CN108975449A - 微波辐射水膜式饮用水消毒系统 - Google Patents

微波辐射水膜式饮用水消毒系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微波辐射水膜式饮用水消毒系统，微波辐射水膜式饮用水消毒系统，包括待消毒水储水间、锯齿型微波散射板、微波腔体、内置流量调节阀、微波散射锥、上部水膜形成板、磁控管支柱、磁控管、下部水膜形成板、已消毒水储水区、外置阀门、壁面，所述微波腔体被所述上部水膜形成板和所述下部水膜形成板分成微波工作区I和微波工作区II，所述待消毒水储水间下部为圆形竖直入水口，所述已消毒水储水区下部为圆形竖直出水口，所述上部水膜形成板由三根吊链悬起，所述下部水膜形成板由三根斜柱支撑。该系统具备微波利用率高、饮用水消毒效果好、磁控管使用寿命长的优点。

Description

微波辐射水膜式饮用水消毒系统
技术领域
本发明涉及一种饮用水消毒系统，尤其涉及一种微波辐射水膜式饮用水消毒系统。
背景技术
当微波辐射到微生物表面时，可轻易穿透微生物细胞壁，进入微生物体内，利用其特有的热效应和非热效应来改变或破坏微生物细胞质，甚至其中的遗传物质，使其死亡或者丧失遗传能力。因此，微波灭菌技术在饮用水消毒领域已得到一定应用。
微波灭菌技术的实际应用反映出一些不足：
一方面，常规微波发生器是由磁控管产生微波，经由波导管传导进入微波腔体，然后在微波腔体四周金属壁面的反射下，对微波腔体中的物质进行辐射。该工作模式已得到社会广泛应用，但微波在辐射微波腔体中物质的同时，也会有一部分微波再次进入波导管，传导回磁控管，对磁控管产生危害；
另一方面，微波辐射在对饮用水消毒过程中，由于穿透深度的限制，只有表面一层饮用水得到有效消毒，而饮用水内部却无法得到微波的充分辐射，导致饮用水整体消毒效果下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种微波辐射水膜式饮用水消毒系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的微波辐射水膜式饮用水消毒系统，包括待消毒水储水间、锯齿型微波散射板、微波腔体、内置流量调节阀、微波散射锥、上部水膜形成板、磁控管支柱、磁控管、下部水膜形成板、已消毒水储水区、外置阀门、壁面，所述微波腔体被所述上部水膜形成板和所述下部水膜形成板分成微波工作区I和微波工作区II，所述待消毒水储水间下部为圆形竖直入水口，所述已消毒水储水区下部为圆形竖直出水口，所述上部水膜形成板由三根吊链悬起，所述下部水膜形成板由三根斜柱支撑。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的微波辐射水膜式饮用水消毒系统，通过取消波导管，将磁控管直接置于微波腔体内部，使微波可直接与待消毒饮用水接触，减少甚至消除返回到磁控管中的微波；通过促使待消毒饮用水以水膜方式流动，使待消毒饮用水充分接触微波，提高微波灭菌效果和微波能量利用率。具备磁控管使用寿命较长，灭菌效果好，微波能量利用率高等优点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的微波辐射水膜式饮用水消毒系统主视图；
图2为本发明实施例提供的微波辐射水膜式饮用水消毒系统标注图；
图3为本发明实施例提供的微波辐射水膜式饮用水消毒系统中的磁控管支柱平面布置图；
图4为本发明实施例提供的微波辐射水膜式饮用水消毒系统中水流动模式图；
图中：
1-待消毒水储水间；2-锯齿型微波散射板；3-微波腔体；4-内置流量调节阀；5-微波散射锥；6-上部水膜形成板；7-磁控管支柱；8-磁控管；9-下部水膜形成板；10-已消毒水储水区；11-外置阀门；12-壁面；13-吊链；14-斜柱；A-待消毒水储水间下部圆形竖直入水口；B-已消毒水储水区下部圆形竖直出水口。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的微波辐射水膜式饮用水消毒系统，其较佳的具体实施方式如图1至图4所示：
包括待消毒水储水间1、锯齿型微波散射板2、微波腔体3、内置流量调节阀4、微波散射锥5、上部水膜形成板6、磁控管支柱7、磁控管8、下部水膜形成板9、已消毒水储水区10、外置阀门11、壁面12，所述微波腔体3被所述上部水膜形成板6和所述下部水膜形成板9分成微波工作区I和微波工作区II，所述待消毒水储水间1下部为圆形竖直入水口A，所述已消毒水储水区10下部为圆形竖直出水口B，所述上部水膜形成板6由三根吊链13悬起，所述下部水膜形成板9由三根斜柱14支撑。
所述待消毒水储水间1、所述锯齿型微波散射板2、所述微波散射锥5、所述上部水膜形成板6、所述下部水膜形成板9、所述壁面12在任何水平面上的横截面均为同心圆环。
所述待消毒水储水间1、所述锯齿型微波散射板2、所述微波散射锥5、所述上部水膜形成板6、所述下部水膜形成板9、所述壁面12的几何中心在同一条垂线上。
所述微波散射锥5锥顶角度β1在10-30°之间，所述微波散射锥5底面直径R1与所述壁面12内壁直径R之比在0.01-0.04之间，所述微波散射锥5高度h1在5-10cm之间。
所述上部水膜形成板6角度β2在10-170°之间，所述下部水膜形成板9角度β3在10-170°之间，所述上部水膜形成板6下边缘与所述下部水膜形成板9上边缘在同一水平面K上，所述水平面K经过所述壁面12几何中心，所述上部水膜形成板6在竖直方向高度h2和所述下部水膜形成板9在竖直方向高度h3相同，所述上部水膜形成板6在竖直方向高度h2与所述壁面12在竖直方向高度h之比在0.15-0.35之间，所述上部水膜形成板6底面直径R2与所述壁面12内壁直径R之比在0.4-0.8之间，所述上部水膜形成板6底面直径R2比所述下部水膜形成板9底面直径R3小3-6cm。
所述磁控管支柱7不少于3根，所有所述磁控管支柱7均匀分布，任意相邻所述磁控管支柱7在水平面上的投影之间的夹角α1，α2，α3…均相等。
所述锯齿型微波散射板2角度β4在10-170°之间，所述锯齿型微波散射板2与所述壁面12几何中心重合，所述锯齿型微波散射板2在竖直方向高度h4与所述壁面12在竖直方向高度h之比在0.7-0.9之间。
所述待消毒水储水间1下部角度β5在10-179°之间，所述已消毒水储水区10下部角度β6在10-179°之间。
所述待消毒水储水间1下部圆形竖直入水口A与所述上部水膜形成板6之间留有缝隙，所述缝隙在竖直方向距离h0为0.5-2cm，所述待消毒水储水间1下部圆形竖直入水口内径R0在0.5-3cm之间。
所述三根吊链13与所述上部水膜形成板6之间的三个结点M1，M2，M3在同一个水平面上，线段M1M2＝M2M3＝M3M1，所述三根吊链13与所述壁面12的三个结点N1，N2，N3在同一个水平面上，线段N1N2＝N2N3＝N3N1，所述三根斜柱14与所述下部水膜形成板9之间的三个结点P1，P2，P3在同一个水平面上，线段P1P2＝P2P3＝P3P1，所述三根斜柱14与所述壁面12的三个结点Q1，Q2，Q3在同一个水平面上，线段Q1Q2＝Q2Q3＝Q3Q1。
申请人根据现有技术中存在的两方面的缺陷转换思路：
一方面，若能使微波从波导管中传出后，直接作用于待消毒饮用水，则会大大减少甚至消除能够返回到磁控管中的微波，延长磁控管使用寿命；
另一方，若能使待消毒饮用水以水膜形式流动，微波则会轻易穿透该水膜，使水膜中的微生物得到有效灭杀。
根据以上思路，将磁控管直接置于微波腔体内部，并使待消毒饮用水在玻璃板表面流动，在有效防止微波返回到磁控管的同时，可使水膜内待杀灭微生物充分接触微波，显著提高消毒效果，其实这也变相提高了单位微波能量杀灭微生物的数量，即微波能量利用率得到一定提高。
本发明的微波辐射水膜式饮用水消毒系统，通过将磁控管直接置于微波腔体内部，使微波直接作用于待消毒饮用水，减少甚至消毒了返回到磁控管中的微波；通过促使待消毒饮用水在玻璃板上以水膜方式流动，可使微波轻易穿透该层水膜，有效杀灭水膜中的微生物；通过使已消毒水储水区与微波腔体相连，可使微波对已消毒水还可进行后续消毒，保证消毒效果。
具体实施例：
如图1～图4所示，包括待消毒水储水间1、锯齿型微波散射板2、微波腔体3、内置流量调节阀4、微波散射锥5、上部水膜形成板6、磁控管支柱7、磁控管8、下部水膜形成板9、已消毒水储水区10、外置阀门11、壁面12，所述微波腔体3被所述上部水膜形成板6和所述下部水膜形成板9分成微波工作区I和微波工作区II，所述待消毒水储水间1下部为圆形竖直入水口A，所述已消毒水储水区10下部为圆形竖直出水口B，所述上部水膜形成板6由三根吊链13悬起，所述下部水膜形成板9由三根斜柱14支撑。该系统通过将磁控管直接置于微波腔体内部，并促使待消毒饮用水以水膜方式流动，在提高磁控管使用寿命的同时，可显著提高饮用水消毒效果。
在上述微波辐射水膜式饮用水消毒系统中，具体地，所述待消毒水储水间1、所述锯齿型微波散射板2、所述微波散射锥5、所述上部水膜形成板6、所述下部水膜形成板9、所述壁面12在任何水平面上的横截面均为同心圆环，且几何中心在同一条垂线上。通过采取该结构，可使待消毒饮用水均分分布于上部水膜形成板和下部水膜形成板上，并使水膜可均匀接受到微波辐射。
在上述微波辐射水膜式饮用水消毒系统中，具体地，所所述微波散射锥5锥顶角度β1在10-30°之间，所述微波散射锥5底面直径R1与所述壁面12内壁直径R之比在0.01-0.04之间，所述微波散射锥5高度h1在5-10cm之间。通过采取该结构，微波散射锥可对微波起到一个均匀分散的作用，促使微波较均匀地分布于微波腔体中。优选地，微波散射锥锥顶角度β1为20°，微波散射锥底面直径R1与所述壁面内壁直径R之比为0.03，微波散射锥高度h1为7cm。
在上述微波辐射水膜式饮用水消毒系统中，具体地，所述上部水膜形成板6角度β2在10-170°之间，所述下部水膜形成板9角度β3在10-170°之间，所述上部水膜形成板6下边缘与所述下部水膜形成板9上边缘在同一水平面K上，所述水平面K经过所述壁面12几何中心，所述上部水膜形成板6在竖直方向高度h2和所述下部水膜形成板9在竖直方向高度h3相同，所述上部水膜形成板6在竖直方向高度h2与所述壁面12在竖直方向高度h之比在0.15-0.35之间，所述上部水膜形成板6底面直径R2与所述壁面12内壁直径R之比在0.4-0.8之间，所述上部水膜形成板6底面直径R2比所述下部水膜形成板9底面直径R3小3-6cm。通过采取该结构，待消毒饮用水会首先在所述上部水膜形成板的与所述微波工作区II相接触的一面形成水膜，当待消毒饮用水向下流动到所述下部水膜形成板后，会在所述下部水膜形成板的与所述微波工作区I相接触的一面形成水膜，最后从所述下部水膜形成板锥顶的圆孔流下。另外，所述上部水膜形成板和所述下部水膜形成板会位于整个系统的正中位置，便于均匀接受到微波辐射。优选地，所述上部水膜形成板角度β2为90°，所述上部水膜形成板在竖直方向高度h2与所述壁面在竖直方向高度h之比为0.27，所述上部水膜形成板底面直径R2与所述壁面内壁直径R之比为0.5，所述上部水膜形成板底面直径R2比所述下部水膜形成板底面直径R3小5cm。
在上述微波辐射水膜式饮用水消毒系统中，具体地，所述磁控管支柱7不少于3根，所有所述磁控管支柱7均匀分布，任意相邻所述磁控管支柱7在水平面上的投影之间的夹角α1，α2，α3…均相等。通过采取该结构，可确保磁控管被稳定安装于所述下部水膜形成板上。优选地，磁控管支柱数量为3根，α1＝α2＝α3＝120°。
在上述微波辐射水膜式饮用水消毒系统中，具体地，所述锯齿型微波散射板2角度β4在10-170°之间，所述锯齿型微波散射板2与所述壁面12几何中心重合，所述锯齿型微波散射板2在竖直方向高度h4与所述壁面12在竖直方向高度h之比在0.7-0.9之间。通过采取该结构，可使所述锯齿型微波散射板对微波起到均匀分散的作用，促使微波均匀作用于待消毒饮用水水膜上。优选地，所述锯齿型微波散射板角度β4为60°，所述锯齿型微波散射板在竖直方向高度h4与所述壁面在竖直方向高度h之比为0.75。
在上述微波辐射水膜式饮用水消毒系统中，具体地，所述待消毒水储水间1下部角度β5在10-179°之间，所述已消毒水储水区10下部角度β6在10-179°之间。通过调整角度，可调整所述待消毒水储水间和所述已消毒水储水区中的储水能力。
在上述微波辐射水膜式饮用水消毒系统中，具体地，所述待消毒水储水间1下部圆形竖直入水口A与所述上部水膜形成板6之间留有缝隙，所述缝隙在竖直方向距离h0为0.5-2cm，所述待消毒水储水间1下部圆形竖直入水口内径R0在0.5-3cm之间。通过采取该结构，微波可通过缝隙进入待消毒水储水间，对其进行预消毒，同时待消毒水储水间中的饮用水可顺利均匀流下。优选地，所述缝隙在竖直方向距离h0为1cm，所述待消毒水储水间下部圆形竖直入水口内径R0为1.5cm。
在上述微波辐射水膜式饮用水消毒系统中，具体地，所述三根吊链13与所述上部水膜形成板6之间的三个结点M1，M2，M3在同一个水平面上，线段M1M2＝M2M3＝M3M1，所述三根吊链13与所述壁面12的三个结点N1，N2，N3在同一个水平面上，线段N1N2＝N2N3＝N3N1，所述三根斜柱14与所述下部水膜形成板9之间的三个结点P1，P2，P3在同一个水平面上，线段P1P2＝P2P3＝P3P1，所述三根斜柱14与所述壁面12的三个结点Q1，Q2，Q3在同一个水平面上，线段Q1Q2＝Q2Q3＝Q3Q1。通过采取该结构，所述上部水膜形成板6和所述下部水膜形成板9可被稳定安装于所述微波腔体3中。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种微波辐射水膜式饮用水消毒系统，其特征在于，包括待消毒水储水间、锯齿型微波散射板、微波腔体、内置流量调节阀、微波散射锥、上部水膜形成板、磁控管支柱、磁控管、下部水膜形成板、已消毒水储水区、外置阀门、壁面，所述微波腔体被所述上部水膜形成板和所述下部水膜形成板分成微波工作区I和微波工作区II，所述待消毒水储水间下部为圆形竖直入水口，所述已消毒水储水区下部为圆形竖直出水口，所述上部水膜形成板由三根吊链悬起，所述下部水膜形成板由三根斜柱支撑。
2.根据权利要求1所述的微波辐射水膜式饮用水消毒系统，其特征在于，所述待消毒水储水间、所述锯齿型微波散射板、所述微波散射锥、所述上部水膜形成板、所述下部水膜形成板、所述壁面在任何水平面上的横截面均为同心圆环。
3.根据权利要求1所述的微波辐射水膜式饮用水消毒系统，其特征在于，所述待消毒水储水间、所述锯齿型微波散射板、所述微波散射锥、所述上部水膜形成板、所述下部水膜形成板、所述壁面的几何中心在同一条垂线上。
4.根据权利要求1所述的微波辐射水膜式饮用水消毒系统，其特征在于，所述微波散射锥锥顶角度β1在10-30°之间，所述微波散射锥底面直径R1与所述壁面内壁直径R之比在0.01-0.04之间，所述微波散射锥高度h1在5-10cm之间。
5.根据权利要求1所述的微波辐射水膜式饮用水消毒系统，其特征在于，所述上部水膜形成板角度β2在10-170°之间，所述下部水膜形成板角度β3在10-170°之间，所述上部水膜形成板下边缘与所述下部水膜形成板上边缘在同一水平面K上，所述水平面K经过所述壁面几何中心，所述上部水膜形成板在竖直方向高度h2和所述下部水膜形成板在竖直方向高度h3相同，所述上部水膜形成板在竖直方向高度h2与所述壁面在竖直方向高度h之比在0.15-0.35之间，所述上部水膜形成板底面直径R2与所述壁面内壁直径R之比在0.4-0.8之间，所述上部水膜形成板底面直径R2比所述下部水膜形成板底面直径R3小3-6cm。
6.根据权利要求1所述的微波辐射水膜式饮用水消毒系统，其特征在于，所述磁控管支柱不少于3根，所有所述磁控管支柱均匀分布，任意相邻所述磁控管支柱在水平面上的投影之间的夹角α1，α2，α3…均相等。
7.根据权利要求1所述的微波辐射水膜式饮用水消毒系统，其特征在于，所述锯齿型微波散射板角度β4在10-170°之间，所述锯齿型微波散射板与所述壁面几何中心重合，所述锯齿型微波散射板在竖直方向高度h4与所述壁面在竖直方向高度h之比在0.7-0.9之间。
8.根据权利要求1所述的微波辐射水膜式饮用水消毒系统，其特征在于，所述待消毒水储水间下部角度β5在10-179°之间，所述已消毒水储水区下部角度β6在10-179°之间。
9.根据权利要求1所述的微波辐射水膜式饮用水消毒系统，其特征在于，所述待消毒水储水间下部圆形竖直入水口与所述上部水膜形成板之间留有缝隙，所述缝隙在竖直方向距离h0为0.5-2cm，所述待消毒水储水间下部圆形竖直入水口内径R0在0.5-3cm之间。
10.根据权利要求1所述的微波辐射水膜式饮用水消毒系统，其特征在于，所述三根吊链与所述上部水膜形成板之间的三个结点M1，M2，M3在同一个水平面上，线段M1M2＝M2M3＝M3M1，所述三根吊链与所述壁面的三个结点N1，N2，N3在同一个水平面上，线段N1N2＝N2N3＝N3N1，所述三根斜柱与所述下部水膜形成板之间的三个结点P1，P2，P3在同一个水平面上，线段P1P2＝P2P3＝P3P1，所述三根斜柱与所述壁面的三个结点Q1，Q2，Q3在同一个水平面上，线段Q1Q2＝Q2Q3＝Q3Q1。
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