵，使得投入的消毒剂可根据需要设定进行定量投入，避免造成浪费。

进一步而言，所述消毒剂投放装置还包括混合室，用于将流入所述混合室的待消毒液体与所述计量泵投放的消毒剂进行混合。

由于待消毒液体是流动的，因此计量泵在投入消毒剂时可能造成待消毒液体中某一部分的消毒剂浓度较大而其他部分的消毒剂浓度较小，从而造成各处消毒不均匀，影响消毒效果。定量投入的消毒剂在混合室中进行充分的混合之后再流出，进一步避免因投放不均匀而无法实现充分消毒所造成的浪费。

进一步而言，所述消毒装置还包括：

液体流量计，在所述待消毒液体流动路径中设于所述计量泵之前，用于检测待消毒液体的流量；

计量泵控制器，用于接收所述待消毒液体流量计监测到的待消毒液体流量并控制计量泵的消毒剂投放剂量。

液体流量计例如可以为电磁流量计，在进水管处监测液体流量并向计量泵控制器发送对应含有待消毒液体流量信息的信号，计量泵控制器根据接收到的信号调整计量泵的投放剂量，使得待消毒液体中的消毒剂含量根据进入的液体流量实时调整，进一步避免消毒剂的浪费或不足。

进一步而言，所述紫外灯模块还包括紫外灯消毒室，所述紫外灯设于紫外灯消毒室中，在紫外灯消毒室内还设有包覆紫外灯将所述待消毒液体与所述紫外灯隔离的透明灯罩，在所述透明灯罩外表面设有沿透明灯罩长度方向布置的若干清洁滑块，通过与所述透明灯罩之间的滑动配合进行所述透明灯罩的清洁。

由于透明灯罩是与待消毒液体直接接触的，因此，经过一段时间后，待消毒液体内含有的杂质会粘附堆积在透明灯罩上，形成不透明的水垢，这就导致透明灯罩的透光性受到影响，影响紫外灯照射消毒的效果。

进一步而言，所述紫外灯模块还包括清洁控制器以及进液电磁阀，所述进液电磁阀在所述待消毒液体流动路径中安装在所述紫外灯消毒室之前，所述清洁控制器用于控制所述电磁阀切断和导通所述待消毒液体进入紫外灯消毒室的通路。

进液电磁阀为设置在消毒装置中液体浸入紫外灯消毒室的路径中的电磁阀，控制待消毒液体进紫外灯消毒室。当紫外灯模块对透明灯罩进行清洗时，透明灯罩上的水垢会掉落，为防止进入的待消毒液体中掺杂水垢，可以设置进液电磁阀，且进液电磁阀受清洁控制器控制，当透明灯罩需要清洁时，清洁控制器控制进液电磁阀切断待消毒液体浸入紫外灯消毒室的通路，等到清洁完毕之后等到清洁滑块从紫外灯消毒室排出之后，清洁控制器再控制进液电磁阀导通的通路，使待消毒液体浸入紫外灯消毒室，防止待消毒液体被清洁下来的水垢掺进待消毒液体。

本发明的突出优点在于，在紫外灯消毒的基础上，增加超声波的机械方式消毒以及消毒剂的化学消毒，能够较为充分地进行液体消毒，且消毒的效果能够较为持久；将超声波模块设置于紫外灯消毒模块之前，可以在进行紫外灯照射消毒之前先将一部分细菌杀灭，同时降低液体中颗粒粒径，以确保较好的紫外线消毒效果；通过检测液体流量并根据液体流量定量投放，可以保证消毒效果良好同时不会造成对人体的伤害。通过清洁滑块的设置，可以保证紫外灯的透光率，从而保持较好的照射消毒效果。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为当前实施例待消毒液体流动路径示意图；

图3为当前实施例紫外灯消毒室内部结构示意图；

图4为当前实施例的清洁滑块结构示意图；

图5为当前实施例的第二通孔及第三通孔位置示意图。

具体实施方式

为了使本发明更加清楚明了，现结合实施例及附图，对本发明加以详细的解释说明。

本发明一个实施例的用于液体消毒的消毒装置如图1所示，包括：进水管1、超声波模块4、紫外灯模块6、消毒剂投放装置以及出水管9。其中超声波模块4包括待消毒液体容纳室41，紫外灯模块6包括紫外灯消毒室63，且消毒剂投放装置包括混合室7。进水管1与待消毒液体容纳室41入口连接，待消毒液体容纳室41出口与紫外灯消毒室63入口之间、紫外灯消毒室63出口与混合室7入口之间均通过管路3连接，混合室7的出口与出水管9连接。如图2所示，待消毒液体在进入进水管1之前由液体流量计监测，待消毒液体进入进水管1之后，依次经过超声波模块4、紫外灯模块6以及消毒剂投放装置进行消毒之后从出水管9流出。

待消毒液体可以是日常用的各类液体，例如当前实施例中为自来水。

如图1所示，待消毒液体从进水管1进入消毒装置之后，首先进入待消毒液体容纳室41，超声波模块4还包括设置在待消毒液体容纳室41中的超声波换能器42，待消毒液体在待消毒液体容纳室41中由超声波换能器42进行超声波震荡。超声波换能器42在本发明中起到的作用有两方面，一方面是消毒作用，超声波的机械作用能够对细胞膜、细胞壁造成物理破坏；其空化现象在水中能产生大量具有强氧化作用的羟基自由基，能够破坏微生物的细胞壁及细胞膜，从而使细胞质流出，使细胞酶及转运系统受到破坏，从而达到灭菌的作用；超声波模块4的另一作用在于减少待消毒液体中的颗粒粒径，超声波采用超声协同紫外对滤后水消毒时超声的作用能够减少水中颗粒粒径，增加紫外的透光率，降低所需紫外辐照剂量，提高紫外消毒效果，最终减少了化学药剂的投加量，最大限度地减少了消毒副产物的生成。待消毒液体中可能存在一些具有较大粒径的颗粒，这些颗粒对紫外灯的照射存在阻挡，影响紫外灯的消毒效果。因此将超声波模块4设置于紫外灯模块6之前，可以在进行紫外灯照射消毒之前先将一部分细菌杀灭，同时降低液体中颗粒粒径，以确保较好的紫外线消毒效果。

如图3所示，紫外灯模块6除了紫外灯消毒室63之外还包括：设置在紫外灯消毒室63内的紫外灯65，包覆紫外灯65的透明灯罩67，沿透明灯罩67长度方向布置的清洁滑块64，以及出液电磁阀57。

透明灯罩67的作用是防止待消毒液体接触紫外灯65及其电路造成紫外灯65损坏，同时为了使得紫外线能够穿透透明灯罩67对待消毒液体进行消毒，当前实施例中，透明灯罩67由石英制成。由于透明灯罩67是与待消毒液体直接接触的，因此，经过一段时间后，待消毒液体内含有的杂质会粘附堆积在透明灯罩67上，形成不透明的水垢，这就导致透明灯罩67的透光性受到影响，影响紫外灯65照射消毒的效果，因此需要对透明灯罩67进行定期或不定期的清洗，以确保透明灯罩67具有良好的透光率，进而确保紫外灯65照射效果良好。由于紫外灯消毒室63通常为狭长的腔室，同时受到整体装置的体积影响，无法具有较大的开口供用户将手或其他工具伸入内部进行清理，因此本发明的紫外灯模块6为了提供清洁的便利，在透明灯罩67上布置了若干清洁滑块64，这些清洁滑块64可以用支杆66连接在一起，通过紫外灯消毒室63上开设的小口伸出，由连接杆68连接在一起，在滑动时，通过连接杆68同时带动两侧的两个支杆66，使清洁滑块64滑动。在清洁时，可例如手动将清洁滑块64沿透明灯罩67的长度方向滑动，将透明灯罩67上的水垢擦除，也可采用驱动机构实施，当前实施例中驱动机构为气缸55，分别分布在与支杆66对应的两侧。在紫外灯消毒室63底部可以设置对应的出口61，将擦下的水垢排出。

如果仅仅采用清洁滑块64来回往复滑动对透明灯罩67进行擦洗，容易造成被擦下的水垢粘着在清洁滑块64上，如果清洁滑块64来回滑动，水垢在清洁滑块64与透明灯罩67之间摩擦，易对透明灯罩67造成摩擦划伤。

因此在清洗时可以向紫外灯消毒室63灌入清洗液，清洗液可以是待消毒的液体，也可以是另外加入的液体，对应地，如果清洗液是待消毒液体，则清洗液的入口为待消毒液体的入口；如果清洗液是其他液体，则可以另外设置入口用于引入清洗液。清洗液例如为水，在紫外灯消毒室63设有供清洗透明灯罩67的清洗液排出的出口61，通过清洗液将擦下的水垢排出，从而避免水垢滞留在透明灯罩67上。当前实施例中清洗液是另外加入的液体，在紫外灯消毒室63上另设有供清洗液加入的入口。紫外灯消毒室63外部设有存储清洗液的清洗液存储箱52，另设有水泵53，水泵53与紫外灯消毒室63上的清洗液入口16之间连有导管54，在需要清洗时，水泵53从清洗液存储箱52内抽取清洗液并通过导管54将清洗液抽取至紫外灯消毒室63内。

为了使清洁滑块64自动进行清洁，可以采用驱动机构驱动清洁滑块64。驱动机构通过传动支架5连接清洁滑块64，并通过传动支架驱动清洁滑块64与透明灯罩67之间发生相对滑动。如图3所示，传动支架包括支杆66和连接杆68，支杆66从紫外灯消毒室63入口伸入以连接各清洁滑块64；连接杆68两端分别连接各气缸6的活塞杆55a。

为了保证清洗液能够在透明灯罩67上流动，而不会沿清洁滑块64或其他路径流走，如图4所示，当前实施例在清洁滑块64上与透明灯罩67相对的侧壁设置第一通孔64a，且对应地，如图5所示，将支杆66设为中空，支杆66的上端具有供清洗液流入的第二通孔54，第二通孔54在支杆66内沿支杆66的长度方向延伸，形成供清洗液流通的通道，且通道与第一通孔64a连通。连接杆68上设有第三通孔68a，供支杆66穿设通过，且导管54与支杆66的第二通孔66a相接。

清洁滑块64可以与清洗液配合使用，在清洁时用清洗液湿润透明灯罩67，并配合使用清洁滑块64，使水垢得以溶解在清洗液中，并通过清洁滑块64的往复滑动刮擦去除，从而达到更佳的清洁效果。

当透明灯罩67上的水垢较多时，会减弱紫外灯65的照射效果，最为直接的反映就是紫外灯消毒室63内的光强减弱，因此本发明如图3所示当前实施例的紫外线消毒设备在消毒强室内设有用于检测紫外灯消毒室63内光线强度的光强传感器69，并设置对应的清洁控制器，用于接收来自光强传感器69的光强信号，并在检测到的光线强度小于预设值时发送第一控制信号以启动驱动机构，同时发送第二控制信号启动水泵53抽取清洗液。

用户可以预先设定紫外灯65照射光线强度的预设值，并由光强传感器69进行实时检测并发送至清洁控制器，当清洁控制器判定检测到的光强低于预设值的时候控制与气缸6相连的气泵7运行，气缸6推动活塞杆55a从而驱动清洁滑块64进行清洁。当前实施例中，光强预设值为正常光强的70％，在光强低于70％时，清洁控制器就启动气泵7和水泵53进行运转。整个清洁过程不需要人为进行判断和启动，实现完全的自动化清洁过程，能够及时清洁以保证紫外灯65的消毒效果不受影响。

清洁控制器可以同时启动驱动机构以及水泵53，这就使得可以在清洁滑块64来回滑动的同时进行清洗液的冲洗，从而使水垢及时地进入清洗液并排出，防止清洁滑块64来回滑动滞留在透明灯罩67上，因此达到良好的清洁效果。整个清洁过程不需要人为判断和相互配合，从而增加了清洁的便利性和及时性。

由于紫外灯消毒室63的出口61用于将清洗液排出，因此当清洁完成之后，出口61需要密闭，否则待消毒的液体也会从出口61排出，出口61处可以通过用户人工判断进行开启和关闭，但这样做较为耗时；较佳而言，可以在出口61处设置出液电磁阀57，由清洁控制器在预设的条件下，例如一定的时间间隔之后，控制出液电磁阀57开启和关闭，以实现紫外灯消毒室63的自动密闭。

在利用清洁滑块64对透明灯罩67进行清洗时，透明灯罩67上的水垢会掉落，如果待消毒液体此时进入紫外灯消毒室63，不仅无法受到紫外灯的照射，还会掺入水垢，造成污染。因此，为防止进入的待消毒液体中掺杂水垢，可以设置进液电磁阀，且进液电磁阀受清洁控制器控制，当透明灯罩67需要清洁时，清洁控制器控制进液电磁阀切断待消毒液体浸入紫外灯消毒室63的通路，等到清洁完毕之后等到清洁滑块64从紫外灯消毒室63排出之后，清洁控制器再控制进液电磁阀导通的通路，使待消毒液体从入口62进入紫外灯消毒室63，防止清洁下来的水垢掺进待消毒液体。进液电磁阀在待消毒液体流动路径中安装在紫外灯消毒室63之前，例如可以安装在紫外灯消毒室63与待消毒液体容纳室41之间，或安装在入口62上，在当前实施例中，进液电磁阀安装在进水管1之前，当进行紫外灯模块6的透明灯罩67清洁时，待消毒液体不会进入消毒装置。其中清洁控制器可以根据外部命令，例如当前实施例中清洁控制器可以根据用户输入的命令进行进液电磁阀的导通和切断控制，清洁控制器也可以通过定时设定，进行周期性的进液电磁阀控制，以实现紫外灯模块6的定期清洁。

待消毒液体从紫外灯消毒室63出流出之后，再由消毒剂投放装置投放消毒剂。在当前实施例中，消毒剂为次氯酸钠。次氯酸钠可以直接投加到饮用水中进行消毒，避免了氯气投加和二氧化氯投加的消防安全问题，同时投加方式也更为简单，具有投加方便、安全要求较低等优点，不失为一种相对较好的饮用水消毒方式，且消毒剂在水中可以保持较长的一段时间，从而具有持久良好的消毒效果。

由于次氯酸钠投放过量，不仅会造成浪费，同时也会产生影响人体健康的消毒副产物。为了确保次氯酸钠不会造成对人体的伤害，同时又要保证液体能够充分消毒，本发明当前实施例将消毒剂投放装置设置在紫外灯模块6之后。待消毒液体经过了超声波及紫外灯杀菌消毒之后，已使液体中残余的细菌大大减少，此时再进行次氯酸钠的投放则可以降低投放剂量，从而起到节约成本以及保证人体健康的双重效果。

当前实施例中，如图1所示消毒剂投放装置除了混合室7以外还包括计量泵8、液体流量计2以及计量泵控制器。其中，计量泵8设置在混合室7中，液体流量计2可以设置在计量泵8之前，例如设置在混合室7与紫外灯消毒室63之间，当前实施例中，为便于安装，设置在进水管1位置处，设置液体流量计2的目的在于检测进入混合室7的液体流量并发送给计量泵控制器，计量泵控制器控制计量泵8向混合室7中投放次氯酸钠的剂量。如考虑到在待消毒液体在待消毒液体容纳室41以及紫外灯消毒室63中的残余，为更加准确地计算流量，也可以设置在混合室7与紫外灯消毒室63之间。液体流量检测结果结合计量泵8定量投放，可以使得待消毒液体中的消毒剂投放含量根据待消毒液体的实时流量进行调整，从而避免消毒剂投放过多或过少。

混合室7则起到使消毒剂与待消毒液体之间充分均匀地混合的作用。由于待消毒液体是流动的，因此计量泵8在投入消毒剂时可能造成待消毒液体中某一部分的消毒剂浓度较大而其他部分的消毒剂浓度较小，从而造成各处消毒不均匀，影响消毒效果。定量投入的消毒剂在混合室7中进行充分的混合之后再流出可以避免因投放不均匀而无法实现充分消毒所造成的浪费。本发明当前实施例的混合室7为管道混合器，在保证充分混合的同时具有体积小、节约空间的优点。

其中清洁控制器以及计量泵控制器可以集成在一起，也可以分别设置，当前实施例中，如图1所示两者集成在控制面板5上以节约空间，在控制面板5上还设有显示器显示在装置内检测到的实时温度、流量、光照等等，以方便用户手动操作。

本发明的突出优点在于，在紫外灯消毒的基础上，增加超声波的机械方式消毒以及消毒剂的化学消毒，能够较为充分地进行液体消毒，且消毒的效果能够较为持久；将超声波模块设置于紫外灯模块6之前，可以在进行紫外灯照射消毒之前先将一部分细菌杀灭，同时降低液体中颗粒粒径，以确保较好的紫外线消毒效果；通过检测液体流量并根据液体流量定量投放，可以保证消毒效果良好同时不会造成对人体的伤害。通过清洁滑块的设置，可以保证紫外灯的透光率，从而保持较好的照射消毒效果。

Claims (8)

1.一种用于液体消毒的消毒装置，包括沿待消毒液体流动路径依次排布的进水管、通过紫外灯对液体进行消毒的紫外灯模块以及出水管，其特征在于，还包括连接在出水管与进水管之间的超声波模块及向所述待消毒液体投放消毒剂的消毒剂投放装置，其中，

所述超声波模块包括待消毒液体容纳室以及超声波换能器，所述超声波换能器用于将进入待消毒液体容纳室的所述待消毒液体进行消毒。

2.如权利要求1所述用于液体消毒的消毒装置，其特征在于，所述超声波模块在所述待消毒液体流动路径中设置在所述紫外灯模块之前。

3.如权利要求2所述用于液体消毒的消毒装置，其特征在于，所述消毒剂投放装置在所述待消毒液体流动路径中设置于所述紫外灯模块之后。

4.如权利要求1所述用于液体消毒的消毒装置，其特征在于，所述消毒剂投放装置包括计量泵，用于向所述待消毒液体中投放消毒剂。

5.如权利要求4所述用于液体消毒的消毒装置，其特征在于，所述消毒剂投放装置还包括混合室，用于将流入所述混合室的待消毒液体与所述计量泵投放的消毒剂进行混合。

6.如权利要求4所述用于液体消毒的消毒装置，其特征在于，所述消毒装置还包括：

液体流量计，在所述待消毒液体流动路径中设于所述计量泵之前，用于检测待消毒液体的流量；

计量泵控制器，用于接收所述待消毒液体流量计监测到的待消毒液体流量并控制计量泵的消毒剂投放剂量。

7.如权利要求1所述用于液体消毒的消毒装置，其特征在于，所述紫外灯模块还包括紫外灯消毒室，所述紫外灯设于紫外灯消毒室中，在紫外灯消毒室内还设有包覆紫外灯将所述待消毒液体与所述紫外灯隔离的透明灯罩，在所述透明灯罩外表面设有沿透明灯罩长度方向布置的若干清洁滑块，通过与所述透明灯罩之间的滑动配合进行所述透明灯罩的清洁。

8.如权利要求7所述用于液体消毒的消毒装置，其特征在于，所述紫外灯模块还包括清洁控制器以及进液电磁阀，所述进液电磁阀在所述待消毒液体流动路径中安装在所述紫外灯消毒室之前，所述清洁控制器用于控制所述电磁阀切断和导通所述待消毒液体进入紫外灯消毒室的通路。