CN105883967A - 一种紫外消毒设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种紫外消毒设备，包括多组平行设置的辐射源组件、设置于流体外的安装座及设置于流体内的底座，每组辐射源组件包括多根紫外灯灯管；该辐射源组件的一端固定于该安装座上，另一端穿过该安装座伸入流体内并固定于该底座上；其中，该紫外灯灯管与流体流动方向成45°～90°倾角放置；该紫外灯灯管错开排列且在流体流动方向上的投影间隔分布。本发明有效提高了辐射源区域在单位长度上辐射强度的均匀性，大大提升了紫外消毒设备的整体消毒效果。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种污水处理设备，特别是涉及一种紫外消毒设备。
【背景技术】
污水处理的水体杀菌消毒普遍采用紫外线杀菌方法，紫外消毒设备的紫外灯套管由于长期浸泡在污水中受到水体污染表面容易结垢，水垢会影响紫外线有效剂量的输出，导致紫外线消毒设备的杀菌消毒效果降低，所以需要对紫外灯套管进行定期清理。目前，现有的紫外消毒设备主要包括明渠式紫外消毒设备和管道式紫外消毒设备两大类，而明渠式紫外消毒设备中紫外灯套管的排布方式包括两种：垂直式和水平式。水平式紫外消毒设备存在漏水风险高、稳定性差、消毒效果不佳以及维护不便等问题，而垂直式紫外消毒设备虽然对防水要求降低，且在更换紫外灯灯管时无需将整个辐射源组件全部提升出水体，但由于垂直式紫外消毒设备的紫外灯灯管时垂直排列，单位长度上紫外灯对流经紫外辐射区迹线上的污物的辐射强度及均匀性有所降低，从而减弱了整个紫外辐射源组件的消毒性能。因此，市场上出现了紫外灯灯管倾斜于水体流动方向放置的斜插式紫外消毒设备，但由于紫外灯灯管倾斜的角度及灯管排列方式等原因，在流体流动方向上，不同组紫外灯灯管的辐射相重叠，同组紫外灯灯管的空隙存在辐射死角，从而造成辐射源区域在单位长度上辐射强度并不均匀，大大减弱了紫外消毒效果。
【发明内容】
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种紫外消毒设备，既能方便更换灯管，避免进水问题又能均匀辐射，避免消毒死角，有效提高紫外消毒设备的整体消毒效果。
本发明的具体技术方案如下：提供一种紫外消毒设备，包括多组平行设置的辐射源组件、设置于流体外的安装座及设置于流体内的底座，每组所述辐射源组件包括多根平行设置的紫外灯灯管，所述辐射源组件的一端固定于所述安装座上，另一端穿过所述安装座伸入流体内并固定于所述底座上；其中，所述紫外灯灯管与流体流动方向成45°～90°倾角放置；所述紫外灯灯管错开排列且在流体流动方向上的投影间隔分布。
优选地，所述辐射源组件进一步包括一端开口一端封闭的石英套管、灯座及法兰盘，所述紫外灯灯管的一端设于所述石英套管的封闭端，另一端与所述灯座相连并位于所述石英套管的开口端；所述灯座套设于所述石英套管的开口端，所述法兰盘固定于所述灯座的底部并与所述灯座一起固定于所述安装座上。
优选地，所述安装座包括支架、支撑板和支撑座，所述支架设有镂空，所述支撑板位于所述镂空内并与所述支架的四周固定，所述支撑板上设置有安装孔，所述支撑座固定在所述安装孔内。
优选地，所述安装孔为斜孔，所述安装孔向流体流动方向倾斜且与所述紫外灯灯管与所述流体流动方向所成的倾角一致。
优选地，所述支撑座包括法兰筒、垫圈、台阶筒和下筒，所述台阶筒固定于所述下筒内，且其上端面与所述下筒的上端面平齐；所述法兰筒的下端面与所述下筒的上端面相固定，所述垫圈位于所述法兰筒和所述下筒之间。
优选地，所述垫圈的内径小于所述下筒的内径并大于所述台阶筒的内径，所述垫圈的外径略小于所述法兰筒的内径并与所述法兰筒的内侧相抵。
优选地，所述安装座进一步包括渠道加强板和横梁，所述渠道加强板和横梁均固定于所述支架的背面，所述渠道加强板与所述横梁螺栓固接。
优选地，所述底座包括渠底板、固定件和加强筋，所述渠底板上设置有固定孔，所述固定件位于所述固定孔内，所述加强筋固定于所述渠底板下方。
优选地，所述固定孔为与所述安装孔位置和数量相对应的斜孔。
优选地，所述固定件包括安装套及固定套，所述安装套设于所述固定套内，所述固定套设于所述固定孔内。
本发明有益的技术效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的一种紫外消毒设备，由于将紫外灯灯管倾斜于流体流动方向放置，较之于传统左右立柱安装座的紫外消毒设备，不仅避免了辐射源组件与灯座联接处进水的问题，同时也避免了更换灯管需提升整体辐射源组件的不便。另外，本发明的紫外灯灯管与流体流动方向成45°～90°倾角放置，大大提供了紫外灯灯管水平投影长度，辐射源组件内的紫外灯灯管错开排列且在流体流动方向上的投影间隔分布，避免紫外灯灯管之间的辐射重叠以及紫外灯灯管之间空隙的辐射死角，有效提高了辐射源区域在单位长度上辐射强度的均匀性，大大提升了紫外消毒设备的整体消毒效果，具有结构简单、安装维修方便、消毒效果显著以及安全性高等特点。
【附图说明】
图1为本发明紫外消毒设备的结构示意图；
图2为图1中安装座的结构示意图；
图3为图2中支架的结构示意图；
图4为图2中支撑板的结构示意图；
图5为图2中支撑座的结构示意图；
图6为图5中法兰筒的结构示意图；
图7为图2中渠道加强板的结构示意图；
图8为图2中横梁的结构示意图；
图9为图1中底座的结构示意图；
图10为图9中固定件的结构示意图；以及
图11为本发明紫外消毒设备的消毒效果示意图。
【具体实施方式】
下面以紫外消毒设备为例并结合说明书附图对本发明的固定辐射源插座的安装座和固定辐射源组件底端的底座作进一步的详细的阐述和说明。
请参阅图1，本发明一实施例的紫外消毒设备包括多组平行设置的辐射源组件1、设置于流体外的安装座2及设置于流体内的底座3，每组辐射源组件1包括多根平行设置的紫外灯灯管(图中未画出)，辐射源组件1的一端固定于安装座2上，另一端穿过安装座2伸入流体内并固定于底座3上；其中，紫外灯灯管与流体流动方向成45°～90°倾角放置；紫外灯灯管错开排列且在流体流动方向上的投影间隔分布。
请继续参阅图1，在本实施例中，辐射源组件1还包括一端开口一端封闭的石英套管101、灯座102及法兰盘103，紫外灯灯管的一端设于石英套管101的封闭端，另一端与灯座102相连并位于石英套管101的开口端；灯座102套设于石英套管101的开口端，法兰盘103固定于灯座102的底部并与灯座102一起固定于安装座2上。法兰盘103上设有用于螺栓连接的四个法兰盘螺孔(图中未画出)。在本实施例中，石英套管101与紫外灯灯管的数量相同，即一支石英套管101对应一支紫外灯灯管。
请接着参阅图2及图3，安装座2进一步包括支架201、支撑板202、支撑座203、渠道加强板204和横梁205，支架201上设有对称分布的两处镂空201a，支撑板202位于镂空201a内并与支架201的四周固定。渠道加强板204和横梁205固定在支架201的背面。
具体来说，在本实施例中，如图4所示，支撑板202上分布有两组错开排列每组包括间隔分布的三个形状和大小一致的安装孔202a，每个安装孔202a在水平方向上的分布并不重合。支撑座203与安装孔202a一一对应，并固定于安装孔202a内。支架201上的镂空201a面积略小于支撑板202的面积，在支架201上沿镂空201a的两条边分别设置六个支架螺孔201b，用于支撑板202的安装。支撑板202的两侧设有六个与支架螺孔201b相对应的支撑板螺孔202b。支撑板202放于支架201的镂空201a中并使得支架螺孔201b与支撑板螺孔202b的位置一一对应，支撑板202通过支架螺孔201b与支撑板螺孔202b的配合与支架201螺接固定。
在本实施例中，安装孔202a为斜孔，开凿安装孔202a时则顺着与安装孔202a到流体之间的垂直线成一定倾角来开凿，安装孔202a向流体流动方向倾斜且与紫外灯灯管与流体流动方向所成的倾角一致。安装孔202a的倾斜度根据紫外灯灯管在流体中需要倾斜的角度来设置，在本实施例中，紫外灯灯管的轴向端与流体流动方向所成的倾角优选为65°，从而达到对最佳的辐射消毒效果。
请进一步参阅图5及图6，在本实施例中，支撑座203包括法兰筒203a、垫圈203b、台阶筒203c和下筒203d，台阶筒203c固定于下筒203d内，且其上端面与下筒203c的上端面平齐；法兰筒203a的下端面与下筒203d的上端面相固定，法兰筒203a设置有四个用于螺栓联接的法兰筒螺孔203a1。垫圈203b位于法兰筒203a和下筒203d之间。垫圈203b的内径小于下筒203d的内径并大于台阶筒203c的内径，垫圈203b的外径略小于法兰筒203a的内径并与法兰筒203a的内侧相抵。支撑座203与安装孔202a的固定方式如下：首先将支撑座203与流体流动方向倾斜65°角后再放入安装孔202a内，然后使支撑座203与安装孔202a的内壁接触，最后通过焊接将支撑座203固定于安装孔202a内。
如图7及图8所示，渠道加强板204和横梁205均固定于支架201的背面。渠道加强板204与横梁205通过螺栓固接。具体地说，渠道加强板204设置有用于穿接螺钉的U型孔204a。横梁205的两端设置有用于穿接螺钉的横梁孔205a。渠道加强板204和横梁205分别焊接在支架201背面的两个侧边上，渠道加强板204的U型孔204a与横梁孔205a通过螺栓联接，从而将渠道加强板204与横梁205相固定，起到支撑支架201的作用。
请继续参阅图9及图10，底座3进一步包括渠底板301、固定件302和加强筋303，渠底板301上设置有固定孔301a，固定件302位于固定孔301a内，加强筋303固定于渠底板301下方。固定孔301a为与安装孔202a为位置和数量相对应的斜孔。固定件302包括安装套302a及固定套302b，安装套302a设于固定套302b内，固定套302b设于固定孔301内。具体地说，固定套302b焊接于固定孔301的内壁处，安装套302a安装于固定套302b内。加强筋303焊接至渠底板301下方，起到支撑渠底板301的作用。
在本实施例中，底座3采用氟橡胶材质的安装套302a，石英套管101的封闭端表面与之接触，既能起到紧固辐射源组件1的作用，又能避免石英套管101与底座3的硬接触。在其他实施例中安装套302a可选用丁苯橡胶、丁基橡胶或天然橡胶等其他橡胶材质。
本发明的紫外消毒设备的安装及工作流程如下：
首先，将紫外灯灯管的一端套于石英套管101的封闭端，另一端与灯座102相固定，再将石英套管101的封闭端与流体流动方向成65°的倾角斜向下穿过支撑座203的法兰筒203a，直至进入流体内并固定于底座3的安装套302a内，接着将位于石英套管101开口端处的法兰盘103的接触面与支撑座203的法兰筒203a的上端面重合，然后旋转法兰盘103，使得法兰盘103上的四个法兰盘螺孔与法兰筒203a的法兰筒螺孔203a1对齐，最后，通过螺栓依次穿过法兰盘螺孔及法兰筒螺孔203a1，从而将辐射源组件1固定于安装座2上。
如图11所示，A为流体流动方向，在本实施例中，紫外消毒设备包括两组水平方向平行分布的紫外灯阵列，每组紫外灯阵列包括三根平行设置的紫外灯灯管，紫外灯灯管套于石英套管101中，石英套管101(紫外灯灯管)与流体流动方向成45°～90°倾角放置于流体中，在流体流动方向上的石英套管101(紫外灯灯管)错开排列，而且每根石英套管101(紫外灯灯管)在流体流动方向上的投影互不重合，即间隔分布，这样就避免紫外灯灯管之间的辐射重叠以及紫外灯灯管的间隙出现辐射死角，经CFD有限元分析和微生物实验以及多次不同水质、水力参数的验证，相比以往的紫外消毒设备，本实施例提供的紫外消毒设备有效提高了辐射源区域在单位长度上辐射强度的均匀性，提升了紫外消毒设备的整体消毒效果以及设备的运行稳定性和可靠性。
需要指出的是，在本发明的其他实施例中，支撑板202也可以通过例如焊接、卡扣固定、粘胶联接其它方式与支架201相固定，支撑座203可通过螺纹固定、卡扣联接或粘胶粘合等固定方式固定于安装孔202a。
另外，在本实施例中，安装孔202a和支撑座203的数量均为十二个，在其他实施例中，安装孔202a和支撑座203的数量可根据实际情况相应的变化，数量可为八个、十个、十五个等。在其他实施例中，安装孔202a倾斜的角度可与流体流动方向的方向成其他锐角，例如成55°角、70°角或75°角等。在本实施例中，安装孔202a的表面为圆状，支撑座203与安装孔202a为相对应的圆筒状。在其他实施例中，安装孔202a的形状可根据实际情况相应的变化，例如为菱形、三角形、梯形等，支撑座203则根据安装孔202a的形状做相应的改进。
区别于现有技术的情况，本发明提供的一种紫外消毒设备，由于将紫外灯灯管倾斜于流体流动方向放置，较之于传统左右立柱安装座的紫外消毒设备，不仅避免了辐射源组件与灯座联接处进水的问题，同时也避免了更换灯管需提升整体辐射源组件的不便。另外，本发明的紫外灯灯管与流体流动方向成45°～90°倾角放置，大大提供了紫外灯灯管水平投影长度，辐射源组件内的紫外灯灯管错开排列且在流体流动方向上的投影间隔分布，避免紫外灯灯管之间的辐射重叠以及紫外灯灯管之间空隙的辐射死角，有效提高了辐射源区域在单位长度上辐射强度的均匀性，大大提升了紫外消毒设备的整体消毒效果，具有结构简单、安装维修方便、消毒效果显著以及安全性高等特点。
最后，需要说明的是上述的实施例是对本发明权利要求书的解释，而非限制，本领域的技术人员根据本发明的原理和构思，再结合本发明的实施例，能够很容易联想的到其他的改进和变形的技术方案。
Claims (10)
1.一种紫外消毒设备，其特征在于：包括多组平行设置的辐射源组件、设置于流体外的安装座及设置于流体内的底座，每组所述辐射源组件包括多根平行设置的紫外灯灯管，所述辐射源组件的一端固定于所述安装座上，另一端穿过所述安装座伸入流体内并固定于所述底座上；其中，所述紫外灯灯管与流体流动方向成45°～90°倾角放置；所述紫外灯灯管错开排列且在流体流动方向上的投影间隔分布。
2.根据权利要求1所述的一种紫外消毒设备，其特征在于：所述辐射源组件进一步包括一端开口一端封闭的石英套管、灯座及法兰盘，所述紫外灯灯管的一端设于所述石英套管的封闭端，另一端与所述灯座相连并位于所述石英套管的开口端；所述灯座套设于所述石英套管的开口端，所述法兰盘固定于所述灯座的底部并与所述灯座一起固定于所述安装座上。
3.根据权利要求1所述的一种紫外消毒设备，其特征在于：所述安装座包括支架、支撑板和支撑座，所述支架设有镂空，所述支撑板位于所述镂空内并与所述支架的四周固定，所述支撑板上设置有安装孔，所述支撑座固定在所述安装孔内。
4.根据权利要求3所述的一种紫外消毒设备，其特征在于：所述安装孔为斜孔，所述安装孔向流体流动方向倾斜且与所述紫外灯灯管与所述流体流动方向所成的倾角一致。
5.根据权利要求3所述的一种紫外消毒设备，其特征在于：所述支撑座包括法兰筒、垫圈、台阶筒和下筒，所述台阶筒固定于所述下筒内，且其上端面与所述下筒的上端面平齐；所述法兰筒的下端面与所述下筒的上端面相固定，所述垫圈位于所述法兰筒和所述下筒之间。
6.根据权利要求5所述的一种紫外消毒设备，其特征在于：所述垫圈的内径小于所述下筒的内径并大于所述台阶筒的内径，所述垫圈的外径略小于所述法兰筒的内径并与所述法兰筒的内侧相抵。
7.根据权利要求3所述的一种紫外消毒设备，其特征在于：所述安装座进一步包括渠道加强板和横梁，所述渠道加强板和横梁均固定于所述支架的背面，所述渠道加强板与所述横梁螺栓固接。
8.根据权利要求3所述的一种紫外消毒设备，其特征在于：所述底座包括渠底板、固定件和加强筋，所述渠底板上设置有固定孔，所述固定件位于所述固定孔内，所述加强筋固定于所述渠底板下方。
9.根据权利要求8所述的一种紫外消毒设备，其特征在于：所述固定孔为与所述安装孔位置和数量相对应的斜孔。
10.根据权利要求9所述的一种紫外消毒设备，其特征在于：所述固定件包括安装套及固定套，所述安装套设于所述固定套内，所述固定套设于所述固定孔内。
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